DE102008062600A1 - Low temperature heat grid for transport of heat transfer medium at preset temperature, has supply and return pipes that guide medium at low temperature and are connected to storage tank in lower tank area - Google Patents

Low temperature heat grid for transport of heat transfer medium at preset temperature, has supply and return pipes that guide medium at low temperature and are connected to storage tank in lower tank area Download PDF

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Abstract

The grid (100) has a pipeline system (1) including supply pipes (1.1, 13) and return pipes (1.2, 14), and a section provided at two different temperature levels. The pipes (1.1, 1.2) guide a heat transfer medium at high temperature and are connected to a storage tank (2.1) of a central storage system (2) in an upper tank area. The pipes (13, 14) guide the medium at low temperature and are connected to the storage tank in a lower tank area. A block heating station (200), a heat consumer system (300) and a heating system (400) are provided for heating the medium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Niedertemperatur-Wärmenetz (NT-Wärmenetz), durch welches in unterschiedlichen Wärmeenergie-Quellen entstehende oder als Prozesswärme erzeugte Wärmemengen in einem bevorzugten Temperaturbereich von minimal etwa 25°C bis maximal etwa 100°C von den jeweiligen Wärmequellen oder Wärmeerzeugern an ein oder mehrere wärmeverbrauchende Systeme in geordneter Weise zur Nutzung übertragen werden kann.The Invention relates to a low-temperature heat network (NT heat network), by which arising in different heat energy sources or as process heat generated heat quantities in a preferred temperature range from a minimum of about 25 ° C to a maximum about 100 ° C from the respective heat sources or heat generators to one or more heat-consuming Systems can be transmitted in an orderly manner for use.

Die aktuelle Umweltsituation zwingt immer mehr dazu, den Betrieb von Wärmeversorgungssystemen, welche mit hohen Arbeitstemperaturen, insbesondere mit Temperaturen von mehr als 100°C, bei extrem hoher Belastung der Umwelt allein mit fossilen Energieträgern betrieben werden, zu vermeiden. Das führt zu Überlegungen, wie vorhandene und/oder erzeugbare Mengen an Wärmeenergie im Niedertemperatur-Bereich auf technisch einfache Art und Weise und bei gleichzeitig ökonomischen Vorteilen sinnvoll genutzt werden können.The current environmental situation is increasingly forcing the operation of Heat supply systems, which with high working temperatures, especially with temperatures of more than 100 ° C, operated at extremely high pollution of the environment with fossil fuels alone be avoided. Leading for reflection, as existing and / or producible amounts of heat energy in the low temperature range in a technically simple way and at the same time economical Benefits can be used meaningfully.

Als Wärmeenergiequellen kommen in erster Linie Systeme mit Nutzung der sogenannten Erneuerbaren Energien in Betracht, wobei sich insbesondere als Problem ergibt, dass Wärmeträger mit unterschiedlichen Temperaturen im Niedertemperaturbereich von etwa 25°C bis 100°C in Wärmenetzen zu sammeln und den Abnehmern nutzungsfähig zur Verfügung zu stellen sind.When Heat energy sources come primarily systems with use of so-called renewables Energies, in particular as a problem, that heat transfer medium with different temperatures in the low temperature range of about 25 ° C to 100 ° C in heating networks to collect and make available to the customers are.

Die Wärmeerzeugung mit Wärmepumpen-Systemen, bevorzugt bei Einsatz von Sole/Wasser- oder Luft/Wasser-Wärmepumpen mit dem Ziel, eine hohe Nutzenergieausbeute zu erreichen, führt jedoch technisch-physikalisch bedingt, zu extrem niedrigen Vorlauftemperaturen des Heizwassers. Diese Vorlauftemperaturen liegen im Bereich von minimal etwa 30°C und maximal etwa 65°C.The heat generation with heat pump systems, preferred when using brine / water or air / water heat pumps however, with the aim of achieving a high yield of useful energy technically and physically conditioned, at extremely low flow temperatures of the heating water. These flow temperatures are in the range of minimal about 30 ° C and maximum about 65 ° C.

Die Prozessführung derartiger Wärmepumpen-Systeme ist dabei in nachteiliger Weise sehr stark vom Wirkungsgradverhalten der jeweiligen Wärmepumpe abhängig.The Litigation such heat pump systems is disadvantageously very strong on the efficiency behavior the respective heat pump dependent.

Im Gegensatz dazu sind bei der Verbrennung von Holz oder Hackschnitzeln in der Regel für das Heizwasser Vorlauftemperaturen von 70 bis 95°C normale Betriebsgrößen.in the By contrast, when burning wood or wood chips usually for that Heating water Flow temperatures from 70 to 95 ° C normal operating variables.

Wärmeträger mit ähnlich hohen Vorlauftemperaturen werden auch bei einer Auskopplung der Prozesswärme bei Betrieb von Blockheizkraftwerken zur Verfügung gestellt.Heat transfer medium with similar high Flow temperatures are also at a decoupling of the process heat at Operation of combined heat and power plants provided.

Im Zwischenbereich liegen dagegen die Temperaturen der zur Warmwasserbereitung und zur Gebäudeheizung nutzbaren Wärme von solarthermischen Systemen. Bei derartigen Anlagen können sich bei einer konsequent verwirklichten Schichtenspeicherung in speziell dafür ausgelegten Pufferbehältern je nach Intensität der Globalstrahlung sowohl in den Übergangszeiten als auch in den Sommermonaten Heizwassertemperaturen bis über 80°C ergeben.in the Intermediate area, however, are the temperatures for hot water and for building heating usable heat of solar thermal systems. In such systems can with a consistently realized layer storage in special designed for it buffer tanks depending on the intensity global radiation both in the transitional periods and in the summer months heating water temperatures up to 80 ° C result.

Der wesentliche Vorteil besteht jedoch darin, dass die beiden Energiearten (Sonnenenergie und Erdwärme) als Erneuerbare Energien nicht nur überall, sondern auch mit einem unerschöpflichen Vorrat zur Verfügung stehen.Of the However, the main advantage is that the two types of energy (Solar energy and geothermal energy) as a renewable energy not only everywhere, but also with one inexhaustible Stock available stand.

Für die Nutzung der Umweltenergie, das heißt der Solarenergie in solarthermischen Anlagen und der Wärme der Umgebungsluft mittels Luft/Wasser-Wärmepumpen, sind tages- und jahreszeitliche sowie witterungsbedingte Schwankungen zu beachten, da sie in äußerst nachteiliger Weise eine kontinuierliche Wärmegewinnung erschweren.For the use the environmental energy, that is of solar energy in solar thermal systems and the heat of Ambient air by means of air / water heat pumps, are daily and seasonal as well as weather-related fluctuations to pay attention, as they are extremely disadvantageous Way a continuous heat recovery difficult.

Gleichmäßigere Nutzungsbedingungen ergeben sich bei Anlagen mit Sole/Wasser-Wärmepumpen mit Wärmegewinnung mittels Erdwärmesonden. Für derartige Wärmepumpenanlagen jedoch ist die ständige Verfügbarkeit von Antriebsenergie, vorzugsweise von elektrischem Strom, eine Grundvoraussetzung, so dass ein entsprechender Einsatz nicht überall möglich ist.Smoother conditions of use arise in systems with brine / water heat pumps with heat recovery using geothermal probes. For such Heat pump systems however, the permanent one is Availability of driving energy, preferably of electric current, a basic requirement, so that a corresponding use is not possible everywhere.

Günstige Nutzungsverhältnisse lassen sich mit den Anlagen erreichen, die sich deutlich vom Umgebungstemperaturniveau abheben, also mit Verbrennungseinrichtungen für nachwachsende Rohstoffe oder mit Blockheizkraftwerken, die mit pflanzlichen Ölen oder Gas aus Biogasanlagen betrieben werden. Dabei ist für eine kontinuierliche Prozessführung eine gut geplante Bevorratung an Brennstoffen eine wesentliche Bedingung.Favorable usage conditions can be achieved with systems that are significantly different from the ambient temperature level take off, ie with incinerators for renewable raw materials or with combined heat and power plants using plant oils or gas from biogas plants operate. It is for a continuous process management a well-planned supply of fuel is an essential condition.

Beim Einsatz von Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Erzeugung von Strom und von Wärme wird größtenteils der Stromerzeugung wegen den günstigeren Vermarktungsmöglichkeiten der Vorrang eingeräumt, wobei ungünstige Standort- und Nutzungsbedingungen einer wirtschaftlichen Verwertung der erzeugten Wärme vielfach entgegenstehen.At the Use of combined heat and power plants (CHP) to generate electricity and of heat is mostly power generation because of the cheaper ones marketing opportunities given priority being unfavorable Site and Terms of Use an economic utilization of the heat generated many times conflict.

