DE229132C - - Google Patents

Description

KAI

HES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 229132 KLASSE 36 c. GRUPPE

CASIMIR OBRgBOWICZ in WARSCHAU. Generelle Temperaturregelung bei Dampfheizungen. Patentiert im Deutschen Reiche vom I.Oktober 1909 ab.

Automatische Wärmeregler, in denen der Luftdruck auf Membranen, Kolben o. dgl. einwirkt, welche den Dampfzufluß zum Heizkörper steuern, und automatische Wärme'S regler, durch welche Druckluft in die Heizkörper eingelassen wird, um den Dampfzufluß zu ver-ringern, sind bekannt, doch wird in denselben bisher nur ein etwa konstanter Luftdruck angewendet, auch wirkt dieser Luft-¹ druck nicht stetig, sondern mit Unterbrechungen, indem ein Thermostat den Druckluftzufluß bald öffnet, bald wieder sperrt, den Luftauslaß bald öffnet, bald wieder schließt, oder gar ein Absaugen der überschüssigen

!5 Luft einleitet. In den Luftleitungen sind hier automatisch betätigte Absperrvorrichtungen unumgänglich notwendig, auch wird hier nur eine örtliche Temperaturregelung, d. h. im allgemeinen nur die Regelung in dem Räume, in welchem der Thermostat aufgestellt ist, erzielt.

Die vorliegende Erfindung soll dagegen eine generelle Temperaturregelung, ja sogar eine Fernregelung der Temperatur in Dampfheizungen und in Dampf-Warmwasserheizungen ermöglichen, indem, an der Wärmeabgabestelle dem Dampfdruck der Druck der von der Zentralstelle her hingeleiteten Druckluft derart entgegengestellt wird, daß durch eine entsprechende Änderung des Druckes jener Druckluft in der Zentralstelle die bezweckten Änderungen der Dampfzuflüsse, somit auch der Wärmeabgaben, in allen mit jener Zentralstelle verbundenen Wärmeabgabestellen bewirkt werden. Bei der darauffolgenden Konstanthaltung des Luftdruckes werden auch die Dampfzuflußmengen konstant bleiben, und zwar so lange, als der Luftdruck in der Zentralstelle nicht wieder geändert wird, was erst bei eintretender Änderung des Wärmebedarfes nötig ist.

Von den zahlreichen Ausführungsformen dieser neuen Temperaturregelung sind in Fig. ι und 2 zwei Beispiele dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Regelungsvorrichtung an einem Zimmerheizkörper, bei. welcher der Luftdruck eine Membran betätigt.

Fig. 2 zeigt eine ebenso betätigte Regelungsvorrichtung an einem Warmwasserkessel, welcher durch eine Dampfschlange beheizt wird.

Bei der neuen Art der Temperaturregelung wird an der Zentralstelle ein Luftbehälter aufgestellt, in welchem der Luftdruck in gewissen Grenzen beliebig geändert werden kann, und wird dieser Luftdruck dem jeweiligen Wärmebedarf entsprechend eingestellt. Selbstverständlich kann der Druckluftbehälter entbehrt werden, wenn statt dessen der Druck im Luftdrucknetz durch andere bekannte Mittel, z. B. Luftpumpe, in entsprechender Höhe aufrechterhalten wird. Auch kann die Druckluft durch andere Gase, z. B. durch sauerstoffreie Verbrennungsprodukte, ersetzt werden, um das Rosten der Leitungen zu verringern. Ferner kann der Druck der Druckluft einen Überdruck oder einen Unterdruck gegen den Atmosphärendruck darstellen. Schließlich kann die Einstellung des dem jeweiligen Wärmebedarf entsprechenden Luftdruckes in der Zentral-

stelle, sei es von Hand, sei es automatisch, durch Thermostaten o. dgl., ev. auch aus der Ferne her, bewerkstelligt werden.

