DE4007228A1 - Heizzentrale nach dem multifunktionsprinzip - Google Patents
Heizzentrale nach dem multifunktionsprinzipInfo
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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
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4007228A DE4007228A1 (de) | 1989-03-07 | 1990-03-07 | Heizzentrale nach dem multifunktionsprinzip |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8902731U DE8902731U1 (de) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Heizzentrale nach dem Multifunktionsprinzip |
| DE4007228A DE4007228A1 (de) | 1989-03-07 | 1990-03-07 | Heizzentrale nach dem multifunktionsprinzip |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4007228A1 true DE4007228A1 (de) | 1990-10-11 |
Family
ID=25890882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4007228A Withdrawn DE4007228A1 (de) | 1989-03-07 | 1990-03-07 | Heizzentrale nach dem multifunktionsprinzip |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4007228A1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19812495C2 (de) * | 1998-03-21 | 2000-09-28 | Lutz Mardorf | Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage oder Kältemaschinenanlage und zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Komponenten |
| ES2259921A1 (es) * | 2005-04-04 | 2006-10-16 | Home Multienergy, S.L. | Sistema de aprovechamiento termico del calor evacuado en aguas residuales. |
| FR2885406A1 (fr) * | 2005-05-04 | 2006-11-10 | Armines Ass Loi De 1901 | Pompe a chaleur pour le chauffage de l'eau chaude sanitaire utilisant la chaleur residuelle des eaux usees. |
| DE102009037161A1 (de) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Hansgrohe Ag | Anlage und Verfahren zur Wiederverwertung von Grauwasser |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2575325A (en) * | 1948-02-14 | 1951-11-20 | American Gas And Electric Comp | Heat pump system |
| DE7429391U (de) * | 1975-01-02 | Gross E | Wärmeaustauscher für Zentralheizungsanlagen | |
| DE2441775A1 (de) * | 1974-08-31 | 1976-03-11 | Erich Gross | Speicherbehaelter fuer zentralheizungsanlagen |
| DE8111726U1 (de) * | 1981-04-18 | 1982-02-04 | Kempf, Lothar, 5239 Unnau | Pufferspeicher fuer eine anlage zur beheizung von gebaeuden und zur erwaermung von brauchwasser |
-
1990
- 1990-03-07 DE DE4007228A patent/DE4007228A1/de not_active Withdrawn
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| DE102009037161A1 (de) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Hansgrohe Ag | Anlage und Verfahren zur Wiederverwertung von Grauwasser |
| DE102009037161B4 (de) * | 2009-08-03 | 2013-08-22 | Hansgrohe Se | Anlage und Verfahren zur Wiederverwertung von Grauwasser |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |