Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur geregelten Wärmeübergabe aus einem primären Dampfnetz an einen Wärmeverbraucher, dessen Vorlauf unter einem vorbe- stimmten Überdruck zugeführt wird und dessen Rück¬ lauf unter einem verhältnismäßig niedrigen Druck steht. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem dampfseitig in Abhängigkeit von dem Wärmever¬ brauch bei dem Verbraucher geregelten Wärmetauscher.

Bei der Wärmeversorgung eines Wärmeverbrauchers aus einem Dampfnetz ist es bekannt,zwischen dem Dampfnetz und dem Wärmeverbraucher einen Wärmetauscher vorzu¬ sehen, der entweder dampf- oder kondensatseitig ge- regelt ist und in dessen Sekundärkreislauf der Wär¬ meverbraucher liegt. In demSekundärkreislauf ist da¬ bei eine Pumpe erforderlich, um den nötigen Vorlauf¬ druck zu erzeugen.

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Die primärseitige, zwischen der Dampf-Zufuhrleitung und der Kondensat-Rücklaufleitung vorhandene Druck¬ differenz wird lediglich dazu benutzt, die primär¬ seitige Durchströmung des Wärmetauschers zu gewähr- leisten; sie erfordert einen entsprechenden Aufwand an Armaturen, an denen Energieverluste auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg zu weisen, d es gestattet, bei der Wärmeübe gabe aus einem pri- mären Dampfnetz an einen WäameVerbraucher den vorhan¬ denen Dampfdruck des Dam fnetzes auszunutzen, um da¬ mit Treibenergie für den Vorlauf des Wärmeverbrauche zu gewinnen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß der¬ art vorgegangen, daß der in Abhängigkeit von dem Wärmeverbrauch bei dem Verbraucher aus dem Dampfnetz entnommene Dampf durch Wärmeentzug mittels eines Sekundärmediums, unter Aufrechterhaltung eines vorbe stimmten Überdruckes gegenüber dem Vorlaufdruck des ^* Wärmeverbrauchers, bis zur Kondensation abgekühlt un der Überdruck in einer Strahlpumpe sodann unter Er¬ zeugung einer entsprechenden Treibenergie für den Vorlauf auf den Vorlaufdruck des Wärmeverbrauchers abgebaut wird und dabei dem Vorlauf bei der Aus- kühlung des Dampfes aufgeheiztes Sekundärmedium zuge mischt wird.

Das kalte Sekundärmedium kann dabei zweckmäßigerweis von dem ausgekühlten Rücklauf. es Wärmeverbrauchers abgezweigt werden.

Bei diesem Verfahren wird der Dampfdruck des Dampf- netzes unmittelbar zur Erzeugung von Treibenergie

für den Vorlauf des Wärmeverbrauchers ausgenutzt, so daß auf eine eigene elektrische Umwälzpumpe für den Wärmeverbraucher entweder verzichtet oder, falls eine solche im Hinblick auf den Anlagenwiderstand er- forderlich sein sollte, diese für wesentlich kleinere Leistung ausgelegt werden kann.

Die eingangs genannte, zur Durchführung dieses Ver¬ fahrens bestimmte Vorrichtung ist gemäß weiterer Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der über ein Regelventil an das Dampfnetz angeschlossene und den zugeführten Dampf bis zur Kondensation auskühlende Wärmetauscher kondensatseitig mit der Treibdüse einer in der Vorlaufleitung des Wärmeverbrauchers liegenden Strahlpumpe verbunden ist, deren Treibdüse mit dem unter einem vorbestimmten Überdruck stehenden Kondensat beaufschlagt ist, wobei die Strahlpumpe saugseitig in einem Sekundärkreislauf des Wärmetau¬ schers liegt, in dem von dem Dampf aufgeheiztes Se- kundärmedium fließt, das über die Strahlpumpe in vorbestimmtem Anteil dem Vorlauf des Wärmeverbrau¬ chers zumischbar ist.

