DE102011014035A1

DE102011014035A1 - System und Verfahren zum Speichern thermischer Energie eines flüssigen Mediums in einem Pufferspeicher

Info

Publication number: DE102011014035A1
Application number: DE102011014035A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-09-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Speichern thermischer Energie eines flüssigen Mediums in einem Pufferspeicher (105) in Verbindung mit einem Erzeuger- und einem Verbrauchernetz, wobei das Erzeugernetz mit einem oder mehreren Wärme-/Kälteerzeugern und ein Verbrauchernetz mit einem oder mehreren Wärme- bzw. Kälteabnehmern über einen hydraulischer Entkoppler (100) verbunden sind, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Pufferspeicher (105) zum hydraulischen Entkoppler (100) parallel geschaltet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Speichern thermischer Energie eines flüssigen Mediums in einem Pufferspeicher, wobei das System einen Erzeugerkreis und einen Verbraucherkreis umfasst, die mit einer Kombination aus einem hydraulischen Entkoppler und einem Pufferspeicher mit einer Lade- und einer Entladeeinrichtung miteinander verbunden sind. Weiters betrifft die Erfindung ein System zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Ein Verfahren und ein System, bei dem ein Erzeugerkreis und ein Verbraucherkreis mittels eines hydraulischen Entkopplers miteinander verbunden sind, ist in unterschiedlichen Ausführungsformen im Stand der Technik beschrieben.
Wärmeerzeuger oder auch Kälteerzeuger bestimmter Bauart, wie z. B. Kessel für regenerative Brennstoffe, Blockheizkraftwerke oder Wärmepumpen können nur langsam oder aufgrund konstruktiv vorgegebenen Leistungsstufen nur durch zyklisches Ein- und Ausschalten dem aktuellen Wärmebedarf bzw. Kältebedarf des Verbrauchernetzes angepasst werden. Durch den Einsatz eines Pufferspeichers kann die Differenz zwischen zugeführter und abgenommener Wärmeleistung im System je nach Größe des Pufferspeichers durch dessen Ladung oder Entladung über einen gewissen Zeitraum ausgeglichen werden. Ein- und Ausschaltvorgänge der Wärme- bzw. Kälteerzeuger werden so erheblich reduziert.
Die einfachste Art und Weise, den Aufbau um einen Pufferspeicher zu erweitern, ist das Ersetzen des hydraulischen Entkopplers durch einen Pufferspeicher. In einer anderen Ausführungsform wird der Pufferspeicher parallel zu einem Wärme- bzw. Kälteerzeuger geschaltet. Der Wärme- bzw. Kälteerzeuger lädt mittels einer Pumpe den Pufferspeicher. Eine weitere Pumpe versorgt aus dem Pufferspeicher das Erzeugernetz.
Wird der hydraulische Entkoppler durch einen Pufferspeicher ersetzt, hat dies den Nachteil, dass durch das große Puffervolumen eine Regelung der Vorlauftemperatur im Verbrauchernetz durch eine Beeinflussung der Erzeugerleistung nur mit großer zeitlicher Verzögerung möglich ist. Außerdem wird die verbraucherseitige Vorlauftemperatur maßgeblich vom Temperaturniveau des Pufferspeichers bestimmt.
Wird der Pufferspeicher parallel zu einem Wärme- bzw. Kälteerzeuger geschaltet, hat dies den Nachteil, dass eine zusätzliche Pumpe benötigt wird, um die im Pufferspeicher gespeicherte thermische Energie in das Erzeugernetz abzugeben. Ein weiterer Nachteil dieser Ausführungsart besteht darin, dass der Pufferspeicher nur von einem Wärme- bzw. Kälteerzeuger genutzt werden kann. Benötigen auch andere Wärme- bzw. Kälteerzeuger einen Pufferspeicher, müssen weitere Pufferspeicher installiert werden. Ein Nachteil beider Ausführungsformen besteht darin, dass eine Ladung oder Entladung des Pufferspeichers vom Volumenstrom im Ladekreis, vom Volumenstrom im Entladekreis und den zugehörigen Vor- und Rücklauftemperaturen abhängt. In der Praxis sind diese Größen nicht oder nur eingeschränkt zu beeinflussen. Ob der Pufferspeicher geladen oder entladen wird, bzw. mit welcher Leistung der Pufferspeicher geladen oder entladen wird, ist somit zufällig und somit nicht steuerbar.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Speichern thermischer Energie eines flüssigen Mediums in einem Pufferspeicher zu schaffen, bei dem der Pufferspeicher so in das System eingebunden wird, dass die Regelung der Vorlauftemperatur im Verbraucherkreis durch diesen nicht nachteilig beeinflusst wird. Eine weitere Aufgabe besteht darin, dass ein zentraler Pufferspeicher von allen Wärme- bzw. Kälteerzeugern geladen werden kann. Weiterhin soll die Ladung und Entladung des Pufferspeichers unabhängig vom Lastzustand des Systems gesteuert werden und somit unabhängig von den Volumenströmen im Erzeugerkreis und Verbraucherkreis sein.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben. Danach ist ein System und Verfahren zum Speichern thermischer Energie eines flüssigen Mediums in einem Pufferspeicher in Verbindung mit einem Erzeuger- und einem Verbrauchernetz dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferspeicher zum hydraulischen Entkoppler parallel geschaltet ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigen
1 ein Ausführungsbeispiel des Systems in einer schematischen Darstellung;
2, 3, 4, 5 und 6 jeweils weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems.
Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine schematische Darstellung des Systems in einer bevorzugten Ausführungsform. Das Erzeugernetz, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Wärme- bzw. Kälteerzeugern, einem Erzeugernetz Vorlauf 101 und einem Erzeugernetz Rücklauf 102, und das Verbrauchernetz, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Wärme- bzw. Kälteabnehmern, einem Verbrauchernetz Vorlauf 103 und einem Verbrauchernetz Rücklauf 104, sind über einen hydraulischen Entkoppler 100 – vorzugsweise als hydraulische Weiche ausgeführt – miteinander verbunden.
Im Vorlauf des Erzeugernetzes 101 ist dem hydraulischen Entkoppler 100 ein Ladeventil V1, vorzugsweise als Verteilventil ausgeführt, zur Ladung des Pufferspeichers 105 vorgeschaltet. Hierbei können sowohl ein Dreiwegeventil als auch zwei Durchgangsventile mit jeweils entgegengesetztem Wirksinn eingesetzt werden. Als Ventile seien nachstehend sämtliche technischen Stellorgane verstanden, die dazu dienen, den Ein- oder Auslass von Gasen oder Flüssigkeiten zu kontrollieren oder die Fließrichtung zu steuern und/oder zu regeln (bspw. Ventile, Schieber, Klappen und dergleichen geeignete Einrichtungen). Je nach Stellung des Ladeventils V1 wird zwischen 0% und 100% des Volumenstroms im Vorlauf Erzeugernetz 101 durch den Pufferspeicher 105 geleitet.
Im Vorlauf des Verbrauchernetzes 103 ist dem hydraulischen Entkoppler 100 ein Entladeventil V2, vorzugsweise als Mischventil ausgeführt, zur Entladung des Pufferspeichers 105 nachgeschaltet. Auch hier können sowohl ein Dreiwegeventil als auch zwei Durchgangsventile mit jeweils entgegengesetztem Wirksinn eingesetzt werden. Je nach Stellung des Ventils V2 werden zwischen 0% und 100% des im Vorlauf Verbrauchernetz 103 fließenden Volumenstroms aus den Pufferspeicher 105 beigemischt. Während der Ladung des Pufferspeichers 105 ist der Durchgangspfad des Entladeventils V2 im Vorlauf Verbraucherkreis 103 vollständig geöffnet und der Bypasspfad vollständig geschlossen. Während der Entladung des Pufferspeichers 105 ist der Durchgangspfad des Ladeventils V1 im Vorlauf Erzeugerkreis 101 vollständig geöffnet und der Bypasspfad vollständig geschlossen.
Soll der Pufferspeicher 105 weder geladen noch entladen werden, ist bei beiden Ventilen V1, V2 der Durchgangspfad vollständig geöffnet und der Bypasspfad vollständig geschlossen. Der Rücklauf des Pufferspeichers 105 ist jeweils über eine Rückschlagklappe mit dem Rücklauf Erzeugernetz 102 und dem Rücklauf Verbrauchernetz 104 verbunden. Die Rückschlagklappen sind so angeordnet, dass der Wärmeträger während der Ladung des Pufferspeichers 105 vom Rücklauf des Pufferspeichers in den Rücklauf des Erzeugernetzes 102 fließt. Während der Entladung des Pufferspeichers 105 fließt der Wärmeträger vom Rücklauf des Verbrauchernetzes 104 in den Pufferspeicher.
Alternativ kann der Aufbau des Systems entsprechend der Darstellung in 2 erfolgen. Das Erzeugernetz, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Wärme- bzw. Kälteerzeugern, einem Erzeugernetz Vorlauf 101 und einem Erzeugernetz Rücklauf 102, und das Verbrauchernetz, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Wärme- bzw. Kälteabnehmern, einem Verbrauchernetz Vorlauf 103 und einem Verbrauchernetz Rücklauf 104, sind über einen hydraulischen Entkoppler 100 miteinander verbunden. Im Rücklauf Erzeugernetz 102 ist dem hydraulischen Entkoppler 100 ein Ladeventil V1, vorzugsweise als Mischventil ausgeführt, zur Ladung des Pufferspeichers 105 nachgeschaltet. Je nach Stellung des Ventils V1 wird dem Volumenstrom im Rücklauf Erzeugernetz 102 zwischen 0% und 100% des Volumenstroms aus dem Pufferspeicher 105 beigemischt.
Im Rücklauf Verbrauchernetz 104 ist dem hydraulischen Entkoppler 100 ein Entladeventil V2, vorzugsweise als Verteilventil ausgeführt, zur Entladung des Pufferspeichers 105 vorgeschaltet. Je nach Stellung des Ventils fließen zwischen 0% und 100% des im Rücklauf Verbrauchernetz 103 fließenden Volumenstroms in den Pufferspeicher 105. Während der Ladung des Pufferspeichers 105 ist der Durchgangspfad des Entladeventils V2 im Rücklauf Verbraucherkreis 104 vollständig geöffnet und der Bypasspfad vollständig geschlossen. Während der Entladung des Pufferspeichers 105 ist der Durchgangspfad des Ladeventils V1 im Rücklauf Erzeugerkreis 102 vollständig geöffnet und der Bypasspfad vollständig geschlossen. Soll der Pufferspeicher 105 weder geladen noch entladen werden, ist bei beiden Ventilen der Durchgangspfad vollständig geöffnet und der Bypasspfad vollständig geschlossen. Der Vorlauf des Pufferspeichers 105 ist jeweils über eine Rückschlagklappe mit dem Vorlauf Erzeugernetz 101 und dem Vorlauf Verbrauchernetz 103 verbunden. Die Rückschlagklappen sind so angeordnet, dass der Wärmeträger während der Ladung des Pufferspeichers 105 vom Vorlauf des Erzeugernetzes 101 in den Pufferspeichers fließt. Während der Entladung des Pufferspeichers 105 fließt der Wärmeträger vom Vorlauf des Pufferspeichers in den Vorlauf Verbrauchernetz 103.
Alternativ dazu kann entsprechend 3 das Ladeventil V1 im Vorlauf Erzeugernetz 101 und das Entladeventil V2 im Rücklauf Verbrauchernetz 104 angeordnet sein.
Alternativ dazu kann entsprechend 4 das Ladeventil V1 im Rücklauf Erzeugernetz 102 und das Entladeventil V2 im Vorlauf Verbrauchernetz 103 angeordnet sein.
Sind sowohl das Ladeventil V1 als auch das Entladeventil V2 im Vorlauf angeordnet, kann – wie aus 5 ersichtlich – der Rücklauf des Pufferspeichers 105 alternativ direkt mit dem Rücklauf Erzeugernetz 102 verbunden werden.
Sind sowohl das Ladeventil V1 als auch das Entladeventil V2 im Rücklauf angeordnet, kann – wie aus 6 ersichtlich – der Vorlauf des Pufferspeichers 105 alternativ direkt mit dem Vorlauf Erzeugernetz 101 verbunden werden.
Ladebetrieb
Liegt die Summe der von den Kälte- bzw. Wärmeerzeugern in das Erzeugernetz abgegebenen Leistung über der vom Verbrauchernetz benötigten Leistung, muss mit der überschüssigen Leistung der Pufferspeicher geladen werden, damit die Leistungsbilanz ausgeglichen ist. Dazu wird in Abhängigkeit der Stellung des Ladeventils V1 ein Teil des Volumenstroms im Erzeugernetz nicht über den hydraulischen Entkoppler 100 in den Vorlauf des Verbrauchernetzes gefördert, sondern in den Pufferspeicher geleitet und dieser somit geladen. Der Anteil des Volumenstroms im Erzeugernetz, der durch den Pufferspeicher geleitet wird, hängt von der in das Erzeugernetz abgegebenen Leistung, mit der der Pufferspeicher geladen wird, der Vorlauftemperatur im Erzeugernetz, der Rücklauftemperatur im Erzeugernetz, der Vorlauftemperatur des Pufferspeichers und der Rücklauftemperatur des Pufferspeichers ab.
Die „Leistung Erzeugernetz” P_E entspricht der von den Wärme-/Kälteerzeugern in das Erzeugernetz abgegebenen Gesamtleistung. Die „Temperaturdifferenz Erzeugernetz” ΔT_E entspricht der Differenz aus der Vorlauftemperatur Erzeugernetz, gemessen an T1, und der Rücklauftemperatur Erzeugernetz, gemessen an T4. Die „Leistung Pufferspeicher” entspricht der Leistung, mit der der Pufferspeicher geladen wird. Die „Temperaturdifferenz Pufferspeicher” ΔT_P entspricht der Differenz aus der Vorlauftemperatur Pufferspeicher, gemessen an T5, und der Rücklauftemperatur Pufferspeicher, gemessen an T6.
Die Leistung, mit der der Pufferspeicher geladen wird, ist nicht allein vom Volumenstrom durch den Pufferspeicher sondern auch von der „Temperaturdifferenz Erzeugernetz” und der „Temperaturdifferenz Pufferspeicher” abhängig. Zur Berechnung des Volumenstroms durch den Pufferspeicher im Verhältnis zum Volumenstrom Erzeugernetz genügt es deshalb nicht, allein die Leistung Pufferspeicher zur Leistung Erzeugernetz ins Verhältnis zu setzen. Der Volumenstrom in einem System mit einem flüssigen Wärmeträger verhält sich im Wesentlichen proportional zum Quotienten aus der Leistung und der zugehörigen Temperaturdifferenz.
Um den Prozent-Anteil Y_QL des Volumenstroms zu berechnen, der in Abhängigkeit des Verhältnisses von der „Leistung Pufferspeicher” zu der „Leistung Erzeugernetz” mittels des Ladeventils V1 vom Vorlauf Erzeugernetz 101 in den Pufferspeicher 105 geleitet wird, werden der Volumenstrom Pufferspeicher und der Volumenstrom Erzeugernetz zueinander ins Verhältnis gesetzt und mit 100% multipliziert. Y_QL = ((P_P/ΔT_P)/(P_E/ΔT_E))·100%.
Entladebetrieb bei eingeschalteter Wärme-/Kälteerzeugung (mindestens ein Wärme-/Kälteerzeuger gibt thermische Leistung in das Erzeugernetz ab): Liegt die Summe der von den Kälte- bzw. Wärmeerzeugern in das Erzeugernetz abgegebenen Leistung unter der vom Verbrauchernetz benötigten Leistung, muss die fehlende Leistung dem Pufferspeicher entnommen werden, damit die Leistungsbilanz ausgeglichen ist. Dazu wird in Abhängigkeit der Stellung des Entladeventils V2 ein Teil des Volumenstroms im Vorlauf Verbrauchernetz 103 aus dem Pufferspeicher beigemischt und dieser somit entladen. Der Anteil des Volumenstroms im Vorlauf Verbrauchernetz 103, der durch den Pufferspeicher geleitet wird, hängt von der vom Verbrauchernetz abgenommenen Leistung, der Leistung, mit der der Pufferspeicher entladen wird, der Vorlauftemperatur im Verbrauchernetz, der Rücklauftemperatur im Verbrauchernetz, der Vorlauftemperatur des Pufferspeichers und der Rücklauftemperatur des Pufferspeichers ab.
Die „Leistung Erzeugernetz” P_E entspricht der von den Wärme-/Kälteerzeugern in das Erzeugernetz abgegebenen Gesamtleistung. Die „Temperaturdifferenz Erzeugernetz” ΔT_E entspricht der Differenz aus der Vorlauftemperatur Erzeugernetz, gemessen an T1, und der Rücklauftemperatur Erzeugernetz, gemessen an T4. Die „Leistung Pufferspeicher” entspricht der Leistung, mit der der Pufferspeicher geladen wird. Die „Temperaturdifferenz Pufferspeicher” ΔT_P entspricht der Differenz aus der Vorlauftemperatur Pufferspeicher, gemessen an T5, und der Rücklauftemperatur Pufferspeicher, gemessen an T6. Die Leistung, mit der der Pufferspeicher geladen wird, ist nicht allein vom Volumenstrom durch den Pufferspeicher sondern auch von der „Temperaturdifferenz Erzeugernetz” und der „Temperaturdifferenz Pufferspeicher” abhängig. Zur Berechnung des Volumenstroms durch den Pufferspeicher im Verhältnis zum Volumenstrom Erzeugernetz genügt es deshalb nicht, allein die Leistung Puffferspeicher zur Leistung Erzeugernetz ins Verhältnis zu setzen. Der Volumenstrom in einem System mit einem flüssigen Wärmeträger verhält sich im wesentlichen proportional zum Quotienten aus der Leistung und der zugehörigen Temperaturdifferenz. Um den Prozent-Anteil Y_QL des Volumenstroms zu berechnen, der in Abhängigkeit des Verhältnisses von der „Leistung Pufferspeicher” zu der „Leistung Erzeugernetz” mittels des Ladeventils V1 vom Vorlauf Erzeugernetz 101 in den Pufferspeicher 105 geleitet wird, werden der Volumenstrom Pufferspeicher und der Volumenstrom Erzeugernetz zueinander ins Verhältnis gesetzt und mit 100% multipliziert. Y_QL = ((P_P/ΔT_P)/(P_E/ΔT_E))·100%.
Entladebetrieb bei eingeschalteter Wärme-/Kälteerzeugung (mindestens ein Wärme-/Kälteerzeuger gibt thermische Leistung in das Erzeugernetz ab): Liegt die Summe der von den Kälte- bzw. Wärmeerzeugern in das Erzeugernetz abgegebenen Leistung unter der vom Verbrauchernetz benötigten Leistung, muss die fehlende Leistung dem Pufferspeicher entnommen werden, damit die Leistungsbilanz ausgeglichen ist. Dazu wird in Abhängigkeit der Stellung des Entladeventils V2 ein Teil des Volumenstroms im Vorlauf Verbrauchernetz 103 aus dem Pufferspeicher beigemischt und dieser somit entladen. Der Anteil des Volumenstroms im Vorlauf Verbrauchernetz 103, der durch den Pufferspeicher geleitet wird, hängt von der vom Verbrauchernetz abgenommenen Leistung, der Leistung, mit der der Pufferspeicher entladen wird, der Vorlauftemperatur im Verbrauchernetz, der Rücklauftemperatur im Verbrauchernetz, der Vorlauftemperatur des Pufferspeichers und der Rücklauftemperatur des Pufferspeichers ab.
