CN102162653B - 用于建筑物的热利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及带射流泵(流路)控制的热发生器组，具体地，在根据本发明的热利用装置(1)中，包括了各设有射流泵(16)、(17)、(18)、(19)的若干热源(2)。热源(2)连接到包括单个中央循环泵或循环泵单元(20)的热载体回路系统(7)上。

Description

用于建筑物的热利用装置
技术领域
本发明涉及一种热利用装置，其带有相同或不同类型的至少两个热源。
背景技术
已知供热装置，其中若干热消耗体被供以来自单个热源的热量。例如，DE 198 59 364 C2公开一种远程热利用系统，其中供应给单独的热消耗体的热量由射流泵分配。它们利用供应管线与返回管线之间的远程供热系统中存在的压力差来使热载体流体循环通过消耗体回路，使得不需要电动循环泵来循环载热流体。
然而，将若干热源结合在热利用装置中日益成为有利的。当单独的热源具有截然不同的特性时这会变成至少将引发问题。例如，流体积要求、供应流和返回流温度或类似参数可以本质上不同。
本发明的目的是提供一种构思，借助于该构思，若干热源可结合在单个热交互装置中。
发明内容
利用一种用于建筑物的热利用装置实现此目的。该用于建筑物的热利用装置包括： 至少两个热源，至少一个热输送回路系统，其用于将热量从所述热源中的至少一个输送到至少一个热消耗体，中央循环泵单元，其用于维持所述热输送回路系统中的热载体回路流量，以及至少一个射流泵，其被布置在所述热源中的至少一个的前方；其中，所述热源为互相独立地供热的热源。
根据本发明的热利用装置包括连接到共同的供热回路系统上的若干热源。该热源中的至少一个在其输入处设有射流泵。优选地，该热源中的若干或全部在它们的输入侧设有射流泵。优选地，相应的射流泵被布置在返回管线中，热载体流体经由该返回管线被引导到热源。优选地，该射流泵将载体流体从相应的出口管线抽吸到热源并使其混合到入口管线。这样，热源和入口流的温度水平升高且同时通过该热源的流体积增大。
在射流泵布置在热源的入口管线的情况下，可方便地控制通过热源的流体积和入口温度。特别是可独立于热消耗体的热需求并独立于其它热源的体积流量和温度调节这些值。这样，每个热源可在其最佳操作点操作。根据本发明的构思因此特别是容许将具有不同操作特征的热源组合在同一热利用装置中。
在将射流泵设置在单独的热源的入口中的情况下，供热回路仅需要单个中央循环泵单元。这可为例如单个电动泵或两个或若干并联布置的泵。该中央电动循环泵单元足以维持整个热载体流体回路。单独的热源在它们未设有它们本身的内部回路时无需循环泵。同样，热消耗体无需循环泵。它们也可经由如从现有技术公知的射流泵来控制。
单独的热源可为锅炉、烤炉、太阳能收集器、地热设备、燃烧发动机、燃料电池、热泵或类似物。由于也可使用废料处理器作为热源，所以也可使用只能不定期并且可能不会在方便的时段供热的源。该系统中所包括的缓冲存储装置(buffer store)可存储热量。优选地，提供可控的射流泵作为射流泵。它们包括控制部件，通过该控制部件射流泵的泵容积可理想地被调节到零并且通常可采用无级方式进行控制。可通过关闭该射流泵将机器热源与回路系统切断。
如果热源为例如通过固态或液态燃料操作的烤炉或者锅炉，则该控制装置可首先将相应热源的射流泵设为预定的最小设定值以便按制造商所要求的在起动状态下维持最小循环流体积。当相应的烤炉或锅炉随后已达到其操作温度时，射流泵以由温度决定的方式控制体积流量以便于最佳能量生成。该射流泵可采用在相应的烤炉或锅炉中获得最大能量效率的方式调节体积流量及相应的入口和出口温度。
此外，在适当设定各种射流泵的情况下，可实现单独的热源之间的引起成本最优的整体操作的体积流量分配。例如，太阳能的提取可优先于通过燃烧燃料生成能量。如果例如太阳能装置供应大部分所需的热量，但需要少量的额外热量，则通过燃料生成额外热量被减小到最低并且如果作为结果炉或锅炉随后将在稍低的效率操作也这样选择。然而，一般而言，通过适当的射流泵控制，依然可将相应的炉或锅炉的入口与出口之间的温度分散度调节为最佳值。这样，使用射流泵操作单独的热源并使热载体流体积混合到返回管线，至少可在极限内独立地调节通过炉或锅炉的流量及入口温度。这样，可实现两个目的，也就是使在单独的热源的效率最佳以及无成本地生成的热量(例如太阳能)的最佳利用。
本发明的更多特征和有利实施例从附图及说明或权利要求显而易见。说明被限制在本发明的实质性方面和相应的结构条件。
附图说明
唯一的附图显示了：
以基本示意图示出的热利用设备。
具体实施方式
该图显示了可供例如用于加热建筑物的热利用装置1。热利用装置1仅被部分示出，特别是关于用于生成热量的构件。未示出热消耗体，比方说例如辐射器、地板加热系统、热水存储设备或类似物。
热利用装置1利用若干、优选地不同但如果有利则也相同类型的热源2，包括例如太阳能集热系统3、用于固态燃料的炉4、适合于流体燃料的锅炉比方说例如气炉或油炉或另一热源6。其它热源可为例如地热设备、用于利用燃料电池的废热的装置、结合热利用系统或热存储设备操作的热生成发动机。
为了使所有热源2形成网络，设置了热输送回路系统7，所有热源2以及未示出的消耗体连接到该系统上。热输送回路系统7在各情况下都包括离开相应热源2的出口8-11和朝向相应热源的入口12-15。射流泵16-19在各情况下都连接在热源2中的至少一个、优选若干并且更优选所有热源2。各射流泵具有驱动连接装置a(16a-19a)、抽吸连接装置b(16b-19b)以及扩散连接装置c(16c-19c)。为了区分，为相应连接装置a、b、c额外设置有射流泵的参考标号(16a、16b、16c、17a、17b、17c等)。
扩散连接装置16c到19c连接到相应的入口管线12至15上，抽吸连接装置16b至19b连接到相应的出口管线8至11上。驱动连接装置16a至19a经由对应的入口收集管线20连接到循环泵单元21的压力侧上，该循环泵单元优选地包括一个或若干电动泵。循环泵单元21直接连接到所有热消耗体的返回管线23或缓冲存储装置22的返回管线上，热消耗体的返回管线延伸到缓冲存储装置22的返回管线。出口8至11延伸到缓冲存储装置22或可替换地延伸到热消耗体的入口管线24。
显而易见，热输送回路系统7由均匀的热载体流体循环通过的互相连接的管道系统形成。热载体流体例如水流经热消耗体并且也可能流经热源2。然而，一个或若干热源可以排除在外。太阳能集热器3例如可具有其本身的热载体回路25，该回路经由热交换器、优选地板型热交换器26连接到主热载体回路7上。板型热交换器26分隔热载体回路25，该回路包括例如乙二醇或乙二醇-水混合物作为热载体流体。循环泵27将回路25中的相应热载体泵送到太阳能收集器28并将其从太阳能收集器28泵送回到板型热交换器26。
到目前为止描述的热利用装置1包括控制单元29，其适合经由对应的控制马达30、31、32、33控制射流泵16至19。射流泵16-19例如可具有阀心轴，经由阀心轴可调节驱动喷嘴流动截面。可提供可替换的或额外的控制装置。例如，节流阀可设置在相应节流阀的抽吸连接装置b中或设置在该抽吸连接装置b处。此外，该系统可在若干位置设有温度传感器，其在图中由大写字母T表示。通过温度传感器T测量的温度经由信息线路被供应给控制单元29，不过这些信息线路未被示出。例如，所有入口和出口管线可设有对应的温度传感器。
热利用装置1如下操作：
假设热源2中的至少一个例如太阳能集热器3供热。那么控制单元29调节射流泵16使得在热交换器26获得对于热利用而言最佳的出口温度，并且如果测量入口温度，则也确立最佳入口温度。循环泵27当然可被另外控制。在来自出口管线8的出口水混合到入口(管线12)的情况下，可将入口温度调节为比较高的值，使得在比较低的太阳能辐射下也可实现用于供给缓冲存储装置22或连接的消耗体的输入高温。
如果太阳能收集器28未贡献热量或当需要额外的热量时，可启动一个或若干其它热源2。例如，锅炉5被装配。然后将射流泵18打开到在入口14和出口10获得希望的比较小的流量的程度。这样，锅炉5比较快地达到其操作温度。然后可通过射流泵18的相应控制来增加流经锅炉的流体流量。
与之相应地，需要时也使用所有其它热源。
在文中提出的这种热利用装置中，经由出口管线、延伸到相应射流泵的抽吸入口b的旁通管线以及相应的入口管线确立在各热源2的回路。因此，相应热源2中的体积流量高于出口管线中的体积流量。因此，如果需要，则可减小出口与入口之间的温差并且可改善相应源中的热利用。另外，只需要一个循环泵单元21来操作整个系统。
在包括若干热源2的热利用装置1中，中央循环泵单元21可供用于维持流通过整个热输送回路系统7。单独的射流泵16至19控制成使得：对于相应的热源2，维持或实现关于出口与入口之间的温差所需的操作温度以及流体积。在可以在各热源2独立控制流体积的情况下，可获得缓冲存储装置22或热消耗体所需的均匀流体温度。
在根据本发明的热利用装置1中，包括了各设有射流泵16、17、18、19的若干热源2。热源2连接到包括单个中央循环泵或循环泵单元20的热载体回路系统7上。
参考标记列表
1  热利用装置
2  热源
3  太阳能集热器
4  炉
5  锅炉
6  热源
7  热输送回路系统
8-11  出口
12-15  入口
16-19  射流泵
20  入口连接管线
21  循环泵单元
22  缓冲存储装置
25  热载体回路(太阳能)
27  循环泵
28  太阳能收集器
29  控制单元
30-33  控制马达。

Claims (14)

1.一种用于建筑物的热利用装置，包括： 
至少两个热源(2)，
至少一个热输送回路系统(7)，其用于将热量从所述热源(2)中的至少一个输送到至少一个热消耗体，
中央循环泵单元(21)，其用于维持所述热输送回路系统(7)中的热载体回路流量，以及
至少一个射流泵(16)，其被布置在所述热源(2)中的至少一个的前方；
其中，所述热源为互相独立地供热的热源(3,4,5,6)。
2.根据权利要求1所述的热利用装置，其特征在于，所述热源(2)为不同类型的热源(3,4,5,6)。
3.根据权利要求1所述的热利用装置，其特征在于，所述热源(2)中的至少一个为太阳能集热器(3)。
4.根据权利要求1所述的热利用装置，其特征在于，所述热源(2)中的至少一个为用于燃烧固态、液态或气态燃料的炉(4)或锅炉(5)。
5.根据权利要求1所述的热利用装置，其特征在于，所述热源(2)中的至少一个为热泵或地热设备(6)。
6.根据权利要求1所述的热利用装置，其特征在于，所述热源(2)中的若干设有射流泵(16,17,18,19)。
7.根据权利要求6所述的热利用装置，其特征在于，所述射流泵(16,17,18,19)各包括可由控制单元(29)控制的控制部件。
8.根据权利要求6所述的热利用装置，其特征在于，与热源(2)串联布置的各射流泵(16,17,18,19)包括连接到相应热源的相应入口(12,13,14,15)上的扩散器(c)。
9.根据权利要求6所述的热利用装置，其特征在于，连接到热源(2)上的各射流泵(16,17,18,19)包括连接到相应热源(2)上的出口(8,9,10,11)上的抽吸连接装置(b)。
10.根据权利要求6所述的热利用装置，其特征在于，连接到热源(2)的入口上的各射流泵(16,17,18,19)包括连接到中央入口收集管线(20)上的驱动喷嘴连接装置(a)。
11.根据权利要求6所述的热利用装置，其特征在于，连接到热源(2)的入口上的各射流泵(16,17,18,19)包括连接到所述中央循环泵单元(21)的压力侧上的驱动喷嘴连接装置(a)。
12.根据权利要求1所述的热利用装置，其特征在于，缓冲存储装置(22)设置在所述热输送回路系统(7)中。
13.根据权利要求1所述的热利用装置，其特征在于，所述热源(2)中的至少一个包括经由热交换器(26)连接到所述热输送回路系统(7)上的热载体回路(25)。
14.根据权利要求11所述的热利用装置，其特征在于，所述热输送回路系统(7)包括分离的循环泵(27)。
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