Von dem erwähnten zentralen Luftbehälter oder von der Vorrichtung, welche ihn ersetzt, wird nun die Druckluft nach den Wärmeabgabestellen hingeleitet, um dort die Wärmeregelungstätigkeit zu verrichten.

Alle Heizkörper, welche infolge Benutzungsart der Räume oder mit Bezug auf Himmelsrichtung ähnlichen Schwankungen in ihrer Wärmeabgabe unterliegen, werden zu einem Regelungssystem vereinigt, so daß für die Heizung eines Gebäudes ein oder mehrere derartige Regelungssysteme angeordnet werden, aber auch umgekehrt mehrere Gebäude durch ein gemeinschaftliches Regelungssystem bedient werden können. Alle Wärmeabgabestellen eines jeden solchen Regelungssystems werden mit dem zugehörigen zentralen Druckluftbehälter verbunden, wobei unter geeigneten Umständen die Kondensleitung der Dampfheizung als Druckluftleitung mitbenutzt werden kann; andernfalls ist von dem zentralen Druckluftbehälter nach den einzelnen Wärmeabgabestellen ein besonderes Druckluftleitungsnetz anzuordnen.

Der an die Wärmeabgabestelle hingeleitete Luftdruck kann nun dem Dampfdruck in verschiedener Weise derart entgegengestellt werden, daß die gewünschte generelle Regelung der Wärmeabgabe erzielt werde.

In der einfachsten Art dieser Wärmeregelung wird die Druckluft (unter eventueller Zuhilfenahme des Kondensleitungsnetzes als Luftleitungsnetz) in die Heizkörper direkt eingeführt. Es stellt sich alsdann der Luftdruck direkt dem Dampfdruck des in den Heizkörper einströmenden Dampfes entgegen.

Wird nun (bei gleichbleibendem Dampfdruck im Vorlauf des Heizkörpers und bei gleichbleibender Größe der Dampfzuströmungsöffnung nach dem Heizkörper) in dem zentralen Luftbehälter der Luftdruck vergrößert, so stellt sich dem in den Heizkörper einströmenden Dampf ein größerer Gegendruck entgegen, daher wird die Dampfzuflußmenge, somit auch die Wärmeabgabe, verringert. Umgekehrt wird eine Verminderung des Luftdruckes im Zentralbehälter eine Vergrößerung des Dampfzuflusses und somit auch der Wärmeabgabe nach sich ziehen.

Um den Dampfdruck im Vorlauf des Heizkörpers tunlichst konstant zu erhalten, kann ein jeder Heizkörper für sich oder auch geeignete Heizkörpergruppen mit je einem Druckminderer versehen werden. Da es sich hierbei meist um sehr geringe Dampfdrücke handeln wird,, so wäre z. B. folgende, prinzipiell bekannte, einfache und zuverlässig wirkende Anordnung dieser Druckminderer angezeigt. Die Absperr- (oder Drosselvorrichtung (ζ. B. die Kegel nebst Spindel eines Doppelsitzventils), welche den Dampf von unverminderter Spannung absperrt bzw. drosselt, ist fest mit einer Membran verbunden, so daß sie die Bewegungen dieser Membran mitmachen muß. Auf die innere Flache der Membran wirkt der verminderte Dampfdruck, auf deren äußere Fläche dagegen der Druck der Atmosphäre ein. Außerdem wird aber die Membran noch belastet durch das Eigengewicht der Absperrvorrichtung selbst sowie eventuell durch Zusatzgewichte, Feder- oder Flüssigkeitsdrücke, welche derart bemessen werden, daß der gewünschte verminderte Dampfüberdruck erhalten wird.

