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Dampfheizungsanlage Es ist bekannt, in Dampfheizungsanlagen den Umlauf
des Heizmittels durch eine auf die Kondensleitung wirkende Saugpumpe hervorzubringen
und dabei durch einen Regler einen bestimmten einstellbaren Druckunterschied zwischen
der Dampfleitung und der Kondensleitung aufrechtzuerhalten. Ferner hat man dabei
in der Hauptdampfleitung ein Absperr- und Drosselventil angeordnet, mittels dessen
der Dampfzufluß verstellt werden kann. In solchen Anlagen ist der von der Stellung
des Drosselventils, der Dampfkondensation in den Heizkörpern und der Wirkung der
Saugpumpe abhängende Druckverlauf ein sehr unbestimmter. Die Wirkung der Saugpumpe
erstreckt sich durch die Heizkörper hindurch bis in das Hauptdampfrohr hinein in.
wenig kontrollierbarer Weise, und es ist nicht ohne weiteres möglich, in den Heizkörpern-
den Dampf auf einem bestimmten, für die gewünschte Heizwirkung erforderlichen Druck
zu halten. Ferner ist auch keine Gewähr dafür geboten, daß die Heizkörper, wie es
für einen einwandfreien Heizbetrieb erforderlich ist, mit Dampf gefüllt gehalten
werden, ohne daß Dampf bis in die Kondensleitung gesaugt wird, wodurch der Dampf
einerseits nicht voll durch Kondensation in den Heizkörpern ausgenutzt wird und
andererseits, wenn er bis zur Pumpe vordringt, die Wirkung dieser stört.
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Erfindungsgemäß wird nun ein in jeder Beziehung völlig einwandfreier
Heizbetrieb dadurch ermöglicht, daß der Druck in den Heizkörpern durch ein zwischen
ihnen und dem Dampferzeuger angeordnetes Druckminderventil oder durch Einwirkung
auf die Dampferzeugung geregelt wird und daß an den Heizkörperauslässen an sich
bekannte, nur Kondensat und nicht kondensierbare Gase durchlassende Ableiter angeordnet
werden. Man erhält auf diese Weise auf der Dampfseite einen durch das Druckminderventil
oder die geregelte Dampferzeugung erzeugten bestimmten Druck und auf der Kondensatseite
einen durch die Einwirkung des Druckunterschiedsreglers auf die Saugpumpe bestimmten
Unterdruck, der um den gewünschten Druckunterschied unter dem Zuflußdruck liegt.
Es findet also bei den Ableitern der Heizkörper ein scharfer Druckabfall statt.
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Durch die Ableiter an den Heizkörpern werden diese überdies stets
vollständig mit Dampf gefüllt gehalten, ohne daß andererseits Dampf aus ihnen abgesaugt
werden kann. Kondensat und nicht kondensierbare Gase werden in dem Maße, wie sie
anfallen, durch die Ableiter hindurch von dem tiefen .
Unterdruck
in der Abflußleitung abgesaugt, während der Durchtritt sofort versperrt wird, wenn
Dampf bis zum Ableiter gelangt: Dabei wird gleichzeitig durch das Druckminderventil,
das den Dampfdruck in den Heizkörpern unabhängig von Schwankungen des Druckes im
Dampferzeuger macht, bzw. durch Regelung der Dampferzeugung der obere Betriebsdruck
konstant gehalten.
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Alle diese Umstände ermöglichen eine genaue Regelung der Wärmeabgabe
unter vollständiger Ausnutzung der latenten Wärme des Dampfes.
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Wünscht man eine stärkere oder schwächere Wärmeerzeugung, so stellt
man nur das Druckminderventil oder die Dampferzeugungsregelung auf höheren oder
niedrigeren Druck ein, womit auch die Temperatur in den Heizkörpern. steigt oder
fällt. Dieser Änderung folgt natürlich der Unterdruck in der Kondensleitung, da
selbsttätig auf bestimmten Druckunterschied geregelt wird, so daß der Druckverlauf
unverändert bleibt und nur die Drucklinie im ganzen gehoben oder gesenkt wird.
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Abb. i der Zeichnung zeigt in einem mehr oder weniger schematischen
Aufriß eine bevorzugte Ausführungsform der den Gegenstand der Erfindung bildenden
Anlage.
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Abb.2 veranschaulicht in derselben Darstellungsweise ein zweites Ausführungsbeispiel.
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In Abb. i bezeichnet A den Dampferzeuger, der Dampf durch das Speiserohr
7, das Absperrventil 8, das Druckminderventil C, die Hauptzuleitung B und die Steigleitungen
14, 14' mit Ventilen 15 den Heizkörpern D zuführt. Das Kondensat und die Luft (oder
sonstige nicht kondensierbare Gase) werden aus den Heizkörpern durch thermostatische
Ableiter E, Leitungen i8, 24, Hauptrückleitung F und Siebgehäuse i9 zum Sammelbehälter
G abgeführt. Der Unterdruckerzeuger H saugt das Kondensat und die Luft an, fördert
die Luft nach außen und drückt das Wasser in den Dampferzeuger A zurüclz. Ein durch
Leitungen 48 und 47 unter dem Einfluß der Drücke in den Hauptleitungen B und F stehender
selbsttätiger Schalter J steuert den Unterdruckerzeuger H im Sinne der Aufrechterhaltung
eines bestimmten Druckunterschiedes zwischen der Hauptzuleitung B und der Hauptrückleitung
F. Der Unterdruckerzeuger steht außerdem unter dem Einfluß einer durch Schwimmer
45 betätigten Schaltvorrichtung K, die auf den Stand des im Behälter G angesammelten
Kondensats anspricht, damit das Kondensat nach Bedarf entleert wird.
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Die Membran des Druckmindgrventils C steht durch Rohr 12 unter dem
Dampfdruck in der Hauptzuleitung B an einer Stelle, die genügend weit von dem Druckminderventil
entfernt ist, um von Druckschwankungen in der Nähe des Ventils unabhängig zu sein.
Veränderliche Ausgleichsgewichte io, ii ermöglichen die willkürliche Veränderung
des geminderten Druckes, der in der Regel ein Unterdruck ist.
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Der am Auslaß eines jeden Heizkörpers D angebrachte thermostatische
Ableiter-E hält gewöhnlich den Dampf im Heizkörper zurück, gestattet jedoch den
Abfluß des angesammelten Kondenswassers und der Luft durch das Rohr 18 nach der
Hauptrückleitung F. In bekannter Weise enthält dieser thermostatische Ableiter einen
Ausdehnungskörper, der bei Berührung mit Dampf sich unter dessen Wärmewirkung ausdehnt
und das Ventil schließt, dagegen, wenn er von dem kühleren Kondenswasser umgeben
ist, sich zusammenzieht, wodurch das Ventil sich öffnet und Wasser und Luft entweichen
läßt.
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Kondenswasser und Luft, die sich im Hauptzuleitungsrohr B niederschlagen
bzw. ausscheiden, werden durch Rohr 22, Ableiter. 23 und Rohr 24 gleichfalls in
die Hauptrückleitung F geführt.
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Der Unterdruckerzeuger H besitzt einen zum Teil mit Wasser gefüllten
Behälter 25, aus dessen unterem Teil eine Pumpe 26 Wasser durch ein Rohr 27 absaugt,
um es durch einen Strahlsauger 28 und ein Rohr 29 in den oberen Teil des Behälters
25 zurückzufördern. Durch den im Strahlsauger 28 erzeugten Unterdruck werden das
Wasser und die Luft aus dem Sammelbehälter G durch ein ein Rückschlagventil 3o enthaltendes
Rohr 29' abgesaugt, um dann mit dem Wasserstrahl in den Behälter 25 zu gelangen.
Die in den Behälter 25 geförderten Gase gelangen durch ein Rohr 31 mit Rückschlagventil32
ins Freie. Ein zweiter Auslaß führt von der Schleuderpumpe 26 durch ein mittels
Schwimmers 37 im Behälter 25 und Gestänge 38 gesteuertes Ventil 34, Rohr 35 und
Rückschlagventil 36 zum Dampferzeuger A, so daß die Pumpe 26 Wasser in diesen fördert,
wenn der Flüssigkeitsstand im Behälter 25 eine bestimmte Höhe erreicht hat.
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Der die Pumpe 26 treibende Elektromotor 39 ist durch Drähte 40 mit
dem Anlasser 41 verbunden, der unter dem Einfluß von zwei Schaltern 42 und 43 steht.
Der Schalter 4-2 wird durch einen Schwimmer 45 im Sammelbehälter G so beeinflußt,
daß der Motor 39 anläuft, wenn der Flüssigkeitsstand in G eine bestimmte Höhe erreicht
hat. ' Der Schalter 43 steht unter dem Einfluß des Druckunterschiedsreglers J, der
ihn schließt und damit die Pumpe 26 in Gang setzt, wenn der Druckunterschied zwischen
den
beiden Hauptleitungen unter ein bestimmtes Mindestmaß fällt, und ihn wieder öffnet
und damit die Pumpe stillsetzt, wenn ein gewünschter maximaler Druckunterschied
.hergestellt ist.
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Beim Inbetriebsetzen der,Anlage wird nach Inbetriebnahme des Kessels
A die Absaugvorrichtung H angelassen, um einen Unterdruck in der Anlage zu erzeugen.
Hierbei ist zunächst die Anlage frei von Dampf, und die thermostatischen Wasserableiter
E stehen offen. Es herrscht kein nennenswerter Druckunterschied zwischen der Hauptzu-
und Hauptableitung, und der durch die Absaugvorrichtung H erzeugte Unterdruck erstreckt
sich durch die `Anlage rückwärts bis zu dem Druckminderventil C. Ist der Unterdruck
erreicht, für den das Druckminderventil C eingestellt ist, so öffnet sich dieses,
und der Unterdruck pflanzt sich weiter rückwärts fort und setzt den im Dampfkessel
herrschenden Druck herab, so daß rasch Dampf entwickelt .und in die Hauptzuflußleitung
und von da in die Heizkörper gesaugt wird. Sobald Dampf die Ableiter E erreicht,
schließen sich diese und bleiben so lange geschlossen, bis sich genügend Kondensat
angesammelt hat, um sie für den Abfluß des Kondensats zu öffnen. Sind die Hauptzuleitung
B und die Heizkörper D mit Dampf von dem gewünschten Mindestdruck gefüllt, so schließt
sich das Druckminderventil C, bis der Dampfdruck in B unter- den gewünschten Mindestdruck
gefallen ist. Die Absaugvorrichtung H setzt ihre Tätigkeit fort, bis der Unterdruck
in der durch die geschlossenen Ableiter E von der Hauptzuleitung B getrennten Hauptrückleitung
F so weit gesunken ist, daß der nötige Druckunterschied erreicht ist, worauf die
Steuervorrichtung J durch Öffnen des -Schalters 43 den Motor 39 stillsetzt. Sinkt
durch Kondensation in den Heizkörpern D .der Druck in ihnen und der Hauptzuleitung
B unter den Druck, für den das D@ruckminderventil C eingestellt ist, so öffnet dieses
Ventil sich wieder und läßt weiteren Dampf in die Hauptzuleitung und die Heizkörper
ein. Natürlich stellt sich bei gleichmäßiger Beanspruchung der Anlage ein Beharrungszustand
ein, bei dem das Druckminderventil C ununterbrochen einen der Kondensationsleistung
der Heizkörper entsprechenden Dampfzufluß gestattet.