Bei der Durchführung von Ersatzinvestitionen wird häufig der Fehler begangen, das BHKW-Modul als alleinigen Wärmeerzeuger zu groß zu bemessen, statt dieses als kleinere Einheit in Verbundfahrweise mit anderen Wärmeerzeugern zu betreiben.at the implementation Replacement investments will become common the mistake committed, the CHP module as the sole heat generator too big to measure instead of this as a smaller unit in compound mode with others heat generators to operate.

Um die gewünschte Stromvergütung zu erlangen, werden oft beachtliche Wärmemengen, die mit einer Temperatur von etwa 90°C anfallen, in nachteiliger Weise regelrecht vergeudet. Darüber hinaus bleibt in den meisten Fällen die Wärme, die bei Blockheizkraftwerken durch die Gemischkühlung mit Heizmediumtemperaturen um 60°C in größeren Mengen ständig anfällt, als Verlustwärme ungenutzt.In order to obtain the desired power remuneration, are often considerable amounts of heat, the incurred at a temperature of about 90 ° C, downright wasted in a disadvantageous way. In addition, in most cases, the heat that accumulates in combined heat and power by the mixture cooling with heating medium temperatures of 60 ° C in large quantities constantly, as heat loss unused.

Wenn man diesen Trend der Nicht- bzw. nur teilweisen Nutzung von Prozesswärmemengen in einem Temperaturbereich von etwa 60 bis 90°C betrachtet, ist es sehr leicht vorstellbar, dass dann niedriger temperierte Wärmeströme erst recht nicht verwertet werden. Diese Energievergeudung findet darin ihren Ausdruck, dass die niedrig temperierten Wärmeströme über sogenannte Notkühler nutzlos in die Atmosphäre abgeführt werden.If this trend of non or partial use of process heat quantities In a temperature range of about 60 to 90 ° C, it is very light conceivable that lower-tempered heat flows certainly not used become. This waste of energy is expressed in that the low-temperature heat flows via so-called emergency cooler useless in the atmosphere dissipated become.

Bei der Nutzung von Erneuerbaren Energien sind gegenwärtig technische Systeme im Einsatz, welche sich im wesentlichen dadurch unterscheiden, ob sie für die Stromerzeugung oder für die Erzeugung von Wärme konzipiert sind. Zwischen den technischen Systemen der beiden Energiearten Strom und Wärme besteht grundsätzlich ein erheblicher Unterschied.at The use of renewable energies is currently technical Systems in use, which differ essentially by whether she for the power generation or for the generation of heat are designed. Between the technical systems of the two types of energy Electricity and heat basically exists a big difference.

Im Gegensatz zur Stromerzeugung in Photovoltaik-, BHKW- oder sogenannten ORC-Anlagen (Organic Rankine Cycle), bei denen die Einspeisung der gewonnenen Elektroenergie grundsätzlich in ein bereits vorhandenes übergeordnetes Energienetz erfolgen muss, wird die Wärmeerzeugung mit Erneuerbaren Energien hingegen in den meisten Fällen in Kleinanlagen, vorwiegend für die Wärmeversorgung in Ein- und Mehrfamilienhäusern, in Gesellschaftsbauten oder in Fabrikgebäuden eingesetzt.in the Contrary to the power generation in photovoltaic, CHP or so-called ORC plants (Organic Rankine Cycle), in which the feed of the basically won into an already existing parent Energy network, heat generation with renewable energy Energies, however, in most cases in small plants, mainly for the Heat supply in Single and multi-family houses, used in corporate buildings or factory buildings.

Dabei kommen in der Regel kleine Heizwasser-Pufferspeicher zum Einsatz. In vielen Fällen wird die Wärme aus unterschiedlichen Herkunftsbereichen, z. B. aus solarthermischen Anlagen oder aus Erdwärmepumpen-Systemen, in einen Speicher aufgenommen. Eine komplexe Nutzung der Wärme in Wärmeverbundsystemen, z. B. in einem Nahwärmenetz, ist wegen der unterschiedlichen Erzeugerstruktur der Einzelanlagen auch in städtischen Ballungsräumen mit einer hohen Verbraucherdichte in den seltensten Fällen anzutreffen.there As a rule, small heating water storage tanks are used. In many cases gets the heat from different sources, eg. B. from solar thermal Plants or from geothermal heat pump systems, recorded in a memory. A complex use of heat in thermal composite systems, z. In a district heating network, is because of the different producer structure of the individual plants also in urban metropolitan areas to be found with a high consumer density in the rarest cases.

Aus den Mängeln des Standes der Technik leitet sich die Aufgabe der Erfindung ab, ein Wärmenetz zu schaffen, mit dessen Hilfe die Wärme aus unterschiedlichen Energiequellen bei Einsatz von vorwiegend Erneuerbaren Energien rationell erzeugt und/oder zurück gewonnen, gespeichert sowie in geordneter Weise an Wärmeverbraucher wieder abgegeben werden kann.Out the defects In the prior art, the object of the invention is derived, a heating network to create, with whose help the heat from different sources of energy Generated rationally and / or with the use of predominantly renewable energies back obtained, stored and in an orderly manner to heat consumers can be returned.

Diese Aufgabe wird durch die jeweils in dem kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1, 2, 3 und 10 beschriebenen Merkmale gelöst. In den Unteransprüchen sind weitere, anwendungsbezogene Präzisierungen beschrieben.These The object is achieved by the respective in the characterizing part of claims 1, 2, 3 and 10 described features solved. In the subclaims are further, application-specific clarifications described.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Wärmenetz als ein Rohrleitungssystem ausgebildet, in welchem ein Wärmeträgermedium mit einer Temperatur im Bereich von etwa 25°C bis etwa 100°C vom Ort der Erzeugung und/oder Bereitstellung zu einem oder mehreren Wärmeverbrauchern mit einem dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechenden Temperaturniveau transportiert wird.Corresponding the preferred embodiment The invention is the heating network designed as a piping system in which a heat transfer medium at a temperature in the range of about 25 ° C to about 100 ° C from the site the production and / or provision to one or more heat consumers transported at a temperature level corresponding to the respective application becomes.

Die Erfindung geht von der in überraschender Weise gefundenen Erkenntnis aus, dass es möglich ist, in einem Niedertemperatur-Wärmenetz als integrierte wärmetechnische Einheit mit untereinander verbundenen Wärmeerzeugern und/oder Wärmelieferern sowie Wärmeverbrauchern auf vorteilhafte Weise Wärmeträgermedium mit unterschiedlicher Temperatur zu transportieren, wenn in dem Niedertemperatur-Wärmenetz im Temperaturbereich von etwa 25°C bis etwa 100°C mehrere Temperaturebenen zum Transport des unterschiedlich temperierten Wärmeträgers vorgesehen sind.The Invention goes from the surprising Way found that it is possible in a low-temperature heating network as integrated thermal engineering Unit with interconnected heat generators and / or heat suppliers as well as heat consumers Advantageously, heat transfer medium with different temperature to transport, if in the Low temperature heat power in the temperature range of about 25 ° C up to about 100 ° C provided several temperature levels for transporting the different temperature heat carrier are.

Dies ist vor allem ohne Einsatz einer zusätzlichen und kostenintensiven Regelungstechnik möglich, wenn die in dem Niedertemperatur-Wärmenetz erforderlichen Speichermittel als Schichtenwärmespeicher ausgebildet sind. Das betrifft sowohl die im Niedertemperatur-Wärmenetz eingebauten Zentralspeicheranlagen mit einem oder mehreren Speicherbehältern als auch die Speicher innerhalb der an das Wärmenetz angeschlossenen Wärmetiefer- und/oder Wärmeverbraucheranlagen.This is above all without employment of an additional and cost-intensive Control technology possible, if the storage means required in the low-temperature heat network as layer heat storage are formed. This applies to both the low-temperature heat network built-in central storage facilities with one or more storage tanks as the storage tanks within the heat supply system connected to the heating network and / or heat consumer equipment.

Das erfindungsgemäße Niedertemperatur-Wärmenetz lässt sich in energetisch vorteilhafter Weise betreiben, wenn die das Wärmeträgermedium mit höheren Temperaturen führenden Vorlauf- und Rücklaufleitungen an die Speicherbehälter der Zentralspeicheranlagen jeweils im oberen Bereich und die das niedriger temperierte Wärmeträgermedium führenden Vorlauf- und Rücklaufleitungen an die Speicherbehälter in jeweils deren unterem Bereich angeschlossen sind. Dabei ist davon auszugehen, dass bei Wärmenetzen mit geringer Flächenausdehnung die zu verlegenden Rohrleitungen großzügig dimensioniert und die Netzumwälzpumpen dezentral angeordnet werden.The Low-temperature heat network according to the invention let yourself operate in energetically advantageous manner when the heat transfer medium with higher Temperatures leading Flow and return lines to the storage tanks the central storage facilities each in the upper area and the leading lower temperature heat transfer medium Flow and return lines to the storage tanks are connected in each of their lower area. It is of it to go out that in heat networks with a small surface area generously dimensioned the pipelines to be laid and the circulation pumps be arranged decentrally.

Bei Wärmenetzen mit großer Flächenausdehnung und längeren Versorgungstrassen hingegen wird man einer zentralen Netzumwälzpumpeneinrichtung in der Nähe einer Zentralspeicheranlage sowie indirekt angeschlossenen Wärmeverbrauchern und Wärmeerzeugern den Vorzug einräumen. Hierbei hat es sich erfindungsgemäß als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn bei der zentralen Netzumwälzpumpenanlage jeweils eine Umwälzpumpe im Netzvorlauf und eine zusätzliche Umwälzpumpe im Netzrücklauf angeordnet werden. Gleichzeitig sind die Wärmeverbraucheranlagen mit indirektem oder direktem Dreileiter-Anschluss an das temperatur- und druckgespreizte Netz erfindungsgemäß in eine obere und eine untere Arbeitstemperatur- und Arbeitsdruckebene unterteilt, wobei jede der beiden Arbeitsebenen mit eigenem Differenzdruckregler und Stellventil zur Anpassung an die jeweilige Netzdruckdifferenz und die benötigte Heizleistung ausgestattet ist.In the case of heating networks with a large surface area and longer supply lines, on the other hand, preference will be given to a central network circulation pump device in the vicinity of a central storage facility and indirectly connected heat consumers and heat generators. This is according to the invention as a special proven advantageous when in each case a circulation pump in the network flow and an additional circulation pump are arranged in the network return at the central network circulation pump. At the same time, the heat consumer systems with indirect or direct three-wire connection to the temperature and pressure-spread network according to the invention are divided into an upper and a lower working temperature and working pressure level, each of the two working levels with its own differential pressure regulator and control valve to adapt to the respective network pressure difference and the required Heating power is equipped.

Durch das erfindungsgemäße Niedertemperatur-Wärmenetz rückt eine weitreichende und kostengünstige Erschließung und Nutzbarmachung von Erneuerbaren Energien, bei einer größtmöglichen Energieausbeute und einem relativ geringen Investitionsvolumen in erreichbare Nähe.By the low temperature heat network according to the invention moves one far-reaching and cost-effective development and utilization of renewable energies, with the highest possible energy yield and a relatively small investment volume within reach.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind als Merkmale in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Other advantageous developments of the invention are as features in characterized the dependent claims or will be described below together with the description of the preferred execution of the invention with reference to the figures shown in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Niedertemperatur-Wärmenetzes als Blockschaltbild, 1 a preferred embodiment of the low-temperature heat network according to the invention as a block diagram,

2 das Blockschaltbild einer Systemkomponente der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, 2 the block diagram of a system component of in 1 shown embodiment of the invention,

3 das Blockschaltbild einer weiteren Systemkomponente der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, 3 the block diagram of another system component of in 1 shown embodiment of the invention,

4 das Blockschaltbild einer zusätzlichen Systemkomponente der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, four the block diagram of an additional system component of in 1 shown embodiment of the invention,

5 das Blockschaltbild einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Niedertemperatur-Wärmenetzes, 5 2 is the block diagram of a further advantageous embodiment of the low-temperature heat network according to the invention,

6 das Blockschaltbild einer ersten Systemkomponente der in 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, 6 the block diagram of a first system component of in 5 shown embodiment of the invention,

7 das Blockschaltbild einer zweiten Systemkomponente der in 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, 7 the block diagram of a second system component of in 5 shown embodiment of the invention,

8 das Blockschaltbild einer weiteren Systemkomponente der in 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung 8th the block diagram of another system component of in 5 shown embodiment of the invention

9 das Blockschaltbild einer zusätzlichen Systemkomponente der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung.
sowie 9 the block diagram of an additional system component of in 1 shown embodiment of the invention.
such as

10 das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sowohl als temperatur- als auch druckgespreiztes Niedertemperatur-Wärmenetz. 10 the block diagram of another embodiment of the invention as both temperature and pressure-spread low-temperature heat network.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Niedertemperatur-Wärmenetzes 100 mit einem Vierleiter-Rohrnetz 1, mit einem Zentralspeicher 2 und mit einem daran angeschlossenem Ausdehnungsgefäß 3 sowie mit den dazugehörigen erdverlegten Rohrleitungen 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 zur Führung von unterschiedlich temperiertem Wärmeträgermedium in einem Temperaturbereich von etwa 25°C bis etwa 100°C. Die in das Niedertemperatur-Wärmenetz 100 eingebundenen Wärmetiefer- oder Erzeugersysteme sowie die entsprechenden Wärmeabnehmer bilden zusammen ein sogenanntes Niedertemperatur-Nahwärmenetz und sind in der Blockdiagramm-Darstellung gemäß 1 mit 200, 300 und 400 bezeichnet. 1 shows a preferred embodiment of the low temperature heat network according to the invention 100 with a four-conductor pipe network 1 , with a central storage 2 and with an attached expansion vessel 3 as well as with the associated buried pipelines 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 for guiding differently tempered heat transfer medium in a temperature range of about 25 ° C to about 100 ° C. The in the low temperature heat network 100 integrated heat supply or generating systems and the corresponding heat consumers together form a so-called low-temperature local heating network and are in the block diagram representation according to 1 With 200 . 300 and 400 designated.

Das in 2 dargestellte, nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung arbeitende Blockheizkraftwerk 200 wird vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben und liefert als eine modular aufgebaute Erzeugereinheit neben elektrischem Strom sowohl den Wärmeträger mit höherer Temperatur als auch den Wärmeträger mit niedriger Temperatur, welche über die Leitungen 207 und 208 in die entsprechenden Vorlaufleitungen 1.1 und 1.3 des als Vierleiter-Rohrsystem 1 gestalteten Niedertemperatur-Wärmenetzes 100 eingespeist werden.This in 2 illustrated, working on the principle of cogeneration cogeneration plant 200 is preferably operated at the location of heat consumption and supplies as a modular generator unit in addition to electrical current, both the heat carrier with higher temperature and the heat carrier at low temperature, which via the lines 207 and 208 in the corresponding supply lines 1.1 and 1.3 as a four-pipe system 1 designed low-temperature heat network 100 be fed.

Durch die Betriebsführung des in 2 gezeigten Blockheizkraftwerks 200 wird in vorteilhafter Weise die zwangsläufig anfallende Prozesswärme über entsprechende Wärmetauscher einer Nutzung zugeführt. Die dazu erforderlichen Wärmetausch-Einrichtungen sind u. a. als Motorkühler 202, als Abgas-Rohrbündel-Wärmetauscher 203 sowie als Plattenwärmeübertrager 205, 206 ausgebildet.Through the management of the in 2 shown cogeneration plant 200 Advantageously, the inevitably resulting process heat is supplied via a corresponding heat exchanger for use. The heat exchange equipment required for this purpose are, inter alia, as engine radiator 202 , as exhaust tube bundle heat exchanger 203 as well as a plate heat exchanger 205 . 206 educated.

Für die Sicherung der Betriebsführung der Wärmenutzungs- und Übergabeeinrichtungen des Blockheizkraftwerks 200, insbesondere der Regelung der entsprechenden Mengenströme bei Einspeisung der Nutzwärme in das Niedertemperatur-Wärmenetz 1 werden jeweils als Kombination aus einer Umwälzpumpe und einem Dreiwegeventil mit unterschiedlichen Steuerungselementen ausgebildete Baueinheiten 209, 210, 211 und 212 eingesetzt.For securing the operation of the heat utilization and transfer facilities of the combined heat and power plant 200 , In particular, the regulation of the corresponding flow rates at feeding the useful heat in the low-temperature heat network 1 are each formed as a combination of a circulation pump and a three-way valve with different control elements units 209 . 210 . 211 and 212 used.

Gemäß 3 ist in dem Niedertemperatur-Wärmenetz (vergleiche Position 100 in 1) an die beiden Niedertemperatur-Leitungen 1.3 und 1.4 ferner eine Verbraucheranlage 300, beispielsweise ein Heizsystem in einem Ein- oder Mehrfamilienhaus mit einem stehend angeordneten Schichtenwärmespeicher 301 über einen Wärmetauscher 302 angeschlossen. Über den Schichtenwärmespeicher 301 wird das Wasser des Trinkwasser-Systems 303 nach dem Durchflussprinzip erwärmt.According to 3 is in the low tempera tur-heat network (see position 100 in 1 ) to the two low-temperature lines 1.3 and 1.4 furthermore a consumer installation 300 , For example, a heating system in a single or multiple dwelling with a vertically arranged layer heat storage 301 via a heat exchanger 302 connected. About the layer heat storage 301 becomes the water of the drinking water system 303 heated according to the flow principle.

Die Raumheizung erfolgt entweder über Fußbodenheizflächen oder gleichartig großflächige Heizkörper 304, welche für einen Betrieb mit niedrigen Temperaturen ausgelegt sind. Die Regelung des Raumheizungssystems erfolgt über eine Ventil-Pumpen-Kombination 305.The space heating is done either by floor heating or similar large radiator 304 , which are designed for operation at low temperatures. The room heating system is controlled by a valve-pump combination 305 ,

Die von der Verbraucheranlage 300 benötigte Wärmemenge wird aus den niedrig temperierten Rohrleitungen 1.3, 1.4 des Niedertemperatur-Wärmenetzes indirekt, das heißt, über den Wärmetauscher 302 durch Einschichten des Wärmeträgermediums in den Schichtenspeicher 301 eingebracht. Für den Umlauf des Wärmeträgers durch den Wärmetauscher 302 und den Schichtenspeicher 301 der Wärmeverbraucheranlage 300 sorgen jeweils die Umwälzpumpen 306, 307.The of the consumer plant 300 required amount of heat is from the low-temperature pipes 1.3 . 1.4 the low-temperature heat network indirectly, that is, via the heat exchanger 302 by layering the heat transfer medium in the stratified storage 301 brought in. For the circulation of the heat carrier through the heat exchanger 302 and the stratified storage 301 the heat consumer system 300 The circulating pumps ensure each 306 . 307 ,

Reicht die Temperatur nicht aus, um auf hygienisch unbedenkliche Weise Warmwasser zu erzeugen, so schaltet sich ein beigestellter Gas- oder Ölheizkessel 308 zu und speist über eine gesonderte Umwälzpumpe 309 in den oberen Teil des Schichtenspeichers 301 Wärme ein.If the temperature is insufficient to produce hot water in a hygienically safe manner, a gas or oil boiler provided will switch on 308 to and fed via a separate circulation pump 309 in the upper part of the stratified storage 301 Heat.

In 4 ist ein als Wärmeerzeugungs- und Wärmeverbraucher-Anlage ausgebildetes Heizungssystem 400 gezeigt. Das Heizungssystem 400 besteht im wesentlichen aus einer Heizkreisverteilung 401 mit 2 Heizkreisen und einem Warmwasserbereiter 402 sowie einem Holzheizkessel 403 in Kombination mit einem Pufferspeicher 404 und ist über die Leitungsstränge 405, 406 mit dem Vierleiter-Rohrnetz 1 verbunden. Bei Betriebsstillstand des Holzheizkessels 403 wird die Wärme aus dem heißesten Strang 1.1 des Wärmenetzes 1 über die Leitung 406 durch Wärmetausch im Wärmetauscher 407 in den Schichtspeicher 404 eingeladen. Entsteht bei Betrieb des Holzheizkessels 403 Überschusswärme mit einer Temperatur im Bereich von etwa 80°C bis etwa 100°C, so kann diese Wärme mittels der an der höchsten und heißesten Stelle im Pufferspeicher angeordneten Heizfläche 408 und einer Umwälzpumpe 409 über die Leitungsstränge 410 und 411 in die den höhertemperierten Wärmeträger führenden Leitungen 1.1 und 1.2 des Vierleiter-Rohrnetzes 1 zurückgespeist werden. Die dezentral angeordneten Pumpen 412 und 413 sichern unter Zwischenschaltung des Wärmeübertragers 407 die Anbindung des Pufferspeichers 404 an die Leitungsstränge 1.1 und 1.2 des Vierleiter-Rohrsystems 1.In four is a designed as a heat generation and heat consumer system heating system 400 shown. The heating system 400 consists essentially of a heating circuit distribution 401 with 2 heating circuits and a water heater 402 as well as a wood boiler 403 in combination with a buffer memory 404 and is over the wire strands 405 . 406 with the four-conductor pipe network 1 connected. In case of operating stoppage of the wood boiler 403 the heat gets out of the hottest strand 1.1 of the heating network 1 over the line 406 by heat exchange in the heat exchanger 407 in the stratified storage 404 invited. Arises during operation of the wood boiler 403 Excess heat at a temperature in the range of about 80 ° C to about 100 ° C, so this heat can by means of the arranged at the highest and hottest point in the buffer heater 408 and a circulation pump 409 over the cable strands 410 and 411 in the higher-temperature heat transfer lines leading 1.1 and 1.2 of the four-wire pipe network 1 be fed back. The decentralized pumps 412 and 413 secure with interposition of the heat exchanger 407 the connection of the buffer memory 404 to the cable strands 1.1 and 1.2 of the four-pipe system 1 ,

Die in 5 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigt als Blockschaltbild ein als Dreileiter-Rohrsystem 6 aufgebautes Niedertemperatur-Wärmenetz 500. Dieses Netz ist mit einer Zentralspeicheranlage 4, einem Ausdehnungsgefäß 5 und mehreren Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlagen 600, 700, 800, 900 ausgerüstet. Die Zentralspeicheranlage 4 ist in vorteilhafter Weise in drei, im wesentlichen gleichartig ausgebildete, stehend angeordnete Schichtenwärmespeicher 4.1, 4.2, 4.3 unterteilt. Die Details der Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlagen 600, 700, 800, 900 sind in den 6 bis 9 näher beschrieben.In the 5 illustrated embodiment of the invention shows a block diagram as a three-wire pipe system 6 built low-temperature heating network 500 , This network is with a central storage facility four , an expansion vessel 5 and several heat generator and heat consumer systems 600 . 700 . 800 . 900 equipped. The central storage facility four is advantageously in three, substantially similar trained, standing arranged layer heat storage 4.1 . 4.2 . 4.3 divided. The details of the heat generator and heat consumer systems 600 . 700 . 800 . 900 are in the 6 to 9 described in more detail.

Die Rohrleitungen 6.1, 6.2, 6.3 des Dreileiter-Rohrnetzes 6 führen das Wärmeträgermedium in unterschiedlichen Temperaturebenen und sind unter Flur verlegt. Die Rohrleitungen 6.2 der mittleren Temperaturebene sind in unterschiedlichen Höhen in die Schichtenwärmespeicher 4.2, 4.3 der Zentralspeicheranlage 4 im Mittenbereich eingebunden und mit motorisch gesteuerten Absperreinrichtungen 4.4, 4.5 versehen, um eine gewünschte Schichtung des Wärmeträgers in unterschiedlichen Temperaturzonen innerhalb des jeweiligen Speicherbehälters 4.1, 4.2, 4.3 zu ermöglichen.The pipelines 6.1 . 6.2 . 6.3 of the three-wire pipe network 6 guide the heat transfer medium in different temperature levels and are laid under the hall. The pipelines 6.2 the average temperature level are in different heights in the layer heat storage 4.2 . 4.3 the central storage facility four integrated in the middle area and with motor-controlled shut-off devices 4.4 . 4.5 provided to a desired stratification of the heat carrier in different temperature zones within the respective storage container 4.1 . 4.2 . 4.3 to enable.

Durch eine derartige Schichtung können einem wechselnden Wärmeaufkommen der im Niedertemperatur-Wärmenetz 500 vereinigten Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucher 600, 700, 800, 900 sowie den unterschiedlichen Ladezuständen der einzelnen Speicher 4.1, 4.2, 4.3 in vorteilhafter Weise Rechnung getragen und auch ohne besonders hohen Aufwand eine entsprechende Regelung vorgenommen werden.By means of such stratification, an alternating amount of heat can be generated in the low-temperature heat network 500 combined heat generator and heat consumer 600 . 700 . 800 . 900 as well as the different states of charge of the individual memories 4.1 . 4.2 . 4.3 taken into account in an advantageous manner and be made without particularly high effort a corresponding regulation.

Die einzelnen Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlagen 600, 700, 800, 900 sind in der Regel indirekt, das heißt mit Netztrennung durch Wärmeübertrager, an das Dreileiternetz angeschlossen. Dadurch kann auf vorteilhafte Weise die Druckhaltung im gesamten Wärmenetz mit geringem regelungstechnischen Aufwand auf einfachste Art beherrscht werden.The individual heat generator and heat consumer systems 600 . 700 . 800 . 900 are usually connected indirectly, ie with grid separation by heat exchangers, to the three-wire network. As a result, the pressure maintenance in the entire heat network can be controlled in the simplest manner with little control engineering effort in an advantageous manner.

Um in dem Niedertemperatur-Wärmenetz 500 mit zahlreichen Anlagen zur Wärmegewinnung und Wärmenutzung 600, 700, 800, 900, insbesondere bei Einsatz von Erneuerbaren Energien, eine stabile Fahrweise zu erreichen und auf einfache Weise auftretende Temperaturschwankungen auszugleichen, sind diese Anlagen jeweils mit mindestens einem stehenden Schichtenwärmespeicher ausgerüstet. Der Wärmeaustausch vom bzw. zum Niedertemperatur-Wärmenetz wird dann über extern angeordnete Wärmeübertrager mit jeweils zwei Umwälzpumpen oder über in die Behälter eingesetzte interne Wärmeübertragerflächen mit jeweils nur einer nach außen wirkenden Umwälzpumpe realisiert.To be in the low temperature heating network 500 with numerous systems for heat recovery and heat utilization 600 . 700 . 800 . 900 , Especially when using renewable energies, to achieve a stable driving style and compensate for easily occurring temperature fluctuations, these systems are each equipped with at least one stationary layer heat storage. The heat exchange from or to the low-temperature heat network is then via externally arranged heat exchangers, each with two circulating pumps or in the container used internal Heat exchanger surfaces realized with only one outwardly acting circulation pump.

Um die durch Nutzung von Erneuerbaren Energien bzw. durch Wärmerückgewinnung in dem Niedertemperatur-Wärmenetz verfügbare Wärme durch Verkauf ökonomisch verwerten zu können, sind in den Rücklaufleitungen vom oder zum Wärmenetz spezielle Wärmemengen-Meßgeräte vorgesehen, welche in den 6 bis 9 mit 607, 608, 701, 702, 801 und 904 bezeichnet sind.In order to be able to economically exploit the available through the use of renewable energy or by heat recovery in the low-temperature heat network through sale, special heat quantity measuring devices are provided in the return lines from or to the heating network, which in the 6 to 9 With 607 . 608 . 701 . 702 . 801 and 904 are designated.

Wie in 6 dargestellt, ist das Blockheizkraftwerk 600 als reine Wärmeerzeugereinheit an das Dreileiter-Rohrnetz 6 unmittelbar angeschlossen, wobei die Rücklaufleitung vom Dreileiter-Rohrnetz 6 zum Hochtemperatur-Wärmeübertrager 605 und die Vorlaufleitung vom Niedertemperatur-Wärmeübertrager 606 zum Wärmenetz zu einer gemeinsamen Leitung 609 vereinigt sind, welche ihrerseits mit der Leitung 6.2 des Dreileiter-Rohrnetzes 6 verbunden ist. Der Hochtemperatur-Wärmeübertrager 605 wird durch eine aus einer Pumpe und einem vorgeschalteten Beimischventil bestehenden Baueinheit 610 mit Rücklaufmedium beaufschlagt, so dass die Vorlaufleitung zum Wärmenetz erst bei einer Mindesttemperatur ca. 80°C in Funktion tritt.As in 6 shown, is the combined heat and power plant 600 as a pure heat generator unit to the three-wire pipe network 6 directly connected, with the return line from the three-pipe network 6 to the high-temperature heat exchanger 605 and the flow line from the low-temperature heat exchanger 606 to the heating network to a common line 609 united, which in turn with the line 6.2 of the three-wire pipe network 6 connected is. The high-temperature heat exchanger 605 is by a consisting of a pump and an upstream mixing valve assembly 610 treated with return medium, so that the supply line to the heating network only comes into operation at a minimum temperature of about 80 ° C.

In dem Kraftwerksblock 601 werden in bekannter Weise die in ihm erzeugten Wärmemengen durch Einsatz eines Motorkühlsystems 602, eines Abgas-Rohrbündel-Wärmetauschers 603 sowie der beiden Wärmeübertrager 605, 606 einer Nutzung zugeführt.In the power plant block 601 be in a known manner, the amounts of heat generated in it by using an engine cooling system 602 , an exhaust tube bundle heat exchanger 603 as well as the two heat exchangers 605 . 606 fed to a use.

Durch die Möglichkeit, Wärmeströme in aus einem Dreileiter-Rohrsystem bestehende Niedertemperatur-Wärmenetze auf zwei unterschiedlichen Temperaturebenen einzuspeisen, kann nun auch die in erheblicher Menge anfallende Niedertemperaturwärme aus dem Ladeluftkühlkreislauf eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) nutzbar gemacht werden, so dass der Notkühler in dem BHKW-internen Kreislauf nur selten in Betrieb gehen muss.By the possibility, Heat flows in from one Three-pipe system existing low-temperature heat networks to feed on two different temperature levels, can now also from the considerable amount of low-temperature heat the charge air cooling circuit a combined heat and power plant (CHP) can be harnessed, so that the emergency cooler in the CHP internal cycle rarely needs to go into operation.

In der Wärmeerzeugeranlage 600 gemäß 6 sind die für den ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage erforderlichen Pumpenaggregate 610 und 613 – bezogen auf das gesamte Niedertemperatur-Wärmenetz – dezentral angeordnet.In the heat generator plant 600 according to 6 are the pump units required for the proper operation of the system 610 and 613 - Based on the entire low-temperature heat network - arranged decentrally.

7 zeigt das Blockschaltbild einer an das Wärmenetz angeschlossenen, kombinierten Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlage 700. Diese Anlage besitzt zwei Heizkreise 703 und 704, welche jeweils durch einen Vierwege-Mischer 705, 706 mit doppelter Mischfunktion gesteuert werden. Ferner gehört zu der Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlage 700 ein stehend angeordneter Schichtenwärmespeicher 707 mit einer eingesetzten Wendel zwecks legionellenfreier Warmwasserbereitung, eine solarthermischen Anlage 708 sowie eine Luft- bzw. Sole-/Wasser-Wärmepumpe 709 mit Vorlauftemperaturen von ca. 65°C. 7 shows the block diagram of a connected to the heating network, combined heat source and heat consumer system 700 , This system has two heating circuits 703 and 704 , each by a four-way mixer 705 . 706 be controlled with double mixing function. Furthermore belongs to the heat generator and heat consumer plant 700 a standing arranged layer heat storage 707 with an inserted coil for the purpose of legionella-free water heating, a solar thermal system 708 and an air or brine / water heat pump 709 with flow temperatures of approx. 65 ° C.

Steht im Niedertemperatur-Wärmenetz kostengünstig erzeugte Niedertemperaturwärme an, so wird einerseits der Schichtenspeicher 707 vorrangig damit aufgeladen. Ist durch eine großflächige Auslegung der solarthermischen Anlage 708 in günstiger Weise gesichert, dass in der warmen Jahreszeit ein Wärmeüberschuss entsteht, so können andererseits im wesentlichen kostenlos anfallende Wärmemengen über die im wärmsten Teil des Speichers 707 eingesetzte Wärmeübertragerfläche 710 aus dem Speicher ausgetragen und dem Niedertemperatur-Wärmenetz zugeführt werden.If low-temperature heat generated inexpensively in the low-temperature heat network, the stratified storage tank becomes on the one hand 707 primarily charged with it. Is by a large-scale design of the solar thermal system 708 secured in a favorable manner that in the warm season, a heat surplus is produced, on the other hand, on the other hand substantially free accumulating amounts of heat over the warmest part of the memory 707 used heat exchanger surface 710 be discharged from the memory and fed to the low-temperature heat network.

