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DE4007228A1 - Heizzentrale nach dem multifunktionsprinzip - Google Patents

Heizzentrale nach dem multifunktionsprinzip

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Publication number
DE4007228A1
DE4007228A1 DE4007228A DE4007228A DE4007228A1 DE 4007228 A1 DE4007228 A1 DE 4007228A1 DE 4007228 A DE4007228 A DE 4007228A DE 4007228 A DE4007228 A DE 4007228A DE 4007228 A1 DE4007228 A1 DE 4007228A1
Authority
DE
Germany
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heating
pressure
heat
water
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4007228A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Georg Metzler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
METZLER HANS GEORG
Original Assignee
METZLER HANS GEORG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE8902731U external-priority patent/DE8902731U1/de
Application filed by METZLER HANS GEORG filed Critical METZLER HANS GEORG
Priority to DE4007228A priority Critical patent/DE4007228A1/de
Publication of DE4007228A1 publication Critical patent/DE4007228A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F24D11/0235Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy
    • F24D11/025Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy contained in waste water
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12Hot water central heating systems using heat pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizzentrale nach dem Multifunktionsprinzip, zur Heizung von Räumen in privaten oder industriellen Gebäuden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche "Multi­ funktions-Heizzentrale" zu schaffen, welche dem heute gesteigerten Bedürfnis nach Schonung der Umwelt Rechnung trägt, d. h. insbesondere schadstoffausstoß-verringert ist, bei welcher das Brauchwasser (Wasch- und Trinkwasser) weitestgehend bakterienfrei gehalten werden kann und mit welcher die Möglichkeit geschaffen ist, die Abwärme von Grauwasser- oder anderen Abwasser-Quellen im Rahmen eines Wärmepumpensystems auszunutzen sowie wesentliche Teile der Heizzentrale als Kompaktstation auszubilden, welche montage- und wartungs­ freundlich ist, so daß die Neuerrichtung oder Nachrüstung von Heizzentralen auf bequeme Weise möglich ist.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe in der Hauptsache durch die Merkmale (a) bis (c) nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Patent­ anspruchs 1 sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß nun ein in sich geschlossenes, umwelt­ freundliches Heizungssystem geschaffen worden ist, welches dazu geeignet ist, weitgehend automatisiert zu arbeiten und die in den Gebäuden anfallende Abwärme aus Grauwasser- oder Abwasser­ quellen auszunutzen, weitestgehend bakterien- oder legionellen­ freies Brauchwasser zu liefern, die Schalthäufigkeit des Haupt­ wärmeerzeugers (z. B. Öl- oder Gasbrenners mit Wasserrohr­ kessel) erheblich zu reduzieren und - hiervon sind insbesondere die Gegenstände der Ansprüche 7 bis 11 betroffen - dem Heizungs­ installateur eine Kompaktstation in die Hand zu geben, welche im Herstellerwerk komplett hydraulisch und elektrisch verschaltet werden kann, so daß die Anschlußarbeiten bezüglich des separat aufgestellten Heizungspufferspeichers auf bequeme Weise ermöglicht sind.
