DE20103062U1

DE20103062U1 - Distribution station for a heating and water supply system

Info

Publication number: DE20103062U1
Application number: DE20103062U
Authority: DE
Original assignee: ALFONS RENN GmbH
Current assignee: ALFONS RENN GmbH
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2011-02-22

Description

Verteilerstation für eine Heizungs- und WasserversorgungsanlageDistribution station for a heating and water supply system

Die Erfindung betrifft eine Verteilerstation für eine Heizungs- und Wasserversorgungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a distribution station for a heating and water supply system according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Verteilerstation ist als Bestandteil der Heizungs- und Wasserversorgungsanlage in jedem modernen Gebäude anzutreffen. Üblicherweise wird eine solche Station bei der Errichtung eines neuen Gebäudes auf der Basis einer gebäudespezifischen Anlagenplanung in handwerklicher Arbeit in das jeweilige Gebäude eingebaut. Diese Vorgehensweise ist aufwendig, kostspielig und nicht zuletzt auch fehlerträchtig, denn die Funktionssicherheit der fertigen Verteilerstation hängt entscheidend vom Geschick und vom Qualitätsbewußtsein des jeweils ausführenden Handwerkers ab. Problematisch ist ferner die Dokumentation der Anlagenkonfiguration, da die ordnungsgemäße Aufzeichnung von Modifikationen, die während des Aufbaus der Station vorgenommen werden, nicht gewährleistet ist.A distribution station of this kind can be found in every modern building as part of the heating and water supply system. When a new building is constructed, such a station is usually installed by hand on the basis of a building-specific system plan. This procedure is complex, expensive and, not least, error-prone, because the functional reliability of the finished distribution station depends crucially on the skill and quality awareness of the craftsman carrying out the work. Documenting the system configuration is also problematic, as the proper recording of modifications made during the construction of the station cannot be guaranteed.

Es besteht die Aufgabe, den Einbau einer Verteilerstation der genannten Art in ein Gebäude zu vereinfachen und die genannten Nachteile des Standes der Technik zu beheben.The aim is to simplify the installation of a distribution station of the type mentioned in a building and to eliminate the disadvantages of the state of the art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are listed in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Zusammenfassung der Verteilerstation zu einer vorgefertigten, transportablen Einheit hat den Vorteil, daß die Verteilerstation unter Anwendung industrieller Produktionsmethoden einschließlich Qualitätssicherung in großer Stückzahl kostengünstig gefertigt werden kann, am jeweiligen Einsatzort nur noch aufgestellt zu werden braucht, und lediglich durch Anschließen einiger Rohrleitungen sowie elektrischer Steuer- und/oder Stromversorgungsleitungen in Betrieb genommen werden kann. Zur Abdeckung der unterschiedlichen Leistungsklassen von Heizungsanlagen, die jeweils mit der Größe des zu beheizenden Gebäudes korrespondieren, kann eine Produktfamilie erfindungsgemäßer Verteilerstationen mit abgestuften Leistungsdaten und mit bedarfsabhängig abgestuftem Funktionsumfang ausgelegt werden.The inventive combination of the distribution station into a prefabricated, transportable unit has the advantage that the distribution station can be manufactured inexpensively in large quantities using industrial production methods including quality assurance, only needs to be set up at the respective location, and can be put into operation simply by connecting a few pipes and electrical control and/or power supply lines. To cover the different performance classes of heating systems, each of which corresponds to the size of the building to be heated, a product family of distribution stations according to the invention can be designed with graduated performance data and with a graduated range of functions depending on requirements.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen ^! beschrieben. In diesen zeigtIn the following, embodiments of the invention are described with reference to the drawings ^! . In these,

Figur 1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Verteilerstation und deren Verbindung mit den Komponenten der Heizungs- und Wasserversorgungsanlage eines Gebäudes, Figure 1 shows the structure of a distribution station according to the invention and its connection to the components of the heating and water supply system of a building,

Figur 2 eine einfachere Variante der erfindungsgemäßen Verteilerstation. Figure 2 shows a simpler variant of the distribution station according to the invention.