Die in der kombinierten Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlage 700 eingesetzte Wärmepumpe 709 hat die Aufgabe, das Defizit an Heizwärme auszugleichen, wenn sowohl keine Wärme aus dem Niedertemperatur-Wärmenetz 500 entnommen werden kann, als auch keine Solarwärme zur Verfügung steht, um die volle Deckung des Wärmebedarfes für die Heizkreise 703, 704 oder die Warmwasserbereitung sicherzustellen.The in the combined heat generator and heat consumer plant 700 used heat pump 709 has the task to compensate for the deficit of heating, when both no heat from the low-temperature heating network 500 can be removed, as well as no solar heat is available to the full coverage of the heat demand for the heating circuits 703 . 704 or to ensure the water heating.

Die für den Betrieb der Anlage 700 erforderlichen, dezentral angeordneten Pumpen bzw. Pumpengruppen sind mit 711, 712, 713, 714 und 715 bezeichnet.The for the operation of the plant 700 required, decentralized pumps or pump groups are with 711 . 712 . 713 . 714 and 715 designated.

Das Blockschaltbild nach 8 ist als Systemeinheit 800 des Niedertemperatur-Wärmenetzes (vergleiche Position 500 gemäß 5) dargestellt, welche als reine Verbraucheranlage ausgebildet ist. Die Verbraucheranlage 800 besteht aus einem stehend angeordneten Schichtenwärmespeicher 802 mit Warmwasserbereitung im Durchflusssystem. Hierfür sind ein selbsttätig regelndes Mischventil 803 zur Anpassung der Warmwassertemperatur, ein Dreikammerverteiler 804 mit thermischer Trennung der Kammern und mehreren Heizkreisen mit Vierwege-Mischventilen 805, ein Gas- bzw. Öl-Brennwertkessel 806 zum bedarfsweisen Nachheizen sowie ein Wärmeübertrager 807 mit beiderseitigen Umwälzpumpen 808 und 809 zur Übernahme der Wärme aus dem Dreileiter-Rohrnetz 6 vorgesehen.The block diagram after 8th is as a system unit 800 of the low-temperature heating network (see position 500 according to 5 ), which is designed as a pure consumer system. The consumer plant 800 consists of a standing arranged layer heat storage 802 with hot water in the flow system. For this purpose, a self-regulating mixing valve 803 for adjusting the hot water temperature, a three-chamber distributor 804 with thermal separation of the chambers and several heating circuits with four-way mixing valves 805 , a gas or oil condensing boiler 806 as needed reheating and a heat exchanger 807 with mutual circulation pumps 808 and 809 to take over the heat from the three-pipe network 6 intended.

Die Vierwegemischventile 805 werden durch den Kessel- und Heizkreisregler angesteuert. Überschreitet die Temperatur des Heizmediums im oberen Teil des Schichtenwärmespeichers 802 einen vorgegebenen Wert, das heißt, aus dem Niedertemperatur-Wärmenetz 500 kann ausreichend viel Wärme mit hoher Temperatur zugeführt werden, so wird der Öl- bzw. Gasbrenner 810 über eine externe Sperreinrichtung 811 blockiert. Der Kessel- und Heizkreisregler bleibt dabei voll in Betrieb. Dadurch entfallen in vorteilhafter Weise die teilweise erheblichen Wärmeverluste durch den häufig nicht vermeidbaren Standby-Betrieb des mit fossilen Brennstoffen befeuerten Öl- bzw. Gasheizkessels 806.The four-way mixing valves 805 are controlled by the boiler and heating circuit controller. Exceeds the temperature of the heating medium in the upper part of the layer heat storage 802 a predetermined value, that is, from the low-temperature heating network 500 If enough heat can be supplied at a high temperature, the oil or gas burner will be activated 810 via an external locking device 811 blocked. The boiler and heating circuit controller remains fully operational. This accounts in Advantageously, the sometimes considerable heat losses due to the often unavoidable standby operation of the fossil fuel-fired oil or gas boiler 806 ,

Die Mischventile 805 entnehmen das Heizmedium aus der Mitte des Schichtenwärmespeichers 802 über die mittlere Kammer des Verteilers 804. Entspricht die Heizmediumtemperatur der geforderten Vorlauftemperatur des jeweiligen (nicht näher bezeichneten) Heizkreises, so verharrt das jeweilige Mischventil 805 in Durchgangsstellung. Wird eine höhere Temperatur benötigt, so verändert sich die Stellung des entsprechenden Mischventils 805, und es wird nur so viel heißeres Medium aus dem oberen Behälterteil entnommen wie zum Erreichen des Sollwertes der Heizkreistemperatur benötigt wird. Ist das Medium in der Behältermitte des Schichtenwärmespeichers 802 und damit in der mittleren Kammer des Dreikammerverteilers 804 zu warm, so verändert das entsprechende Mischventil 805 wiederum seine Stellung und sichert die Zuführung der erforderlichen Menge von Heizmedium aus dem Rücklauf des entsprechenden Heizkreises.The mixing valves 805 remove the heating medium from the middle of the layer heat storage 802 over the middle chamber of the distributor 804 , Corresponds to the heating medium temperature of the required flow temperature of the respective (unspecified) heating circuit, so remains the respective mixing valve 805 in passing position. If a higher temperature is required, the position of the corresponding mixing valve changes 805 , And it is removed so much hotter medium from the upper container part as needed to reach the setpoint of the heating circuit temperature. Is the medium in the container center of the layer heat storage 802 and thus in the middle chamber of the three-chamber distributor 804 too warm, so changed the corresponding mixing valve 805 in turn, its position and ensures the supply of the required amount of heating medium from the return of the corresponding heating circuit.

Die Anwendung dieser Art Mischventile 805 ist außerordentlich vorteilhaft für das Betreiben von Wärmenetzen mit Wärmeerzeugern und Wärmeverbrauchern bei Einsatz von Erneuerbaren Energien unterschiedlichster Arten. Mit Ihrer Hilfe lassen sich innerhalb der Netze die Rücklauftemperaturen besonders wirksam absenken, wodurch in vorteilhafter Weise eine stabile Fahrweise eines in einem Niedertemperatur-Wärmenetz integrierten Blockheizkraftwerks begünstigt wird. Gleichzeitig wird durch die Absenkung der Rücklauftemperatur einerseits der Nutzeffekt von Solar- und Brennwertanlagen erhöht, und andererseits werden die Netzwärmeverluste vor allem bei erdverlegten Leitungen reduziert.The application of this type mixing valves 805 is extremely advantageous for the operation of heat networks with heat generators and heat consumers when using renewable energies of various kinds. With your help, the return temperatures can be lowered particularly effective within the networks, which advantageously favors a stable operation of a combined heat and power plant integrated in a low-temperature heat network. At the same time, the lowering of the return temperature on the one hand increases the efficiency of solar and condensing systems, and on the other hand reduces network heat losses, especially in buried pipelines.

9 zeigt als weitere Systemeinheit des Niedertemperatur-Wärmenetzes mit Dreileiter-Rohrsystem 6 (vergleiche Position 500 gemäß 5) einen größeren Holzheizkessel 901 mit großer Heizleistung, beispielsweise für die Verbrennung von nichtkontaminiertem Altholz oder Abfallholz aus Natur und Landschaft, bei dem die entbundene Wärme in die Hochtemperaturleitung 6.1 des Dreileiter-Rohrsystems 6 vom Niedertemperatur-Wärmenetz 500 eingespeist wird. Die Beimischeinrichtung 902 im Rücklauf 903 des Heizkessels 901 schützt den Kessel vor Korrosion und garantiert die Einhaltung einer Mindestvorlauftemperatur. 9 shows as a further system unit of the low-temperature heat network with three-pipe system 6 (compare position 500 according to 5 ) a larger wood boiler 901 with high heating power, for example, for the combustion of non-contaminated waste wood or waste wood from nature and landscape, in which the heat released in the high temperature line 6.1 of the three-pipe system 6 from the low-temperature heat network 500 is fed. The admixing device 902 in the return 903 of the boiler 901 protects the boiler against corrosion and guarantees compliance with a minimum flow temperature.

Als Weiterbildung der Darstellungen nach 1 bis 9 ist in 10 eine zusätzliche vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dreileitersystems (6) gezeigt. Das Dreileitersystem (6) ist hier als Netzteil mit Zuordnung einer zentralen Umwälzpumpeneinrichtung (1000) zur Zentralspeicheranlage (4) ausgebildet.As development of the representations after 1 to 9 is in 10 an additional advantageous embodiment of the three-conductor system according to the invention ( 6 ). The three-conductor system ( 6 ) is here as a power supply with assignment of a central circulating pump device ( 1000 ) to the central storage facility ( four ) educated.