Im folgenden werden die Heizzentrale nach der Erfindung sowie weitere Vorteile und Einzelheiten anhand mehrerer, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Heizzentrale nach der Erfindung in einem Gesamt­ schaltplan, wobei die anflanschbare Kompaktstation durch strichpunktierte Umrandung hervorgehoben ist;
Fig. 2 eine bauliche Vereinigung des Heizungspuffer­ speichers mit einem Druckausgleichsbehälter, unter­ gebracht innerhalb einer wärmedämmenden Hülle, in einer schematischen Aufsicht;
Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 schematisch in einem Querschnitt durch die Längsachse des Heizungs­ pufferspeichers;
Fig. 4 eine Ausführung eines an die Heizzentrale nach Fig. 1 anschließbaren Systems zur Ausnutzung der Abwärme von Grauwasser- oder Haushalts-Abwasser mit einem Grauwasserspeicher und einem vorgeschalteten Kiesfilter für das Grau- bzw. Abwasser;
Fig. 5 eine Kühleinrichtung, die z. B. im Abluftkanal eines Schwimm­ bades angeordnet ist und deren Vor- und Rücklaufleitungen ebenfalls an das Wärmepumpensystem nach Fig. 1 zwecks Wärmerückgewinnung angeschlossen werden können;
Fig. 6 ebenfalls schematisch (wie in Fig. 5) darge­ stellt einen sogenannten Variator, d. h. ein Baum- Heiz- oder -Kühlelement mit Lüfter, dessen Vor- und Rücklaufleitungen ebenfalls das Wärmepumpensystem nach Fig. 1 angeschlossen werden können, und
Fig. 7 ebenfalls schematisch eine sogenannte Kühlzelle, welcher über einen Ventilator Außenluft zugeführt wird, wobei die Außenluft durch ein Kühlregister gekühlt wird, z. B. innerhalb eines Temperaturbereiches zwischen 8°C und 18°C und wobei die Abluft über eine Jalousie­ klappe nach außen entlassen wird.
In Fig. 1 ist der Heizungspufferspeicher als Ganzes mit ES und sein Speicherbehälter mit 25 bezeichnet. Die anflanschbare Kompaktstation KS ist durch strichpunktierte Umrandung als ein Block hervorgehoben. Diese weist ein erstes Armaturen-Anschluß­ feld A 1 zum Anschluß externer Wärme-Lieferanten oder -Verbraucher auf und ein zweites Armaturen-Anschlußfeld A 2 zum Anschluß an den Heizungspufferspeicher ES. Der Anschluß 1 zur Wärmerückgewinnung weist eine Vorlaufleitung 1 a mit Pumpe 2 und Ventil V 1 auf, ferner eine Rücklaufleitung 1 b mit Ventil V 2. Vor- und Rücklaufleitung 1 a, 1 b sind an die Primärseite eines Verdampfers 3 angeschlossen. An die Sekundärseite 3 b des Verdampfers 3 (seine Primärseite ist mit 3 a bezeichnet) sind die Vorlaufleitung 3 b 1 bzw. 3 b 2 angeschlossen, letztere über ein Expansionsventil 4.
Die Ladepumpe 5 des Wärmeerzeugers WE, insbesondere ein Wasser­ rohrkessel mit Öl- oder Gasbrenner, liegt in der Rücklaufleitung we 1 in Reihe zu einem Rücklaufventil V 3. Diese Rücklaufleitung we 1 mündet in den Innenraum des Speicherbehälters 25, der von einer Wärmeträger- insbesondere Wassersäule WS gefüllt ist, mit einem Stutzen 21.
Die Vorlaufleitung des Wärmeerzeugers bzw. Hauptwärmeerzeugers WE ist mit we 2 bezeichnet, sie mündet über den Stutzen 18 in das Innere des Speicherbehälters 25 auf einem mittleren Niveau. Zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitung we 2, we 1 ist ein Über­ strömventil 6 eingeschaltet, welches in Wirkverbindung steht mit einem Anfahrtemperaturregler 6 a. Das Absperrventil in der Vorlaufleitung we 2 ist mit V 4 bezeichnet.
In die Vorlaufleitung h 1 eines nicht näher dargestellten externen Heiznetzes ist die Heizungsumwälzpumpe 7 eingeschaltet, und zwar in Reihe zu dem Absperrventil V 5. Die Vorlaufleitung h 1 mündet über einen Stutzen 17 ebenfalls im mittleren Bereich in das Innere des Speicherbehälters 25. Die Rücklaufleitung h 2 des externen Heiznetzes weist ein Absperrventil V 6 auf und ist über zwei Wege a, b des vorzugsweise als Vier-Wege-Mischventils aus­ geführten Mehrwegeventils 8 geführt. Sie mündet über einen Leitungsstutzen 20 im unteren Bereich des Speicherbehälter 25 in dessen Inneres. Die Vorlaufleitung h 1 des externen Heiznetzes ist über die beiden Wege c, d des Vier-Wege-Ventils 8 normaler­ weise geschaltet. Zwischen beiden Leitungen h 1, h 2 ist ein Überströmventil 6 b angeordnet. Durch Verstellung des Vier-Wege- Mischventils 8 können wahlweise Vorlauf- und Rücklaufleitung h 1, h 2 des externen Heiznetzes völlig voneinander separiert werden. Durch Verstellung ist aber auch ein Kurzschluß möglich (andere Extremstellung), so daß Stutzen 17 über das Leitungsstück h 20 mit Stutzen 20 verbunden ist sowie die Vor- und Rücklaufleitungs­ stücke h 1, h 2 vor dem Mischerventil 8 miteinander über den Weg a-d kurzgeschlossen sind. Mit 16 sind die beiden Rohrschlangen eines Brauchwasserwärmetauschers bezeichnet, welcher im oberen Bereich des Speicherbehälters 25 angeordnet ist. Die Frisch­ wasser-Leitung bw 1 ist über Ventil V 7 an das untere Ende der Rohrschlangen des Wärmetauschers 16 angeschlossen; sie steht unter dem üblichen Netzdruck. Das andere Ende der Rohrschlangen des Wärmetauschers 16 liefert das warme Frischwasser z. B. in Leitung bw 2, an welche z. B. Warmwasserleitungen für Warmwasser­ kräne oder Duschen des Hausnetzes angeschlossen sind. In der Leitung bw 2 ist ein Absperrventil V 8 angeordnet. Eine weitere Brauchwasserleitung bw 3 führt von Leitung bw 2 über in Ventil V 9 und eine Zirkulationspumpe 11 zurück zu einer Zweigleitung 16.1 des Wärmetauschers 16. Damit ist ein Zirkulationsbetrieb er­ möglicht, der die Bildung von Bakterienkolonien verhindert. An die Leitung bw 2 ist vor dem Ventil V 8 über ein Speiseventil 9 eine Speiseleitung da 1 angeschlossen, welche in den Druckaus­ gleichsbehälter 15 mündet. Die Leitung bw 1 wird vor dem Ventil V 7 und die Leitung bw 3 vor der Zirkulationspumpe 11 durch ein Ventil 10 überbrückt, welches als Brauchwassertemperaturregler wirkt. Dieses Ventil steht in Wirkverbindung mit einem Temeraturfühler 10 a an der warmen Brauchwasserleitung bw 2; wenn also das Brauchwasser zu heiß wird, kann durch Öffnung des Ventils 10 kaltes Frischwasser in die Brauchwasserleitung bw 2 eingespeist werden.
Mit 12 ist der Verdichter des Wärmepumpensystems WP bezeichnet dieser liegt in der Vorlaufleitung 3 b 1 und fördert das Arbeitsmedium in Rohrschlangen 19 a und in Reihe dazu 19 b eines Kondensators 19, dessen Rohrschlangen, wie ersichtlich, im unteren Bereich der Wassersäule WS innerhalb des Speicher­ behälters 25 angeordnet sind. Das Arbeitsmedium gelangt nach Durchströmen der Rohrschlangen 19 a, 19 b in die Rücklaufleitung 3 b 2.
Mit 13 ist eine Druckhalt- bzw. Druckerhöhungspumpe bezeichnet, welche in Reihe mit einem Vorschaltventil 23 a und mit einem Nachschaltventil 23 b in der Ablaufleitung 15 b eingeschaltet ist. Zulaufseitig ist dieser Druckausgleichsbehälter 15 über ein Druckablaßventil 14 an das Innere des Speicherbehälters 25, und zwar innerhalb des oberen Bereiches, angeschlossen. Diese Zulaufleitung 15 a mündet über ein Tauchrohr 15 a 1 als langge­ strecktes Prisma ausgebildeten Druckausgleichsbehälter 15. Außerdem ist noch ein Sicherheitsventil 24 vorgesehen, dessen Ausgangsleitung 24 b ebenfalls in den nach oben offenen Druck­ ausgleichsbehälter 15 mündet. Letzterer ist mit einem Über­ lauf 15 c versehen, der in den Abfluß (nicht dargestellt) mündet.
