[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizanlage oder Kühlanlage mit mindestens einer Wärmequelle, die insbesondere als Brennwertkessel oder Kondensatkessel oder Wärmepumpe oder Wärmetauscher einer Fernheizanlage ausgebildet ist, zur Erwärmung oder Abkühlung eines Wärmeträgermediums und mit einem Verteiler mit einer ersten Kammer, die über eine Vorlaufleitung mit einer Wärmequelle verbunden ist, und einer zweiten Kammer, die über eine Rücklaufleitung mit der Wärmequelle verbunden ist,
wobei in mindestens einer dieser Leitungen ein die Durchsatzmenge des Wärmeträgermediums begrenzendes Strangregulierventil angeordnet ist und an diese Kammern des Verteilers Verbraucherkreis-Vorlaufleitungen und/oder Verbraucherkreis-Rücklaufleitungen von jeweils eine Umlaufpumpe aufweisenden Verbraucherkreisen anschliessbar sind und die zweite Kammer mit der ersten Kammer über ein Druckausgleichsventil verbunden ist, dessen Durchlassrichtung von der zweiten Kammer zur ersten Kammer gerichtet ist.
[0002] Obwohl die Zielrichtung der Erfindung in erster Linie Heizanlagen sind, sollen auch Kühlanlagen umfasst sein. Der Begriff Wärmeträgermedium ist somit allgemein auch als ein Kältemittel umfassend zu verstehen und eine Wärmequelle kann somit auch eine Einrichtung zum Abkühlen des Wärmeträgermediums umfassen.
Verbraucherkreise sind bei Heizanlagen Heizkreise und bei Kühlanlagen Kühlkreise. Der Deutlichkeit halber wird daher auch in analoger Weise eine Einrichtung zum Abkühlen des Wärmeträgermediums als Kältequelle bezeichnet.
[0003] Eine Heizanlage mit einem zwei oder mehrere Kammern aufweisenden Verteiler ist aus der AT 399 770 B bekannt. Zwischen den Kammern sind Zwischenwände vorgesehen, in denen jeweils eine Öffnung angeordnet ist, durch welche die Kammern miteinander verbunden werden. Es können dadurch definierte und auch grosse Temperaturdifferenzen zwischen den Kammern erreicht werden, so dass in effektiver und flexibler Weise unterschiedliche Verbraucher an den Verteiler anschliessbar sind.
Für den Umlauf des Wärmeträgermediums durch die Wärmequelle ist hier eine Umlaufpumpe vorgesehen.
[0004] Eine Heizanlage der eingangs genannten Art ist aus der AT 406 081 B bekannt. Die Wärmequelle dieser Heizanlage ist ein Brennwertkessel oder Kondensatkessel oder ein Wärmetauscher einer Fernheizanlage. Bei solchen Wärmequellen kommt es jeweils auf eine möglichst niedrige Rücklauftemperatur des Wärmeträgermediums an, wie in dieser Schrift beschrieben ist. Um die maximale Durchsatzmenge des Wärmeträgermediums durch die Wärmequelle zu regulieren ist ein Strangregulierventil in der Rücklaufleitung oder in der Vorlaufleitung der Wärmequelle angeordnet. Die einzelnen, an den Verteiler angeschlossenen Verbraucherkreise weisen jeweils eine Umlaufpumpe auf.
Für den Umlauf des Wärmeträgermediums vom Verteiler durch die Wärmequelle ist dagegen keine Umlaufpumpe vorgesehen. Das Strangregulierventil ist als vorgegebene Querschnittsverengung oder Drossel anzusehen, die hinsichtlich ihres Querschnittes während des Betriebs der Anlage üblicherweise nicht beeinflussbar ist. Es können auch Strangregulierventile mit Differenzkapillarrohr eingesetzt werden, deren Öffnungsquerschnitt sich in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung ändert. Bei der Installation der Heizanlage wird die maximale Durchsatzmenge durch das Strangregulierventil vom Fachmann eingestellt und die für eine Anlage eingestellten Strangregulierventile sind in der Regel auch plombiert.
Wenn während des Betriebs der Anlage die Drehzahl einer Umlaufpumpe eines Heizkreises verändert wird, so dient das Druckausgleichsventil dazu, den Wärmehaushalt und die Wärmebilanz dieser Heizanlage ordnungsgemäss aufrecht zu erhalten, wie in der AT 406 081 B beschrieben ist. Ein Druckausgleichsventil im Sinne der AT 406 081 B und auch im Sinne der gegenständlichen Schrift weist eine Sperrrichtung auf, in die das Ventil jedenfalls sperrt, auch bei Druckunterschieden.