Zur Heizungs- und Wasserversorgungsanlage eines Gebäudes gehören, wie Figur 1 schematisch zeigt, zumindest ein Heizkessel 1, Heizkörper 2, von denen in Figur 1 nur einer dargestellt ist, Wasserverbrauchsstellen 3, von denen ebenfalls nur eine dargestellt ist, eine Frischwasserleitung 4, über welche der Anlage frisches Kaltwasser aus dem Wasserversorgungsnetz zugeführt werden kann, eine Verteilerstation 5, welche die genannten einzelnen Komponenten miteinander verbindet und eine Reihe von zentralen Funktionen erfüllt, zu deren Steuerung ihr eine elektronische Steuereinheit 6 zugeordnet ist. Zunehmend kommen darüber hinaus Solarwärmekollektoren 7 in Verbindung mit einem Wärmespeicher 8 zur Speicherung der von diesen aufgenommenen Solarenergie zum Einsatz.As shown schematically in Figure 1, the heating and water supply system of a building includes at least one boiler 1, radiators 2, of which only one is shown in Figure 1, water consumption points 3, of which only one is shown, a fresh water pipe 4, via which fresh cold water from the water supply network can be supplied to the system, a distribution station 5, which connects the individual components mentioned to one another and fulfils a series of central functions, for the control of which it is assigned an electronic control unit 6. In addition, solar heat collectors 7 are increasingly being used in conjunction with a heat storage unit 8 to store the solar energy absorbed by them.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, erfordert eine funktionsgerechte Zusammenschaltung der einzelnen Komponenten der Heizungs- und Wasserversorgungsanlage in der Verteilerstation 5 eine Vielzahl von Rohrleitungsstücken 9, Rohrleitungsverzweigungen 10, Zwei-Wege-Ventilen 11, Drei-Wege-Ventilen 12, Pumpen 13 und zumindest einen Wärmetauscher 14 zur Erwärmung des zur Entnahme an den Wasserverbrauchsstellen 3 bestimmten Warmwassers.As can be seen from Figure 1, a functional interconnection of the individual components of the heating and water supply system in the distribution station 5 requires a large number of pipe sections 9, pipe branches 10, two-way valves 11, three-way valves 12, pumps 13 and at least one heat exchanger 14 for heating the hot water intended for withdrawal at the water consumption points 3.

Von der Verteilerstation 5 aus führt eine Vorlaufleitung 15 und eine Rücklaufleitung 16 zum Kessel 1. Ebenso führt eine Vorlaufleitung 17 und eine Rücklaufleitung 18 zu den Heizkörpern 2. Zu den Wasserverbrauchsstellen 3 führt eine Warmwasserleitung 19 und eine Zirkulationsleitung 20. Ferner ist die Frischwasserleitung 4 an der Verteilerstation 5 angeschlossen. Bei Vorhandensein von Solarwärmekollektoren 7 führt von der Verteilerstation 5 aus auch zu diesen eine Vorlaufleitung 21 und eine Rücklaufleitung 22. In diesem Fall ist auch ein Wärmespeicher 8 vorhanden, der über Vor- und Rücklaufleitungen 23 bzw. 24 mit den Kollektoren 7 sowie über Vor- und Rücklaufleitungen 25 bzw. 26 mit dem Kesselkreislauf 15, 16 der Heizungsanlage in Verbindung steht, wobei alle genannten Leitungen ebenfalls in der Verteilerstation 5 zusammenlaufen.A flow line 15 and a return line 16 lead from the distribution station 5 to the boiler 1. A flow line 17 and a return line 18 also lead to the radiators 2. A hot water line 19 and a circulation line 20 lead to the water consumption points 3. The fresh water line 4 is also connected to the distribution station 5. If solar heat collectors 7 are present, a flow line 21 and a return line 22 also lead from the distribution station 5 to these. In this case, there is also a heat storage tank 8 which is connected to the collectors 7 via flow and return lines 23 and 24 respectively, and to the boiler circuit 15, 16 of the heating system via flow and return lines 25 and 26 respectively, with all of the lines mentioned also converging in the distribution station 5.