Mit 23 ist ein Entleerungsventil bezeichnet, welches eine Verbindung von einem dem Speicherbehälter 25 nahen Teil zur Saugseite der Pumpe 13 herstellen läßt. Wenn dieses Entleerungsventil 23 geöffnet ist und die Vorschalt- und Nachschaltventile 23 a, 23 b geschlossen sind, dann kann über das Entleerungsventil 26 das Wasser aus dem Speicherbehälter 25 in einen nicht näher dargestellten Abfluß entleert werden. Mit 22 ist noch ein Umschaltventil für Kühlbetrieb bezeichnet.
Im folgenden wird die Funktion der neuen Heizzentrale, untergliedert in die Kapitel A1 bis A10, im einzelnen erläutert.
A. Funktionen
1. Hygienische Brauchwasserbereitung mit Durchflußwärmetauschern
2. Heizungspufferspeicher zur Schalthäufigkeitsbegrenzung des Hauptwärmeerzeugers
3. Wärmeerzeugung mit einer Wärmepumpe aus Abwärme
4. Druckhaltung mittels Druckhaltepumpe, Druckablaßventil und Ausgleichsbehälter
5. Expansionsentgasung über Vierwegeventil und Druckablaßventil
6. Kompaktstation als Regelung für Heizkreis
7. Ladepumpenbausatz für Hauptwärmeerzeuger
8. Wärmedämmung für alle Armaturen
9. Kompaktstation hydraulisch und elektrisch als Funktionseinheit gefertigt und mittels Flanschenkombination mit der Puffereinheit verbindbar
10. Teilklimatisierung der Wohnräume mit Wärmerückgewinnung für Brauchwasserbereitung
A.1. Hygienische Brauchwasserbereitung
Die für die Brauchwasserbereitung erforderliche Energie wird durch die natürliche Temperaturschichtung im Puffervolumen des Speichers ES oberhalb des Stutzens 17 gespeichert. Die Brauchwassererwärmung erfolgt im Durchflußverfahren, darum keine Bakterienanreicherung durch stagnierendes Wasser. Über das thermisch gesteuerte Bypassventil 10 wird die Netztemperatur durch Beimischen von Kaltwasser geregelt.
A.2. Heizungspufferspeicher
Durch das Puffervolumen unterhalb des Stutzens 18 wird die Schalthäufigkeit des Hauptwärmeerzeugers herabgesetzt. Bei einem Ölkessel als Hauptwärmeerzeuger verringert sich somit der Schadstoffausstoß von Kohlenwasserstoffen. Bei Unterschreiten eines vorgegebenen Sollwertes am Stutzen 21, vorzugsweise durch eine witterungsgeführte Regelung, wird der Wärmeerzeuger und die Pumpe 5 eingeschaltet. Um Kondensationsprobleme im Wärmeerzeuger vorzubeugen, ist das thermisch gesteuerte Ventil 6 solange geöffnet, bis die Rücklauftemperatur zum Wärmeerzeuger die Kondensationstemperatur überschreitet. Nach Erreichen des Sollwertes am Stutzen 21 wird der Wärmeerzeuger abgeschaltet. Die Pumpe 5 läuft jedoch weiter bis an der Pumpe ein negativer Temperaturgradient registriert wird. Dadurch wird die Überhitzungswärme des Wärmeerzeugers abgebaut.
A.3. Mit der Wasser-Wasser-Wärmepumpe erfolgt die Wärmerückgewinnung von Abwärme. Der Verdichter 12 wird in Betrieb gesetzt, wenn die Temperatur am Kondensator 19 <55°C ist. Die erforderliche Energiequelle wird an den Anschlüssen 1 angeschlossen.
Als Energiequellen können dienen:
  • a) Grundwasserspeicher Fig. 4
  • b) Abluft Bild 5
  • c) Raumluft Bild 6
Der Energietransport erfolgt über die Pumpe 2. Der Verdampfereintritt ist über die Druckausgleichsleitung 3 a mit dem Heizungsrücklauf verbunden. Der Wärmequellenkreislauf wird mit Heizungswasser betrieben. Am Verdampferaustritt wird mit einem Fühler 4 die Wassertemperatur überwacht, um ein Einfrieren zu verhindern.
Wird an den Stutzen 1 eine Frischhaltezelle gemäß Bild 7 angeschlossen, so hat nicht mehr das Aufheizen des Pufferspeichers priorität, sondern das Klima in der Frischhaltezelle. Kann vom Pufferspeicher keine Energie mehr aufgenommen werden, so erfolgt mit dem Ventil 9 die Rückkühlung.
A.4. Druckhaltung
Mit einem Drucksensor auf Siliziumbasis oder einem Niederdruckpressostaten wird der Druck im Pufferbehälter am Stutzen 21 gemessen. Fällt der Druck unter einem eingestellten Sollwert, so wird die Pumpe 13 so lange eingeschaltet und transportiert Wärmeträgermedium (Wasser) aus dem Vorratsbehälter 15 in den Pufferbehälter bis der Sollwert erreicht wird.
Steigt der Druck im Pufferbehälter durch thermische Expansion über den Solldruck, so wird das Magnetventil 14 solange geöffnet und Wärmeträgermedium (Wasser) in den Ausgleichsbehälter abgelassen. Im Ausgleichsbehälter muß immer ein bestimmter Vorrat an Wärmeträgermedium vorhanden sein. Über einen Drucksensor oder eine Differenzdruckdose wird der Wasserstand vor der Pumpe 13 gemessen. Bei Unterschreitung des Minimums wird über das Magnetventil 9 Warmwasser nachgespeist. Werden die Schaltungen dieses Magnetventils über die Zeit aufintegriert, so ist damit bei Überschreiten eines Grenzwertes, das Vorhandensein eines Lecks in der Anlage feststellbar. Durch Schließen der Ventile 23 a und 23 b und Öffnen des Ventils 23 ist über die Pumpe 13 und den nachgeschalteten Entleerungshahn eine Schnellentleerung des Systems gegeben.
A.5. Expansionsentgasung
In bestimmten Zeitabständen wird die Funktion der Vorlauftemperaturregelung aufgehoben und das Vierwegeventil 8 geschlossen, daß nur noch Heizungswasser im Heizkreis umgewälzt wird. Nach Erreichen der Endstellung, signalisiert über einen Endschalter, wird kurzzeitig das Magnetventil 14 geöffnet und der Pufferbehälter über das Tauchrohr auf den Druck im Ausgleichsbehälter expandiert. Nach Schließen des Magnetventils 14 wird über die Druckpumpe 13 der Systemdruck wieder hergestellt. Das Vierwegeventil 8 wird wieder für Regelungszwecke freigegeben.
A.6. Die Vorlauftemperaturregelung des Heizkreises ist mit dem Vierwegemischventil 8 der Heizungsumwälzpumpe 7 mit Schwerkraftbremse, Differenzdrucküberströmventil 6 a, Absperrschiebern und witterungsgeführter Vorlauftemperaturregelung hydraulisch und elektrisch als Kompakteinheit betriebsbereit. Es ist lediglich nur noch der Steigstrang zu den Etagen bauseits zu errichten.
A.7 Die Ladepumpe 5 vom Hauptwärmeerzeuger ist mit dem Bypassventil 6 und dem Pufferspeicher hydraulisch verbunden. Ebenso ist die Ladepumpe elektrisch mit der Steuerung verdrahtet und betriebsbereit. Der Hauptwärmeerzeuger muß nur noch über zwei Rohrleitungen und ein Elektrokabel mit Stecker verbunden werden.
A.8. Alle Armaturen sind in einem wärmegedämmten Gehäuse untergebracht, so daß die erforderlichen Dämmarbeiten nach Wärmeschutzverordnung entfallen können.
A.9. Die Kompaktstation ist in einem Gehäuse untergebracht, an welchem die Flansche mit den Anschlüssen und Meßfühlern mit dessen Grundplatte fest verbunden sind. Die Koppelung mit dem Pufferspeicher erfolgt mittels dieser Flanschen und Dichtungen. Der Ausgleichsbehälter wird mittels Schlauchleitungen angeschlossen.
A.10. Teilklimatisierung von Wohnräumen
Durch Umschalten des Ventils 22 und Umschalten von Pumpe 2 auf Pumpe 7 ist bei geschlossenem Vierwegemischer 8 eine Teilklimatisierung von Wohnräumen über die dort installierten Heizflächen möglich. Um Kondensatbildung an den Heizflächen zu verhindern, übernimmt das Umschaltventil 22 zusätzlich noch eine Regelfunktion zur Konstanthaltung der Vorlauftemperatur im Heizkreis. Als Heizflächen eignen sich hierfür vorteilhaft eine Fußbodenheizung oder Aluminiumheizkörper.
Bezugszeichenliste
ES Heizungspufferspeicher
25 Speicherbehälter
KS Kompaktstation
A 1 erstes Armaturen-Anschlußfeld
A 2 zweites Armaturen-Anschlußfeld
1 Anschluß zur Wärmerückgewinnung
1 a Vorlaufleitung
2 Pumpe
V 1 Ventil
1 b Rücklaufleitung
V 2 Ventil
3 Verdampfer
3 a Primärseite von (3)
3 b Sekundärseite von (3)
3 b 1 Vorlaufleitung von (3 b)
3 b 2 Rücklaufleitung von (3 b)
4 Expansionsventil
5 Ladepumpe
WE Wärmeerzeuger
we 1 Rücklaufleitung
V 3 Rücklaufventil
WS Wärmeträger-, insb. Wassersäule in (25)
21 Stutzen an (we 1)
we 2 Vorlaufleitung von (WE)
18 Stutzen an (we 2)
6 Überströmventil
6 a Anfahrtemperaturregler
V 4 Absperrventil in (we 2)
h 1 Vorlaufleitung externes Heiznetz
7 Heizungsumwälzpumpe
V 5 Absperrventil in (h 2)
17 Stutzen an (h 1)
h 2 Rücklaufleitung
V 6 Absperrventil in (h 2)
a, b Wege am Vier-Wege-Mischerventil (8)
8 Vier-Wege-Mischerventil
20 Leitungsstutzen an (h 2)
c, d Wege für (h 1) an (8)
6 b Überströmventil zwischen (h 1) und (h 2)
h 20 Leitungsstück von (h 2)
16 Brauchwasser-Wärmetauscher-Rohrschlangen
bw 1 Frischwasserleitung (kalt)
V 7 Ventil in (bw 1)
bw 2 Frisch (Brauch-)/Wasserleitung
V 8 Absperrventil in (bw 2)
bw 3 weitere Brauchwasserleitung
V 9 Ventil in (bw 3)
11 Zirkulationspumpe
9 Speiseventil
da 1 Speiseleitung
15 Druckausgleichsbehälter
10 Bypassventil zwischen (bw 1) und (bw 2)
10 a Temperaturfühler an (bw 2)
12 Verdichter
WP Wärmepumpensystem
19 a, 19 b Rohrschlangen von (19)
19 Kondensator
WS Wassersäule
13 Druckhalte- bzw. Druckerhöhungspumpe
23 a Vorschaltventil vor (13)
23 b Nachschaltventil nach (13)
15 b Ablaufleitung von (15)
14 Druckablaßventil
15 a Zulaufleitung zu (15)
15 a 1 Tauchrohr
24 Sicherheitsventil
24 b Ausgangsleitung an (24)
15 c Überlauf an (15)
23 Entleerungsventil
26 Entleerungsventil, weiteres
22 Umschaltventil für Kühlbetrieb
3 c Druckausgleichsleitung
22 a Umschaltpfeile

Claims (11)

1. Heizzentrale nach dem Multifunktionsprinzip, zur Heizung von Räumen in privaten oder industriellen Gebäuden, mit den folgenden Merkmalen:
  • a) es ist ein zentraler Heizungspufferspeicher in Form eines eine Wärmeträger-, insbesondere Wassersäule, enthaltenden Speicherbehälters vorgesehen, dessen Wärmeträgervolumen innerhalb eines vorgegebenen Druckbereiches gehalten wird und an welchen über je eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung ein Hauptwärmeerzeuger, z. B. ein Ölbrenner mit Wasserrohrkessel, angeschlossen ist, wobei der Speicherbehälter ein solches Speichervolumen hat, daß die Schalthäufigkeit des Haupt­ wärmeerzeugers reduziert ist;
  • b) ein Druckausgleichsbehälter ist mit seinem Zulauf an den oberen Bereich und mit seinem Ablauf über eine Druckerhöhungspumpe an den unteren Bereich des Speicherbe­ hälters angeschlossen und an seinem oberen Ende zum Zwecke der Entgasung offen ausgeführt;
  • c) im oberen Bereich des Speicherbehälters ist zum Zwecke der hygienischen Brauchwasserbereitung wenigstens ein Durchfluß­ wärmetauscher, eintauchend in das Wärmeträgervolumen, angeordnet, der eingangsseitig an einen Frischwasserzulauf und der ausgangsseitig an ein Verbrauchernetz für warmes Frischwasser angeschlossen ist.
2. Heizzentrale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Heizungspufferspeichers die wärmetauschenden Rohre eines Wärmepumpensystems in das Speichervolumen ragen, wobei die sekundärseitige Schleife eines Verdampfers durch eine Vorlaufleitung des Verdampfers mit Verdichter und diesem nach­ geschaltete wärmetauschende Rohre sowie die daran anschließende Rücklaufleitung geschlossen ist, wobei ferner die Primärseite des Verdampfers mittels wärmetauschender Rohre und wenigstens eine Förderpumpe an Abwärmelieferanten, z. B. sogenannte Grauwasser- oder Abwasser-Speicher, angeschlossen ist.
3. Heizzentrale nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Speicherbehälters in der Nähe der Mündung der Ablaufleitung des Druckausgleichsbehälters wenigstens ein Drucksensor installiert ist, welcher mit der Druckerhöhungs­ pumpe in Wirkverbindung steht, wobei im Falle des Unter­ schreitens eines vorgegebenen Drucksollwertes die Drucker­ höhungspumpe solange eingeschaltet wird und Wärmeträger­ medium aus dem Druckaufgleichsbehälter in den Speicher­ behälter transportiert bis der Drucksollwert erreicht ist.
4. Heizzentrale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ ausgleichsbehälter über ein erstes druckabhängig schaltbares Ventil mit seiner Zulaufleitung an den oberen Bereich des Speicherbehälters angeschlossen ist und das schaltbare Ventil mit einer Drucksignalleitung eines Drucksensors, der den Druck im Speicherbehälter erfühlt, verbunden ist, wobei im Falle des durch thermische Expansion bedingten Ansteigens des Druckes im Speicherbehälter über den Solldruck das erste schaltbare Ventil solange geöffnet und Wärmeträgermedium in den Druckausgleichsbe­ hälter abgelassen wird, bis der obere Drucksollwert unterschrit­ ten ist.
5. Heizzentrale nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine über ein zweites schaltbares Ventil an eine warme Brauchwasser­ leitung angeschlossene Verbindungsleitung zum oberen Bereich des Druckausgleichbehälters führt und daß zur Messung des Wasser­ standes vor der Druckerhöhungspumpe ein Drucksensor oder ein Differenzdruckmesser vorgesehen sind, wobei bei Unterschreiten des Druckminimums das zweite schaltbare Ventil geöffnet und über dieses warmes Wärmeträgermedium bzw. Warmwasser in den Druck­ ausgleichsbehälter nachspeisbar ist.