In Durchlassrichtung sperrt das Druckausgleichsventil bis zu einer einstellbaren Druckdifferenz und öffnet bei einem Überschreiten dieser voreingestellten Druckdifferenz.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es eine effiziente und flexibel nutzbare Heizanlage oder Kühlanlage bereitzustellen, an die in vorteilhafter Weise gleichzeitig zumindest eine Wärmequelle, für die keine Umlaufpumpe zum Umwälzen des Wärmeträgermediums durch die Wärmequelle erforderlich ist, als auch mindestens eine Wärmequelle, für die eine Umlaufpumpe zum Umwälzen des Wärmeträgermediums durch die Wärmequelle erforderlich ist, anschliessbar sind.
Erfindungsgemäss gelingt dies durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentaspruchs 1.
[0006] Während an die erste und zweite Kammer in vorteilhafter Weise eine Wärmequelle anschliessbar ist, für die keine Umwälzung des Wärmeträgermediums erforderlich ist und deren Rücklauftemperatur möglichst niedrig sein soll, kann an die weitere Kammer in Verbindung mit einer der anderen Kammern des Verteilers eine Wärmequelle angeschlossen werden, für die eine Umwälzung des Wärmeträgermediums erforderlich ist. Solche Wärmequellen sind beispielsweise Heizkessel für Biomasse bzw. Holzschnitzel oder Sonnenkollektoren.
[0007] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der in der beiliegenden Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Heizanlage und
<tb>Fig. 2<sep>ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Heizanlage.
[0008] Die Vorlaufleitungen sind in den Figuren durchgezogen und die Rücklaufleitungen strichliert dargestellt. Die Figuren sind als schematische Prinzipzeichnungen zu verstehen, wobei der Übersichtlichkeit halber nur die zur Erläuterung der Erfindung erforderlichen Komponenten eingezeichnet sind. In einer konkreten Heizanlage sind darüberhinaus weitere herkömmliche und übliche Ventile, Leitungen und Fühler vorhanden, die zur Steuerung und zum ordnungsgemässen Betrieb in der Praxis dienen.
Insbesondere die Verbraucherkreise sind nur vereinfacht und schematisch dargestellt.
[0009] Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Heizanlage wird von einem Wärmetauscher der Kühl- oder Wärmequelle 3 eines Fernheizwerkes sowie von einer Wärmequelle 24 in Form eines Heizkessels für Biomasse gespeist. Die von einem nicht dargestellten Fernheizwerk kommende Vorlaufleitung 1 und die Rücklaufleitung 2 speisen den als Wärmequelle 3 dienenden Wärmetauscher. In der Rücklaufleitung 2 sind in herkömmlicher Weise in den Figuren nicht dargestellte Komponenten wie ein Temperaturfühler, ein Regelventil und ein Wärmezähler eingeschaltet. Sekundärseitig ist der Wärmetauscher der Wärmequelle 3 über eine Vorlaufleitung 4 und über eine Rücklaufleitung 5 mit einem Verteiler 6 verbunden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung weist der Verteiler 6 drei Kammern 7, 8, 26 auf, wobei die Kammer, in die die Vorlaufleitung 4 mündet, in der Folge als erste Kammer 7 und die Kammer, aus der die Rücklaufleitung 5 abzweigt, als zweite Kammer 8 bezeichnet wird. In der Rücklaufleitung 5 ist ein Strangregulierventil 10 angeordnet, das die Durchsatzmenge des Wärmeträgermediums durch den Wärmetauscher der Wärmequelle 3 limitiert. Dieses Strangregulierventil 10 ist auf die maximale Heizleistung eingestellt und vom Wärmelieferanten, dem Betreiber des Fernheizwerkes, eingestellt und gegebenenfalls plombiert.
Neben einem Strangregulierventil mit konstantem Durchflussquerschnitt während des Betriebs ist auch ein solches einsetzbar, dessen Durchflussquerschnitt sich in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung ändert.
[0010] Die zweite Kammer 8 ist mit der ersten Kammer 7 über ein Druckausgleichsventil 19 verbunden. Dieses Druckausgleichsventil 19 weist eine Durchlassrichtung auf, in der es oberhalb einer bestimmten, gegebenenfalls einstellbaren, Druckdifferenz öffnet. In die entgegengesetzte Richtung schliesst dieses Ventil nach Art eines Rückschlagventils. Beispielsweise ist das Druckausgleichsventil als federbelastetes Ventil ausgebildet, wobei die Kraft der das Druckausgleichsventil 19 schliessenden bzw. geschlossen haltenden Feder gegen den im Bereich der zweiten Kammer 8 herrschenden Druck gerichtet ist.
