DE102021107817A1 - Heating system and method for operating a heating system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Heizungssystem (2), mit einem Wärmeerzeuger (4), welcher dazu eingerichtet ist, ein Heizfluid zu erwärmen, einem Schichtspeicher (6), welcher dazu eingerichtet ist, Wärmeenergie des Heizfluides zu speichern, wobei der Schichtspeicher (6) einen Behälter (8) mit mehreren vertikal beabstandeten hydraulische Anschlüssen (10a-10d) zum Zu- und Abführen von Fluid aufweist, von welchen ein erster Anschluss (10a) in einem oberen Behälterbereich (15), insbesondere in einem oberen Behälterdrittel, angeordnet ist und ein zweiter Anschluss (10b) in einem unter dem oberen Behälterbereich (15) angeordneten mittleren Behälterbereich (12), insbesondere in einem mittleren Behälterdrittel, und einer Fluidleitung (14), welche den Wärmeerzeuger (4) fluidleitend mit dem ersten Anschluss (10a) verbindet.Erfindungsgemäß wird eine Verteileranordnung (16) vorgeschlagen, welche ein in der Fluidleitung (14) angeordnetes Ventil (18) und eine mit dem Ventil (18) verbundene Verteilerleitung (20) aufweist, welche mit dem zweiten Anschluss (10b) verbunden ist, wobei das Ventil (18) eine erste Stellung (S1) und eine zweite Stellung (S2) aufweist, wobei in der ersten Stellung (S1) Heizfluid ausschließlich dem ersten Anschluss (10a) zuführt wird und in der zweiten Stellung (S2) Heizfluid ausschließlich dem zweiten Anschluss (10b) zuführt wird, und durch eine Steuerungseinrichtung (22), welche dazu eingerichtet ist, das Ventil (18) in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen einer Heizfluidtemperatur in der Fluidleitung (TF) und einer Fluidtemperatur in dem oberen Bereich des Schichtspeichers (To) in die erste Stellung (S1) zu bringen, wenn die Temperaturdifferenz (ΔT) kleiner ist als ein Temperatur-Schwellwert (Ts), und das Ventil (18) andernfalls in die zweite Stellung (S2) zu bringen.The invention relates to a heating system (2), with a heat generator (4) which is set up to heat a heating fluid, a stratified storage tank (6) which is set up to store thermal energy of the heating fluid, the stratified storage tank (6) having a Container (8) with a plurality of vertically spaced hydraulic connections (10a-10d) for supplying and removing fluid, of which a first connection (10a) is arranged in an upper container area (15), in particular in an upper third of the container, and a second connection (10b) in a middle tank area (12) arranged under the upper tank area (15), in particular in a middle third of the tank, and a fluid line (14) which fluidly connects the heat generator (4) to the first connection (10a). According to the invention, a distributor arrangement (16) is proposed which has a valve (18) arranged in the fluid line (14) and a distributor line connected to the valve (18). g (20) which is connected to the second port (10b), the valve (18) having a first position (S1) and a second position (S2), in the first position (S1) heating fluid exclusively to the first connection (10a) and in the second position (S2) heating fluid is supplied exclusively to the second connection (10b), and by a control device (22) which is set up to switch the valve (18) as a function of a temperature difference (ΔT ) to the first position (S1) between a heating fluid temperature in the fluid line (TF) and a fluid temperature in the upper region of the stratified storage tank (To) if the temperature difference (ΔT) is less than a temperature threshold value (Ts), and otherwise bring the valve (18) to the second position (S2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Heizungssystem mit einem Wärmeerzeuger, welcher dazu eingerichtet ist, ein Heizfluid zu erwärmen, einem Schichtspeicher, welcher dazu eingerichtet ist, Wärmeenergie des Heizfluids zu speichern, wobei der Schichtspeicher ein Behälter mit mehreren vertikal beabstandeten hydraulischen Anschlüssen zum Zu- und Abführen von Fluid aufweist, wobei ein erster Anschluss in einem oberen Behälterbereich, insbesondere in einem oberen Behälterdrittel, angeordnet ist und ein zweiter Anschluss in einem unter dem oberen Behälterbereich angeordneten mittleren Behälterbereich, insbesondere in einem mittleren Behälterdrittel, und einer Fluidleitung, welche den Wärmeerzeuger fluidleitend mit dem ersten Anschluss verbindet.The invention relates to a heating system with a heat generator which is set up to heat a heating fluid, a stratified storage tank which is set up to store thermal energy in the heating fluid, the stratified storage tank being a container with a plurality of vertically spaced hydraulic connections for supplying and discharging fluid, wherein a first connection is arranged in an upper container area, in particular in an upper third of the container, and a second connection is arranged in a middle container area arranged below the upper container area, in particular in a middle third of the container, and a fluid line which fluidly connects the heat generator to the first connection connects.