Vorteilhafterweise sind in der Verteilerstation 5 für die Wärmeübertragung vomAdvantageously, in the distribution station 5 for the heat transfer from

Wärmespeicher 8 oder vom Heizkessel 1 zu den Heizkörpern 2 sowie von denHeat storage 8 or from the boiler 1 to the radiators 2 and from the

Solarkollektoren 7 zum Wärmespeicher 8 zwei weitere Wärmetauscher 27 bzw. 28 vorgesehen.Solar collectors 7 to the heat storage 8 two further heat exchangers 27 and 28 are provided.

Erfindungsgemäß sind alle Bestandteile der Verteilerstation 5 in einer vorgefertigten Baueinheit zusammengefaßt, die zweckmäßigerweise von einem Gehäuse 29 umgeben ist. Die elektronische Steuerung 6 steht über Steuerleitungen 30 und 31 mit dem Kessel 1 bzw. mit der Verteilerstation 5 in Verbindung, wobei in Figur 1 mehrere Leitungen 31 angedeutet sind, deren genaue Anzahl von der Komplexität der steuerbaren Funktionen der Verteilerstation 5 abhängt. Das Steuergerät 6 übernimmt das komplette Energiemanagement der Heizungs- und Wasserversorgungsanlage. Angestrebt wird dabei eine möglichst weitreichende Energieversorgung durch die Solarwärmekollektoren 7. Der Heizkessel 1, bei dem es sich vorzugsweise um einen sogenannten Brennwertkessel handelt, wird nur bei Bedarf zugeschaltet, wenn der Wärmespeicher 8 die an den Wärmeverbrauchsstellen 2 und 3 benötigte Wärmeleistung allein nicht liefern kann.According to the invention, all components of the distribution station 5 are combined in a prefabricated structural unit, which is expediently surrounded by a housing 29. The electronic control 6 is connected to the boiler 1 or to the distribution station 5 via control lines 30 and 31, with several lines 31 being indicated in Figure 1, the exact number of which depends on the complexity of the controllable functions of the distribution station 5. The control unit 6 takes over the complete energy management of the heating and water supply system. The aim is to achieve the most extensive possible energy supply through the solar heat collectors 7. The heating boiler 1, which is preferably a so-called condensing boiler, is only switched on when required, when the heat storage 8 alone cannot supply the heat output required at the heat consumption points 2 and 3.

Zur Realisierung des Wärmespeichers 8 wird vorzugsweise ein beliebiger Kellerraum des Gebäudes mit Alu-PU-Schaumplatten 32 vollständig wärmegedämmt. Die Innenseite des entstandenen Raumes wird anschließend mit einer Auskleidung 33 in Form einer hochtemperaturbeständigen Folie oder von Stahlblech versehen.To create the heat storage unit 8, any basement room in the building is preferably completely insulated with aluminum-PU foam panels 32. The inside of the resulting room is then provided with a lining 33 in the form of a high-temperature-resistant film or sheet steel.

In dem Raum werden dann zwei Schichtrohre 34, 35 in vertikaler Richtung angeordnet und von diesen aus Rohrleitungen über Standard-Wanddurchführungen aus dem Raum zu den Rücklaufleitungen 24 bzw. 26 geführt. Die Schichtrohre 34, 35 sind Stand der Technik und dienen dem Aufbau und der Erhaltung einer vertikal geschichteten Temperaturverteilung mit einem Temperaturgefälle von oben nach unten in dem Wärmespeicher 8, wie es für einen energetisch optimalen Betrieb der gesamten Anlage erwünscht ist.Two layered pipes 34, 35 are then arranged in the room in a vertical direction and from these pipes are led via standard wall ducts from the room to the return lines 24 and 26. The layered pipes 34, 35 are state of the art and serve to create and maintain a vertically layered temperature distribution with a temperature gradient from top to bottom in the heat storage unit 8, as is desired for an energetically optimal operation of the entire system.

