DE102008035118A1 - Vorrichtung zur Beheizung von Wohn- oder Lagerräumen - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Beheizung von Wohn- oder Lagerräumen, mit einer Wärmequelle, die mit einem Heizkreislauf und/oder einem Warmwasserspeicher verbunden ist, wobei der Wärmequelle zumindest ein Latentwärmespeicher nachgeschaltet ist, der von der Wärmequelle mit Wärmeenergie versorgt ist, durch die der Heizkreis hindurchgeführt ist und aus dem der Heizkreislauf seine Wärmeenergie bezieht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beheizung von Wohn- oder Lagerräumen, mit einer Wärmequelle, die mit einem Heizkreislauf oder einem Warmwasserspeicher verbunden ist, wie durch den Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche beschrieben.
  • Der Energieverbrauch von Heizungsanlagen im Wohn- und Lagerraumbereich ist eines der beherrschenden Themen unserer Zeit.
  • Sowohl auf politischer als auch auf technischer Ebene werden immer wieder neue Versuche unternommen, um den Energieverbrauch von Raumheizungen zu reduzieren, um somit die Ökobilanz von Häusern und Räumlichkeiten im Allgemeinen zu verbessern.
  • Grundsätzlich gilt dabei, je weniger die eingesetzte Wärmequelle zum Beheizen in Betrieb sein muss, desto weniger Energie wird verbraucht und desto besser ist die Ökobilanz des Gesamtsystems.
  • Es besteht daher ein Bedarf an hocheffizienten Heizungsanlagen bzw. Verfahren, um bestehende Heizungsanlagen in möglichst effizienter Art und Weise zu betreiben.
  • Vorgesehen ist daher eine Vorrichtung zur Beheizung von Wohn- und/oder Lagerräumen mit einer Wärmequelle, die mit einem Heizkreislauf und/oder einem Warmwasserspeicher verbunden ist, wobei der Wärmequelle zumindest ein Latentwärmespeicher nachgeschaltet ist, der von der Wärmequelle mit Wärmeenergie versorgt ist, durch die der Heizkreis hindurch geführt ist und aus dem der Heizkreislauf seine Wärmenergie bezieht.
  • Bei Latentwärmespeichern wird zur hocheffizienten Wärmespeicherung z. B. die Schmelzwärme von Natriumacetat genutzt. Der Wechsel zwischen fest und flüssig erfolgt bei ca. 59°C.
  • Das Prinzip ist das Gleiche wie beim Schmelzen von Eis. Auch hier wird Energie gespeichert. Im Gegensatz zu Natriumacetat jedoch bei 0°C. Man kann mit Eis daher gut kühlen, jedoch nicht heizen.
  • Die wesentlichen Vorteile der Latentwärmespeicher sind ihr geringer Platzbedarf, ihre gleichmäßig hohe Wärmeabgabe während der Entladung sowie ihr Fähigkeit zur völligen Entladung des Wärmevorrates.
  • Indem der Wärmequelle ein Latentwärmespeicher nachgeschaltet ist, und der Heizkreis seine Wärmeenergie ausschließlich aus diesem Latentwärmespeicher bezieht, muss die Wärmequelle nicht den Heizkreislauf an sich mit Wärmeenergie bedienen, sondern lediglich dafür sorgen, dass der latente Wärmespeicher einen ausreichend großen Ladezustand aufweist, was letztendlich dazu führt, dass die Taktung der Wärmequelle erheblich reduziert werden kann und ein Sparungspotenzial von über 50% bei bestehenden Heizungsanlagen erreicht werden kann.
