DE102010010088A1 - Method for reducing flow and return temperature and maximizing temperature difference between flow and return paths in heating circuits in heating system for residential building, involves guiding flow line to heating circuit in position - Google Patents

Method for reducing flow and return temperature and maximizing temperature difference between flow and return paths in heating circuits in heating system for residential building, involves guiding flow line to heating circuit in position Download PDF

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Abstract

The method involves guiding a main flow line of a heat source (11) to a heating circuit (13) with low temperature level over a differential pressure-regulated pump (14) and over a three-way valve (20) in a switching position in which hot water flows between an inlet and an outlet of the valve. The flow line is guided to a heating circuit (12) with high temperature level in a switching position in which the hot water flows between an inlet and an outlet of a three-way mixing valve (30) for guiding volume flow to a main return line of the heat source over the heating circuit with the low level.

Description

Der Ausgestaltung dieser Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Hintereinanderschaltung von zwei Heizkreisen der Energiebedarf Eges der benötigten thermischen Energie der Heizkreise nach folgender Formel beschrieben ist: Eges = (m·c·ΔT1) + (m·c·ΔT2) The embodiment of this invention is based on the finding that in the series connection of two heating circuits of the energy demand E ges of the required thermal energy of the heating circuits is described according to the following formula: E ges = (m * c * ΔT1) + (m * c * ΔT2)

Da die Masse m und die spezifische Wärmekapazität c bei vorgenannter Produktsumme auf Grund der Hintereinanderschaltung gleich sind, spiegeln die Temperaturdifferenzen ΔT1 und ΔT2 den jeweiligen Anteil am Energiebedarf wider: Eges = m·c·(ΔT1 + ΔT2) Since the mass m and the specific heat capacity c in the aforementioned product sum are the same due to the series connection, the temperature differences ΔT1 and ΔT2 reflect the respective share of the energy requirement: E ges = m · c · (ΔT1 + ΔT2)

Erfahrungsgemäß benötigt ein durchschnittliches Wohngebäude im Jahresschnitt ca. 20% der Gesamtenergie für die Warmwasserbereitung und ca. 80% für die Beheizung. Im Neubau sind es ca. 35% für die Warmwasserbereitung, bzw. ca. 65% für die Beheizung. Bei angenommenen konstanten Warmwasserverbrauch liegt zu jedem Zeitpunkt ein proportionales Verhältnis des Energiebedarfs vor. Da immer der gleiche Massenstrom hintereinander durch beide Verbraucher gepumpt wird, bilden die beiden Temperaturdifferenzen ΔT1 und ΔT2 die prozentuale Energieverteilung der Heizkreise zu jedem Zeitpunkt ab. Dies gilt sowohl in der Langzeitbetrachtung nach dem Hauptfaktor der Außentemperatur, als auch in einer Kurzzeitbetrachtung. im Mehrfamilienhaus ist zum Beispiel der Energieverbrauch für die Warmwasserbereitung in den frühen Morgenstunden, mittags und abends erhöht.Experience has shown that an average residential building requires about 20% of the total energy for hot water production and about 80% for heating in the annual average. In the new building, it is about 35% for hot water, and about 65% for heating. Assuming constant consumption of hot water, there is a proportional ratio of energy demand at all times. Since the same mass flow is always pumped through both consumers in succession, the two temperature differences ΔT1 and ΔT2 represent the percentage energy distribution of the heating circuits at each point in time. This applies both in the long-term view after the main factor of the outside temperature, as well as in a short-term view. In an apartment building, for example, energy consumption for hot water production is increased in the early morning, at noon and in the evening.

Zur Beheizung von Gebäuden wird üblicherweise eine außentemperaturgesteuerte Vorlauftemperaturregelung verwendet. Da der Volumenstrom (= Masse m) durch die Verwendung von Thermostatventilen an den Heizkörpern schwankt, wird der Energiebedarf durch eine bestimmte Vorlauftemperatur nur dann abgebildet, wenn der Volumenstrom der jeweiligen Last angepasst wird. Dies erfolgt nach dem Stand der Technik durch die Verwendung einer differenzdruckgeregelten Umwälzpumpe.For the heating of buildings usually an outside temperature-controlled flow temperature control is used. Since the volume flow (= mass m) fluctuates due to the use of thermostatic valves on the radiators, the energy requirement is only displayed by a certain flow temperature if the volume flow of the respective load is adjusted. This is done according to the prior art by the use of a differential pressure controlled circulating pump.

Aus DE 10 2006 017 286 B4 ist bekannt, wie eine Reduzierung der Rücklauftemperatur durch Hintereinanderschaltung von zwei Heizkreisen mit unterschiedlichen Temperaturniveau erfolgt.Out DE 10 2006 017 286 B4 It is known how to reduce the return temperature by connecting two heating circuits with different temperature levels.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass zur Sicherstellung der Versorgung des Heizkreises mit dem höheren Temperaturniveau ein Überströmventil benötigt wird. Wegen dieses Überströmventils ist die Verwendung einer differenzdruckgeregelten Pumpe nicht uneingeschränkt gegeben. Eine differenzdruckgeregelte Pumpe müsste ständig mit einem überhöhten Druck und damit in einem ungünstigen Bereich betrieben werden. Daher ist diese Schaltung, wie oben beschrieben, für eine Regelung nach der Vorlauftemperatur nur bedingt geeignet.A disadvantage of this method is that to ensure the supply of the heating circuit with the higher temperature level, an overflow valve is needed. Because of this overflow valve, the use of a differential pressure-controlled pump is not given without restrictions. A differential-pressure-controlled pump would have to be operated constantly with an excessive pressure and thus in an unfavorable range. Therefore, this circuit, as described above, only partially suitable for a regulation according to the flow temperature.

In dieser Patentschrift DE 10 2006 017 286 B4 wird im Anspruch 2 ein Zweiwegeventil (17a) mit einer zugeordneten Rückschlagklappe (18) bei ausschließlicher Versorgung des Heizkreises (12) verwendet.In this patent DE 10 2006 017 286 B4 is in claim 2, a two-way valve ( 17a ) with an associated non-return flap ( 18 ) with exclusive supply of the heating circuit ( 12 ) used.

Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist, dass das Zweiwegeventil (17a) keine Teilvolumenströme schalten kann.A disadvantage of this embodiment is that the two-way valve ( 17a ) can not switch subvolume flows.

Im Patentanspruch 1 wird dieses Problem nach 1 gelöst durch die Verwendung einer differenzdruckgeregelten Pumpe (14) und eines Dreiwegemischers (30).In claim 1, this problem is after 1 solved by the use of a differential pressure-controlled pump ( 14 ) and a three-way mixer ( 30 ).

Das Überströmventil (16), das Zweiwegeventil (17a) und die Rückschlagklappe (18) können dadurch entfallen.The overflow valve ( 16 ), the two-way valve ( 17a ) and the non-return valve ( 18 ) can be omitted.

Der Dreiwegemischer (30) wird zwischen dem Rücklauf nach dem Heizkreis (12) und dem Vorlauf vor dem Heizkreis (13) und der Verbindung zum Gesamtrücklauf zur Wärmequelle (11) eingebunden. Der Dreiwegemischer (30) schaltet wahlweise die beiden Heizkreise hintereinander, in der Schaltstellung Eingang 0 und Ausgang 3 geöffnet, oder er versorgt nur den Heizkreis (12), wobei das Heizwasser zwischen Eingang 0 und Ausgang 1 zur Wärmequelle (11) zurück fließt. Der Mischer (30) ermöglicht in den Mittelstellungen auch eine Zuteilung von Teilvolumenströmen zu beiden Heizkreisen.The three-way mixer ( 30 ) is between the return to the heating circuit ( 12 ) and the flow in front of the heating circuit ( 13 ) and the connection to the total return to the heat source ( 11 ). The three-way mixer ( 30 ) switches either the two heating circuits one behind the other, opened in the switching position input 0 and output 3, or he only supplies the heating circuit ( 12 ), whereby the heating water between input 0 and output 1 to the heat source ( 11 ) flows back. The mixer ( 30 ) allows in the middle positions also an allocation of partial volume flows to both heating circuits.

Ferner wird in dieser Patentschrift DE 10 2006 017 286 B4 ein vorgeschalteter Dreiwegemischer (15) verwendet, welcher nach Abschnitt [0025] Buchstabe b) eine gewünschte Temperatur für beide Heizkreise bereitstellt. Furthermore, in this patent DE 10 2006 017 286 B4 an upstream three-way mixer ( 15 ), which provides a desired temperature for both heating circuits after section [0025] (b).

Wie oben erläutert, besteht die erfindungsgemäße Ausgestaltung dieses Verfahrens darin, nur eine Mindesttemperatur an der Wärmequelle (11) bereitzustellen. Dies erfolgt durch die Erkenntnis, dass die Temperaturdifferenzen (ΔT1) und (ΔT2) den jeweiligen Anteil am Energiebedarf widerspiegeln. Die bereitgestellte Temperatur (T4) wird in der ersten Stufe durch den Heizkreis (12) um (ΔT2) abgekühlt und dann als Vorlauftemperatur (T1) für den Heizkreis (13) benötigt. Eine Mischtemperatur wird nicht benötigt. Daher wird der Dreiwegemischer (15) ersetzt gegen ein Dreiwegeventil (20). Es werden vielmehr nur die beiden extremen Ventilstellungen benötigt, weiche die beiden Heizkreise entweder hintereinander schalten oder wahlweise der Heizkreis (13) alleine versorgt wird. Mittelstellungen werden nicht benötigt.As explained above, the embodiment of this method according to the invention consists in only a minimum temperature at the heat source (FIG. 11 ). This is done by the knowledge that the temperature differences (ΔT1) and (ΔT2) reflect the respective share of the energy requirement. The provided temperature (T4) is in the first stage through the heating circuit ( 12 cooled by (ΔT2) and then as the flow temperature (T1) for the heating circuit ( 13 ) needed. A mixing temperature is not needed. Therefore, the three-way mixer ( 15 ) replaced with a three-way valve ( 20 ). Rather, only the two extreme valve positions are needed, which switch the two heating circuits either one behind the other or alternatively the heating circuit ( 13 ) is supplied alone. Mid positions are not needed.

Durch Messungen an Referenzgebäuden lassen sich gebäudetypische prozentuale Werte für die Energieverteilung in Abhängigkeit der Außentemperatur, der Zeit oder weiterer Kriterien als gegeben bestimmen. Die realisierte Heizungsregelung sammelt im Laufe der Zeit die spezifischen Daten der jeweiligen Anlage, wodurch nach und nach die Daten des Referenzgebäudes optimiert und schließlich gegen die spezifischen Daten ersetzt werden.Measurements on reference buildings can be used to determine building-typical percentage values for the energy distribution as a function of the outside temperature, time or other criteria. Over time, the heating control system collects the specific data of each installation, gradually optimizing the reference building data and finally replacing it with the specific data.

Das Verfahren kann verwendet werden, wenn mindestens zwei Heizkreise mit unterschiedlichen Temperaturniveau vorhanden sind. Zusätzliche Heizkreise könnten diesem Verfahren vor-, parallel-, oder nachgeschaltet werden.The method can be used if there are at least two heating circuits with different temperature levels. Additional heating circuits could be preceded, paralleled or followed by this procedure.

Im nachfolgenden Beispiel wird die typische Verwendung des Verfahrens für die Gebäudebeheizung mit Warmwasserbereitung beschrieben. Der Heizkreis mit dem höheren Temperaturniveau (12) dient zur Warmwasserbereitung, der Heizkreis mit dem niedrigeren Temperaturniveau (13) dient zur Gebäudebeheizung. Einschaltkriterium des Heizkreises (12) zur Warmwasserbereitung Ist nach dem Stand der Technik ein unterer Temperaturwert (T3), Ausschaltkriterium ist ein oberer Temperaturwert (T3) im Warmwasserspeicher.The following example describes the typical use of the process for heating buildings with water heating. The heating circuit with the higher temperature level ( 12 ) is used for hot water preparation, the heating circuit with the lower temperature level ( 13 ) is used to heat the building. Switch-on criterion of the heating circuit ( 12 ) for hot water preparation According to the state of the art, a lower temperature value (T3), switch-off criterion is an upper temperature value (T3) in the hot water storage tank.

Der Heizkreis (13) zur Gebäudebeheizung wird nach dem Stand der Technik mit einer Vorlauftemperaturregelung nach (T1) betrieben.The heating circuit ( 13 ) for building heating is operated according to the prior art with a flow temperature control according to (T1).

Die für die Beheizung erforderliche Vorlauftemperatur (T1) wird aus der gewählten Anlagenkennlinie entnommen. Ferner ist – wegen eines nach dem Stand der Technik durchgeführten hydraulischen Abgleichs – auch die zugehörige Temperaturdifferenz (ΔT1) aus einer spezifischen Anlagenkennlinie bekannt. Aus dem bekannten Verhältnis der Energieverteilung im Referenzgebäude errechnet sich (ΔT2) sowie die bereitzustellende Temperatur an der Wärmequelle (T4) wie im folgenden Beispiel: Außentemperatur Energiebedarf Heizkreis (13) Energiebedarf Heizkreis (12) (T1) Kennlinie (ΔT1) gegeben (ΔT2) errechnet (T4) errechnet –15°C 89% 11% 68°C 18 K 2,2 K 70,2°C –5°C 87% 13% 58°C 15 K 2,2 K 60,2°C The flow temperature (T1) required for the heating is taken from the selected system characteristic curve. Furthermore, because of a hydraulic adjustment carried out according to the state of the art, the associated temperature difference (ΔT1) is also known from a specific system characteristic curve. From the known ratio of the energy distribution in the reference building (ΔT2) and the temperature to be provided at the heat source (T4) is calculated as in the following example: outside temperature Energy requirement heating circuit ( 13 ) Energy requirement heating circuit ( 12 ) (T1) characteristic (ΔT1) (ΔT2) is calculated (T4) calculated -15 ° C 89% 11% 68 ° C 18K 2.2K 70.2 ° C -5 ° C 87% 13% 58 ° C 15K 2.2K 60.2 ° C