Derartige Heizungssysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei Verwendung von regenerativen Energiequellen, wie beispielswiese Wärmepumpen, zur Erzeugung von Wärme hat sich bewährt, den Wärmeerzeuger nicht unmittelbar mit einem Energieverbraucher zu verbinden, sondern einen Speicher zwischen Wärmeerzeuger und Energieverbraucher einzusetzen. Ein solcher Speicher kann als Schichtspeicher ausgebildet sein.Such heating systems are known from the prior art. When using regenerative energy sources, such as heat pumps, for generating heat, it has proven useful not to connect the heat generator directly to an energy consumer, but to use a storage device between the heat generator and the energy consumer. Such a memory can be designed as a stratified memory.
Ein solcher Schichtspeicher ist ein mit einem Fluid gefüllten Behälter, in welchem sich Schichten unterschiedlicher Temperaturen ausbilden. Idealerweise nimmt die Schichttemperatur von oben nach unten ab. Aus diesem Grund wird von einem Wärmeerzeuger erwärmtes Heizfluid derartigen Schichtspeichern in einem oberen Behälterbereich zugeführt, in welchem das in dem Speicher gespeicherte Fluid die höchste Temperatur aufweist. Fluid für Heizanwendungen wird dem Speicher auch in jenem oberen Bereich entnommen.Such a layered storage tank is a container filled with a fluid, in which layers of different temperatures are formed. Ideally, the layer temperature decreases from top to bottom. For this reason, heating fluid heated by a heat generator is fed to such stratified storage tanks in an upper container area, in which the fluid stored in the storage tank has the highest temperature. Fluid for heating applications is also taken from the reservoir in that upper area.
Nachteile ergeben sich bei einer derartigen Konfiguration insbesondere bei Verwendung von Wärmepumpen als Wärmeerzeuger. Derartige Wärmepumpen benötigen nach Inbetriebnahme eine gewisse Zeit, das Heizfluid auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Dies hat zur Folge, dass nach dem Start einer solchen Wärmepumpe dem Schichtspeicher in einem oberen Bereich, in welchem Fluid mit hoher Temperatur vorhanden ist, deutlich kühleres noch nicht vollständig erwärmtes Heizfluid zugeführt wird. Hierdurch kann die thermische Schichtung des Schichtspeichers empfindlich gestört werden. Darüber hinaus wird den an den Schichtspeicher angeschlossenen Wärmeverbrauchern zumindest temporär Fluid zugeführt, welches nicht die gewünscht konstante Heiztemperatur aufweist. Für den Verbraucher können sich hierdurch unerwünschte Zapfwasser-Temperaturschwankungen einstellen.Disadvantages arise with such a configuration, in particular when using heat pumps as heat generators. After being put into operation, such heat pumps require a certain amount of time to heat the heating fluid to the desired temperature. The consequence of this is that after the start of such a heat pump, significantly cooler, not yet fully heated heating fluid is supplied to the stratified storage tank in an upper region in which fluid is present at a high temperature. This can severely disrupt the thermal stratification of the stratified storage tank. In addition, the heat consumers connected to the stratified storage tank are at least temporarily supplied with fluid that does not have the desired constant heating temperature. This can result in undesirable tap water temperature fluctuations for the consumer.