Die „Leistung Verbrauchernetz” P_V entspricht der vom Verbrauchernetz abgenommenen Wärmeleistung. Die „Temperaturdifferenz Verbrauchernetz” ΔT_V entspricht der Differenz aus der verbraucherseitigen Vorlauftemperatur, gemessen an T2, und der verbraucherseitigen Rücklauftemperatur, gemessen an T3. Die „Leistung Pufferspeicher” entspricht der Leistung, mit der der Pufferspeicher entladen wird. Die „Temperaturdifferenz Pufferspeicher” ΔT_P entspricht der Differenz aus der Vorlauftemperatur des Pufferspeichers, gemessen an T5, und der Rücklauftemperatur des Pufferspeichers, gemessen an T6. Die Leistung, mit der der Pufferspeicher entladen wird, ist nicht allein vom Volumenstrom durch den Pufferspeicher sondern auch von der „Temperaturdifferenz Verbrauchernetz” und der „Temperaturdifferenz Pufferspeicher” abhängig. Zur Berechnung des Volumenstroms durch den Pufferspeicher im Verhältnis zum Volumenstrom Verbrauchernetz genügt es deshalb nicht, allein die Leistung Puffferspeicher zur Leistung Verbrauchernetz ins Verhältnis zu setzen. Der Volumenstrom in einem System mit einem flüssigen Wärmeträger verhält sich im wesentlichen proportional zum Quotienten aus der Leistung und der zugehörigen Temperaturdifferenz. Um den Prozent-Anteil Y_QE des Volumenstroms zu berechnen, der in Abhängigkeit des Verhältnisses von der „Leistung Pufferspeicher” zu der „Leistung Verbrauchernetz” mittels des Entladeventils V2 aus dem Pufferspeicher dem Vorlauf des Verbrauchernetzes beigemischt wird, werden der Volumenstrom Pufferspeicher und der Volumenstrom Verbrauchernetz zueinander ins Verhältnis gesetzt und mit 100% multipliziert. Y_QE = ((P_P/ΔT_P)/(P_V/ΔT_V))·100%.
Entladebetrieb bei ausgeschalteter Wärme-/Kälteerzeugung: Wird von den Kälte- bzw. Wärmeerzeugern keine Leistung in das Erzeugernetz abgegebenen, muss die Leistung zur Versorgung des Verbrauchernetzes vollständig dem Pufferspeicher entnommen werden. Dazu durchströmt in Abhängigkeit der Stellung des Entladeventils V2 ein Teil des Volumenstroms im Verbraucherkreis den Pufferspeicher 105 und entlädt diesen während der restliche Teil durch den hydraulischen Entkoppler 100 vom verbraucherseitigen Rücklauf zum verbraucherseitigen Vorlauf fließt. Geben die Wärme- bzw. Kälteerzeuger keine Leistung in das Erzeugernetz ab, ist die Berechnung des Anteils des Volumenstroms durch den Pufferspeicher im Verhältnis zum Volumenstrom Verbrauchernetz aufgrund der fehlenden Beziehung von Verbrauchernetz-Leistung zu Erzeugernetz-Leistung nicht möglich. In diesem Betriebszustand ist der Anteil des Volumenstroms, der dem Vorlauf 103 im Verbrauchernetz in Abhängigkeit der Stellung des Entladeventils V2 beigemischt wird, von der Rücklauftemperatur Verbrauchernetz, gemessen an T3, der Vorlauftemperatur des Pufferspeichers, gemessen an T5, und der gewünschten Soll-Vorlauftemperatur Verbrauchernetz abhängig. Die „Temperaturdifferenz Verbrauchernetz” ΔT_V entspricht der Differenz aus der gewünschten Soll-Vorlauftemperatur im Verbrauchernetz und der Rücklauftemperatur Verbrauchernetz, gemessen an T3. Die „Temperaturdifferenz Pufferspeicher” ΔT_P entspricht der Differenz aus der Vorlauftemperatur Pufferspeicher, gemessen an T5, und der Rücklauftemperatur Verbrauchernetz, gemessen an T3. Um den Prozent-Anteil Y_QE des Volumenstroms zu berechnen, der mittels des Entladeventils V2 aus dem Pufferspeicher 105 dem Vorlauf des Verbrauchernetzes 103 beigemischt wird, werden die „Temperaturdifferenz Verbrauchernetz” ΔT_V und die „Temperaturdifferenz Pufferspeicher” ΔT_P zueinander ins Verhältnis gesetzt und mit 100% multipliziert. Y_QE = (ΔT_V/ΔT_P)·100%.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das System beschränken sich in ihren Ausführungen nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen.