Die Durchlassrichtung dieses Druckausgleichsventils 19 ist durch den Pfeil 20 bezeichnet, der auch die mögliche Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums in diesem Bereich wiedergibt. Anstelle eines federbelasteten Druckausgleichsventils kann auch ein Druckausgleichsventil eingesetzt werden, das über Druckfühler elektronisch gesteuert ist.
[0011] Zur Bereitstellung von zusätzlicher Heizleistung bzw. zur Aufheizung des Wärmeträgermediums auf höhere Temperaturen, als es über den Wärmetauscher der Kälte- oder Wärmequelle 3 möglich ist, ist eine zweite Wärmequelle 24 in Form eines Heizkessels für Biomasse vorgesehen. Für einen solchen Heizkessel ist eine Umwälzung des Wärmeträgermediums durch den Heizkessel erforderlich und hierfür ist eine Umlaufpumpe 25 in der Rücklaufleitung 36 vorgesehen.
Der Heizkessel ist über die Vorlaufleitung 35 mit einer weiteren Kammer 26 des Verteilers 6 verbunden und weiters über die Rücklaufleitung 36 mit der ersten Kammer 7 des Verteilers 6 verbunden.
[0012] Zwischen der ersten Kammer 7 und der weiteren Kammer 26 ist eine Zwischenwand 28 angeordnet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel durch zwei parallel zueinander angeordnete und zwischen sich einen Spaltraum begrenzende Wände gebildet wird. Dieser Spaltraum bildet eine Öffnung 29 zwischen der ersten Kammer 7 und der weiteren Kammer 26.
Auf diese Weise kann an den Verteiler neben einer Wärmequelle 3 ohne Umlaufpumpe in Form des Wärmetauschers auch eine Wärmequelle 24, welche eine Umlaufpumpe 25 zum Umwälzen des Wärmeträgermediums benötigt, in effizienter Weise angeschlossen werden.
Für die Temperaturen des Wärmeträgermediums in den einzelnen Kammern 26, 7, 8 sind in Fig. 1 links beispielhafte Werte angegeben.
[0013] An die Kammern 26, 7, 8 des Verteilers sind Verbraucherkreis-Vorlaufleitungen 11 und Verbraucherkreis-Rücklaufleitungen 12 von Verbraucherkreisen 13, 14 angeschlossen. Beispielsweise kann der Verbraucherkreis 13 ein Heissluftgebläse und der Verbraucherkreis 14 Radiatoren speisen. Die Vorlauf- und Rücklaufleitungen 11, 12 sind dabei entsprechend der für die jeweiligen Verbraucherkreise erforderlichen Temperaturdifferenzen an die Kammern 26, 7, 8 angeschlossen. Alle Verbraucherkreise weisen Umlaufpumpen 17 auf. Deren Drehzahl ist entweder willkürlich einzustellen, oder von Betriebsgrössen geregelt und gesteuert. Auch Umlaufpumpen mit konstanter Drehzahl können vorhanden sein.
Im Verbraucherkreis 14 ist zusätzlich ein Mischventil 18 angeordnet. Weiters sind in allen Verbraucherkreisen nicht dargestellte Rückschlagventile eingeschaltet und weitere nicht dargestellte Ventile, wie Mengenbegrenzungsventile sowie Sensoren zur Steuerung der Verbraucherkreise können in üblicher Weise vorgesehen sein.
[0014] Weiters kann günstigerweise ein Pufferspeicher 37 vorgesehen sein, der über eine Vorlaufleitung 38 mit der weiteren Kammer 26 und über eine Rücklaufleitung 39 mit der Kammer 7 (oder 8) verbunden ist.
Umlaufpumpen dienen zum Einfüllen und zum Auslassen vom Warmeträgermedium von der Kammer 26 in den Pufferspeicher 37 oder aus diesem in die Kammer 26.
[0015] Eine erfindungsgemässe Heizanlage ermöglicht definierte und relativ grosse Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Kammern, wobei die Anlage unempfindlich gegenüber Änderungen in den Flüssen durch die Verbraucherkreise 13, 14 ist. Wenn der Druck in der zweiten Kammer 8 höher ist als der Wert, auf den das Druckausgleichsventil 19 eingestellt ist, so fliesst Wärmeträgermedium in die erste Kammer 7 zurück. Es wird dadurch ein flexibler und unempfindlicher Anschluss von Verbraucherkreisen an den Verteiler 6 ermöglicht, wobei eine tiefe Rücklauftemperatur in der Rücklaufleitung 5 erreicht werden kann.
Solche niedrige Rücklauftemperaturen sind insbesondere bei Kälte- oder Wärmequellen 3 in Form von Brennwertkesseln oder Kondensatkesseln oder Wärmepumpen oder Wärmetauschern einer Fernheizanlage vorteilhaft, um die Anlage effektiv zu nutzen.