Um zusätzlich zur doppelten Temperaturspreizung zwischen 25 und 100°C auch eine betriebstechnisch vorteilhafte doppelte Druckspreizung zu erreichen, wird neben der Hauptumwälzpumpe (1001) in der heißen Netzvorlaufleitung eine zweite Pumpe (1002) in die kalte Netzrücklaufleitung eingebaut. Auf diese Weise können auch größere Wärmeverbraucher die von ihnen benötigte Wärme auf zwei Temperaturstufen bedarfsgerecht entnehmen. Außerdem besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die dezentral erzeugte Wärme auf der mittleren Temperaturebene in das Wärmenetz einzuspeisen. Eine zu starke Druckabsenkung in der kalten Rücklaufleitung wird durch Einbau eines Überströmreglers (1003) vermieden.In order to achieve an operationally advantageous double pressure spread in addition to the double temperature spread between 25 and 100 ° C, in addition to the main circulation pump ( 1001 ) in the hot mains supply line a second pump ( 1002 ) installed in the cold mains return line. In this way, even larger heat consumers can remove the heat they need to two temperature levels as needed. In addition, it is advantageously possible to feed the decentrally generated heat into the heating network at the middle temperature level. Too much pressure reduction in the cold return line is achieved by installing an overflow regulator ( 1003 ) avoided.

Der Wärmeverbraucher (1004) entnimmt das Heizmedium dem Wärmenetz für Vorwärm- und Nachwärmprozesse auf zwei unterschiedlichen Temperaturstufen. Dieser Wärmeverbraucher ist indirekt, dass heißt mittels Zwischenschaltung von Wärmeübertragern (1005.1, 1005.2) an das Wärmenetz angeschlossen und jeweils auf beiden Temperatur- und Druckebenen mit Differenzdruckregler (1006.1, 1006.2) und Stellventil (1007.1, 1007.2) ausgestattet.The heat consumer ( 1004 ) takes the heating medium the heating network for preheating and Nachwärmprozesse on two different temperature levels. This heat consumer is indirect, that is, by means of interposition of heat exchangers ( 1005.1 . 1005.2 ) connected to the heating network and in each case on both temperature and pressure levels with differential pressure regulator ( 1006.1 . 1006.2 ) and control valve ( 1007.1 . 1007.2 ) fitted.

Wird ein zusätzlicher Wärmeverbraucher (1009) mit lediglich zwei Rohrleitungen (1010.1, 1010.2) an das Wärmenetz angeschlossen, so sind in günstiger Weise für den hydraulischen Abgleich des Netzes nur Differenzdruckregler (1006.3) und Stellventil (1007.3) in einfacher Ausführung erforderlich.If an additional heat consumer ( 1009 ) with only two pipes ( 1010.1 . 1010.2 ) are connected to the heating network, so are favorably for the hydraulic balancing of the network only differential pressure regulator ( 1006.3 ) and control valve ( 1007.3 ) in a simple design required.

Des weiteren ist aus 10 ersichtlich, wie von einem dezentral angeordneten Wärmeerzeuger (901) die Wärme über die Mitteltemperaturschiene (6.2) in das Netz (500) eingespeist wird.Furthermore, it is off 10 as seen from a decentralized heat generator ( 901 ) the heat via the middle temperature rail ( 6.2 ) into the network ( 500 ) is fed.

Bei Betreiben eines der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drei- oder Vierleiternetze ist zu beachten, dass die Einhaltung einer klar definierten Mindestbetriebstemperatur in den Hochtemperaturleitungen eine wichtige Voraussetzung für eine geordnete und effektive Betriebsweise ist.at Operating one of the present invention proposed three- or Four-conductor networks should be noted that compliance with a clear defined minimum operating temperature in the high temperature lines an important requirement for is an orderly and effective way of operating.

Während das dem Netz auf hoher Temperaturebene zugeführte Heizmedium eine vorgegebene Mindesttemperatur nicht unterschreiten darf, kann Heizmedium in das Netz auf niedriger Temperaturebene immer dann eingespeist werden, wenn seine Temperatur über derjenigen im Netz oder derjenigen im unteren Teil der Behälter der Zentralspeicheranlage 2 bzw. 4 (vergleiche Position 2 bzw. 4 gemäß 1 bzw. 5) liegt. Dadurch ist es auf vorteilhafte Weise möglich, eine besonders große Anzahl von dezentral anfallenden Wärmeströmen nutzbringend zu verwerten.While the heating medium fed to the network at a high temperature level may not fall below a predetermined minimum temperature, heating medium can be fed into the network at a low temperature level whenever its temperature is higher than that in the network or in the lower part of the tanks of the central storage facility 2 respectively. four (compare position 2 respectively. four according to 1 respectively. 5 ) lies. As a result, it is advantageously possible to profitably utilize a particularly large number of decentralized heat flows.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The Restricted invention in their execution not to the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants is conceivable, which of the illustrated solution also in principle different types Use.

Claims (12)