  • Die Vorrichtung nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Wärmequelle abhängig von den im Latentwärmespeicher vorhandenen Wärmeenergie getaktet ist, wobei weiterhin bevorzugt die Wärmequelle frei von Temperaturfehlern ist, wie dies herkömmlich der Fall ist und der Latentwärmespeicher zumindest einen Sensor zur Bestimmung des im Latentwärmespeicher vorhandenen Wärmeenergieniveaus aufweist, der mit einer Steuerung der Wärmequelle kommuniziert. Dies bedeutet nichts anderes, als das die Wärmequelle keinen Sensor mehr aufweist, der das Temperaturniveau des durch die Wärmequelle hindurchströmenden Mediums bestimmt, sondern die Taktung ausschließlich auf Informationen beruht, die der Wärmequelle vom Sensor des Latentwärmespeicher zur Verfügung gestellt werden. Dies bedeutet, dass die Wärmequelle erst dann anspringt, wenn im Latentwärmespeicher nicht mehr ausreichend Wärmeenergie gespeichert ist, um den Heizkreislauf entsprechend zu bedienen.
  • Weiter ist die Vorrichtung nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung vorzugsweise derart ausgestaltet, dass der Latentwärmespeicher aus Speichermodulen besteht, die zur Vergrößerung oder Verkleinerung der Speicherkapazität miteinander gekoppelt oder voneinander getrennt werden können. Dies erhöht die Modularität und damit die Anpassbarkeit des Systems an unterschiedliche Anforderungen und Betriebszustände.
  • Die Wärmequelle ist dabei vorzugsweise eine Brennwerttherme, wobei aber auch andere Wärmequellen zum Einsatz kommen können.
  • Weiterhin vorgesehen ist ein Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage, mit einer Wärmequelle und einem damit verbundenen Heizkreis, wobei die in der Wärmequelle erzeugte Wärmeenergie einem Latentwärmespeicher zugeführt wird, der von der Wärmequelle mit Wärmeenergie versorgt wird, durch die der den Heizkreis hindurchgeführt ist und aus dem der Heizkreis auch seine Wärmeenergie bezieht.
  • Dieses Verfahren ist dabei derart ausgestaltet, dass die Wärmequelle abhängig von den im Latentwärmespeicher vorhandenen Wärmeenergien getaktet wird, wobei weiterhin bevorzugt die Daten eines Sensors im Latentwärmespeicher zur Bestimmung des im Latentwärmespeichers vorhandenen Wärmeenergieniveaus und einer Steuerung der Wärmequelle kommuniziert werden und der Taktung der Wärmequelle zugrunde gelegt werden.
  • Die 1 zeigt in schematischer Weise eine Heiztherme oder ein Brennwertgerät mit einem Vier-Wege-Mischer-Betrieb und Regler optimiert mit einem Latentwärmespeicher. Eine entsprechende Anordnung mit einem Dreiwegemischer ist der 2 zu entnehmen, wobei die erfindungswesentlichen Funktionen im einen wie im anderen Fall die gleichen sind.
  • Zu erkennen ist in der Figur dabei zunächst eine Wärmequelle 2, durch die ein Heizkreislauf mit einem kaltem Zweig 4 und einem warmen Zweig 6 hindurchgeführt ist. Innerhalb der Wärmequelle selbst ist ein Brenner 8 vorgesehen, der dafür sorgt, dass innerhalb der Wärmequelle konstant eine Temperatur von 85°C vorgehalten wird.
  • Des Weiteren ist in der Wärmequelle eine Umwälzpumpe 10 vorgesehen, die in der vorliegenden Ausführungsform im kalten Zweig 4 angeordnet ist.
  • Des Weiteren ist der Figur ein Latentwärmespeicher 12 zu entnehmen, der hier aus zwei Modulen 12a und 12b gebildet ist, wobei diese Module in der Regel ca einen Meter Höhe und 20 cm Durchmesser aufweisen und damit in Abstellkammern, Besenschränken oder waagerecht unter der Decke aufgehängt werden können.
  • Wie unschwer zu erkennen ist, ist der Warmwasserzweig 6 durch den Latentwärmespeicher 12 hindurchgeführt, wobei der Warmwasserzweig nach dem Austritt aus dem Latentwärmespeicher über einen Vier-Wege-Mischer 14 und über eine Heizkreispumpe Einheitskreispumpe 16 den Heizkörpern 18 zugeführt wird.