[0016] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Wiederum ist eine Wärmequelle 3 in Form eines Wärmetauschers eines Fernheizwerkes vorgesehen, die über eine Vorlaufleitung 4 mit der ersten Kammer 7 und über eine Rücklaufleitung 5 mit der zweiten Kammer 8 des Verteilers 6 verbunden ist. In der Rücklaufleitung 5 ist ein Strangregulierventil 10 vorgesehen. Eine Umlaufpumpe in der Vor- oder Rücklaufleitung der Wärmequelle 3 zur Umwälzung des Wärmeträgermediums durch die Wärmequelle 3 ist dagegen nicht vorgesehen.
Anstelle des Wärmetauschers eines Fernheizwerkes könnte für die Wärmequelle 3 auch eine andere Wärmequelle eingesetzt werden, bei der der maximale Durchfluss durch ein Strangregulierventil in der Vor- oder Rücklaufleitung begrenzt wird, wie ein Brennwertkessel oder Kondensatkessel oder eine Wärmepumpe.
[0017] Zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer ist eine Zwischenkammer 9 vorgesehen. Die zweite Kammer ist sowohl mit der ersten Kammer 7 als auch mit der Zwischenkammer 9 jeweils über ein Druckausgleichsventil 19 verbunden. Weiters ist die erste Kammer 7 mit der Zwischenkammer 9 und die Zwischenkammer 9 mit der zweiten Kammer 8 über ein Rückschlagventil 21 verbunden, wobei die Durchlassrichtungen der Rückschlagventile durch die Pfeile 22 bezeichnet sind.
Diese Rückschlagventile 21 können ausserhalb des den Verteiler 6 bildenden Behälters angeordnet sein oder als in die Zwischenwände 23 zwischen den Kammern 7, 8, 9 integrierte Rückschlagklappen ausgebildet sein. An die Kammern 7, 8 und 9 sind die Verbraucherkreis-Vorlaufleitungen 11 und die Verbraucherkreis-Rücklaufleitungen 12 von Verbraucherkreisen 13, 14 angeschlossen, wobei diese Verbraucherkreise jeweils Umlaufpumpen 17 mit veränderbarer Drehzahl aufweisen.
[0018] Durch eine derartige Heizanlage kann eine grosse Temperaturdifferenz zwischen der Vorlaufleitung 4 und der Rücklaufleitung 5 erreicht werden, wobei die Anlage unempfindlich gegenüber Änderungen in den Flüssen durch die Verbraucherkreise 13, 14 ist.
Wenn der Druck in der zweiten Kammer höher ist als der Wert, auf den die Druckausgleichsventile 19 eingestellt sind (es können dies auch unterschiedliche Werte sein), so fliesst Wärmeträgermedium in die Kammern 7 oder 9 zurück. Falls in der Zwischenkammer 9 mehr Wärmeträgermedium benötigt wird (für den Heizkreis 14) als angeliefert wird (durch den Rücklauf des Heizkreises 13), so strömt Wärmeträgermedium durch das die Kammern 7 und 9 verbindende Rückschlagventil 21 nach. Falls in der Zwischenkammer 9 mehr Wärmeträgermedium anfällt (durch den Rücklauf des Verbraucherkreises 13) als abgeführt wird (durch den Vorlauf des Verbraucherkreises 14), so kann Wärmeträgermedium von der Zwischenkammer 9 durch das die Kammern 9 und 8 verbindende Rückschlagventil 21 abströmen.
[0019] Zusätzlich zu den Kammern 7, 8 und 9 sind hier weitere Kammern 26, 27 vorgesehen.
Zwischen der zweiten Kammer 8 und der weiteren Kammer 26 sowie zwischen der weiteren Kammer 26 und der weiteren Kammer 27 ist jeweils eine Zwischenwand 28 angeordnet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel durch zwei parallel zueinander angeordnete und zwischen sich einen Spaltraum begrenzende Wände gebildet werden. Dieser Spaltraum bildet eine Öffnung 29 zwischen der Kammer 8 und der Kammer 26 bzw. zwischen der Kammer 26 und der Kammer 27.
[0020] Durch diese weiteren Kammern wird eine Anschlussmöglichkeit für eine weitere Wärmequelle 30 bereitgestellt, die hier beispielsweise als Solaranlage ausgebildet ist. Diese weitere Wärmequelle 30 ist eine solche Wärmequelle, welche eine Umlaufpumpe 31 zum Umwälzen des Wärmeträgermediums durch die Kälte- oder Wärmequelle 30 benötigt.