Die Anordnung ist zweckmäßigerweise derart getroffen, daß der Sekundärkreislauf des Wärmetauschers von der über entsprechende Regeleinrichtungen unmittelbar an die Kondensatzleitung des Dampfnetzes angeschlossenen Rücklaufleitung ^* des Wärmeverbrauchers abzweigt.

Die Strahlpumpe ist mit dem Vorteil regelbar ausge¬ bildet, um eine Anpassung an die Bedingungen des Wärmetauschers zu ermöglichen.

Falls, wie erwähnt, die von der Strahlpumpe erzeugte Treibenergie nicht ^' ausreicht, kann in der Vorlauf-

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leitung des Wärmeverbrauchers strömungsmäßig hinter der Strahlpumpe eine zusätzliche Drucker¬ höhungspumpe liegen. Diese Druckerhöhungspumpe braucht jedoch lediglich für einen Teildruck aus¬ gelegt werden; sie kann auch lediglich zeitweise wirksam sein, indem sie beispielsweise über einen Differenzdruckschalter zeitweilig außer Betrieb gesetzt wird, womit elektrische Energie einge¬ spart wird.

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In der Rücklaufleitung des Wärmeverbrauchers lieg mit Vorteil strömungsmäßig hinter dem Abzweig des Sekundärkreislaufes des Wärmetauschers ein Druckhalteventil, das ein Leerlaufen der Anlage 15 verhindert.

.Der Dampfdruck sorgt für die Aufrechterhaltung des Mindestdrucks in der ganzen Anlage, wobei die von Temperaturschwankungen herrührenden Volumen-

20 änderungen von dem Dampfdruck in Verbindung mit dem Druckhalte entil ausgeglichen werden. Damit erübrigen sich die Anordnung eines Volumenaus¬ gleichbehälters oder die sonst notwendigen oder sehr aufwendigen Druckhalteeinrichtungen. Gleich-

25 zeitig werden Ausdampftongen im Wasserkreislauf vermieden.

Der Wärmetauscher kann zusätzlich einen Brauch- wassererwärmer enthalten. Auch kann die Anordnung 30 derart getroffen sein, daß der Wärmetauscher im Bereiche des Sekundärmediumeintritts zusätzlich an eine Entwässerungsleitung des Dampfnetzes an¬ geschlossen ist. Damit kann noch der Wärmeinhalt des sonst über die Entwässerungsleitung ab-

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strömenden Kondensates ausgenutzt werden.

Konstruktiv kann der Wärmetauscher mit Vorteil der¬ art ausgebildet sein, daß er wenigstens eine dampf¬ gespeiste, ausgangsseitig an die Treibdüse ange¬ schlossene Rohrschlange enthält, während die Fang- düse der Strahlpumpe unmittelbar an einen ent¬ sprechenden Anschlußstutzen des Wärmetauscherkopfes angeschlossen ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen¬ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen je¬ weils in schematischer Darstellung:

Figur 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zur geregelten Wärmeübergabe aus einem pri¬ mären Dampfnetz an einen Wärmeverbraucher,

Figur 2 den Wärmetauscher der Vorrichtung nach Figur 1 im Ausschnitt und in einer abge- wandelten Ausführungsform, und

Figur 3 den Wärmetauscher der Vorrichtung nach Figur 1 in einer anderen Ausführungsform im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht.

In Figur 1 ist eine Dampf-Wasser-Heizanlage ver¬ anschaulicht, die dazu dient, aus einem primären Dampfnetz 010 Wärme an einen bei 2 dargestellten Wärmeverbraucher zu übergeben. Der Wärmeverbraucher kann je nach der Ausbildung der Anlage als Heizungs Lüftungs-, Klima-, Produktions- oder Brauchwasser¬ bereitungsanlage von Heizkörpern oder -registern, Heizeinrichtungen und dergl. gebildet sein.