Bezugszeichenliste

100: Entkoppler
101: Erzeugernetz Vorlauf
102: Erzeugernetz Rücklauf
103: Verbrauchernetz Vorlauf
104: Verbrauchernetz Rücklauf
105: Pufferspeicher
V1: Ladeventil/Stellorgan
V2: Entladeventil/Stellorgan
T1: Vorlauftemperatur Erzeugernetz
T2: Vorlauftemperatur Verbrauchernetz
T3: Rücklauftemperatur Verbrauchernetz
T4: Rücklauftemperatur Erzeugernetz

Claims

System und Verfahren zum Speichern thermischer Energie eines flüssigen Mediums in einem Pufferspeicher (105) in Verbindung mit einem Erzeuger- und einem Verbrauchernetz, wobei das Erzeugernetz mit einem oder mehreren Wärme-/Kälteerzeugern und ein Verbrauchernetz mit einem oder mehreren Wärme- bzw. Kälteabnehmern über einen hydraulischer Entkoppler (100) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferspeicher (105) zum hydraulischen Entkoppler (100) parallel geschaltet ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Entkoppler (100) eine hydraulische Weiche ist.
System und Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Erzeugernetz mittels eines im Vorlauf (101) oder Rücklauf (102) angeordneten Ladeventils (V1) ein beliebiger Teil des Volumenstroms durch den Pufferspeicher geleitet werden kann.
System und Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbrauchernetz mittels eines im Vorlauf (103) oder Rücklauf (104) angeordneten Entladeventil (V2) ein beliebiger Teil des Volumenstroms durch den Pufferspeicher (105) geleitet werden kann.
System und Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladeventil (V1) an beliebiger Stelle im Erzeugernetz Vorlauf (101) angeordnet sein kann und der Rücklauf des Pufferspeichers (105) an beliebiger Stelle mit dem Erzeugernetz Rücklauf (102) verbunden sein kann, wobei zwischen dem Rücklauf des Pufferspeichers und dem Erzeugernetz Rücklauf (102) eine Rückschlagklappe zwischengeschaltet ist, so dass der Wärmeträger nicht vom Erzeugernetz Rücklauf (102) in den Pufferspeicher (105) fließen kann.
System und Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladeventil (V1) an beliebiger Stelle im Erzeugernetz Rücklauf (102) angeordnet sein kann und der Vorlauf des Pufferspeichers (105) an beliebiger Stelle mit dem Erzeugernetz Vorlauf (101) verbunden sein kann, wobei zwischen dem Vorlauf des Pufferspeichers und dem Erzeugernetz Vorlauf (101) eine Rückschlagklappe zwischengeschaltet ist, so dass der Wärmeträger nicht vom Pufferspeicher (105) in den Erzeugernetz Vorlauf (101) fließen kann.
System und Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladeventil (V2) an beliebiger Stelle im Verbrauchernetz Vorlauf (103) angeordnet sein kann und der Rücklauf des Pufferspeichers (105) an beliebiger Stelle mit dem Verbrauchernetz Rücklauf (104) verbunden sein kann, wobei zwischen dem Rücklauf des Pufferspeichers und dem Verbrauchernetz Rücklauf (104) eine Rückschlagklappe zwischengeschaltet ist, so dass der Wärmeträger nicht vom Pufferspeicher (105) in den Verbrauchernetz Rücklauf (104) fließen kann.
System und Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladeventil (V2) an beliebiger Stelle im Verbrauchernetz Rücklauf (104) angeordnet sein kann und der Vorlauf des Pufferspeichers (105) an beliebiger Stelle mit dem Verbrauchernetz Vorlauf (103) verbunden sein kann, wobei zwischen dem Vorlauf des Pufferspeichers und dem Verbrauchernetz Vorlauf (103) eine Rückschlagklappe zwischengeschaltet ist, so dass der Wärmeträger nicht vom Verbrauchernetz Vorlauf (103) in den Pufferspeicher (105) fließen kann.
System und Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der von den Wärme-/Kälteerzeugern in das Erzeugernetz abgegebenen Leistung, der zur Ladung des Pufferspeichers (105) genutzt wird, unabhängig vom Volumenstrom im Verbrauchernetz, der Vorlauftemperatur (T2) im Verbrauchernetz und der Rücklauftemperatur (T3) im Verbrauchernetz ist.
System und Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der vom Pufferspeicher (105) in das Verbrauchernetz abgegebenen Leistung unabhängig vom Volumenstrom im Erzeugernetz, der Vorlauftemperatur (T1) im Erzeugernetz und der Rücklauftemperatur (T4) im Erzeugernetz ist.
System und Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Stellsignale für das Ladeventil (V1) und das Entladeventil (V2) berechnet werden.