Die Rücklaufleitung 34 der Wärmequelle 30 ist über ein Umschaltventil 33 mit der Kammer 26 oder der Kammer 27 wahlweise verbindbar. Die Vorlaufleitung 32 mündet in die Kammer 8. Die Heizanlage wird dadurch zum Anschluss für eine Wärmequelle mit niedrigeren Temperaturen, als diese für die Rücklaufleitung 5 der Kälte- oder Wärmequelle 3 vorgesehen sind, hin erweitert, wodurch auch in effizienter Weise ein Verbraucherkreis 16 mit einem Niedertemperaturverbraucher, beispielsweise einer Wandtrocknung bzw. einer Betonkernheizung (Vorlauftemperatur beispielsweise 30 deg. C) anschliessbar ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Wärmequelle 3 auch als Zusatzheizung zur beispielsweise als Solaranlage ausgebildeten Wärmequelle 30 angesehen werden, falls diese Letztere zu wenig Heizleistung erbringt.
[0021] Auch ist der Anschluss eines Verbrauchers 15 derart möglich, dass die Verbraucherkeis-Vorlaufleitung 11 mit einer der Kammern 7, 8, 9 und die Verbraucherkreis Rücklaufleitung 12 mit einer der Kammern 26, 27 verbunden ist.
[0022] Statt zu niedrigeren Temperaturen (oder zusätzlich hierzu) kann der Verteiler auch zu höheren Temperaturen durch eine oder mehrere weitere Kammern 26, 27 erweitert werden, die in diesem Fall an die erste Kammer 7 anschliessen würden (mit Zwischenwänden, in denen Öffnungen vorgesehen sind).
Ein Anschluss von weiteren Wärmequellen ist möglich.
[0023] Um weitere Temperaturstufen zu erhalten, könnten auch mehr als eine Zwischenkammer 9 vorgesehen sein. Diese Zwischenkammern wären jeweils mit der zweiten Kammer 8 über ein eigenes Druckausgleichsventil 19 zu verbinden, dessen Durchlassrichtung von der zweiten Kammer zur jeweiligen Zwischenkammer gerichtet ist.
Zwischen der ersten Kammer 7 und der auf die erste Kammer folgenden Zwischenkammer 9, zwischen der Zwischenkammer 9 und der auf sie folgenden Zwischenkammer, zwischen der Zwischenkammer und der auf sie folgenden Zwischenkammer sowie zwischen der zweiten Kammer 8 und der der zweiten Kammer 8 vorausgehenden Zwischenkammer wäre ein jeweiliges Rückschlagventil 21 anzuordnen, das jeweils in der von der ersten Kammer 7 zur zweiten Kammer 8 weisenden Richtung öffnet.
[0024] Eine erfindungsgemässe Heizanlage erlaubt vielfältige Anschlussmöglichkeiten von Wärmequellen und Verbrauchern, wobei eine effektive Nutzung der Anlage ermöglicht wird.
[0025] Wenn die Erfindung vorstehend anhand von Heizanlagen erläutert wurde, so ist die Erfindung in analoger Weise auch bei Kühlanlagen einsetzbar.
Legende zu den Hinweisziffern:
[0026]
1 : Vorlaufleitung
2 : Rücklaufleitung
3 :
Wärmequelle oder Kältequelle
4 : Vorlaufleitung
5 : Rücklaufleitung
6 : Verteiler
7 : Erste Kammer
8 : Zweite Kammer
9 : Zwischenkammer
10 : Strangregulierventil
11 : Verbraucherkreis-Vorlaufleitung
12 : Verbraucherkreis-Rücklaufleitung
13 : Verbraucherkreis
14 : Verbraucherkreis
15 : Verbraucherkreis
16 : Verbraucherkreis
17 : Umlaufpumpe
18 : Mischventil
19 : Druckausgleichsventil
20 : Pfeil
21 : Rückschlagventil
22 : Pfeil
23 : Zwischenwand
24 : Wärmequelle
25 : Umlaufpumpe
26 : weitere Kammer
27 : weitere Kammer
28 : Zwischenwand
29 : Öffnung
30 : Wärmequelle oder Kältequelle
31 : Umlaufpumpe
32 : Vorlaufleitung
33 : Umschaltventil
34 : Rücklaufleitung
35 : Vorlaufleitung
36 : Rücklaufleitung
37 : Pufferspeicher
38 : Vorlaufleitung
39 : Rücklaufleitung
The invention relates to a heating system or cooling system with at least one heat source, which is designed in particular as condensing boiler or condensate boiler or heat pump or heat exchanger of a district heating system, for heating or cooling of a heat transfer medium and with a manifold having a first chamber, which via a flow line with a heat source connected to a second chamber, which is connected via a return line to the heat source,
wherein in at least one of these lines, the flow rate of the heat transfer medium limiting strand regulating valve is arranged and to these chambers of the distributor consumer circuit supply lines and / or consumer circuit return lines of each circulation pump having consumer circuits are connected and the second chamber connected to the first chamber via a pressure equalization valve is, whose passage direction is directed from the second chamber to the first chamber.