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Der Übertritt von Kondensat und Luft durch die Ableiter E in die Hauptrückleitung
F erhöht ein wenig den in dieser herrschenden Druck.' Fällt dadurch schließlich
der Druckunterschied zwischen Hauptrückleitung und Hauptzuleitung unter das erforderliche
Mindestmaß, so schließt die Steuervorrichtung J den Schalter 43, und der Motor 39
setz den Unterdruckerzeuger H wieder in Tätigkeit, bis der nötige Druckunterschied
wiederhergestellt ist.
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Die für gewöhnlich auch auf der Dampfseite mit Unterdruck arbeitende
Anlage kann man auch mit Atmosphärendruck oder einem höheren Druck betreiben. Zu
diesem Zwecke wird das Druckminderventil C passend eingestellt und der Druckunterschiedsregler
H mittels eines Handschalters 49 ausgeschaltet. Der Unterdruckerzeuger H wird dann
nur noch durch den Schwimmer 45 im Behälter G gesteuert, aus dem nun die Luft durch
ein mit einem Rückschlagventil 51 ausgestattetes Rohr 5o an die Atmosphäre entweichen
kann.
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Abb. 2 zeigt eine etwas einfachere Anlage, die sich besonders für
kleinere Ausführungen, wie z. B. Eigenheimheizungen, eignet. Hier wird der Kessel
A durch eine selbsttätige Gasfeuerung 54 beheizt. Der Reglerhebel 55 dieser Feuerung
ist durch eine Kette 56 mit einem Regelmotor 57 verbunden, der durch Leitungsdrähte
58 mit einem Thermostaten 59 in dem Raum verbunden ist, dessen Temperatur geregelt
werden soll. Der Betriebsdruck wird also, statt durch ein Druckminderventil, durch
Einwirkung auf die Wärmezufuhr zum Kessel A geregelt.
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Die Hauptrückleitung F ist mit einem Rückschlagventil6o versehen und
unmittelbar mit einem Rohr 61 verbunden, das mit dem Kessel A, oberhalb und unterhalb
des Wasserspiegels verbunden ist, so daß das Kondensat in der Hauptrückleitung durch
Schwerkraftwirkung unmittelbar zum Kessel fließt, während die Luft durch einen mit
der Hauptrückleitung F verbundenen, oberhalb des Kesselwasserspiegels liegenden
Luftabscheider entweicht. Ein Entwässerungsrohr 63 führt vom Ende der Hauptzuleitung
B in die Hauptrückleitung F. Die Luft wird aus dem Entwässerungsrohr 63 durch Rohr
64 und Ableiter 65 in die Hauptrückleitung F abgelassen und durch den Luftabscheider
62 mit abgeführt.
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Bei dieser Anlage ist der Unterdruckerzeuger H von anderer Bauart
als der bei der Anlage gemäß Abb. i und dient zur Druckerniedrigung durch Absaugen
der Luft aus der Anlage. Er besteht aus einer Wasserstrahlpumpe 70, die mit Wasser
aus dem Kessel A durch ein ein Rückschlagventil69 enthaltendes Rohr 68 und einen
Behälter 66 gespeist wird. Der Antriebsmotor 74 der Pumpe 70 wird durch den D,ruckunterschiedsregler
J gesteuert, der durch Rohre i i o, i i i mit der Zufluß- und Rückflußseite der
Anlage verbunden ist. Die Pumpe saugt Luft aus der Rückflußleitung 18 durch Rohr
82 ab und drückt sie in den Behälter 66 und durch den Auslaß 94 ins Freie.
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Bei den beschriebenen Heizungsanlagen
dienen die HeizkörpereinlaBventile
15 nur zum An- und Abstellen der Heizkörper, während die Regelung der Temperatur
durch Bestimmung der Temperatur des Dampfes entweder mittels des Druckminderventils
(Abb. z) oder mittels des Feuerungsreglers (Abb.2) erfolgt.