Erläuterung zur Findung der Werte für die erste Zeile der Beispieltabelle:
(T1): 68°C, Sollwert entnommen aus Kennlinie
(ΔT1): 18 K, bekannt nach hydraulischem Abgleicht der spezifischen Anlage
(ΔT2) = 11%·(18 K:89%) = 2,2 K
(T4) = (T1) + (ΔT2) = 68,0°C + 2,2 K = 70,2°CExplanation of finding the values for the first row of the example table:
(T1): 68 ° C, setpoint taken from characteristic curve
(ΔT1): 18 K, known after hydraulic balancing of the specific plant
(ΔT2) = 11% · (18K: 89%) = 2.2K
(T4) = (T1) + (ΔT2) = 68.0 ° C + 2.2 K = 70.2 ° C

Die Wärmequelle versorgt die beiden Heizkreise (12) und (13) mit der Temperatur (T4) = (T1) + (ΔT2). Dabei ist das Dreiwegeventil (20) zwischen Eingang 0 und Ausgang 3 geöffnet, der Dreiwegemischer (30) ist gleichzeitig zwischen dem Eingang 0 und Ausgang 3 geöffnet, wodurch beide Heizkreise nacheinander geschaltet werden.The heat source supplies the two heating circuits ( 12 ) and ( 13 ) with temperature (T4) = (T1) + (ΔT2). The three-way valve ( 20 ) between input 0 and output 3, the three-way mixer ( 30 ) is simultaneously opened between the input 0 and output 3, whereby both heating circuits are switched one after the other.

Der Heizkreis (12) schaltet erst ab, wenn die Warmwassertemperatur (T3) den oberen Temperaturwert (T3) im Warmwasserspeicher erreicht hat. in diesem Fall vermindert die Wärmequelle (11) die Temperatur auf (T4) = (T1). Gleichzeitig wird das Dreiwegeventil (20) zwischen Eingang 0 und Ausgang 1 geöffnet, wodurch nur noch der Heizkreis (13) versorgt wird, die Stellung des Dreiwegemischers (30) wäre dabei unerheblich, der Dreiwegemischer (30) verbleibt unverändert in der vorherigen Stellung.The heating circuit ( 12 ) only switches off when the hot water temperature (T3) has reached the upper temperature value (T3) in the DHW cylinder. in this case the heat source diminishes ( 11 ) the temperature on (T4) = (T1). At the same time, the three-way valve ( 20 ) between input 0 and output 1, whereby only the heating circuit ( 13 ), the position of the three-way mixer ( 30 ) would be irrelevant, the three-way mixer ( 30 ) remains unchanged in the previous position.

Bei Erreichen des unteren Temperaturwerts (T3) im Warmwasserspeicher erhöht die Wärmequelle (11) die Temperatur wieder auf (T4) = (T1) + (ΔT2) und das Dreiwegeventil (20) schaltet wieder auf den Durchgang zwischen Eingang 0 und Ausgang 3 zurück.When the lower temperature value (T3) in the hot water storage tank is reached, the heat source ( 11 ) the temperature back to (T4) = (T1) + (ΔT2) and the three-way valve ( 20 ) returns to the continuity between input 0 and output 3.

Bei Verwendung des Heizkreises (12) zur Warmwasserbereitung ist eine definierte Mindesttemperatur (T2) erforderlich, um eine gewünschte Warmwassertemperatur zu erzeugen. Daher stellt die Wärmequelle (11) bei Wärmeanforderung des Heizkreises (12) immer eine Mindesttemperatur in Höhe von (T4) = (T2) zur Verfügung.When using the heating circuit ( 12 ) for hot water preparation, a defined minimum temperature (T2) is required to produce a desired hot water temperature. Therefore, the heat source ( 11 ) at heat request of the heating circuit ( 12 ) always have a minimum temperature of (T4) = (T2).