Although the object of the invention are primarily heating systems, refrigeration systems should also be included. The term heat transfer medium is thus generally also to be understood as comprising a refrigerant and a heat source can thus also comprise a device for cooling the heat transfer medium.
Consumer circuits are heating circuits for heating systems and cooling circuits for cooling systems. For the sake of clarity, a device for cooling the heat transfer medium is therefore also referred to as a cold source in an analogous manner.
A heating system with a two or more chambers having distributor is known from AT 399 770 B. Between the chambers intermediate walls are provided, in each of which an opening is arranged, through which the chambers are connected to each other. It can be achieved defined and also large temperature differences between the chambers, so that different consumers can be connected to the distributor in an effective and flexible manner.
For the circulation of the heat transfer medium by the heat source, a circulation pump is provided here.
A heating system of the type mentioned is known from AT 406 081 B. The heat source of this heating system is a condensing boiler or condensate boiler or a heat exchanger of a district heating system. With such heat sources, the lowest possible return temperature of the heat transfer medium is required, as described in this document. In order to regulate the maximum flow rate of the heat transfer medium through the heat source, a strand regulating valve is arranged in the return line or in the supply line of the heat source. The individual consumer circuits connected to the distributor each have a circulating pump.
For the circulation of the heat transfer medium from the distributor by the heat source, however, no circulation pump is provided. The flow control valve is to be regarded as a predetermined cross-sectional constriction or throttle, which is usually not influenced in terms of their cross section during operation of the system. It can also be used with different capillary tube regulating valves whose opening cross-section changes depending on the pressure difference between the flow line and the return line. When installing the heating system, the maximum throughput is set by the line regulating valve by a specialist and set for a system balancing valves are also usually sealed.
If the speed of a circulation pump of a heating circuit is changed during operation of the system, the pressure compensation valve is used to properly maintain the heat balance and the heat balance of this heating system, as described in AT 406 081 B. A pressure compensation valve in the sense of AT 406 081 B and also in the sense of the present document has a reverse direction in which the valve locks in any case, even with pressure differences.
In the forward direction, the pressure compensation valve locks up to an adjustable pressure difference and opens when this preset pressure difference is exceeded.
The object of the invention is to provide an efficient and flexible heating system or cooling system, to which advantageously at least one heat source for which no circulation pump for circulating the heat transfer medium by the heat source is required, as well as at least one heat source for the a circulation pump for circulating the heat transfer medium by the heat source is required, can be connected.
According to the invention, this is achieved by a system having the features of patent claim 1.
While to the first and second chamber in an advantageous manner, a heat source can be connected, for which no circulation of the heat transfer medium is required and whose return temperature should be as low as possible, to the other chamber in conjunction with one of the other chambers of the manifold, a heat source be connected, for which a circulation of the heat transfer medium is required. Such heat sources are, for example, boilers for biomass or wood chips or solar panels.
Further advantages and details of the invention are explained below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.
In the drawing show:
<Tb> FIG. 1 <sep> is a schematic representation of a first embodiment of a heating system according to the invention and
<Tb> FIG. 2 <sep> another embodiment of a heating system according to the invention.
The flow lines are pulled through in the figures and the return lines shown by dashed lines. The figures are to be understood as schematic principle drawings, wherein for the sake of clarity, only the components required to explain the invention are shown. In a concrete heating system moreover conventional and conventional valves, lines and sensors are available, which are used for control and proper operation in practice.
In particular, the consumer circuits are only simplified and shown schematically.
The heating system shown schematically in Fig. 1 is fed by a heat exchanger of the cooling or heat source 3 of a district heating plant and by a heat source 24 in the form of a boiler for biomass. Coming from a district heating plant, not shown feed line 1 and the return line 2 feed the serving as a heat source 3 heat exchanger. In the return line 2 components not shown in the figures, such as a temperature sensor, a control valve and a heat meter are turned on in the conventional manner. On the secondary side, the heat exchanger of the heat source 3 is connected via a feed line 4 and a return line 5 to a manifold 6.