  • Wie des Weiteren zu erkennen ist, ist an dem Latentwärmespeicher 12 ein Speichersensor 20 vorgesehen.
  • Abgerundet wird das System durch ein Kurzschlussventil 22, einen Außenfühler 24, einen Raumfühler 26 und einen Regler 28.
  • Die Taktung der Wärmequelle bzw. die Brenneranforderung erfolgt dabei über den Regler 28 vom Speichersenor 20 und dem Raumthermostat 26, wobei ein Kesselthermostat 30 auf maximale Einstellung gestellt wird. Die Umwälzpumpe 10 im Heizgerät läuft nur, wenn eine Wärmeanforderung vom Sensor 20 ansteht. Die Heizkreispumpe 16 wird über den Regler 28 angesteuert und läuft nur nach Bedarf. Der Mischermotor des Vier-Wege-Mischers 14 wird genauso über den Regler 28 in Verbindung mit Außen- und Raumtemperatur angesteuert, sodass gewährleistet ist, dass die richtige Wassermenge und Vorlauftemperatur zu den Heizkörpern 18 gelangt.
  • Bei einer Nachtabsenkung oder einer Abwesenheit der Bewohner wird der Mischer 14 schließen und die Pumpen 10, 16 werden ausgeschaltet. Erst wenn der Raumthermostat 26 Wärme verlangt, gehen die Pumpen 10, 16 in Betrieb und der Mischer 14 öffnet nach Bedarf.
  • Aufgrund der Tatsache, dass bei dem System nach der vorliegenden Erfindung und wie in der 1 und 2 dargestellt, die Wärmequelle 2 lediglich dazu dient, den Latentwärmespeicher 12 aufzuladen, erreicht man, dass die Wärmequelle lediglich 3 bis 7 mal innerhalb von 24 Stunden im Regelbetrieb anspringt, was zu einer Energieeinsparung zwischen 30% und 52% führt.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Beheizung von Wohn- oder Lagerräumen, mit einer Wärmequelle (2), die mit einem Heizkreislauf und/oder einem Warmwasserspeicher verbunden ist, wobei der Wärmequelle (2) zumindest ein Latentwärmespeicher (12) nachgeschaltet ist, der von der Wärmequelle (2) mit Wärmeenergie versorgt ist, durch die der Heizkreis hindurchgeführt ist und aus dem der Heizkreislauf seine Wärmeenergie bezieht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (2) abhängig von dem im Latentwärmespeicher (12) vorhandenen Wärmeenergieniveau getaktet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (2) frei von Temperaturfühlern ist und der Latentwärmespeicher (12) zumindest einen Sensor zur Bestimmung des im Latentwärmespeicher (12) vorhandenen Wärmeenergieniveaus aufweist, der mit einer Steuerung der Wärmequelle (2) kommuniziert.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Latentwärmespeicher (12) aus Speichermodulen besteht, die zur Vergrößerung oder Verkleinerung der Speicherkapazität miteinander gekoppelt oder voneinander getrennt werden können.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (2) eine Brennwerttherme ist.
  6. Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage, mit einer Wärmequelle (2) und einem damit verbundenen Heizkreis, wobei die in der Wärmequelle (2) erzeugte Wärmeenergie einem Latentwärmespeicher (12) zugeführt wird, der von der Wärmequelle (2) mit Wärmeenergie versorgt wird, durch die der Heizkreis hindurchgeführt ist und aus dem der Heizkreislauf seine Wärmeenergie bezieht.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (2) abhängig von dem im Latentwärmespeicher (12) vorhandenen Wärmeenergieniveau getaktet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten eines Sensors im Latentwärmespeicher (12) zur Bestimmung des im Latentwärmespeicher (12) vorhandenen Wärmeenergieniveaus an eine Steuerung der Wärmequelle (2) kommuniziert werden und der Taktung der Wärmequelle (2) zugrunde gelegt werden.
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