Aus dem Stand der Technik ist daher bekannt, zusätzliche Heizelemente zwischen Schichtspeicher und Wärmeverbraucher einzusetzen. Derartige Heizelemente benötigen jedoch zusätzliche Energie und erhöhen die Komplexität der Installation, was unerwünscht ist.It is therefore known from the prior art to use additional heating elements between the stratified storage tank and the heat consumer. However, such heaters require additional power and add complexity to the installation, which is undesirable.
Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Heizungssystem der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Insbesondere war ein Heizungssystem anzugeben, das Temperaturschwankungen des Heizfluids ausgleicht, ohne dass es hierzu einer zusätzlichen Heizung im Nachlauf des Schichtspeichers bedarf.Against this background, the invention was based on the object of further developing a heating system of the type described at the outset in such a way that the disadvantages found in the prior art are eliminated as far as possible. In particular, a heating system was to be specified that compensates for temperature fluctuations in the heating fluid without requiring additional heating in the after-run of the stratified storage tank.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Heizungssystem der eingangs genannten Art durch eine Verteileranordnung gelöst, welche ein in der Fluidleitung angeordnetes Ventil und eine mit dem Ventil verbundene Verteilerleitung aufweist, welche mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, wobei das Ventil eine erste Stellung und eine zweite Stellung aufweist, wobei in der ersten Stellung Heizfluid dem ersten Anschluss zugeführt wird und in der zweiten Stellung das Fluid dem zweiten Anschluss zugeführt wird, und durch eine Steuerungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das Ventil in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen einer Heizfluidtemperatur in der Fluidleitung und einer Fluidtemperatur in dem oberen Bereich des Schichtspeichers in die erste Stellung zu bringen, wenn die Temperaturdifferenz kleiner als ein Temperatur-Schwellwert ist, und das Ventil andernfalls in die zweite Stellung zu bringen.According to the invention, the object is achieved in a heating system of the type mentioned at the outset by a distributor arrangement which has a valve arranged in the fluid line and a distributor line which is connected to the valve and is connected to the second connection, the valve having a first position and a second position , wherein in the first position heating fluid is supplied to the first connection and in the second position the fluid is supplied to the second connection, and by a control device which is set up to switch the valve as a function of a temperature difference between a heating fluid temperature in the fluid line and a fluid temperature in the upper region of the stratified accumulator to the first position if the temperature difference is less than a temperature threshold and to position the valve to the second position otherwise.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, dass durch die Verteileranordnung Heizfluid nur dann dem oberen, eine höhere Temperatur aufweisenden Behälterbereich zugeführt wird, wenn die Temperatur des Heizfluides eine Temperaturdifferenz zu dieser Temperatur aufweist, die kleiner ist als ein Temperaturschwellwert. Ist beispielsweise nach dem Start eines als Wärmepumpe ausgebildeten Wärmeerzeugers die Heizfluidtemperatur anfangs deutlich geringer als die Fluidtemperatur im oberen Behälterbereich, so schaltet das Ventil in die zweite Stellung. Dies hat zur Folge, dass das Heizfluid dem Schichtspeicher über den zweiten Anschluss im mittleren Behälterbereich zugeführt wird. In diesem Bereich ist die Fluidtemperatur in dem Behälter typischerweise geringer, wenigstens jedoch erfolgt kein Abkühlen des Heizfluides im oberen Behälterbereich, wodurch letztlich vermieden wird, dass es zu Temperaturschwankungen an den Auslässen des Schichtspeichers kommt. Auf diese Weise ist es möglich, auf zusätzliche Heizelemente zwischen dem Auslass des Schichtspeichers und einem Wärmeverbraucher zu verzichten. Der Gesamtenergiebedarf der Anlage wird hierdurch reduziert.The invention makes use of the finding that heating fluid is only fed through the distributor arrangement to the upper container area, which has a higher temperature, if the temperature of the heating fluid has a temperature difference from this temperature that is less than a temperature threshold value. If, for example, after the start of a heat generator designed as a heat pump, the heating fluid temperature is initially significantly lower than the fluid temperature in the upper container area, the valve switches to the second position. As a result, the heating fluid is fed to the stratified tank via the second connection in the middle of the tank. In this area, the fluid temperature in the container is typically lower, but at least there is no cooling of the heating fluid in the upper container area, which ultimately avoids temperature fluctuations at the outlets of the stratified storage tank. In this way it is possible to dispense with additional heating elements between the outlet of the stratified storage tank and a heat consumer. Of the This reduces the total energy requirement of the system.