DE10132240A1 - Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers (1), bei dem neben der Temperatur des einströmenden Warmwassers die Temperatur in einer bestimmten Höhe des Schichtenspeichers (1) erfaßt und der Speicher (1) bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur durch Zufuhr von Warmwasser aufgeladen wird, bis die Temperatur im untersten Bereich des Speichers einen bestimmten Wert erreicht hat. Um die Abstrahlungsverluste zu vermindern, ist vorgesehen, daß zu bestimmten Zeiten der Speicher (1) nur zum Teil aufgeladen wird, wobei nach der Erreichung einer bestimmten Temperatur in einem bestimmten Abstand vom Boden des Speichers die Ladung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit beendet wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei herkömmlichen Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers wird nach einer
Wärmeanforderung, die meist von einem in der Höhenmitte des Schichtenspeichers
angeordneten Temperaturfühler erfaßt wird, eine Aufheizung veranlaßt. Dabei geht ein
Wärmeerzeuger in Betrieb, und es wird eine Ladepumpe in Gang gesetzt, die über den
Kaltwasserabzug kühles Wasser ansaugt und zum Wärmetauscher fördert. Das erwärmte
Wasser wird danach dem obersten Bereich des Schichtenspeichers zugeführt. Die
Aufheizung wird dabei normalerweise erst beendet, bis der Schichtenspeicher vollständig
aufgeheizt ist, d. h. daß im untersten Bereich des Schichtenspeichers eine bestimmte
Temperatur überschritten ist. Die Erfassung der Temperatur im untersten Bereich des
Schichtenspeichers kann dabei entweder direkt mittels eines in diesem Bereich angeordneten
Temperaturfühlers oder indirekt durch Erfassung der Temperatur des in den obersten
Bereich des Schichtenspeichers einströmenden Warmwassers erfolgen. In letzterem Fall ist
es allerdings erforderlich die Leistung des Wärmetauschers oder einer diesen
beaufschlagenden Wärmequelle genau zu kennen. Dadurch kann aufgrund der durch die
Leistung des Wärmetauschers bei einem bestimmten Durchsatz bedingten
Temperaturerhöhung und der Zulauftemperatur des Warmwassers auf die Temperatur im
untersten Bereich des Schichtenspeichers geschlossen werden.
Unter verschiedenen Bedingungen ist es jedoch nicht erforderlich, den Speicher vollständig
aufzuladen. So ist es beispielsweise am Abend nicht erforderlich, den Speicher vollständig
aufzuladen. Eine vollständige Aufladung des Speichers bewirkt, daß dieser ein entsprechend
hohes Temperaturniveau aufweist und daher entsprechend hohe Abstrahlungsverluste
entstehen.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem
dieser Nachteil vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich den Schichtenspeicher nur zu einem
Teil aufzuheizen, sodaß zwar bei Bedarf eine für bestimmte Bedarfsformen ausreichend
große Menge an Brauchwasser entnommen werden kann, ohne deshalb den Nachteil hoher
Abstrahlungsverluste in Kauf nehmen zu müssen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen.
Ausgehend von einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2 werden daher
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 vorgeschlagen.
Durch die Anordnung eines Temperaturfühlers im angegebenen Bereich kann die Aufladung
im wesentlichen auf den oberhalb dieses Temperaturfühlers liegenden Bereich beschränkt
werden, wobei durch die Nachheizung für die vorgegebene Zeit, verhindert wird, daß allein
durch die Wärmeabstrahlung nach kurzer Zeit eine abermalige Aufladung ausgelöst wird und
es so zu einem häufigen Takten der Wärmequelle kommt.
Durch die Zeitschaltuhr der Steuerung kann die Zeitspanne festgelegt werden, während der
lediglich eine Teilaufladung erfolgen soll, wogegen zu den übrigen Zeiten bei Vorliegen einer
Wärmeanforderung eine vollständige Aufladung des Speichers erfolgt.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß eine vollständige
Aufladung des Speichers sehr einfach erfaßt werden kann, wobei auf eine Überwachung
oder Erfassung der Leistung der Wärmequelle und des Durchflusses verzichtet werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen
Schichtenspeicher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
In den untersten Bereich 25 eines Schichtenspeichers 1 mündet ein Kaltwasserzulauf 2,
wobei aus diesem Bereich ein Kaltwasserabzug 4 wegführt, in dem eine Umwälzpumpe 5
angeordnet ist und die zu einem Wärmetauscher 6 führt, der von einer nicht dargestellten
Wärmequelle beaufschlagt ist. Von diesem führt ein Warmwasserzulauf 7 in den obersten
Bereich 26 des Speichers 1. Weiter führt eine Brauchwasserleitung 3 aus dem obersten
Bereich des Speichers 1 weg.
Im untersten Bereich des Speichers 1 ist ein Temperaturfühler 14 angeordnet, der über eine
Signalleitung 24 mit einer Steuerung 10 verbunden ist. An diese ist über eine weitere
Signalleitung 23 ein weiterer Temperaturfühler 13 angeschlossen, der in einem größeren
Abstand 27 vom Boden des Speichers angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist dieser
Temperaturfühler 13 in einer Höhe von ca. 2/3 bis 3/4 der Gesamthöhe angeordnet.