Ab einer bestimmten Außentemperatur wird nach Patentanspruch 1 eine vollständige oder teilweise Warmwasservorrangschaltung betrieben, da die Energiebereitstellung für den Heizkreis (13) bei vollem Volumenstrom und bei erhöhter Vorlauftemperatur (T5) > (T1) oberhalb des Bedarfs liegen würde. Eine überhöhte Versorgung des Heizkreises (13) würde zu einem unerwünschten Energieverbrauch führen. Dieser Betriebspunkt kann nicht allgemeingültig angegeben werden, er ist vielmehr anlagenspezifisch und vom Nutzer abhängig ist.From a certain outside temperature, a full or partial hot water priority circuit is operated according to claim 1, since the energy supply for the heating circuit ( 13 ) at full flow rate and at elevated flow temperature (T5)> (T1) would be above the demand. An excessive supply of the heating circuit ( 13 ) would lead to undesirable energy consumption. This operating point can not be specified universally, it is rather plant-specific and dependent on the user.

Siehe hierzu folgendes Beispiel:
Es wird ein Teilvolumenstrom des Heizwassers nach Versorgung des Heizkreises (12) zur Wärmequelle (11) zurückgeschickt.See the following example:
There is a partial volume flow of the heating water to supply the heating circuit ( 12 ) to the heat source ( 11 ) sent back.

Definition: Bei vollständiger Hintereinanderschaltung der beiden Heizkreise ist der Dreiwegemischer (30) zu 0% geöffnet, bei ausschließlicher Versorgung des Heizkreises (12) ist der Dreiwegemischer zu 100% geöffnet, die Zwischenstellungen sind anlagenspezifisch, sie wurden empirisch ermittelt. Ab einer bestimmten Außentemperatur könnte auch eine vollständige Warmwasservorrangschaltung vorteilhaft sein. Außentemp. E-bedarf Hk (13) E-bedarf Hk (12) (T2) min Annahme (T5) (T1) Kennlinie Öffnung Mischer (30) –5°C 87% 13% - 58°C 58°C 0% +5°C 75% 25% 60°C 55°C 50°C 10% +15°C 50% 50% 65°C 55°C 42°C 20% +20°C 10% 90% 65°C 55°C 35°C 50% Sommer 0% 100% 65°C 55°C - 100% Definition: When the two heating circuits are connected in series, the three-way mixer ( 30 ) to 0%, with exclusive supply of the heating circuit ( 12 ), the three-way mixer is 100% open, the intermediate positions are plant-specific, they were determined empirically. From a certain outside temperature, a full hot water priority circuit could be beneficial. Outdoor temp. E-needed Hk ( 13 ) E-needed Hk ( 12 ) (T2) min Acceptance (T5) (T1) characteristic Opening mixer (30) -5 ° C 87% 13% - 58 ° C 58 ° C 0% + 5 ° C 75% 25% 60 ° C 55 ° C 50 ° C 10% + 15 ° C 50% 50% 65 ° C 55 ° C 42 ° C 20% + 20 ° C 10% 90% 65 ° C 55 ° C 35 ° C 50% summer 0% 100% 65 ° C 55 ° C - 100%

Die Warmwasservorrangschaltung wird wie folgt realisiert:
Bei Wärmeanforderung am Heizkreis (12) stellt die Wärmequelle (11) die Temperatur (T2) zur Verfügung, das Dreiwegeventil (20) öffnet zwischen dem Eingang 0 und dem Ausgang 3, der Dreiwegemischer (30) öffnet zwischen dem Eingang 0 und dem Ausgang 1. Es wird nur der Heizkreis (12) durchströmt, der Heizkreis (13) wird während dieser Phase nicht versorgt. Sobald der Heizkreis (12) keine Wärmeanforderung mehr hat, regelt die Wärmequelle (11) die Temperatur (T4) auf die Solltemperatur (T1) nach Kennlinie zurück. Das Dreiwegeventil (20) öffnet den Eingang 0 zum Ausgang 1, die Stellung des Mischers (30) wäre dabei unerheblich, der Dreiwegemischer (30) verbleibt unverändert in der vorherigen Stellung.The hot water priority circuit is realized as follows:
For heat request at the heating circuit ( 12 ) provides the heat source ( 11 ) the temperature (T2) available, the three-way valve ( 20 ) opens between the input 0 and the output 3, the three-way mixer ( 30 ) opens between input 0 and output 1. Only the heating circuit ( 12 ) flows through, the heating circuit ( 13 ) is not supplied during this phase. As soon as the heating circuit ( 12 ) no longer has a heat requirement, regulates the heat source ( 11 ) returns the temperature (T4) to the setpoint temperature (T1) according to the characteristic curve. The three-way valve ( 20 ) opens the input 0 to the output 1, the position of the mixer ( 30 ) would be irrelevant, the three-way mixer ( 30 ) remains unchanged in the previous position.

Über die Außentemperatur ergibt sich eine anlagenspezifische Kennlinie.The outside temperature results in a system-specific characteristic curve.