Niedertemperatur-Wärmenetz (100, 500) für den Transport von Wärmeträgermedium mit einer Temperatur im Bereich von etwa 25°C und etwa 100°C, wobei das Erwärmen des Wärmeträgermediums in dem Niedertemperatur-Wärmenetz (100, 500) bei indirektem oder direktem Anschluss sowohl von Wärmetiefer- und/oder Wärmeverbraucheranlagen 200, 300, 400, 600, 700, 800, 900), insbesondere bei Einsatz von Erneuerbaren Energien, als auch bei indirektem oder direktem Anschluss von Wärmeverbrauchern mit teilweiser Eigenwärmeerzeugung oder ohne diese sowie unter Verwendung von Speichermitteln (2, 4, 301, 404, 707, 802) zum Speichern von Wärme entweder in einer im Niedertemperatur-Wärmenetz (100, 500) eingebauten Zentralspeicheranlage (2, 4) mit einem oder mehreren Speicherbehältern (2.1, 4.1, 4.2, 4.3) oder in Speichern (301, 404, 707, 802) innerhalb mindestens einer an das Niedertemperatur-Wärmenetz (100, 500) angeschlossenen Wärmetiefer- und/oder Wärmeverbraucheranlage (200, 300, 400, 600, 700, 800, 900) unter Bildung einer integrierten wärmetechnischen Einheit erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass für das Niedertemperatur-Wärmenetz (100, 500) einerseits ein Rohrleitungssystem (1, 6) mit einer Mehrzahl von Vor- und Rücklaufleitungen (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 6.1, 6.2, 6.3) vorgesehen ist und das Niedertemperatur-Wärmenetz (100, 500) andererseits eine Unterteilung in mindestens zwei unterschiedliche Temperaturebenen derart aufweist, dass die das Wärmeträgermedium mit höheren Temperaturen führenden Vorlauf- und Rücklaufleitungen (1.1, 1.2, 6.1, 6.2) an die Speicherbehälter (2.1, 4.1, 4.3) der jeweiligen Zentralspeicheranlage (2, 4) im oberen Behälterbereich und die Vorlauf- und Rücklaufleitungen (1.3, 1.4, 6.2, 6.3) mit dem niedriger temperierten Wärmeträgermedium an die Speicher (2.1, 4.1, 4.3) im unteren Behälterbereich angeschlossen sind.Low temperature heating network ( 100 . 500 ) for the transport of heat transfer medium having a temperature in the range of about 25 ° C and about 100 ° C, wherein the heating of the heat transfer medium in the low-temperature heat network ( 100 . 500 ) with indirect or direct connection of both heat supply and / or heat consumer systems 200 . 300 . 400 . 600 . 700 . 800 . 900 ), in particular with the use of renewable energies, as well as in indirect or direct connection of heat consumers with or without their own heat generation, and by using storage means ( 2 . four . 301 . 404 . 707 . 802 ) for storing heat either in a low-temperature heating network ( 100 . 500 ) built-in central storage system ( 2 . four ) with one or more storage tanks ( 2.1 . 4.1 . 4.2 . 4.3 ) or in Save ( 301 . 404 . 707 . 802 ) within at least one of the low-temperature heating networks ( 100 . 500 ) connected heat supply and / or heat consumer equipment ( 200 . 300 . 400 . 600 . 700 . 800 . 900 ) takes place to form an integrated thermal engineering unit, characterized in that for the low-temperature heating network ( 100 . 500 ) on the one hand a piping system ( 1 . 6 ) with a plurality of supply and return lines ( 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 . 6.1 . 6.2 . 6.3 ) and the low-temperature heating network ( 100 . 500 ) On the other hand, a subdivision into at least two different temperature levels such that the heat transfer medium at higher temperatures leading flow and return lines ( 1.1 . 1.2 . 6.1 . 6.2 ) to the storage containers ( 2.1 . 4.1 . 4.3 ) of the respective central storage facility ( 2 . four ) in the upper tank area and the flow and return lines ( 1.3 . 1.4 . 6.2 . 6.3 ) with the lower temperature heat transfer medium to the memory ( 2.1 . 4.1 . 4.3 ) are connected in the lower tank area. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Niedertemperatur-Wärmenetz (100) als ein Vierleiter-Rohrsystem (1) ausgebildet ist.Low-temperature heating network according to claim 1, characterized in that the low-temperature heat network ( 100 ) as a four-pipe system ( 1 ) is trained. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Niedertemperatur-Wärmenetz (500) vorzugsweise als Dreileiter-Rohrsystem (6) ausgebildet ist.Low-temperature heating network according to claim 1, characterized in that the low-temperature heat network ( 500 ) preferably as a three-pipe system ( 6 ) is trained. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitungen der Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlagen (200, 300, 400, 600, 700, 800, 900) mit höheren Betriebstemperaturen und die Vorlaufleitungen der Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlagen mit niedrigeren Betriebstemperaturen zusammengeführt und in eine Rohrleitung des Wärmenetzes mit Betriebstemperaturen auf mittlerer Temperaturebene eingebunden sind.Low-temperature heat network according to claim 3, characterized in that the return lines of the heat generator and heat consumer systems ( 200 . 300 . 400 . 600 . 700 . 800 . 900 ) are combined with higher operating temperatures and the supply lines of the heat generator and heat consumer systems with lower operating temperatures and are integrated into a pipeline of the heating network with operating temperatures on the middle temperature level. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (6.2) des Niedertemperatur-Wärmenetzes (500) mit Betriebstemperaturen auf mittlerer Temperaturebene in die Behälter der Zentralspeicher (4) im Mittenbereich mehrfach auf unterschiedlichen Höhen eingebunden ist und an den einzelnen Ein- und Ausgängen motorgesteuerte Absperrventile (4.4, 4.5) eingebaut sind.Low-temperature heating network according to claim 1 and 3, characterized in that the pipeline ( 6.2 ) of the low-temperature heating network ( 500 ) with operating temperatures at medium temperature level in the tanks of the central storage ( four ) is integrated several times at different heights in the middle area and at the individual inlets and outlets motor-controlled shut-off valves ( 4.4 . 4.5 ) are installed. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzumwälzpumpen (211, 213, 306, 409, 413, 610, 613, 714, 715 und 808) des Niedertemperatur-Wärmenetzes (100, 500) nicht in einem zentralen Bereich angeordnet, sondern dezentral jeweils den einzelnen Wärmeerzeuger- und Wärmeverbraucheranlagen (200, 300, 400, 600, 700, 800, 900) zugeordnet sind.Low-temperature heat network according to claim 1 to 4, characterized in that the circulation pumps ( 211 . 213 . 306 . 409 . 413 . 610 . 613 . 714 . 715 and 808 ) of the low-temperature heating network ( 100 . 500 ) are not arranged in a central area, but decentrally in each case the individual heat generator and heat consumer systems ( 200 . 300 . 400 . 600 . 700 . 800 . 900 ) assigned. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 1, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass bei einem indirektem Anschluss der Wärmeerzeuger- und -verbraucheranlagen (300, 400, 700, 800) mit eigenem Pufferspeicher (301, 404, 707, 802) der jeweilige Wärmeübertrager (302, 407, 716, 807) zwischen Speicher und Wärmenetz (1, 6) montiert ist und zwei Umwälzpumpen (306, 307, 412, 413, 713, 714, 808, 809) zu beiden Seiten des entsprechenden Wärmeübertragers (302, 407, 716, 807) für den erforderlichen Wärmetransport installiert sind.Low-temperature heat network according to claim 1, 3 and 4, characterized in that in an indirect connection of the heat generator and -verbraucheranlagen ( 300 . 400 . 700 . 800 ) with its own buffer memory ( 301 . 404 . 707 . 802 ) the respective heat exchanger ( 302 . 407 . 716 . 807 ) between storage and heating network ( 1 . 6 ) and two circulating pumps ( 306 . 307 . 412 . 413 . 713 . 714 . 808 . 809 ) on both sides of the corresponding heat exchanger ( 302 . 407 . 716 . 807 ) are installed for the required heat transfer. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 1, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass bei einem indirekten Anschluss der Wärmeerzeuger und -verbraucheranlage (400, 700) mit eigenem Speicher sich ein Wärmetauscher (408, 710) innerhalb des Speichers (404, 707) befindet und nur eine Umwälzpumpe (409, 715) für den Wärmetransport zwischen Speicher (404, 707) und Rohrsystem (1, 6) des Niedertemperatur-Wärmenetzes (100, 500) eingebaut ist.Low-temperature heat network according to claim 1, 3 and 4 characterized in that in an indirect connection of the heat generator and -verbraucheranlage ( 400 . 700 ) with its own memory is a heat exchanger ( 408 . 710 ) within the memory ( 404 . 707 ) and only one circulating pump ( 409 . 715 ) for the heat transfer between storage ( 404 . 707 ) and pipe system ( 1 . 6 ) of the low-temperature heating network ( 100 . 500 ) is installed. Niedertemperatur-Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Niedertemperatur-Wärmenetz (100, 500) verwendeten Speichermittel (2, 4, 301, 404, 707, 802) als Schichtenspeicher mit jeweils nur einem, im wesentlichen nicht unterteilten Speichervolumen, ausgebildet sind.Low-temperature heat network according to one of the preceding claims, characterized in that in the low-temperature heat network ( 100 . 500 ) storage means ( 2 . four . 301 . 404 . 707 . 802 ) are formed as a layer memory with only one, not substantially subdivided storage volume. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 1, 3 bis 6 sowie 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei größerer Netzausdehnung mit zentral angeordneter Pumpenanlage (1000) sowohl eine Umwälzpumpe (1001) im Netzvorlauf als auch eine Umwälzpumpe (1002) im Netzrücklauf angeordnet sind, wobei die Wärmeverbraucheranlagen (1004) mit indirektem oder direktem Dreileiter-Anschluss an das temperatur- und druckgespreizte Netz (500) in eine obere und eine untere Arbeitstemperatur- und Arbeitsdruckebene unterteilt sind und jede der beiden Arbeitsebenen mit eigenem Differenzdruckregler (1006.1, 1006.2) und Stellventil (1007.1, 1007.2) zur Anpassung an die jeweilige Netzdruckdifferenz und die benötigte Heizleistung ausgestattet ist.Low-temperature heating network to An Claims 1, 3 to 6 and 8 and 9, characterized in that at greater network expansion with centrally arranged pump system ( 1000 ) both a circulation pump ( 1001 ) in the mains supply as well as a circulating pump ( 1002 ) are arranged in the network return, wherein the heat consumer equipment ( 1004 ) with indirect or direct three-wire connection to the temperature- and pressure-spread network ( 500 ) are divided into an upper and a lower working temperature and working pressure level and each of the two working levels with its own differential pressure regulator ( 1006.1 . 1006.2 ) and control valve ( 1007.1 . 1007.2 ) is equipped to adapt to the respective network pressure difference and the required heating power. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 1, 3 bis 5 sowie 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der im Netzrücklauf befindlichen Umwälzpumpe (1002) ein Überströmregler (1003) zur Begrenzung des Differenzdruckes der Umwälzpumpe (1002) eingebaut ist.Low-temperature heat network according to claim 1, 3 to 5 and 8 to 10, characterized in that parallel to the recirculation pump located in the network return ( 1002 ) an overflow regulator ( 1003 ) for limiting the differential pressure of the circulation pump ( 1002 ) is installed. Niedertemperatur-Wärmenetz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeverbraucheranlagen mit jeweils zwei Anschlussleitungen (1010.1, 1010.2) mit nur einem Differenzdruckregler (1006.3) und einem Stellventil (1007.3) an das Dreileiter-Wärmenetz (6) angeschlossen sind.Low-temperature heat network according to claim 10, characterized in that the heat consumer systems with two connecting lines ( 1010.1 . 1010.2 ) with only one differential pressure controller ( 1006.3 ) and a control valve ( 1007.3 ) to the three-wire heating network ( 6 ) are connected.
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