Ein weiterer Temperaturfühler 12 ist im Bereich des Warmwasserzulaufs 7 angeordnet, der
zur Erfassung der Einlauftemperatur des Warmwassers in den Speicher 1 vorgesehen ist
und über eine Signalleitung 22 mit der Steuerung 10 verbunden ist.
Die Steuerung 10 ist mit einer Zeitschaltuhr 11 versehen, mit der ein oder mehrere
Zeiträume festgelegt werden können, in denen lediglich eine Teil-Aufladung des Speichers 1
erfolgt.
Die Steuerung 10 ist weiter über eine Steuerleitung 21 mit der Umwälzpumpe 5 verbunden.
Im Betrieb strömt bei einer Zapfung von Brauchwasser über die Brauchwasserleitung 3
kaltes Wasser über den Kaltwasserzulauf 2 in den untersten Bereich des Speichers 1 ein.
Bei Vorliegen einer Wärmeanforderung, die bei Unterschreitung einer bestimmten
Temperatur im Bereich des Temperaturfühlers 13 ausgelöst wird, fördert die Umwälzpumpe
5 kühles Wasser aus dem untersten Bereich des Speichers 1 über den Kaltwasserabzug 4
zum Wärmetauscher 6, wobei dieser von einer nicht dargestellten Wärmequelle beaufschlagt
ist.
Das in dem Wärmetauscher erwärmte Wasser strömt dabei in den obersten Bereich des
Speichers 1 ein.
Bei einer Voll-Aufladung wird die Aufladung erst dann beendet, wenn im untersten Bereich
des Speichers 1, d. h. im Bereich des Temperaturfühlers 14 eine bestimmte Temperatur
erreicht ist.
Bei einer Teil-Aufladung des Speichers 1, z. B. in den Abendstunden, wird die Aufladung zu
einem Zeitpunkt beendet, der eine vorgegebene Zeit, z. B. 5 bis 10 min, nach dem Erreichen
einer vorbestimmten Temperatur im Bereich des Temperaturfühlers 13 liegt. Durch
Nachladung während der vorbestimmten Zeit nach dem Erreichen der vorgegebenen
Temperatur am Temperaturfühler 13 ist sichergestellt, daß nach Beendigung der Teil-Ladung
nicht bereits eine sehr kleine Brauchwasserentnahme oder die Wärmeabstrahlung zu einer
neuerlichen Ladung führt, was insbesondere bei einer Feuerstelle als Wärmequelle für den
Wärmetauscher 6 sehr nachteilig wäre und zu einem erhöhten Schadstoffausstoß führen
würde.
Dabei werden durch die Teil-Ladung des Speichers zu Zeiten zu denen keine größeren
Brauchwasser-Zapfungen zu erwarten sind, die Abstrahlungsverluste vermindert, da eben
nicht der gesamte Speicher auf einem hohen Temperaturniveau gehalten wird.
Claims (3)
1. Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers (1) bei dem neben der
Temperatur des einströmenden Warmwassers die Temperatur in einer
bestimmten Höhe des Schichtenspeichers (1) erfaßt und der Speicher (1) bei
Unterschreiten einer bestimmten Temperatur durch Zufuhr von Warmwasser
aufgeladen wird, bis die Temperatur im untersten Bereich des Speichers einen
bestimmten Wert erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß zu bestimmten
Zeiten der Speicher (1) nur zum Teil aufgeladen wird, wobei nach der Erreichung
einer bestimmten Temperatur in einem bestimmten Abstand vom Boden des
Speichers die Ladung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit beendet wird.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen
Schichtenspeicher (1) mit einem in dessen untersten Bereich mündenden
Kaltwasserzulauf, einen aus diesem Bereich wegführenden Kaltwasserabzug,
der zu einem Wärmetauscher (6) führt und einen in den obersten Bereich des
Speichers (1) aus dem eine Brauchwasserleitung (3) wegführt, mündenden
Warmwasserzulauf (7), der an den Wärmetauscher (6) angeschlossen ist, wobei
mindestens ein Temperaturfühler (13) zwischen dem Boden und dem oberen
Abschluß des Speichers (1) angeordnet ist, der mit einer Steuerung (10)
verbunden ist und ein weiterer Temperaturfühler (12), ebenfalls mit der
Steuerung (10) verbundener Temperaturfühler (12) zur Erfassung der
Zulauftemperatur vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen
dem Boden und dem oberen Abschluß des Speichers (1) vorgesehene
Temperaturfühler (13) zwischen dem dem obersten Drittel und dem obersten
Viertel der Höhe des Speichers 1 angeordnet ist und die Steuerung mit einer
Zeitschaltuhr (11) versehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im untersten
Bereich des Speichers (1) ein weiterer mit der Steuerung (10) verbundener
Temperaturfühler (14) angeordnet ist.
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