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil als 2/3/2-Mischer ausgebildet. Vorzugsweise weist das Ventil einen Stellmotor auf, welcher dazu eingerichtet ist, das Ventil zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung umzuschalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform schaltet der Stellmotor das Ventil in die zweite Stellung, wenn dem Stellmotor keine elektrische Energie zugeführt wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Steuerung dazu eingerichtet, das Ventil bei Erreichen einer festgelegten Temperatur in die erste Stellung zu schalten und das Ventil bei Unterschreiten der festgelegten Temperatur in die zweite Stellung zu schalten. Vorzugsweise beträgt die festgelegte Temperatur 46°C bis 54°C, insbesondere 50°C. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerungseinrichtung einen 2-Punkt-Regler auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Heizungssystem einen in der Fluidleitung vor dem Ventil angeordneten Temperatursensor auf, welcher dazu eingerichtet ist, die Heizfluidtemperatur in der Fluidleitung zur sensieren. Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Überwachung der Heizfluidtemperatur ermöglicht, wodurch sich Temperaturschwankungen, die sich etwa nach dem Start eines Wärmeerzeugers ergeben, detektieren lassen.According to a preferred embodiment, the valve is designed as a 2/3/2 mixer. The valve preferably has a servomotor which is set up to switch the valve between the first position and the second position. According to a preferred embodiment, the servomotor switches the valve to the second position when no electrical energy is supplied to the servomotor. According to an alternative embodiment, the controller is set up to switch the valve to the first position when a specified temperature is reached and to switch the valve to the second position when the temperature falls below the specified temperature. Preferably the set temperature is 46°C to 54°C, more preferably 50°C. According to a preferred embodiment, the control device has a 2-point controller. According to a preferred embodiment, the heating system has a temperature sensor which is arranged in the fluid line in front of the valve and is set up to sense the temperature of the heating fluid in the fluid line. In this way, a continuous monitoring of the heating fluid temperature is made possible, whereby temperature fluctuations that arise, for example, after the start of a heat generator can be detected.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass im oberen Behälterbereich ein Temperatursensor angeordnet ist, welcher dazu eingerichtet ist, die Fluidtemperatur in den oberen Bereich des Schichtspeichers zu sensieren. Auf diese Weise wird ermöglicht, die thermische Schichtung des Schichtspeichers in Bereich des Temperatursensors zu ermitteln.The invention is further developed in that a temperature sensor is arranged in the upper container area, which is set up to sense the fluid temperature in the upper area of the stratified storage tank. This makes it possible to determine the thermal stratification of the stratified storage tank in the area of the temperature sensor.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung beträgt der Temperatur-Schwellwert 2,5 °K bis 7,5 °K, insbesondere 5 °K. Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, das Heizfluid nur dann dem oberen Behälterbereich zuzuführen, wenn die Heizfluidtemperatur maximal um den Temperatur-Schwellwert, d.h. 2,5 °K bis 7,5 °K, insbesondere 5 °K, abweicht, und andernfalls das Heizfluid einer niedriger gelegenen Schicht des Schichtspeichers über den zweiten Anschluss zuzuführen. In diesem Fall führt das zugeführte temporär kühlere Heizfluid nicht dazu, dass es zu Temperaturschwankungen an den Ausgängen des Schichtspeichers kommt.According to a preferred development, the temperature threshold is 2.5°K to 7.5°K, in particular 5°K. In other words, it is proposed to only supply the heating fluid to the upper container area if the heating fluid temperature deviates by a maximum of the temperature threshold value, i.e. 2.5 °K to 7.5 °K, in particular 5 °K, and otherwise the heating fluid feed lower layer of the stratified memory via the second connection. In this case, the temporarily cooler heating fluid supplied does not lead to temperature fluctuations at the outlets of the stratified storage tank.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Ventil wenigstens eine weitere Stellung auf, und die Verteileranordnung wenigstens eine weitere mit dem Ventil verbundene Verteilerleitung, welche mit wenigstens einem weiteren Anschluss des Schichtspeichers fluidleitend verbunden ist. Vorzugsweise ist der wenigstens eine weitere Anschluss vertikal beabstandet zu dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angeordnet. Bevorzugt ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, das Ventil in wenigstens eine weitere Stellung zu bringen, wenn die Temperaturdifferenz einen zweiten Temperatur-Schwellwert überschreitet. Auf diese Weise können nicht nur zwei Bereiche in dem Schichtspeicher vorgesehen sein, in welche Heizfluid temperaturabhängig eingebracht wird, sondern es können darüber hinaus beispielsweise 3 oder mehr Bereiche vorgesehen sein, wobei jeder Bereich einem Anschluss des Schichtspeichers zugeordnet ist. Auf diese Weise kann die thermische Schichtung des Schichtspeichers weiter optimiert werden.According to a preferred development, the valve has at least one further position, and the distributor arrangement has at least one further distributor line which is connected to the valve and which is connected in a fluid-conducting manner to at least one further connection of the layered accumulator. The at least one further connection is preferably arranged at a vertical distance from the first connection and the second connection. The control device is preferably set up to bring the valve into at least one further position when the temperature difference exceeds a second temperature threshold value. In this way, not only two areas can be provided in the stratified storage tank, into which heating fluid is introduced depending on the temperature, but also, for example, 3 or more areas can be provided, each area being assigned to a connection of the stratified storage tank. In this way, the thermal stratification of the stratified storage tank can be further optimized.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schichtspeicher eine horizontal ausgerichtete Trennplatte auf, welche insbesondere den mittleren Bereich des Schichtspeichers von dem oberen Bereich trennt. Einer derartige Trennplatte hat sich als vorteilhaft erwiesen zur Verbesserung der Stabilität der thermischen Schichtung innerhalb des Schichtspeichers.According to a preferred embodiment, the stratified storage tank has a horizontally aligned separating plate, which in particular separates the middle area of the stratified storage tank from the upper area. Such a separating plate has proven to be advantageous for improving the stability of the thermal stratification within the stratified storage tank.
Vorzugsweise ist der Wärmeerzeuger als Wärmepumpe, insbesondere als monovalent betriebene Luft-/Wärmepumpe ausgebildet.The heat generator is preferably designed as a heat pump, in particular as a monovalently operated air/heat pump.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Heizungssystem einen Wärmeverbraucher auf, welcher mit dem Schichtspeicher über einen Anschluss im oberen Behälterbereich, insbesondere in dem oberen Behälterdrittel fluidleitend verbunden ist. Vorzugsweise ist der Wärmeverbraucher als Wohnungsstation zur dezentralen Trinkwassererwärmung ausgebildet.According to a preferred embodiment, the heating system has a heat consumer, which is fluidly connected to the stratified storage tank via a connection in the upper container area, in particular in the upper third of the container. The heat consumer is preferably designed as a home station for decentralized heating of drinking water.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Verteileranordnung außerhalb des Schichtspeichers angeordnet ist. Eine solche Anordnung außerhalb des Schichtspeichers, insbesondere außerhalb eines Gehäuse des Schichtspeichers, ermöglicht die Verwendung am Markt kommerziell verfügbarer Schichtspeicher, ohne dass die Schichtspeicher selbst baulich zu verändern sind.The invention is further developed in that the distributor arrangement is arranged outside of the stratified store. Such an arrangement outside of the layered store, in particular outside of a housing of the layered store, allows the use of commercially available layered store without the need to structurally change the layered store itself.
Die Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf ein Heizungssystem beschrieben worden. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Heizungssystems, insbesondere eines Heizungssystems nach einem der obigen Ausführungsbeispiele, mit einem Wärmeerzeuger, welche dazu eingerichtet ist, ein Heizfluid zu erwärmen, einem Schichtspeicher, welcher dazu eingerichtet ist Wärmeenergie des Heizfluids zu speichern, wobei der Schichtspeicher ein Behälter mit mehreren vertikal beabstandeten hydraulischen Anschlüssen zum Zu- und Abführen von Fluid aufweist, wobei ein erster Anschluss in einem oberen Behälterbereich, insbesondere in einem oberen Behälterdrittel angeordnet ist und ein zweiter Anschluss in einem unter dem oberen Behälterbereich angeordneten mittleren Behälterbereich, insbesondere in einem mittleren Behälterdrittel, und einer Fluidleitung, welche dem Wärmeerzeuger fluidleitend mit dem ersten Anschluss verbindet, und einer Verteileranordnung, welche einen der Fluidleitung angeordnetes Ventil und einem mit dem Ventil verbundene Verteilerleitung aufweist, welche mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, wobei das Ventil eine erste Stellung und eine zweite Stellung aufweist, wobei in der ersten Stellung das Fluid dem ersten Anschluss zugeführt und in der zweiten Stellung das Fluid dem zweiten Anschluss zugeführt wird.The invention has been described above with reference to a heating system. In a further aspect, the invention relates to a method for operating a heating system, in particular a heating system according to one of the above exemplary embodiments, with a heat generator which is set up to heat a heating fluid, a stratified storage tank which is set up to store thermal energy of the heating fluid, wherein the stratified storage tank has a container with a plurality of vertically spaced hydraulic connections for supplying and removing fluid, with a first connection in an upper container area, in particular in an upper third of the container and a second connection in a middle container area arranged below the upper container area, in particular in a middle third of the container, and a fluid line which fluidly connects the heat generator to the first connection, and a distributor arrangement which has a valve arranged in the fluid line and a valve with the manifold connected to the valve and connected to the second port, the valve having a first position and a second position, in the first position the fluid is supplied to the first port and in the second position the fluid is supplied to the second port.
Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf das Verfahren mit den Schritten: Schalten des Ventils in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen einer Heizfluidtemperatur in der Fluidleitung und einer Fluidleitung in dem oberen Bereich des Schichtspeichers in die erste Stellung, wenn die Temperaturdifferenz kleiner ist als ein Temperatur-Schwellwert, andernfalls, Schalten des Ventils in die zweite Stellung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Temperatur-Schwellwert 2,5 °K bis 7,5 °K, insbesondere 5 °K.The invention solves the problem described at the outset in relation to the method with the steps: Switching the valve to the first position depending on a temperature difference between a heating fluid temperature in the fluid line and a fluid line in the upper region of the stratified storage tank when the temperature difference is less than a temperature threshold, otherwise switching the valve to the second position. According to a preferred embodiment, the temperature threshold is 2.5°K to 7.5°K, in particular 5°K.
Das Verfahren macht sich die gleichen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen zu Nutze wie das erfindungsgemäße Heizungssystem und umgekehrt. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen und deren Inhalt hier mit einbezogen.The method makes use of the same advantages and preferred embodiments as the heating system according to the invention and vice versa. In this regard, reference is made to the above statements and their content is included here.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand schematischer Zeichnungen im Einzelnen erläutert werden.Further features and advantages of the invention result from the following description, in which exemplary embodiments are explained in detail with the aid of schematic drawings.
Im Einzelnen zeigen:
- -
1 bis3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizungssystems in unterschiedlichen Betriebszuständen; - -
4 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizungssystems.
- -
1 until3 a first embodiment of a heating system according to the invention in different operating states; - -
4 an alternative embodiment of a heating system according to the invention.