Zur Entnahme von Wasser hoher Temperatur aus dem Speicher ist eine im oberen Bereich des Speichers 8 endende Rohrleitung 36 vorgesehen, die mit der Vorlaufleitung 25 verbunden ist.. Im Gegensatz dazu ist zur Entnahme von Wasser niedriger Temperatur aus dem Speicher eine im unteren Bereich des Speichers 8 endende Rohrleitung 37 vorgesehen, die mit derFor the extraction of water at a high temperature from the storage tank, a pipe 36 is provided which ends in the upper part of the storage tank 8 and is connected to the flow line 25. In contrast, for the extraction of water at a low temperature from the storage tank, a pipe 37 is provided which ends in the lower part of the storage tank 8 and is connected to the

Vorlaufleitung 23 verbunden ist. Auch diese Rohrleitungen 36 und 37 sind über Standard-Wanddurchfuhrungen aus dem Speicher 8 geführt.flow line 23. These pipes 36 and 37 are also led out of the storage tank 8 via standard wall ducts.

Es leuchtet ein, daß die Installation der Heizungs- und Wasserversorgungsanlage eines Gebäudes durch den Einsatz der erfindungsgemäß als kompakte, vorgefertigte Baueinheit ausgebildeten Verteilerstation 5 erheblich erleichtert wird. Die Station 5 kann im komplett fertigen Zustand in ein Gebäude eingebracht und aufgestellt werden, wozu das Gehäuse 29 mit entsprechenden Hilfsmitteln bekannter Art ausgestattet sein kann. Die danach noch fälligen Verrohrungsarbeiten beschränken sich auf den Anschluß einer Reihe externer Rohrleitungen 4 und 15 bis 26. Ein Zusammenbau von Rohren mit Verzweigungsstücken 10, Ventilen 11, 12, Pumpen 13 und Wärmetauschern 14, 27, 28 sowie ein Verlegen elektrischer Leitungen innerhalb der Station 5 ist vor Ort nicht mehr erforderlich.It is obvious that the installation of the heating and water supply system of a building is made considerably easier by the use of the distribution station 5, which is designed according to the invention as a compact, prefabricated unit. The station 5 can be brought into a building and set up in a completely finished state, for which purpose the housing 29 can be equipped with appropriate aids of a known type. The piping work that is then required is limited to the connection of a series of external pipes 4 and 15 to 26. An assembly of pipes with branch pieces 10, valves 11, 12, pumps 13 and heat exchangers 14, 27, 28 as well as the laying of electrical cables within the station 5 is no longer necessary on site.

Auch der Anschluß der elektronischen Steuerung 6 an die Station 5 vereinfacht sich zum Anstecken eines die Steuerleitungen 31 enthaltenden Kabels an einer entsprechenden Steckverbindung. Die Stromversorgung der elektromechanischen Komponenten der Station (Pumpen, Ventile) kann ebenfalls über diese Steckverbindung geführt, aber auch separat zugeführt sein. Noch einfacher gestaltet sich der elektrische Anschluß bei einer Ausführungsform der Erfindung mit in die Verteilerstation 5 integrierter Steuereinheit. Hier muß lediglich noch die Stromversorgung angesteckt werden..The connection of the electronic control 6 to the station 5 is also simplified by plugging a cable containing the control lines 31 into a corresponding plug connection. The power supply for the electromechanical components of the station (pumps, valves) can also be routed via this plug connection, but can also be supplied separately. The electrical connection is even simpler in an embodiment of the invention with a control unit integrated into the distribution station 5. Here, only the power supply needs to be plugged in.