Wenn beide Heizkreise in Betrieb sind, liefert die Wärmequelle (11) die Temperatur (T4) = (T1) + (ΔT2). Ab einer gewissen Außentemperatur erfolgt eine Warmwasservorrangschaltung mit der Temperatur (T4) = (T2). Ist keine Warmwasserbereitung erforderlich, reduziert die Wärmequelle (11) die bereitgestellte Temperatur auf (T4) = (T1). Ab einer gewissen Außentemperatur ist die Gebäudebeheizung abgeschaltet, die Wärmequelle (11) schaltet sich nur noch bei Anforderung der Warmwasserbereitung ein und liefert dabei die Temperatur (T4) = (T2).When both heating circuits are in operation, the heat source ( 11 ) the temperature (T4) = (T1) + (ΔT2). From a certain outside temperature, there is a hot water priority circuit with the temperature (T4) = (T2). If no water heating is required, the heat source reduces ( 11 ) the temperature provided (T4) = (T1). From a certain outside temperature the building heating is switched off, the heat source ( 11 ) only switches on when DHW heating is requested and supplies the temperature (T4) = (T2).

Durch die Erfindung wird während der hauptsächlichen Heizperiode eine weitgehend gleichmäßige Last hergestellt. Temperaturspitzen werden vermieden, die Wärmequelle (11) kann über eine lange Zeit im Modulationsbereich arbeiten.By the invention, a largely uniform load is produced during the main heating period. Temperature peaks are avoided, the heat source ( 11 ) can work in the modulation area for a long time.

Die Vorlauftemperatur an der Wärmequelle (11) liegt während der hauptsächlichen Heizperiode mit (T4) = (T1) + (ΔT2) genau am erforderlichen Minimum, die Rücklauftemperatur weist nach der zweistufigen Nutzung durch Heizkreis (12) und (13) ebenso ein Minimum auf. Die sich einstellende Temperaturdifferenz an der Wärmequelle (11) weist das erzielbare Maximum (ΔT1) + (ΔT2) auf. The flow temperature at the heat source ( 11 ) is exactly at the required minimum during the main heating period with (T4) = (T1) + (ΔT2), the return temperature after the two-stage use by the heating circuit ( 12 ) and ( 13 ) also a minimum. The resulting temperature difference at the heat source ( 11 ) has the achievable maximum (ΔT1) + (ΔT2).

In der Übergangszeit, bei höheren Außentemperaturen, ist eine vollständige Hintereinanderschaltung nicht mehr sinnvoll. Es werden entweder Teilvolumenströme zu den Heizkreisen geschickt, oder Vorrangschaltungen eingerichtet.In the transitional period, with higher outside temperatures, a complete series connection no longer makes sense. Either partial volume flows are sent to the heating circuits or priority circuits established.

Eine weitere Ausgestaltung ist in Patentanspruch 2 angegeben. Die Förderleistung und damit der Stromverbrauch der differenzdruckgeregelten Pumpe (14) wird bei Warmwasservorrangschaltung, bei der nur der Heizkreis (12) in Betrieb ist, reduziert. Bei Warmwasservorrangschaltung ist Durchlass zwischen Eingang (0) und Ausgang (1) des Dreiwegemischers (30) geschalten. Nach Patentanspruch 2 meidet ein Schaltausgang der Heizungsregelung diesen Schaltzustand an die differenzdruckgeregelte Pumpe (14). Durch den verminderten Forderbedarf reduziert die differenzdruckgeregelte Pumpe (14) die Drehzahl und damit den Stromverbrauch.A further embodiment is specified in claim 2. The delivery rate and thus the power consumption of the differential pressure-controlled pump ( 14 ) is used for DHW priority, where only the heating circuit ( 12 ) is in operation, reduced. In the case of DHW priority switching, the passage between input (0) and output (1) of the three-way mixer ( 30 ). According to claim 2 avoids a switching output of the heating control this switching state to the differential pressure controlled pump ( 14 ). The reduced delivery requirement reduces the differential-pressure-controlled pump ( 14 ) the speed and thus the power consumption.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in Patentanspruch 3 und Zeichnung nach 2 angegeben. Der Heizkreis (12) benötigt einen definierten Mindestdurchfluss, wobei dieser Heizkreis (12) bei Verwendung als Warmwasserbereiter einen nahezu konstanten und niedrigen Druckverlust aufweist. Dagegen weist der Heizkreis (13) bei Verwendung zur Gebäudebeheizung einen variablen und teilweise hohen Druckverlust auf. Der Druckverlust ist im wesentlichen abhängig von der Ventilstellung der Thermostatventile an den Heizkörpern. Daher treten Schankungen beim Volumenstrom auf, die dazu führen könnten, dass der sich einstellende Volumenstrom zur Versorgung des vorgeschalteten Heizkreises (12) nicht mehr ausreicht.A further advantageous embodiment is described in claim 3 and drawing 2 specified. The heating circuit ( 12 ) requires a defined minimum flow, this heating circuit ( 12 ) when used as a water heater has a nearly constant and low pressure loss. In contrast, the heating circuit ( 13 ) when used for building heating on a variable and sometimes high pressure loss. The pressure loss is essentially dependent on the valve position of the thermostatic valves on the radiators. Therefore, fluctuations occur in the volume flow, which could lead to the adjusting volumetric flow for supplying the upstream heating circuit ( 12 ) is no longer sufficient.