6. Heizzentrale nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei an den Speicherbehältern ein externes Heiznetz über je eine Vor- und Rücklaufleitung, ein in eine Kreuzungsstelle von Vor- und Rücklaufleitung eingeschaltetes, vorzugsweise motorgetriebenes Mehrwegeventil, insbesondere Vierwegeventil, angeschlossen sowie in der Vorlaufleitung eine Förderpumpe eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Expansionsentgasung bei geschlossenem Mehrwegeventil nur noch Heizungswasser im Heizkreis umwälzbar ist und das Volumen des Speicherbehälters durch kurzzeitiges Öffnen des ersten schaltbaren Ventils auf den Druck im Druckausgleichsbehälter expandierbar ist, wobei eine Entgasung über den nach oben offenen Druckausgleichsbehälter erfolgt.
7. Heizzentrale nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine anflanschbare Kompaktstation zur Ankopplung an den Heizungs­ pufferspeicher aufweist, daß die Kompaktstation in einem transportablen Gehäuse untergebracht ist und auf ihrer dem Pufferspeicher (ES) zugewandten Seite Flansche zur druck­ dichten Verbindung zumindest der folgenden Heiznetzleitungen über entsprechende Gegenflansche des Heizungspufferspeichers (ES) aufweist:
  • a) Brauchwasser-Vor- und Rücklauf-Leitungen zu bzw. von einem Brauchwasser-Wärmetauscher (16) im Inneren des Speicherbehäl­ ters,
  • b) Vor- und Rücklaufleitungen (18, 21) eines Wärmeerzeugers, z. B. in Gestalt einer Öl- oder Gasbrennereinrichtung, und
  • c) Vor- und Rücklaufleitungen (17, 20) eines Heizkreises.
8. Heizzentrale nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flansch der Kompaktstation zum druckdichten Anschließen der Konden­ satorleitungen (19) eines Wärmepumpenkreises an einen entsprechenden Gegenflansch des Speicherbehälters für den Heizungspufferspeicher (ES) vorgesehen sind.
9. Heizzentrale nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschverbindungen für die Brauchwasser-Vor- und Rücklauf- Leitungen im oberen Bereich des Heizungspufferspeichers angeordnet sind, diejenigen der Heizkreis- und Wärmeerzeuger- Vorlaufleitungen (17, 18) in einem etwas tiefer gelegenen Abschlußbereich angeordnet sind und daß die Flanschverbindungen für die Heizkreis- und Wärmeerzeuger-Rücklaufleitungen (20, 21) sowie gegebenenfalls für die Kondensatorleitungen (19) im unteren Bereich des Heizungspufferspeichers angeordnet sind.
10. Heizzentrale nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Vierwege-Mischerventil (8) aufweist, welches normalerweise die Vorlauf- und die Rücklaufleitung des Heizkreises jeweils durch­ schaltet bzw. teildurchschaltet und welches in einer zweiten Kurzschlußleitung den Heizkreis pufferspeicherseitig bzw. netzseitig jeweils kurzschließt.
11. Heizzentrale nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompaktstation weitere Anschlüsse für den dem Pufferspeicher parallel geschalteten Druckausgleichsbehälter aufweist, welche zumindest einen Anschluß für eine vom Boden des Druckausgleichs­ behälters abgehende Rückspeiseleitung umfassen, wobei inner­ halb der Kompaktstation die Druckerhöhungspumpe oder Druck­ haltepumpe zum Anheben des Druckpegels des Rückspeisewassers und wenigstens eine der Druckerhöhungspumpe nachgeschaltete Leitung zur Rückspeisung des auf Druck gebrachten Wassers in den Heizungspufferspeicher vorgesehen sind.
DE4007228A 1989-03-07 1990-03-07 Heizzentrale nach dem multifunktionsprinzip Withdrawn DE4007228A1 (de)

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