Wie erwähnt, hat die in Figur 1 dargestellte Anlagenkonfiguration rein beispielhaften Charakter. Die Zusammenfassung einer Verteilerstation zu einer vorgefertigten, transportablen Kompakteinheit kann ebenso bei einfacheren, wie bei komplexeren Konfigurationen angewendet werden. Ein Beispiel für eine besonders zweckmäßige einfachere Konfiguration ist eine Station ohne den Wärmetauscher 27, d.h. eine Station, welche die Heizkörper 2 direkt mit dem Heizkessel 1 und dem Wärmetauscher 8 verbindet. Eine solche Konfiguration ist in Figur 2 dargestellt. Sämtliche Bezugszeichen dieser Figur stimmen mit denjenigen der Figur 1 überein. Gegenüber der Variante nach Figur 1 entfallen außer dem Wärmetauscher 27 auch die mit diesem in funktionalem Zusammenhang stehenden Pumpen und Ventile. Dafür wird allerdings ein druckfester Wärmespeicher 8 benötigt, während bei der Variante nach Figur 1 der Wärmespeicher drucklos betrieben werden kann.As mentioned, the system configuration shown in Figure 1 is purely exemplary. The combination of a distribution station into a prefabricated, transportable compact unit can be used for both simpler and more complex configurations. An example of a particularly useful, simpler configuration is a station without the heat exchanger 27, i.e. a station that connects the radiators 2 directly to the boiler 1 and the heat exchanger 8. Such a configuration is shown in Figure 2. All reference symbols in this figure correspond to those in Figure 1. In comparison to the variant according to Figure 1, in addition to the heat exchanger 27, the pumps and valves that are functionally related to it are also omitted. However, this requires a pressure-resistant heat accumulator 8, whereas in the variant according to Figure 1 the heat accumulator can be operated without pressure.

Claims

1. Distribution station for a heating and water supply system, which comprises at least one or more boilers, radiators and service water pipes, characterized in that the distribution station ( 5 ) is designed as a prefabricated, transportable unit which can be put into an operational state solely by the connection of external liquid lines ( 4 , 15 to 26 ) and electrical control and/or power supply lines ( 31 ).

2. Distribution station according to claim 1, characterized in that it contains a plurality of pipelines ( 9 ) and at least one valve ( 11 , 12 ) and one pump ( 13 ) in each case.

3. Distribution station according to claim 1 or 2, characterized in that it has at least one connection for a circuit ( 21 , 22 ) of a solar heat collector ( 7 ).

4. Distribution station according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has at least one connection for a circuit ( 23 , 24 ) for heating a heat accumulator ( 8 ).

5. Distribution station according to one of claims 1 to 4, characterized in that it contains at least one heat exchanger ( 14 , 27 , 28 ).

6. Distribution station according to one of claims 1 to 5, characterized in that it connects the at least one connection for a circuit ( 21 , 22 ) of a solar heat collector ( 7 ) exclusively with the at least one connection for a circuit ( 23 , 24 ) of a heat accumulator ( 8 ).

7. Distribution station according to claim 6, characterized in that it connects the at least one connection for a circuit ( 21 , 22 ) of a solar heat collector ( 7 ) to the at least one connection for a circuit ( 23 , 24 ) for heating a heat accumulator ( 8 ) via a heat exchanger ( 28 ).

8. Distribution station according to one of claims 5 to 7, characterized in that it connects at least one connection for a circuit ( 17 , 18 ) of at least one radiator ( 2 ) with other connections of the station via a heat exchanger ( 27 ).

9. Distribution station according to one of claims 5 to 8, characterized in that it connects at least one connection for service water pipes ( 4 , 19 , 20 ) with other connections of the station via a heat exchanger ( 14 ).

10. Distribution station according to one of claims 1 to 9, characterized in that it connects the at least one connection for a circuit ( 15 , 16 ) of a heating boiler ( 1 ) via at least one valve ( 38 ) with at least one connection for a circuit ( 25 , 26 ) for heat extraction from a heat accumulator ( 8 ).

11. Distribution station according to one of claims 1 to 10, characterized in that it contains at least one electrically controllable actuator in the form of a valve ( 11 , 12 ) or a pump ( 13 ).

12. Distribution station according to claim 11, characterized in that it has an interface for connecting an external electronic control unit ( 6 ) suitable for controlling its electrically controllable actuators ( 11 , 12 , 13 ).

13. Distribution station according to claim 11, characterized in that it contains an internal electronic control unit ( 6 ) suitable for controlling its electrically controllable actuators ( 11 , 12 , 13 ).

14. Distribution station according to one of claims 1 to 13, characterized in that it has a housing ( 29 ) which surrounds at least its fluidic functional elements ( 9 to 14 , 27 , 28 ).