Die Anlage weist einen Wärmetauscher 3 auf, der über ein Mehrzweckregelventil 4 und eine Dampfzufuhr¬ leitung 01 an das Dampfnetz 010 angeschlossen ist. Der Wärmetauscher 3 enthält ein mit dem Dampf gespei- stes Rohrschlangenbündel 5, das bei 6 mit der Treib¬ düse 7 einer Strahlpumpe 8 verbunden ist, die unmit¬ telbar an den Wärmetauscher 3 angeflanscht ist. Die Strahlpumpe 8 liegt in der Vorlaufleitung 04 des Wärmeverbrauchers 2, dessen Rücklaufleitung 02 an die Kondensatrückführleitung 01.2 angeschlossen ist. In der dem Wärmeverbraucher 2 zugeordneten Vorlauf— leitung 04 und in der Rücklaufleitung 02 liegen je¬ weils ein Absperrventil 10 bzw. 11. Von der Rücklauf¬ leitung 02 zweigt eine Leitung 12 ab, über die ausge- kühltes Kondensat in einem Sekundärkreislauf in den Wärmetauscher 3 rückgeführt und dort im Gegenstrom zu dem Dampf erwärmt wird. Dieses so erwärmte Se¬ kundärmedium wird sodann über eine Leitung 13, die an den Saugsfatzen 14 der Strahlpumpe 8 angeschlossen ist, abgesaugt und dem Vorlauf des Wärmeverbrauchers 2 in vorbestimmter Menge zugemischt.

Das Mehrzweckregelventil 4 überwacht über einen Druck fühler 15 den Dampfdruck vor dem Wärmetauscher 3 und über eine Impulsleitung 16 den Kondensatdruck in der Rücklaufleitung 02. Außerdem findet über einen in der Vorlaufleitung 04 liegenden .Temperaturfühler 17 eine Überwachung der Vorlauftemperatur des Wärmeverbrau¬ chers 2 statt, wobei dem Temperaturfühler 17 ein Sicherheitsthermostat 180 vorgeschaltet ist, bei dessen Ansprechen die Dampfzufuhr zu dem Wärmetau¬ scher 3 abgesperrt wird.

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In der Rücklaufleitung 02 liegt ein Druckhalteventil 18, das strömungsmäßig hinter dem Abzweig der Leitung 12 angeordnet ist und das über einen Druckfühler 19 den Druck in der Rücklaufleitung 02 auf einem vorbe- stimmten Wert hält. Es verhindert gleichzeitig ein Leerlaufen der Anlage, wenn der Druck im Kondensat¬ netz 012 zusammenbrechen sollte. Ein in der Dampf¬ zufuhrleitung 01 liegender Niveaubegrenzer 20 über¬ wacht die Kondensatanstauhöhe in dem Wärmetauscher 3 und gibt bei der Überschreitung eines eingestellten Grenzniveaus -auf das- Ventil.18 einen kurzen Öffnungs- i puls, und zwar auch dann, wenn keine Wärmeleistung abgenommen wird. Damit ist die Entwässerung der Dampfleitung 01 stets gesichert.

Dampf strömt über die Dampfzufuhrleitung 01 in das Rohrbündel 5 des Wärmetauschers 3 ein, wobei das Mehr¬ zweckregelventil 4 entsprechend der bei 17 gemessenen Temperatur in der Vorlaufleitung 04 die Dampfzufuhr regelt. Das Rohrbündel 5 ist derart bemessen und auf¬ gebaut, daß in ihm das Wärmegefälle des Dampfes ab¬ gebaut wird, so daß der Dampf am Rohrbündelende ge¬ rade vollständig kondensiert ist, ohne daß ein unzu¬ lässig hoher Druckabfall entsteht. Bei 6, d.h. am Eintritt der Treibdüse 7 der Strahlpumpe 8 herrscht ein bestimmter Überdruck, der derart bemessen ist, daß er für den Betrieb der Strahlpumpe 8 ausreicht, die daraus Treibenergie für den Vorlauf zu dem Wärmeverbraucher 2 erzeugt.

Die Wärme wird dem Dampf durch das das Rohrschlangen- bündel 5 im Gegenst∑O umspülende, über die Leitung 12 von der Rücklaufleitung 02 abgezweigte ausgekühlte Heizmedium entzogen, das dabei aufgeheizt wird und das schließlich, wie bereits erwähnt, über die Leitung

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13 und die Strahlpumpe 8 dem Vorlauf des Wärmever¬ brauchers 2 zugemischt wird.

