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DE102022107048A1 - Method for operating an energy technology system - Google Patents

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DE102022107048A1
DE102022107048A1 DE102022107048.4A DE102022107048A DE102022107048A1 DE 102022107048 A1 DE102022107048 A1 DE 102022107048A1 DE 102022107048 A DE102022107048 A DE 102022107048A DE 102022107048 A1 DE102022107048 A1 DE 102022107048A1
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Lennart Vorbrink
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Viessmann Holding International De GmbH
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Viessmann Climate Solutions SE
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer energietechnischen Anlage, bei dem an einer Batterie-Ladestation (1) anfallende Wärme mindestens zeitweise einer zur Wärmeversorgung dienenden Heizungsanlage (2) eines Gebäudes zugeführt wird. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Ladeleistung der Batterie-Ladestation (1) bezüglich ihrer Höhe und Dauer orientiert an einer vorgegebenen Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage (2) oder die Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage (2) orientiert an einer erwarteten Abwärme der Batterie-Ladestation (1) geregelt wird.

Figure DE102022107048A1_0000
The invention relates to a method for operating an energy technology system, in which heat generated at a battery charging station (1) is at least temporarily supplied to a heating system (2) of a building that is used to supply heat. According to the invention, it is provided that the level and duration of the charging power of the battery charging station (1) is based on a predetermined heat absorption capacity of the heating system (2) or the heat absorption capacity of the heating system (2) is based on an expected waste heat from the battery charging station (1 ) is regulated.
Figure DE102022107048A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer energietechnischen Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for operating an energy technology system according to the preamble of patent claim 1.

Ein Verfahren zum Betrieb einer energietechnischen Anlage der eingangs genannten Art ist allgemein bekannt, so dass es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweise bedarf. Bei einem solchen Verfahren wird an einer Batterie-Ladestation anfallende Wärme mindestens zeitweise einer zur Wärmeversorgung dienenden Heizungsanlage eines Gebäudes zugeführt. Der verwendeten Begriff „Heizungsanlage“ umfasst dabei hier und auch nachfolgend insbesondere und wahlweise einen Heizkreis und/oder einen Warmwasserspeicher.A method for operating an energy technology system of the type mentioned at the beginning is generally known, so that no special printed evidence is required in this regard. In such a method, heat generated at a battery charging station is at least temporarily supplied to a heating system in a building that is used to supply heat. The term “heating system” used here and below includes in particular and optionally a heating circuit and/or a hot water tank.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer energietechnischen Anlage der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine noch energieeffizientere und zeitlich noch besser abgestimmte Nutzung der Abwärme der Batterie-Ladestation erfolgen.The invention is based on the object of improving a method for operating an energy technology system of the type mentioned at the beginning. In particular, the waste heat from the battery charging station should be used in an even more energy-efficient and timely manner.

Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren zum Betrieb einer energietechnischen Anlage der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This task is achieved with a method for operating an energy technology system of the type mentioned by the features listed in the characterizing part of patent claim 1.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass eine Ladeleistung der Batterie-Ladestation bezüglich ihrer Höhe und Dauer orientiert an einer vorgegebenen Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage oder die Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage orientiert an einer erwarteten Abwärme der Batterie-Ladestation geregelt wird.According to the invention, it is therefore provided that a charging power of the battery charging station is regulated in terms of its level and duration based on a predetermined heat absorption capacity of the heating system or the heat absorption capacity of the heating system is regulated based on an expected waste heat from the battery charging station.

Mit anderen Worten ausgedrückt ist also vorgesehen, dass die Ladeleistung der Batterie-Ladestation und die Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage in Abhängigkeit voneinander geregelt werden.In other words, it is intended that the charging power of the battery charging station and the heat absorption capacity of the heating system are regulated depending on one another.

Unter „Ladeleistung“ ist dabei die Leistung zu verstehen, mit der zum Beispiel die Batterie eines an der Batterie-Ladestation angeschlossenen elektrischen Fahrzeugs geladen wird. Die an der Batterie-Ladestation bei diesem Aufladen anfallende Wärme ist direkt von dieser Ladeleistung abhängig.“Charging power” means the power with which, for example, the battery of an electric vehicle connected to the battery charging station is charged. The heat generated at the battery charging station during this charging is directly dependent on this charging power.

Unter „Wärmeaufnahmekapazität“ ist dabei ein Vermögen der Heizungsanlage zur Aufnahme von Wärme zu verstehen. Dieses besteht zum Beispiel und insbesondere in der Fähigkeit eines Warmwasserspeichers Wärme aufzunehmen. Es geht dabei aber nicht um eine physikalische Maximalwärmeaufnahmekapazität, sondern um eine (letztlich kleinere) Kapazität, auf die die Anlage im Betrieb eingestellt wird.“Heat absorption capacity” refers to the ability of the heating system to absorb heat. This consists, for example, and in particular in the ability of a hot water tank to absorb heat. However, it is not about a physical maximum heat absorption capacity, but rather a (ultimately smaller) capacity to which the system is set during operation.

Je nach gegebener Realsituation bzw. Priorität kann es dabei zum Beispiel vorgesehen sein, den Warmwasserspeicher beim Laden der Batterie bewusst zu überhitzen, den Warmwasserspeicher vor einer anstehenden Batterieaufladung bewusst gar nicht erst voll aufzuwärmen oder aber auch das Aufladen der Batterie auf einen Zeitpunkt zu verschieben, wenn der Warmwasserspeicher hierfür (wieder) Kapazitäten frei hat. Darüber hinaus ist auch denkbar, den Heizkreis der Anlage selbst als Wärmespeicher zu nutzen, sprich eventuell sogar eine leichte Überwärmung zum Beispiel der Fußbodenheizung in Kauf zu nehmen. Entscheidend bei alledem ist, dass die anfallende Abwärme auf jeden Fall nicht ungenutzt „verpufft“, was bei einer nicht erfindungsgemäß geregelten Anlage passieren kann, da dort der Zustand der Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage bei der Regelung der Anlage unberücksichtigt bleibt.Depending on the given real situation or priority, it can be planned, for example, to deliberately overheat the hot water tank when charging the battery, to deliberately not fully warm up the hot water tank before the battery is charged, or to postpone charging the battery to a point in time, if the hot water tank (again) has free capacity for this. In addition, it is also conceivable to use the heating circuit of the system itself as a heat storage, i.e. perhaps even accept a slight overheating of the underfloor heating, for example. What is crucial in all of this is that the waste heat generated does not "fizzle out" unused, which can happen in a system that is not regulated according to the invention, since the state of the heat absorption capacity of the heating system is not taken into account when controlling the system.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Other advantageous developments of the method according to the invention result from the dependent patent claims.

Der Vollständigkeit halber wird noch auf das die Steuerung einer Wärmepumpe beschreibende Dokument DE 10 2017 220 414 A1 verwiesen.For the sake of completeness, we will refer to the document describing the control of a heat pump DE 10 2017 220 414 A1 referred.

Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The method according to the invention, including its advantageous developments according to the dependent claims, is explained in more detail below using the graphic representation of a preferred exemplary embodiment.

Es zeigt

  • 1 schematisch eine energietechnische Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
It shows
  • 1 schematically an energy technology system for carrying out the method according to the invention.

Mit der in der einzigen 1 dargestellten energietechnischen Anlage wird zunächst in bereits bekannter Weise an einer Batterie-Ladestation 1 anfallende Wärme mindestens zeitweise einer zur Wärmeversorgung dienenden Heizungsanlage 2 eines Gebäudes zugeführt.With the one in the only 1 In the energy technology system shown, heat generated at a battery charging station 1 is first supplied at least temporarily to a heating system 2 of a building which is used to supply heat.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist nun, dass eine Ladeleistung (Physikalische Einheit: Kilowatt) der Batterie-Ladestation 1 bezüglich ihrer Höhe bzw. Leistungshöhe und Dauer bzw. Zeitdauer orientiert an einer vorgegebenen Wärmeaufnahmekapazität (Physikalische Einheit: Kilowattstunden) der Heizungsanlage 2 oder die Wärmeaufnahmekapazität (Physikalische Einheit: Kilowattstunden) der Heizungsanlage 2 orientiert an einer erwarteten Abwärme (Physikalische Einheit: Kilowattstunden) der Batterie-Ladestation 1 geregelt wird. Die besagte Orientierung berücksichtigt dabei, wie ersichtlich, vorzugsweise auch zeitliche Aspekte des Energiebedarfs.What is essential for the method according to the invention is that a charging power (physical unit: kilowatt) of the battery charging station 1 in terms of its level or power level and duration or time period is based on a predetermined heat absorption capacity (physical unit: kilowatt hours) of the heating system 2 or the heat absorption capacity (Physical unit: kilowatt hours) of the heating system 2 is based on an expected waste heat (Physical unit: Kilowatt hours) of the battery charging station 1 is regulated. As can be seen, the said orientation preferably also takes temporal aspects of the energy requirement into account.