Soll die Druckluft nicht in den Heizkörper eingeführt werden, sondern mittelbar dem Dampfdruck entgegengestellt werden, so kann sie auf Membranen (Kolben, Trennflüssigkeiten o. dgl.) einwirken, welche in bekannter Art den Dampfzufluß nach dem Heizkörper steuern. Hierbei wären zwei Hauptanordnungen zu unterscheiden : Bei tunlichst konstantem Druck in der Kondensleitung (z. B. bei Atmosphärendruck) wird der Dampfdruck im Vorlauf des Heizkörpers etwa in der vorbeschriebenen Weise konstant erhalten, alsdann würde der sich ändernde Druck .der Druckluft auf eine Membran o. dgl. einwirken müssen, deren Bewegung die Dampfzuflußöffnung zum Heizkörper verengt bzw. erweitert. Oder bei ebenfalls konstantem Druck in der Kondensleifung wird die Membran o. dgl. an dem Dampfdruckminderer selbst durch den sich ändernden Druck der Druckluft derart zusätzlich be- oder entlastet, daß der verminderte Dampfdruck entsprechend geändert wird, die Dampfzuflußöffnung aber in ihrer Größe ungeändert bleibt. In diesen beiden Anordnungen wird die Änderung des Luftdruckes im Zentralbehälter eine entsprechende Änderung der Dampf zuflußmenge und somit auch der Wärmeabgabe der Heizkörper nach sich ziehen. Schließlich könnte auch eine Kombination jener beiden Hauptanordnungen zusammen zur Ausführung kommen.

In Fig. ι ist ein Beispiel einer solchen Ausführung dargestellt. Der Radiator α mit dem üblichen Regulierventil a' ist in Ansicht, die übrigen Teile aber sind im Schnitt dargestellt. Der Dampf tritt aus dem Rohr d in ein Doppelsitzventil ein, dessen Gehäuse mit c, das eigentliche Ventil mit b und dessen Spindel mit e bezeichnet sind. Diese Spindel ist mit der Membran / fest verbunden, welche oben durch den gewölbten Deckel g abgedichtet ist. Das Druckluftrohr / leitet nun die Druckluft in den Zwischenraum zwischen der Membran / und dem Deckel g. Wird der Druck der Druckluft vergrößert, so drückt er die Membran

Claims (4)