In the embodiment of the invention shown in Fig. 1, the manifold 6 three chambers 7, 8, 26, wherein the chamber into which the flow line 4 opens, in the sequence as the first chamber 7 and the chamber from which the return line. 5 branches off, is referred to as the second chamber 8. In the return line 5, a strand regulating valve 10 is arranged, which limits the flow rate of the heat transfer medium through the heat exchanger of the heat source 3. This strand regulating valve 10 is set to the maximum heating power and set by the heat supplier, the operator of the district heating plant, and optionally sealed.
In addition to a flow regulating valve with a constant flow cross section during operation, one can also be used whose flow cross section changes as a function of the pressure difference between the flow line and the return line.
The second chamber 8 is connected to the first chamber 7 via a pressure compensation valve 19. This pressure compensation valve 19 has a passage direction in which it opens above a certain, optionally adjustable, pressure difference. In the opposite direction closes this valve in the manner of a check valve. For example, the pressure compensation valve is designed as a spring-loaded valve, wherein the force of the pressure compensation valve 19 closing or keeping closed spring is directed against the pressure prevailing in the region of the second chamber 8.
The passage direction of this pressure compensation valve 19 is indicated by the arrow 20, which also reflects the possible flow direction of the heat transfer medium in this area. Instead of a spring-loaded pressure compensation valve and a pressure compensation valve can be used, which is electronically controlled via pressure sensors.
To provide additional heating power or for heating the heat transfer medium to higher temperatures than is possible via the heat exchanger of the cooling or heat source 3, a second heat source 24 is provided in the form of a boiler for biomass. For such a boiler recirculation of the heat transfer medium through the boiler is required and this is a circulation pump 25 is provided in the return line 36.
The boiler is connected via the flow line 35 with a further chamber 26 of the manifold 6 and further connected via the return line 36 to the first chamber 7 of the manifold 6.
Between the first chamber 7 and the further chamber 26, an intermediate wall 28 is arranged, which is formed in the embodiment shown by two mutually parallel and defining a gap between them walls. This gap space forms an opening 29 between the first chamber 7 and the further chamber 26.
In this way, in addition to a heat source 3 without circulation pump in the form of the heat exchanger and a heat source 24, which requires a circulation pump 25 for circulating the heat transfer medium, can be connected to the distributor in an efficient manner.
For the temperatures of the heat transfer medium in the individual chambers 26, 7, 8, exemplary values are given on the left in FIG. 1.
To the chambers 26, 7, 8 of the distributor consumer circuit supply lines 11 and consumer circuit return lines 12 of consumer circuits 13, 14 are connected. For example, the load circuit 13 can feed a hot air blower and the load circuit 14 radiators. The flow and return lines 11, 12 are connected to the chambers 26, 7, 8 corresponding to the temperature differences required for the respective consumer circuits. All consumer circuits have circulation pumps 17. Their speed is either arbitrary set or regulated by operating variables and controlled. Also circulating pumps with constant speed can be present.
In the consumer circuit 14, a mixing valve 18 is additionally arranged. Furthermore, non-return valves, not shown in all consumer circuits are switched on and other valves not shown, such as flow control valves and sensors for controlling the consumer circuits can be provided in the usual way.
Furthermore, conveniently, a buffer memory 37 may be provided which is connected via a feed line 38 to the further chamber 26 and via a return line 39 to the chamber 7 (or 8).
Circulation pumps are used for filling and discharging the heat transfer medium from the chamber 26 in the buffer memory 37 or from this into the chamber 26th
An inventive heating system allows defined and relatively large temperature differences between the individual chambers, the system is insensitive to changes in the rivers by the consumer circuits 13, 14. If the pressure in the second chamber 8 is higher than the value to which the pressure compensation valve 19 is set, heat transfer medium flows back into the first chamber 7. It is thereby a flexible and insensitive connection of consumer circuits to the manifold 6 allows, with a low return temperature in the return line 5 can be achieved.
Such low return temperatures are advantageous, in particular in the case of cooling or heat sources 3 in the form of condensing boilers or condensate boilers or heat pumps or heat exchangers of a district heating system, in order to use the system effectively.
A further embodiment of the invention is shown in Fig. 2. Again, a heat source 3 is provided in the form of a heat exchanger of a district heating plant, which is connected via a feed line 4 to the first chamber 7 and a return line 5 to the second chamber 8 of the manifold 6. In the return line 5, a strand regulating valve 10 is provided. A circulation pump in the supply or return line of the heat source 3 for circulation of the heat transfer medium by the heat source 3, however, is not provided.
Instead of the heat exchanger of a district heating plant, another heat source could be used for the heat source 3, in which the maximum flow is limited by a balancing valve in the flow or return line, such as a condensing boiler or condensate boiler or a heat pump.