Wie weiter oben bereits beschrieben, kann damit gewährleistet werden, dass entweder nur dann geladen wird, wenn im Gebäude tatsächlich Wärme benötigt wird, oder dem Gebäude wird ganz bewusst mehr Wärme zugeführt, als im Normalbetrieb vorgesehen ist.As already described above, this can ensure that charging is only carried out when heat is actually required in the building, or that more heat is deliberately supplied to the building than is intended for normal operation.

In anderen Worten ausgedrückt, ist nach der zuletzt genannte Option also vorgesehen, dass die Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage 2 bei einer erwartbar besonders großen Abwärme der Batterie-Ladestation 1 temporär über eine Grundwärmeaufnahmekapazität (Physikalische Einheit: Kilowattstunden) vergrößert wird. Die besagte Grundwärmeaufnahmekapazität ist dabei vorzugsweise diejenige Wärmeaufnahmekapazität, für die die Heizungsanlage bei Normalbetrieb ausgelegt ist.In other words, according to the last-mentioned option, it is provided that the heat absorption capacity of the heating system 2 is temporarily increased via a basic heat absorption capacity (physical unit: kilowatt hours) if the waste heat from the battery charging station 1 is expected to be particularly large. The said basic heat absorption capacity is preferably the heat absorption capacity for which the heating system is designed during normal operation.

Wie aus der 1 ersichtlich, ist dabei weiterhin ganz besonders bevorzugt vorgesehen, dass die (insbesondere bei der besagten hohen Ladeleistung bzw. erhöhten Abwärme) anfallende Wärme wahlweise einem Warmwasserspeicher 5 und/oder einer Fußbodenheizung 6 zugeführt wird, und zwar durch eine entsprechende Soll-Wert-Erhöhung der Warmwasser- und/oder Raumtemperatur.Like from the 1 As can be seen, it is further particularly preferably provided that the heat generated (particularly with the said high charging power or increased waste heat) is optionally supplied to a hot water tank 5 and / or an underfloor heating 6, namely by a corresponding increase in the desired value Hot water and/or room temperature.

Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass zur Regelung der Batterie-Ladestation 1 und der Heizungsanlage 2 ein (so genanntes) Haus-Energie-Management-System 3 verwendet wird. Dieses System koordiniert dabei - als übergeordnete Regelung - einen der Heizungsanlage 2 zugeordnete Heizungsregler (nicht extra dargestellt, für Regelungsparameter wie Vorlauftemperatur, Warmwassertemperatur, Solltemperatur etc.) und einen der Ladestation 1 zugeordneten Laderegler (nicht extra dargestellt, für Regelungsparameter wie Ladeleistung). Zur Energieoptimierung kann dieses System dabei vorzugsweise auch priorisierte Regelungsparameter an den Heizungsregler und den Laderegler senden.In addition, it is preferably provided that a (so-called) house energy management system 3 is used to control the battery charging station 1 and the heating system 2. This system coordinates - as a higher-level control - a heating controller assigned to the heating system 2 (not shown separately, for control parameters such as flow temperature, hot water temperature, target temperature, etc.) and a charge controller assigned to the charging station 1 (not shown separately, for control parameters such as charging power). To optimize energy, this system can preferably also send prioritized control parameters to the heating controller and the charging controller.

Ferner ist noch bevorzugt vorgesehen, dass der Heizungsanlage 2 nachrangig zur Batterie-Ladestation 1 (also wenn letztgenannte keine Wärme abgibt) auch über einen weiteren Wärmeerzeuger 4 Wärme zugeführt wird.Furthermore, it is preferably provided that the heating system 2 is also supplied with heat via a further heat generator 4, subordinate to the battery charging station 1 (i.e. if the latter does not emit any heat).