tiefer herunter, öffnet also das Ventil weiter j auf. Infolgedessen strömt mehr Dampf durch j das Ventil in den Raum des Ventilgehäuses ein, der Dampfdruck darin wird größer, und zwar so groß, daß er dem vergrößerten Luftdruck wieder das Gleichgewicht hält. Eine Vergrößerung des Luftdruckes vergrößert somit den Dampfdruck vor dem Regulierventil af. Bei unveränderlicher Einstellung dieses ίο Regulierventils, d. h. bei gleichbleibender Größe seines freien Durchflußquerschnittes, Avird somit nach dem Radiator jetzt mehr Dampf strömen. Diese Regelung wirkt noch genauer, wenn der, Druck im Rücklauf netz konstant bleibt, also wenn er z. B. gleich dem Atmosphärendruck ist. Selbstverständlich ist durch die vorbeschriebenen generellen Wärmeregelungen eine zusätzliche örtliche Regelung der Heizkörper nicht ausgeschlossen. Sie kann entweder durch Einstellung besonderer Drosselvorrichtungen oder auch durch Einstellung zusätzlicher Belastungen (z. B. Anspannen einer Feder), welche auf entsprechende Konstruktionsteile der für die generelle Regelung angeordneten Regelvorrichtungen wirken, erzielt werden. Alle vorbeschriebenen Regelungsarten eignen sich für gewöhnliche Dampfheizkörper, welche außen von Luft von nahezu konstanter Temperatur (Zimmertemperatur) umgeben sind. Anders wird sich die Regelung gestalten müssen, wenn der Dampfheizkörper, z. B. eine Dampfschlange, von Wasser umgeben ist, welches bei seiner allmählichen Anwärmung die Temperatur in weiten Grenzen ändert, also z. B. bei Dampf - Warmwasserheizungen. Um auch in diesem Falle vermittels des sich ändernden Luftdruckes von einer Zentralstelle aus die Temperatur der einzelnen Warmwasserkessel einzustellen, muß ein etwas abweichendes A^erfahren angewendet werden. Der Warmwasserkessel wird in bekannter Weise mit einem Temperaturregler bekannter Art ausgestattet, welcher beim Eintritt eines bestimmten Maximums der Wassertemperatur den Dampfzufluß schließt. Wird nun durch den Luftdruck aus dem Zentralbehälter auf eine Membran o. dgl. ein Druck ausgeübt und dieser Druck entweder direkt auf die Absperrvorrichtung des Dampfzuflusses oder auch auf einen der steuernden Teile des Temperaturreglers übertragen, so wird dieser zusätzliche Druck diejenige Wassertemperatur entsprechend verschieben, bei welcher der Tempelaturregler den Dampfzufluß schließt. Jede Änderung des Luftdruckes im Zentralbehälter wird also eine entsprechende Verschiebung jener Wassertemperatur bewirken. Somit werden solche entsprechend bemessene Änderungen des Luftdruckes im Zentralbehälter eine zentrale Fernregelung· aller solcher Warmwasserkessel (oder auch die gesonderte Fernregelung jedes einzelnen solchen Kessels, sofern er seinen besonderen Luftbehälter nebst Luftleitung erhält) ermöglichen. In Fig. 2 ist ein Beispiel einer solchen Anordnung im Schnitt dargestellt. Würden darin die Teile u, v, w und Z, welche der neuen Erfindung angehören, fortgelassen werden, so würde die Figur die allgemein bekannte An-Ordnung zur Begrenzung der Höchsttemperatur im DampfwasserkesseH darstellen. Aus dem Kessel i steigt nämlich das Umlaufwasser, welches durch das Rücklaufrohr r eingetreten ist, nachdem es sich an der Dampfschlange k, k erwärmt hat, durch das Steigerohr / empor. In der Erweiterung η dieses Rohres / ist ein geschlossenes Gefäß 0 eingebaut, welches durch das Rohr p mit dem Raum zwischen der Membran m und ihrem gewölbten Deckel q verbunden ist. Dieser Raum sowie das Rohr p und das Gefäß ο sind mit Wasser gefüllt. Im Oberteil des Gefäßes 0 herrscht ein der Wassersäule h entsprechender Unterdruck (im Vergleich zur Atmosphäre), daher wird das Wasser hier bei einer unter ioo° liegenden Temperatur sieden, und zwar bei einer desto niedrigeren Temperatur, je größer h gewählt \vorden ist. Überschreitet das dem Kessel entströmende Umlaufwasser diese Grenztemperatur, so fängt das Wrasser im Gefäß 0 an zu sieden. Der Druck des entstehenden Dampfes lastet auf der Wasseroberfläche in 0, pflanzt sich durch das Rohr p nach der Membran m fort und belastet dieselbe zusätzlich, so daß die Membran in sich senkt, und mit ihr senkt sich gleichzeitig die Spindel s, welche mit der Membran m fest verbunden und durch die Stopfbüchse y hindurchgeführt ist und an ihrem unteren Ende das Doppelsitzventil t trägt. Dieses Ventil setzt sich somit auf seine beiden Sitze und schließt den Dampfzufluß von dem Dampfzuleitungsrohr d nach der Ventilkammer x, somit auch nach der Heizschlange k, so daß einem weiteren Steigen der Wassertemperatur im Kessel i vorgebeugt wird. Wird nun zu dieser allgemein bekannten Anordnung das Gehäuse ν mit dem in der Mitte durchlochten Boden w und mit einer zweiten, gTÖßeren Membran u, welche ebenfalls mit der Spindel 5 fest verbunden ist, hinzugefügt, und wird der Raum im Gehäuse v. vermittels des Rohres / an den zentralen Luftbehälter angeschlossen, so wirkt die Vorrichtung in der vorbeschriebenen Weise weiter, solange im zentralen Luftbehälter weder ein Überdruck noch ein Unterdruck herrscht, d. h. solange der Luftdruck im Behälter gleich ist dem Druck der Atmosphäre, weil alsdann die zusätzliche Membran u beiderseitig gleichbelastet ist und somit an der vorbeschriebenen Wirkung der ganzen Vorrichtung" nichts zu ändern vermag. Wird aber im zentralen Luftbehälter ein Überdruck hervorgebracht, so pflanzt er sich durch die Luftleitung und durch das Rohr / nach dem Gehäuse ν fort und drückt hier auf beide Membranen m und u. Da nun die Membran u größer ist als m, so entsteht eine nach unten gerichtete resultierende Zusatzkraft, welche die Spindel ί mit dem Ventil t schon bei einer niedrigeren Temperatur des Ke?selwassers (als im vorbeschriebenen Falle) herabdrückt und den Dampfzufluß schließt. Je höher der Luftüberdruck im Luftbehälter eingestellt wird, bei desto niedrigerer Wassertemperatur im Kessel wird der Dampfzufluß geschlossen. Ein Unterdruck im Luftbehälter würde umgekehrt eine Erhöhung der Temperatur des Kesselwassers nach sich ziehen. Würde die Membran u kleiner als die Membran 111 sein, so würde umgekehrt ein Unterdruck im Luftbehälter eine Erniedrigung, ein Überdruck darin aber eine Erhöhung der Temperatur des Kesselwassers zur Folge haben. Um diese Regelung noch feiner zu gestalten, empfiehlt es sich, in der Konde.nsleitung ζ einen annähernd konstanten Druck, z. B. Atmosphärendruck, durch bekannte Mittel aufrechtzuerhalten. Was nun schließlich die Zentralluftbehälter anbetrifft, so können dieselben als gewöhnliche, geschlossene Behälter ausgeführt werden, in welche Luft durch Luftpumpen bekannter Art eingepreßt wird, und in welchen der jeweilig erwünschte Luftdruck durch entsprechend einzustellende Regler bekannter Art eingehalten wird. Es können aber auch, namentlich wenn es sich um geringe Überdrücke handelt, unten offene, im Wasser (nach Art der Gasbehälter) schwimmende, glockenförmige Luftbehälter bekannter Art Anwendung finden, in welchen der Luftdruck durch einfache Belastung oder Entlastung (durch Gewichte, Wasserballast ο. dgl.) der schwimmenden Glocke geändert werden kann und welchen nach Bedarf Frischluft in bekannter Art zugeführt bzw. die überschüssige Luft herausgelassen wird. Patent-Ansprüche:

1. Generelle Temperaturregelung bei 5c Dampfheizungen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dampfdruck an den Wärmeabgabestellen ein in der Zentralstelle dem je- ■ weiligen Wärmebedarf entsprechend eingestellter und nach den Wärmeabgabestellen hingeleiteter Luftdruck entgegengestellt wird.

2. Generelle Temperaturregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Zentralstelle zu den Wärmeabgabestellen hingeleitete Druckluft direkt in die Heizkörper eingeführt wird, wobei ev. der Dampfdruck in der Dampfzuleitung zu den Heizkörpern durch bekannte Mittel (z. B. Dampfdruckminderer) konstant gehalten wird.

3. Generelle Temperaturregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Zentralstelle entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf eingestellte und nach den Wärmeabgabestellen hingeleitete Luftdruck an den Wärmeabgabestellen auf Membranen, Kolben, Trennflüssigkeiten

o. dgl. einwirkt, welche in bekannter Art den Dampfzufluß zu den Heizkörpern steuern und welche außerdem in bekannter Art durch anderweitige Drücke (wie Dampfdruck, Atmosphärendruck, Gewichtsdruck, Federdruck oder Flüssigkeitsdruck u. dgl.) belastet sind.

4. Generelle Temperaturregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in derselben Wärmeabgabestelle die Regelungen nach Anspruch 2 und 3 entweder gleichzeitig oder auch nacheinanderfolgend zur Wirkung gelangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.