Between the first chamber and the second chamber, an intermediate chamber 9 is provided. The second chamber is connected to both the first chamber 7 and the intermediate chamber 9 via a pressure compensation valve 19. Furthermore, the first chamber 7 is connected to the intermediate chamber 9 and the intermediate chamber 9 to the second chamber 8 via a check valve 21, wherein the passage directions of the check valves are indicated by the arrows 22.
These check valves 21 may be arranged outside the container forming the distributor 6 or may be formed as check valves integrated into the intermediate walls 23 between the chambers 7, 8, 9. To the chambers 7, 8 and 9, the consumer circuit supply lines 11 and the consumer circuit return lines 12 of consumer circuits 13, 14 are connected, these consumer circuits each have circulation pumps 17 with variable speed.
By such a heating system, a large temperature difference between the flow line 4 and the return line 5 can be achieved, the system is insensitive to changes in the rivers by the consumer circuits 13, 14.
If the pressure in the second chamber is higher than the value to which the pressure compensating valves 19 are set (these may also be different values), heat transfer medium flows back into the chambers 7 or 9. If in the intermediate chamber 9 more heat transfer medium is needed (for the heating circuit 14) is delivered as (by the return of the heating circuit 13), so heat transfer medium flows through the chambers 7 and 9 connecting check valve 21 after. If in the intermediate chamber 9 more heat transfer medium is obtained (by the return of the consumer circuit 13) is discharged (by the flow of the consumer circuit 14), then heat transfer medium from the intermediate chamber 9 through the chambers 9 and 8 connecting check valve 21 flow.
In addition to the chambers 7, 8 and 9 further chambers 26, 27 are provided here.
Between the second chamber 8 and the further chamber 26 and between the other chamber 26 and the other chamber 27, an intermediate wall 28 is arranged in each case, which are formed in the embodiment shown by two mutually parallel and defining a gap between them walls. This gap space forms an opening 29 between the chamber 8 and the chamber 26 or between the chamber 26 and the chamber 27th
Through these further chambers, a connection possibility for a further heat source 30 is provided, which is designed here for example as a solar system. This further heat source 30 is such a heat source, which requires a circulation pump 31 for circulating the heat transfer medium through the cooling or heat source 30.
The return line 34 of the heat source 30 is connected via a switching valve 33 with the chamber 26 or the chamber 27 selectively connectable. The heating system is thereby opened to the connection for a heat source with lower temperatures than those provided for the return line 5 of the cooling or heat source 3, out, which also efficiently a consumer circuit 16 with a Low-temperature consumer, for example, a wall drying or concrete core heating (flow temperature, for example, 30 ° C) can be connected.
In this embodiment, the heat source 3 can also be regarded as additional heating for example designed as a solar system heat source 30, if the latter provides too little heat output.
Also, the connection of a consumer 15 is possible such that the Verbraucherkeis flow line 11 with one of the chambers 7, 8, 9 and the consumer circuit return line 12 with one of the chambers 26, 27 is connected.
Instead of lower temperatures (or in addition thereto), the manifold can also be extended to higher temperatures by one or more further chambers 26, 27, which would in this case connect to the first chamber 7 (with partitions in which openings provided are).
A connection of further heat sources is possible.
To obtain more temperature levels, more than one intermediate chamber 9 could be provided. These intermediate chambers would in each case be connected to the second chamber 8 via a separate pressure equalization valve 19 whose direction of passage is directed from the second chamber to the respective intermediate chamber.
Between the first chamber 7 and the intermediate chamber 9 following the first chamber, between the intermediate chamber 9 and the intermediate chamber following it, between the intermediate chamber and the intermediate chamber following therefrom and between the second chamber 8 and the intermediate chamber preceding the second chamber 8 would be to arrange a respective check valve 21 which opens in each case in the direction from the first chamber 7 to the second chamber 8 direction.
An inventive heating system allows a variety of connection options of heat sources and consumers, with an effective use of the system is possible.
If the invention has been explained above with reference to heating systems, the invention can be used in an analogous manner in cooling systems.
Legend to the reference numbers:
[0026]
1: supply line
2: return line
3:
Heat source or cold source
4: flow line
5: return line
6: Distributor
7: First Chamber
8: Second Chamber
9: intermediate chamber
10: Line regulating valve
11: Consumer circuit supply line
12: Consumer circuit return line
13: Consumer circle
14: Consumer circle
15: Consumer circle
16: Consumer circle
17: circulation pump
18: mixing valve
19: Pressure compensation valve
20: arrow
21: Check valve
22: arrow
23: partition
24: heat source
25: circulation pump
26: further chamber
27: further chamber
28: partition
29: opening
30: heat source or cold source
31: circulation pump
32: supply line
33: Changeover valve
34: return line
35: supply line
36: return line
37: buffer memory
38: supply line
39: return line