Schließlich ist noch bevorzugt vorgesehen, dass bei einem zukünftigen, aber zeitlich absehbaren Betriebsbeginn der Batterie-Ladestation 1 ein Betriebsbeginn der Heizungsanlage 2 mindestens bis zum Betriebsbeginn der Batterie-Ladestation 1 ausgesetzt wird. Hierzu ein Beispiel: Ist dem Haus-Energie-Management-System 3 bekannt, dass ein Ladevorgang eines zum Haus gehörenden Elektrofahrzeug zum Beispiel in 30 Minuten beginnen soll (zum Beispiel, weil das Fahrzeug - wie sich beispielsweise aus dessen GPS-Daten ergibt - in 30 Minuten am Haus ankommen wird), so kann das System 3 dem Heizungsregler die Vorgabe machen, das Warmwasser aktuell nicht aufzuwärmen, obwohl dies eigentlich schon zum jetzigen Zeitpunkt erforderlich wäre. Beginnt dann in 30 Minuten tatsächlich der erwartbare Ladevorgang kann die dabei anfallende Wärme zum Beispiel dem zu diesem Zeitpunkt dann etwa unterkühlten Warmwasserspeicher zugeführt werden.Finally, it is also preferably provided that in the event of a future but foreseeable start of operation of the battery charging station 1, the start of operation of the heating system 2 is suspended at least until the start of operation of the battery charging station 1. Here is an example: If the house energy management system 3 knows that charging of an electric vehicle belonging to the house should begin in 30 minutes, for example (for example because the vehicle - as can be seen from its GPS data, for example - in will arrive at the house in 30 minutes), the system 3 can tell the heating controller not to warm up the hot water at the moment, even though this would actually be necessary at this point in time. If the expected charging process actually begins in 30 minutes, the resulting heat can be supplied, for example, to the hot water tank, which is then approximately undercooled at this point.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Batterie-LadestationBattery charging station
22
HeizungsanlageHeating system
33
Haus-Energie-Management-SystemHome energy management system
44
WärmeerzeugerHeat generator
55
WarmwasserspeicherHot water tank
66
FußbodenheizungUnderfloor heating

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102017220414 A1 [0011]DE 102017220414 A1 [0011]

Claims (6)

Verfahren zum Betrieb einer energietechnischen Anlage, bei dem an einer Batterie-Ladestation (1) anfallende Wärme mindestens zeitweise einer zur Wärmeversorgung dienenden Heizungsanlage (2) eines Gebäudes zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ladeleistung der Batterie-Ladestation (1) bezüglich ihrer Höhe und Dauer orientiert an einer vorgegebenen Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage (2) oder die Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage (2) orientiert an einer erwarteten Abwärme der Batterie-Ladestation (1) geregelt wird.Method for operating an energy technology system, in which heat generated at a battery charging station (1) is at least temporarily supplied to a heating system (2) of a building used to supply heat, characterized in that a charging power of the battery charging station (1) is related to its height and duration is regulated based on a predetermined heat absorption capacity of the heating system (2) or the heat absorption capacity of the heating system (2) is regulated based on an expected waste heat from the battery charging station (1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anfallende Wärme wahlweise einem Warmwasserspeicher (5) und/oder einer Fußbodenheizung (6) zugeführt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the resulting heat is either supplied to a hot water tank (5) and/or an underfloor heating system (6). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Batterie-Ladestation (1) und der Heizungsanlage (2) ein Haus-Energie-Management-System (3) verwendet wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that a house energy management system (3) is used to control the battery charging station (1) and the heating system (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaufnahmekapazität der Heizungsanlage (2) bei einer erwartbar besonders großen Abwärme der Batterie-Ladestation (1) temporär über eine Grundwärmeaufnahmekapazität vergrößert wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the heat absorption capacity of the heating system (2) is temporarily increased above a basic heat absorption capacity if the waste heat from the battery charging station (1) is expected to be particularly large. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungsanlage (2) nachrangig zur Batterie-Ladestation (1) auch über einen weiteren Wärmeerzeuger (4) Wärme zugeführt wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the heating system (2) is also supplied with heat via a further heat generator (4), subordinate to the battery charging station (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zukünftigen, aber zeitlich absehbaren Betriebsbeginn der Batterie-Ladestation (1) ein Betriebsbeginn der Heizungsanlage (2) mindestens bis zum Betriebsbeginn der Batterie-Ladestation (1) ausgesetzt wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that in the event of a future but foreseeable start of operation of the battery charging station (1), the start of operation of the heating system (2) is suspended at least until the start of operation of the battery charging station (1).
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