Schemata der Heizungsstation für das Heizungssystem
Abhängige Regelungsschema mit Zweipunktventil und Pumpen in der Vorlaufleitung
Das abhängige Schema des Anschlusses der Heizungsregelstation an das Fernwärmenetz mit einem Zweipunktregelventil und Umlauf-Mischpumpen in der Vorlaufleitung des Heizsystems.
Die Regelung wird verwendet, wenn:
1 Die berechnete Temperaturkurve der Wärmequelle die berechnete Temperaturkurve des Heizsystems übersteigt (zum Beispiel 120/70 am Netzanschluss und 95/70 im Heizsystem).
2 Der Betriebsdruck in der Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes und der statische Druck im Netz übersteigen den statischen Druck des Heizsystems um mindestens 0,5 bar. Der statische Druck des Heizsystems entspricht der Höhe der Wassersäule vom Standort der Regelstation bis zum höchsten Punkt des Heizsystems. Druckeinheiten-Konverter. ermöglicht die Umrechnung der von der Wärmeversorgungsorganisation bereitgestellten Daten in andere Maßeinheiten (bar, MPa oder kgf/m²).
3 Der Druck in den Vorlauf- und Rücklaufleitungen des Fernwärmenetzes sowie der statische Druck im Netz übersteigen nicht den maximal zulässigen Druck für das Heizsystem, der durch die Festigkeit des schwächsten Elements (Heizkörper, Rohre) bestimmt wird.
4 Die Regelstation muss eine automatische qualitative Steuerung der Vorlauftemperatur entsprechend der Außentemperatur und/oder nach einem Tages- und Wochenarbeitsplan des Systems ermöglichen.
Beschreibung des Regelstationsschemas und Funktionsweise:
Die Steuerung der Regelstation erfolgt über einen programmierbaren Regler, an den der Außentemperaturfühler, der Heizwasserfühler und das Zweipunktregelventil (RV) mit elektrischem Antrieb angeschlossen sind.
Im Regler wird die Temperaturkurve des Heizsystems hinterlegt, die die Abhängigkeit der Heizwassertemperatur von der Außentemperatur, dem Wochentag und der Tageszeit darstellt. Der Regler misst die Außentemperatur, bestimmt die erforderliche Vorlauftemperatur und vergleicht diese mit der gemessenen Temperatur an Fühler t11. Bei einer Abweichung sendet der Regler ein Signal zum Schließen oder Öffnen des Regelventils in der Vorlaufleitung des Fernwärmenetzes.
Das Regelventil kann den Heizungszulauf vollständig öffnen oder schließen. Die Einspeisung von Rücklaufwasser wird auch bei vollständiger Öffnung des Ventils nicht unterbrochen, da das aus dem Fernwärmenetz zugeführte Wasser als überhitzt gilt, d.h. eine höhere Temperatur aufweist, als für das Heizsystem erforderlich ist. Im vollständig geschlossenen Zustand der Vorlaufleitung wird das gesamte Heizwasser aus der Rücklaufleitung entnommen.
Unabhängig vom Öffnungsgrad des Regelventils bleibt das Volumen des Heizungszulaufs stabil und wird durch die Charakteristik der Umwälzpumpe bestimmt, es ändern sich lediglich die Anteile der beiden gemischten Ströme - Rücklauf und Vorlauf.
Fällt die Arbeitsumwälzpumpe aus, stoppt die Zirkulation im System, daher sind in der Regelstation zwei Pumpen vorgesehen - eine Arbeits- und eine Ersatzpumpe (H1 und H2).
Die Pumpen sind über einen Schaltschrank mit folgenden Schutzstufen an das Stromnetz angeschlossen:
- Trockenlaufschutz
- Phasenausfallschutz
- Kurzschluss- und Phasenausfallschutz
- Überlastschutz
- Automatische Umschaltung auf die Ersatzpumpe bei Ausfall der Arbeitsmaschine
Am Netzanschluss ist ein Druckdifferenzregler installiert, der den Druckunterschied stabilisiert, den maximalen Durchfluss aus dem Fernwärmenetz begrenzt und eine Regelung des Ventils ermöglicht, bei der die Stößelbewegung den Durchfluss gleichmäßig verändert.