Ein erster Anschluss 10a ist in einem oberen Behälterbereich 15 angeordnet. Der obere Behälterbereich 15 entspricht insbesondere einem oberen Behälterdrittel. Ein zweiter Anschluss 10b ist in einem unter dem oberen Behälterbereich 15 angeordneten mittleren Behälterbereich 12 angeordnet. Der mittlere Behälterbereich 12 entspricht insbesondere einem mittleren Behälterdrittel. Das Heizungssystem 2 weist ferner eine Fluidleitung 14 auf. Die Fluidleitung 14 verbindet den Wärmeerzeuger 4 fluidleitend mit dem ersten Anschluss 10a.A
Das Heizungssystem 2 weist ferner eine Verteileranordnung 16 auf. Die Verteileranordnung 16 weist ein in der Fluidleitung 14 angeordnetes Ventil 18 und eine mit dem Ventil 18 verbundene Verteilerleitung 20 auf. Die Verteilerleitung 20 ist mit dem zweiten Anschluss 10b verbunden. Das Ventil 18 weist eine erste Stellung S1 und eine zweite Stellung S2 auf. In den
Wenn sich das Ventil 18 in der ersten Stellung S1 befindet, wird Heizfluid dem ersten Anschluss 10a zugeführt. Wenn sich das Ventil in der zweiten Stellung S2 befindet, wird Heizfluid dem zweiten Anschluss 10b zugeführt. Die Verteileranordnung 16 weist ferner eine Steuerungseinrichtung 22 auf. Die Steuerungseinrichtung 22 ist dazu eingerichtet, dass Ventil 18 in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz ΔT zwischen einer Heizfluidtemperatur TF in der Fluidleitung 14 und einer Fluidtemperatur To in dem oberen Bereich 15 des Schichtspeichers 6 in die erste Stellung S1 zu bringen, wenn die Temperaturdifferenz ΔT kleiner ist als ein Temperatur-Schwellwert Ts. Die Steuerungseinrichtung 22 ist ferner dazu eingerichtet, das Ventil 18 andernfalls in die zweite Stellung S2 zu bringen. Das Heizungssystem 2 weist ferner einen Temperatursensor 24 auf. Der Temperatursensor 24 ist in der Fluidleitung 14 vor dem Ventil 18 angeordnet. Der Temperatursensor 24 ist dazu eingerichtet, die Heizfluidtemperatur TF in der Fluidleitung 14 zu sensieren. In dem oberen Behälterinnenbereich 15 ist ein weiterer Temperatursensor 26 angeordnet. Der Temperatursensor 26 ist dazu eingerichtet, die Fluidtemperatur To in dem oberen Bereich 15 des Schichtspeichers 6 zu sensieren.When the
Der Schichtspeicher weist ferner eine horizontal ausgerichtete Trennplatte 28 auf. Die horizontal ausgerichtete Trennplatte 28 ist derart in dem Schichtspeicher 6 angeordnet, dass sie den mittleren Bereich 12 von dem oberen Bereich 15 trennt. Der Wärmeerzeuger 4 ist vorliegend als Wärmepumpe 30 ausgebildet. Die Wärmepumpe 30 ist vorzugsweise eine monovalent betriebene Luft/Wasser-Wärmepumpe 30.The stratified store also has a horizontally aligned
In dem in den
Darüber hinaus weist der Schichtspeicher 6 Ablenkbleche 58 auf, die einem gerichteten Ein- und Ausbringen von Fluid in den Behälter 8 beziehungsweise aus dem Behälter 8 heraus dienen.In addition, the
Bei der in
Nachfolgend wird der Betrieb des Heizungssystems 2 anhand der in den
In dem in der
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- Heizungssystemheating system
- 44
- Wärmeerzeugerheat generator
- 66
- Schichtspeicherstratified storage
- 88th
- Behältercontainer
- 10a-d10a-d
- hydraulische Anschlüssehydraulic connections
- 10a10a
- erster Anschlussfirst connection
- 10b10b
- zweiter Anschlusssecond connection
- 1212
- mittleren Behälterbereichmiddle tank area
- 1414
- Fluidleitungfluid line
- 1515
- oberer Behälterbereichupper tank area
- 1616
- Verteileranordnungdistribution arrangement
- 1818
- VentilValve
- 20, 20'20, 20'
- Verteilerleitungdistribution line
- 2222
- Steuerungseinrichtungcontrol device
- 2424
- Fluidleitungs-TemperatursensorFluid line temperature sensor
- 2626
- Behälterinnenbereich-TemperatursensorVessel interior temperature sensor
- 2828
- Trennplattepartition plate
- 3030
- Wärmepumpeheat pump
- 3232
- Wärmeverbraucherheat consumers
- 3434
- Anschluss im oberen BehälterbereichConnection in the upper tank area
- 3636
- Wohnungsstation zur dezentralen TrinkwassererwärmungApartment station for decentralized drinking water heating
- 3838
- Umschaltventilswitching valve
- 4040
- Wärmeerzeuger-VorlaufHeat generator flow
- 4242
- Rücklauf zum WärmeerzeugerReturn to the heat generator
- 4444
- Wohnungsstations-Zulaufhome station feed
- 4646