Nach Patentanspruch 3 wird der tatsächliche Volumenstrom, der durch den Heizkreis (12) fließt, durch einen Durchflusssensor (31) gemessen.According to claim 3, the actual volume flow through the heating circuit ( 12 ) flows through a flow sensor ( 31 ).

In der Normalstellung ist der Dreiwegemischer (30) zwischen Eingang 0 und Ausgang 3 geöffnet, die Heizkreise (12) und (13) werden hintereinander geschalten. Bei Unterschreitung eines definierten Volumenstroms am Durchflusssensor (31) öffnet der Dreiwegemischer (30) gleitend in Richtung Ausgang 1, solange bis sich der gewünschte Mindestdurchfluss einstellt hat.In the normal position, the three-way mixer ( 30 ) between input 0 and output 3, the heating circuits ( 12 ) and ( 13 ) are switched in a row. When a defined volume flow falls below the flow sensor ( 31 ) the three-way mixer ( 30 ) sliding in the direction of outlet 1, until the desired minimum flow has been established.

Der Durchflusssensor (31) kann auch als Wasserzähler mit Impulsgeber als Teil eines Wärmemengenzählers ausgeführt sein. Da bei der Warmwasserbereitung als Stand der Technik häufig ein Wärmemengenzähler eingebaut ist, bzw. nach §9, Abs. 2, HeizKV nachgerüstet werden muss, bietet es sich an, diesen Durchflusssensor (31) im Wasserzähler des Wärmemengenzählers zu integrieren.The flow sensor ( 31 ) can also be designed as a water meter with pulse generator as part of a heat meter. Since hot water preparation often incorporates a heat meter as the state of the art or must be retrofitted according to § 9, Par. 2, HeizKV, it makes sense to use this flow sensor ( 31 ) in the water meter of the heat meter.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in Patentanspruch 4 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 4 ermöglicht eine verbesserte Regulierbarkeit der Teilvolumenströme bei einer Zwischenstellung des Dreiwegemischers (30). Der Einbau eines Regulierventils (32) hinter den Ausgang (1) des Dreiwegemischers (30) begrenzt den Volumenstrom durch den Heizkreis (12) bei einer Zwischenstellung oder der vollen Öffnung zum Ausgang 1 des Dreiwegemischers (30) auf einen maximalen Wert. Ohne das Regulierventil (32) würde ein Großteil des Heizwasser bereits ab einer geringen Öffnung des Dreiwegemischers (30) in Richtung Ausgang 1 zur Wärmequelle zurück fileßen, da dieser Weg im Vergleich zum Weg über den Heizkreis (13) mit einem geringen Druckverlust zu bewältigen wäre.A further advantageous embodiment is specified in claim 4. The development according to claim 4 allows improved controllability of the partial volume flows at an intermediate position of the three-way mixer ( 30 ). The installation of a regulating valve ( 32 ) behind the exit (1) of the three-way mixer ( 30 ) limits the volume flow through the heating circuit ( 12 ) at an intermediate position or the full opening to the output 1 of the three-way mixer ( 30 ) to a maximum value. Without the regulating valve ( 32 ), a large part of the heating water would already be available from a small opening of the three-way mixer ( 30 ) in the direction of the output 1 back to the heat source, since this path compared to the way on the heating circuit ( 13 ) would be able to cope with a low pressure loss.

Die Regulierbarkeit am Dreiwegemischer (30) wird durch die Begrenzung des Volumenstroms verbessert, da sich der Regelbereich vergrößert. Außerdem würde ein zu hoher Volumenstrom vom Rücklauf des Heizkreises (12) zur Wärmequelle (11) bewirken, dass das Heizwasser nach Durchströmen des Heizkreises (12) nur eine geringe Temperaturdifferenz (ΔT2) aufweisen würde.The controllability of the three-way mixer ( 30 ) is improved by limiting the flow rate, as the control range increases. In addition, an excessively high volume flow from the return of the heating circuit ( 12 ) to the heat source ( 11 ) cause the heating water after flowing through the heating circuit ( 12 ) would have only a small temperature difference (ΔT2).