Zur Begrenzung des maximalen Durchflusses wird der Druckdifferenzwert am Regler so eingestellt, dass er dem Druckverlust am vollständig geöffneten Regelventil bei maximalem Durchfluss entspricht.
Zur Einstellung des Betriebspunkts der Pumpe in der Regelstation ist ein manueller Abgleichventil vorgesehen, das nicht erforderlich ist, wenn die Pumpen mit einem Frequenzumrichter ausgestattet sind.
Diese Regelung wird nicht nur im Neubau, sondern auch bei der Sanierung von Regelstationen durch Austausch der Aufzugsknoten verwendet.
Besonderheiten des Schemas
Im Betrieb ist der Druck in der Rücklaufleitung des Heizsystems gleich dem Druck in der Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes am Netzanschluss, und der Druck am Mischpunkt ist etwas geringer als der Rücklaufdruck des Netzes.
Auch bei vollständig geöffnetem Regelventil in der Vorlaufleitung wird dem Heizungsstrom kaltes Rücklaufwasser beigemischt.
Abhängige Regelungsschema mit Zweipunktventil, Pumpen in der Vorlaufleitung und Druckdifferenzregler
Wird verwendet, wenn der statische oder Betriebsdruck in der Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes niedriger ist als der statische Druck des Heizsystems + 0,5 bar.
Druckdifferenzregler wird installiert, um das Heizsystem vor Teil- oder Vollentleerung zu schützen.
Abhängige Regelungsschema mit Zweipunktventil und Pumpen in der Rücklaufleitung
Abhängige Regelungsschema der Heizstation mit einer witterungsgeführten Regelung auf Basis eines programmierbaren Reglers mit Zweipunktventil und Umlauf-Mischpumpen in der Rücklaufleitung.
Das Schema wird verwendet, wenn:
1 Die berechnete Temperaturkurve der Wärmequelle die berechnete Temperaturkurve des Heizsystems übersteigt.
2 Der Betriebsdruck in der Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes und der statische Druck im Netz übersteigen den statischen Druck des Heizsystems um mindestens den maximalen Pumpendruck + 0,5 bar.
3 Der Druck in den Vorlauf- und Rücklaufleitungen des Fernwärmenetzes sowie der statische Druck im Netz übersteigt nicht den maximal zulässigen Druck für das Heizsystem, der durch die Festigkeit des schwächsten Elements (Heizkörper, Rohre) bestimmt wird.
4 Die Heizstation muss eine automatische qualitative Steuerung der Vorlauftemperatur entsprechend der Außentemperatur und/oder nach einem Tages- und Wochenarbeitsplan des Systems ermöglichen.
5 Die Temperatur in der Vorlaufleitung des Heizsystems im Betriebsmodus kann die zulässige Temperatur für die Umwälzpumpe überschreiten.
Besonderheiten des Schemas
Der Druck in der Rücklaufleitung des Heizsystems wird immer niedriger sein als der Druck in der Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes am Gebäudeeingang, entsprechend der Pumpenförderhöhe im Betriebspunkt.
Der Druck in der Vorlaufleitung des Heizsystems wird etwas niedriger sein als der Druck in der Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes.
Abhängige Regelungsschema mit Dreiwegventil und Umlaufpumpen
Abhängige Regelungsschema der Heizstation mit Dreiwegventil und Umlauf-Mischpumpen in der Vorlaufleitung des Heizsystems.
Diese Regelung wird unter folgenden Bedingungen verwendet:
1 Die Betriebs-Temperaturkurve der Wärmequelle (Kesselanlage) übersteigt oder entspricht der Temperaturkurve des Heizsystems. Das Heizwerk, das nach diesem Schema angeschlossen ist, kann entweder mit einer Zumischung von Rücklaufwasser oder ohne arbeiten, d. h. das gesamte Vorlaufwasser aus dem Fernwärmenetz wird direkt in das Heizsystem eingespeist.
Zum Beispiel entspricht die berechnete Temperaturkurve des Heizsystems 90/70°C der der Wärmequelle, aber die Quelle arbeitet ständig bei einer Vorlauftemperatur von 90°C, und die Heizsystemtemperatur von 90°C ist nur bei der berechneten Außentemperatur erforderlich (z. B. -22°C für Kiew). In diesem Fall wird Rücklaufwasser beigemischt, bis die Außentemperatur den berechneten Wert erreicht.
2 Die Regelstation ist an einen drucklosen Verteiler, einen hydraulischen Abgleich oder ein Fernwärmenetz mit einem Druckunterschied von nicht mehr als 0,3 bar zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitungen angeschlossen.
3 Der Druck in der Rücklaufleitung der Wärmequelle im statischen und dynamischen Betrieb muss mindestens 0,5 bar höher sein als die Höhe vom Anschlusspunkt der Regelstation bis zum höchsten Punkt des Heizsystems (statisch gesehen).
4 Der Druck in den Vorlauf- und Rücklaufleitungen der Wärmequelle sowie der statische Druck im Fernwärmenetz dürfen nicht den maximal zulässigen Druck für das Heizsystem im Gebäude überschreiten, das an die Regelstation angeschlossen ist.
5 Die Regelung muss eine automatische, qualitative Steuerung des Heizsystems nach Temperatur- oder Zeitplänen gewährleisten.
Funktionsweise des Regelstationsschemas mit Dreiwegventil
Die Funktionsweise dieses Schemas ist ähnlich wie bei der ersten Regelung, mit dem Unterschied, dass das Dreiwegventil die Rücklaufentnahme vollständig unterbinden kann, wodurch das gesamte Heizwasser ohne Zumischung direkt in das Heizsystem geleitet wird.
Im Falle einer vollständigen Schließung der Vorlaufleitung der Wärmequelle wird, wie im ersten Schema, das Heizwasser ausschließlich aus der Rücklaufleitung entnommen.
Abhängige Regelungsschema mit Dreiwegventil, Umlaufpumpen und Druckdifferenzregler.
Wird verwendet, wenn der Druckunterschied an der Anschlusspunkte der Regelstation mehr als 0,3 bar beträgt. Der Druckdifferenzregler wird verwendet, um den überschüssigen Druck am Netzanschluss zu drosseln und zu stabilisieren.
Unabhängiges Schema der Regelstation
Unabhängiges Schema des Anschlusses der Regelstation mit Zweipunktventil, Druckdifferenzregler, Umlaufpumpen, geschlossenem Ausdehnungsgefäß und automatisierter Nachspeisungsleitung.
Das unabhängige Schema der Regelstation wird verwendet, wenn:
1 Der statische Druck und/oder der Druck in der Vorlauf- und/oder Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes den zulässigen Druck im Heizsystem überschreiten.
2 Die Temperaturkurve der Wärmequelle übersteigt die Temperaturkurve des Heizsystems. Zum Beispiel beträgt die Temperaturkurve der Wärmequelle 110/70, während das Heizsystem 90/70 erfordert.
3 Das Gebäude hat 12 oder mehr Stockwerke (gemäß DNB B. 2.5-67:2013).
4 Der Druckunterschied am Netzanschluss übersteigt 0,4 bar (um den hydraulischen Widerstand des Wärmetauschers und der Regelarmaturen zu überwinden).
5 Das unabhängige Schema des Anschlusses ist nach den technischen Bedingungen der Wärmeversorgungsorganisation oder nach dem technischen Auftrag des Kunden vorgeschrieben.
Funktionsweise der Regelstation im unabhängigen Schema
Das heiße Heizmedium aus der Wärmequelle gelangt in den Plattenwärmetauscher, wo es abkühlt und das Heizwasser erwärmt, das im Heizsystem zirkuliert.