Für den Fall, daß die von der Strahlpumpe 8 erzeugte Treibenergie nicht ausreicht, kann in der Vorlauf¬ leitung 04 eine zusätzliche, bei 21 gestrichelt an¬ gedeutete Druckerhöhungspumpe vorgesehen sein, die lediglich auf den noch erforderlichen Teildruck aus¬ gelegt werden muß. Die Druckerhöhungspumpe 21 kann über einen Differenzdruckschalter, der auf die an de Wärmeverbraucher 2 auftretende Druckdifferenz an¬ spricht, zeitweise außer Betrieb gesetzt werden, so daß elektrische Energie gespart wird.

Durch den Dampfdruck wird im Zusammenwirken mit dem Druckhalteventil 18 der Mindestdruck in der Anlage daύerrdaufrecht erhalten, womit Ausdampfungen im Wasserkreislauf, dh. in der Vorlaufleitung 04 und in der Rücklaufleitung 02, sowie in den Leitungen 12, 13 u _n d in dem Wärmetauscher 3, verhindert werden.

Die von Temperaturschwankungen herrührenden Volumen¬ änderungen des Heizmediums werden mit dem Dampfdruck im Zusammenwirken mit dem Druckhalteventil 18 ausge¬ glichen, so daß sich eigene Volumenausgleichsbehälte oder sonstige aufwendige Druckhalteeinrich-ungen er¬ übrigen.

In den Wärmetauscher 2 kann in der aus Figur 2 er¬ sichtlichen Weise zusätzlich noch ein Warmwasserbe- reiter 23 eingebaut sein, der über Leitungen 24, 25 in einem eigenen, nicht weiter dargestellten Warm¬ wasserkreislauf liegt*.

In Figur 3 ist eine abgewandelte konstruktive Aus¬ bildung des Wärmetauschers 3 veranschaulicht: Das Rohrschlangenbündel 50 ist korb- oder schirm¬ artig aus einerAnzahl koaxial zueinander ange- ordneter, kreisringförmiger Rohrschlangen aufgebaut, die an ein Kondensatrohr 52 angeschlossen sind, das unmittelbar in die Treibdüse 7 mündet. Der dem Dampfeintritt zugeordnete Kopf 53 des Wärmetau¬ schers 3 ist mit einem zu dem Kondensatrohr 52 koaxialen Anschlußstutzeα . 54 ausgebildet, der eine im wesentlichen kegelstum fförmige Gestalt aufweist und über einen Rohrkrümmer 56 unmittelbar mit der bei 57 angeflanschten Fangdüse 58 der Strahlpumpe 8 verbunden ist.

- In dem anderen Kopf 60 des Wärmetauschers 3 ist ein Anschlußstutzen 61 für eine bei 62 angedeutete Entr wässerungsleitung des Dampfnetzes 010 eingefügt, an den eine in dem Kopf 60 untergebrachte Rohrschlange 63 angeschlossen ist. Über die Leitung 62 wird von der Entwässerung des Dampfnetzes herrührendes Kon¬ densat in denSekundarkreislauf des Wärmetauschers 3 eingeführt, -wodurch sich eine zusätzliche Wärme¬ rückgewinnung ergibt. Die Rohrschlange 63 dient da- zu, unerwünschte Geräusch- und Vibrationser- scheinungen beim Einleiten des von dem Dampfnetz stammenden Kondensates zu verhüten.

Die Ausbildung des Wärmetauschers 3 nach Figur 3 ist speziell für die in Figur 1 veranschaulichte Anlage geschaffen; der Wärmetauscher bildet mit der Strahlpumpe 8 eine konstruktive Einheit, wobei der die Strahlpumpe 8 tragende Kopf 53 derart gestaltet ist, daß eine möglichst verlust- und geräuschlose

Zufuhr des erwärmten Heizmediums zu der Strahlpumpe 8 gewährleistet ist. Die in Figur 1 dargestellte Leitung 13 entfällt, womit sich eine wesentliche Vereinfachung ergibt.

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