- Wohnungsstations-Rücklaufhome station return
- 4848
- SpeicherStorage
- 5050
- Speicher-Zulaufstorage inflow
- 5252
- Speicher-Rücklaufmemory rewind
- 5454
- Wohnungsheizungs-ZulaufApartment heating inlet
- 5656
- Wohnungsheizungs-RücklaufResidential heating return
- 5858
- Ablenkblechbaffle
- 6060
- Pumpenpump
- 6262
- WohnungsfußbodenheizungenApartment underfloor heating
- S1S1
- erste Ventilstellungfirst valve position
- S2S2
- zweite Ventilstellungsecond valve position
- Snsn
- weitere Ventilstellungfurther valve position
- ΔTΔT
- Temperaturdifferenztemperature difference
- TFtf
- Heizfluidtemperatur in der FluidleitungHeating fluid temperature in the fluid line
- TOTO
- Fluidtemperatur in dem oberen Bereich des SchichtspeichersFluid temperature in the upper area of the stratified storage tank
- TSTS
- Temperatur-Schwellwerttemperature threshold
- TS2TS2
- Weiterer Temperatur-SchwellwertAnother temperature threshold
Claims (14)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021107817.2A DE102021107817B4 (en) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | Heating system and method for operating a heating system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021107817.2A DE102021107817B4 (en) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | Heating system and method for operating a heating system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE102021107817A1 true DE102021107817A1 (en) | 2022-09-29 |
| DE102021107817B4 DE102021107817B4 (en) | 2023-08-31 |
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ID=83192844
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|---|---|---|---|
| DE102021107817.2A Active DE102021107817B4 (en) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | Heating system and method for operating a heating system |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102021107817B4 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024231666A1 (en) * | 2023-05-05 | 2024-11-14 | Mixergy Limited | Water heating system and device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008009285B3 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-13 | Robert Bosch Gmbh | A layered charge storage system and method of operating a stratified charge storage system |
| DE202011003667U1 (en) | 2011-03-08 | 2011-06-09 | Noll, Thomas, Dr., 85110 | Buffer memory for receiving liquid medium, water supply system with such a buffer memory and buffer storage device with at least one buffer memory |
| DE102012008495A1 (en) | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Eff-Get Gebäudetechnik Hinxlage Gmbh | Device for buffering cold or thermal energy, energy management system with the device and method for operating the energy management system |
| DE102014206163A1 (en) | 2014-04-01 | 2015-10-01 | Robert Bosch Gmbh | Control unit, stratified storage system and method of operating such a control unit |
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-
2021
- 2021-03-29 DE DE102021107817.2A patent/DE102021107817B4/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008009285B3 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-13 | Robert Bosch Gmbh | A layered charge storage system and method of operating a stratified charge storage system |
| DE202011003667U1 (en) | 2011-03-08 | 2011-06-09 | Noll, Thomas, Dr., 85110 | Buffer memory for receiving liquid medium, water supply system with such a buffer memory and buffer storage device with at least one buffer memory |
| DE102012008495A1 (en) | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Eff-Get Gebäudetechnik Hinxlage Gmbh | Device for buffering cold or thermal energy, energy management system with the device and method for operating the energy management system |
| DE102014206163A1 (en) | 2014-04-01 | 2015-10-01 | Robert Bosch Gmbh | Control unit, stratified storage system and method of operating such a control unit |
| DE102015203293A1 (en) | 2015-02-24 | 2016-08-25 | Michael Hertneck | building |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024231666A1 (en) * | 2023-05-05 | 2024-11-14 | Mixergy Limited | Water heating system and device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102021107817B4 (en) | 2023-08-31 |
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