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006017286 B4 [0005, 0007, 0012] DE 102006017286 B4 [0005, 0007, 0012]

Claims (4)

Verfahren zur Reduzierung der Vor- und Rücklauftemperatur, sowie zur Maximierung der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf bei mindestens zwei Heizkreisen in einem dynamischen Heizsystem, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptvorlauf von der Wärmequelle (11) über eine gemeinsame differenzdruckgeregelte Pumpe (14) und über ein Dreiwegeventil (20) mit wahlweise der Schaltstellung, Durchlass zwischen Eingang (0) und Ausgang (1), nur zum Heizkreis mit dem niedrigerem Temperaturniveau (13) und dann als Hauptrücklauf zur Wärmequelle (11) zurück, oder mit der Schaltstellung, Durchlass zwischen Eingang (0) und Ausgang (3), zunächst zum Heizkreis mit dem höherem Temperaturniveau (12), dann über einen Mischer (30) geführt wird, um den Volumenstrom wahlweise mit der Schaltstellung, Durchlass von Eingang (0) und Ausgang (1) voll über den Heizkreis mit dem niedrigerem Temperaturniveau (13) zurück zum Hauptrücklauf der Wärmequelle (11), oder mit der Schaltstellung, Durchlass von Eingang (0) und regelbar zwischen den Ausgängen (1) und (3), teilweise über den Heizkreis mit dem niedrigerem Temperaturniveau (13) zurück zum Hauptrücklauf der Wärmequelle (11) und teilweise direkt zurück zum Hauptrücklauf der Wärmequelle (11), oder mit der Schaltstellung, Durchlass von Eingang (0) und Ausgang (3) vollständig zurück zum Hauptrücklauf der Wärmequelle (11) zu leiten.Method for reducing the flow and return temperature, and for maximizing the temperature difference between flow and return in at least two heating circuits in a dynamic heating system, characterized in that the main flow from the heat source ( 11 ) via a common differential pressure-controlled pump ( 14 ) and via a three-way valve ( 20 ) with either the switching position, passage between input (0) and output (1), only to the heating circuit with the lower temperature level ( 13 ) and then as a main return to the heat source ( 11 ), or with the switching position, passage between input (0) and output (3), first to the heating circuit with the higher temperature level ( 12 ), then via a mixer ( 30 ) to supply the volume flow optionally with the switching position, passage of input (0) and output (1) fully on the heating circuit with the lower temperature level ( 13 ) back to the main return of the heat source ( 11 ), or with the switching position, passage of input (0) and adjustable between the outputs (1) and (3), partly via the heating circuit with the lower temperature level ( 13 ) back to the main return of the heat source ( 11 ) and partly directly back to the main return of the heat source ( 11 ), or with the switching position, passage of input (0) and output (3) completely back to the main return of the heat source ( 11 ). Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schaltstellung, Durchlass zwischen Eingang (0) und Ausgang (1) des Dreiwegemischers (30) die differenzdruckgeregelte Pumpe (14) über ein Steuersignal veranlasst wird, die Förderleistung auf einen Mindestwert zu reduzieren.Method according to claim 1, characterized in that, in the switching position, the passage between the input (0) and the output (1) of the three-way mixer ( 30 ) the differential pressure controlled pump ( 14 ) is caused by a control signal to reduce the delivery capacity to a minimum value. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchflusssensor (31), eingebaut im Vor- oder Rücklauf des Heizkreises (12), den Volumenstrom zur Versorgung des Heizkreises (12) misst und den Dreiwegemischer (30), geöffnet im Durchlass zwischen Eingang (0) und Ausgang (3), veranlasst, gleitend solange in Richtung Ausgang (1) zu öffnen, bis sich ein Mindestdurchfluss einstellt.Method according to claim 1, characterized in that a flow sensor ( 31 ), installed in the supply or return line of the heating circuit ( 12 ), the volume flow for the supply of the heating circuit ( 12 ) and the three-way mixer ( 30 ), opened in the passage between input (0) and output (3), causes sliding to open in the direction of output (1) until a minimum flow rate is reached. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausgang 1 des Dreiwegemischers (31) in Flussrichtung zum Rücklauf der Wärmequelle (11) ein Regulierventil (32) eingebaut wird, weiches den Volumenstrom auf einen Maximalwert begrenzt. Der Maximalwert ergibt sich aus der erforderlichen Wärmeleistung des Heizkreises (12).Method according to claim 1, characterized in that after the output 1 of the three-way mixer ( 31 ) in the flow direction to the return of the heat source ( 11 ) a regulating valve ( 32 ), which limits the volume flow to a maximum value. The maximum value results from the required heat output of the heating circuit ( 12 ).
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