Der Einsatz des Plattenwärmetauschers schützt das Heizsystem vor Änderungen des hydraulischen Betriebs der Wärmequelle/des Fernwärmenetzes und macht es somit unabhängig.
Im Gegensatz zu abhängigen Regelungen, bei denen Wasser aus der Vorlaufleitung des Fernwärmenetzes direkt in das Heizsystem gelangt, gelangt bei einer unabhängigen Regelung das Wasser aus den externen Netzen nur einmalig beim Befüllen und in geringen Mengen bei der Nachspeisung zur Kompensation von Heizwasserverlusten in das Heizsystem. Das unabhängige Anschlusskonzept minimiert die Auswirkungen von Ablagerungen in den Filtern auf die Rohrleitungen und Systemkomponenten.
Die Regelstation wird von einem elektronischen Regler gesteuert, der mit einem Außentemperaturfühler und einem Heizwasserfühler ausgestattet ist, der das Heizwasser zum System führt. Der Regler ist auch mit einem elektrisch betätigten Regelventil ausgestattet, das in der Vorlaufleitung der Wärmequelle installiert ist.
Dem Regler ist eine Temperaturkurve zugeordnet, die den Zusammenhang zwischen der Vorlauftemperatur und der Außentemperatur darstellt, und diese wird regelmäßig überprüft. Stellt der Regler fest, dass die Heizwassertemperatur zu niedrig ist, sendet er ein Signal an das Regelventil in der Vorlaufleitung des Fernwärmenetzes, um dieses zu öffnen. Überschreitet die Temperatur den Sollwert, schließt der Regler das Ventil bis hin zur vollständigen Schließung.
Die Begrenzung des Heizwasserdurchflusses erfolgt wie im ersten Schema beschrieben auf Basis des Druckdifferenzreglers.
Die Zirkulation des Heizwassers im Heizsystem wird durch zwei geräuscharme Pumpen sichergestellt, von denen eine als Ersatzpumpe dient. Das Pumpenpaar ist mit einem Schaltschrank ausgestattet, der die im ersten Schema beschriebenen Schutzfunktionen bereitstellt.
Das Heizwasser dehnt sich bei Erwärmung aus und zieht sich bei Abkühlung zusammen. Da Wasser eine nahezu nicht kompressible Flüssigkeit ist, würde eine Erwärmung in einem geschlossenen Kreislauf zu einem schnellen Druckanstieg führen, was zu Schäden an den schwächsten Systemkomponenten führen würde.
Um Schäden durch den Druckanstieg bei der Erwärmung des Wassers im geschlossenen Kreislauf zu verhindern, wird ein Ausdehnungsgefäß installiert, das das Volumen des erwärmten Wassers aufnimmt. Das Gefäß ist durch eine elastische Membran in zwei Hälften unterteilt, die sich bei Erwärmung des Wassers ausdehnt und bei Abkühlung wieder zusammenzieht, wodurch das zuvor aufgenommene Volumen zurück in das System gedrückt wird.
Zum Schutz des Heizsystems vor einem unkontrollierten Druckanstieg werden Sicherheitsventile installiert, von denen mindestens zwei vorhanden sein müssen, eines davon als Reserve.
Die Nachspeisung des Heizsystems erfolgt automatisch durch einen Druckregler, der aktiviert wird, sobald der Druck im Heizkreislauf unter den eingestellten Wert fällt.
Unabhängiges Schema der Regelstation mit Nachspeisungspumpen
Diese Regelung wird verwendet, wenn der Druck in der Zulaufleitung der Wärmequelle unter dem statischen Druck des Heizsystems liegt. Diese Regelung ist nicht obligatorisch, wird aber empfohlen, wenn der Rücklaufdruck des Fernwärmenetzes oder der statische Druck der Quelle unter dem statischen Druck des Heizsystems liegt.
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