DE102011106022A1

DE102011106022A1 - Warmwassererzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung

Info

Publication number: DE102011106022A1
Application number: DE102011106022A
Authority: DE
Inventors: Hubert Kohler; Richard Schauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-01-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Warmwasser Erzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung und ein Verfahren zur Speicherung und Abgabe von Warmwasser mit variabler oder wählbarer Temperatur, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2) zur Speicherung von Wasser in Zonen unterschiedlicher Temperatur, insbesondere Schichtspeicher, mit einer Kaltwasserzone mit einem Kaltwasseranschluss (4), einer Heißwasserzone mit einem Heißwasseranschluss (8), und zumindest einer Warmwasserzone mit einem Warmwasseranschluss (6); eine Warmwassererzeugungseinrichtung (10) zur Erzeugung von Wasser mit variabler Temperatur und/oder variabler Wassermenge, insbesondere thermische Solaranlage; eine Warmwasserverbrauchseinrichtung (20, 22); eine Leitungsbuseinrichtung mit zumindest drei Wasserleitungen, wobei eine Kaltwasserleitung (14) mit dem Kaltwasseranschluss (4) verbunden ist, eine Heißwasserleitung (18) mit dem Heißwasseranschluss (8) verbunden ist, und zumindest eine Warmwasserleitung (16) mit dem oder einem der Warmwasseranschlüsse (6) verbunden ist; eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung, insbesondere zur Steuerung des Mischbetriebs bei der Einspeisung von Warmwasser durch die Warmwassererzeugungseinrichtung (10) und/oder zur Steuerung des Mischbetriebs bei der Entnahme von Warmwasser durch die Wärmeverbrauchseinrichtung (20, 22); eine Einspeisemischeinrichtung (24a, 24b), die mit allen Leitungen der Leitungsbuseinrichtung verbunden ist und das von der Warmwassererzeugungseinrichtung (10) erzeugte Warmwasser unter der Ansteuerung der Steuereinrichtung in die Heißwasserleitung (18) und/oder die zumindest eine Warmwasserleitung (16) einspeist; und eine Entnahmemischeinrichtung (26a, 26b), die mit allen Leitungen der Leitungsbuseinrichtung verbunden ist und das für die Warmwasserverbrauchseinrichtung (20, 22) benötigte Warmwasser unter der Ansteuerung der Steuereinrichtung aus der Heißwasserleitung (18) und/oder der zumindest einen Warmwasserleitung (16) entnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Warmwasser Erzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung zur Speicherung und Abgabe von Warmwasser mit variabler oder wählbarer Temperatur.
In Heizungsanlagen wird Wärme aus Wärmequellen wie z. B. Solaranlagen in sogenannten Schichtenspeichern gespeichert. In diesen Speichern wird während der Wärmebeladung im Speichermedium in vertikaler Richtung eine Temperaturschichtung ausgebildet. Dies erfolgt aufgrund der temperaturabhängigen Dichte von Wasser, d. h. in einem Behälter eines Schichtenspeichers liegen in vertikaler Richtung Schichten mit warmen Wasser (geringere Dichte) im oberen Bereich und Schichten mit kaltem Wasser (höhere Dichte) im unteren Bereich des Behälters. Die Beladung und Entladung mit Wärme muss in Schichtwärmespeichern ohne Zerstörung der Temperaturschichtung erfolgen, da ein Verwirbeln oder Umschichten der dichtebedingten Temperaturschichtung immer einen schlagartigen Energieverlust mit sich bringt. Beispielsweise offenbart die DE 40 29 355 C2 einen Schichtspeicher für eine Heizungsanlage mit einem Kessel, bei dem ein Wärmeträger in einen oberen Bereich des Kessels zugeführt wird. Im oberen und unteren Bereich des Kessels ist jeweils ein Wärmetauscher angeordnet, wobei zwischen den Wärmetauschern zwei Lochblechscheiben beabstandet zueinander angeordnet sind, um unerwünschte Turbulenzen zu verhindern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen, Speichern und Abgeben von Wärmeenergie bereitzustellen, die bzw. das eine einfache und energieeffiziente Nutzung von Wärmeenergie ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist eine Leitungsbuseinrichtung, die für eine flexible Modulbauweise vorgesehen ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 6 bzw. 7 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß Anspruch 1 umfasst eine Warmwasser Erzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung eine Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung zur Speicherung von Wasser in Zonen unterschiedlicher Temperatur. Z. B. einen Schichtspeicher, eine Warmwassererzeugungseinrichtung, zumindest eine Warmwasserverbrauchseinrichtung, eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung, eine Einspeisemischeinrichtung und eine Entnahmemischeinrichtung. Die Warmwassererzeugungseinrichtung kann Wasser mit variabler Temperatur und zusätzlich oder alternativ mit variabler Menge erzeugen, wie z. B. eine thermische Solaranlage, die in Abhängigkeit der Sonneneinstrahlung Wasser mit variabler bzw. unterschiedlicher Temperatur erzeugt. Die Speichereinrichtung weist eine Kaltwasserzone, eine Heißwasserzone und zumindest eine Warmwasserzone auf, denen jeweils zumindest ein separater Wasseranschluss zur Wasserzufuhr und/oder Wasserentnahme) zugeordnet ist. Beispielsweise weist ein Kessel oder Behälter eines Schichtspeichers in vertikaler Richtung jeweils einen Anschluss in der Heißwasserzone (oberer Bereich), in der Kaltwasserzone (unterer Bereich) und in zumindest einer Warmwasserzone (mittlerer Bereich) auf.
Die Vorrichtung umfasst eine Leitungsbuseinrichtung mit zumindest drei Wasserleitungen, wobei eine Heißwasserleitung mit dem Heißwasseranschluss, eine Kaltwasserleitung mit dem Kaltwasseranschluss und zumindest eine Warmwasserleitung mit dem Warmwasseranschluss (oder einem der Warmwasseranschlüsse) verbunden ist. Insbesondere kann über jeden der Anschlüsse Wasser in die Speichereinrichtung eingespeist und aus der Speichereinrichtung entnommen werden. Sowohl die Einspeisemischeinrichtung als auch die Entnahmemischeinrichtung werden von der Steuereinrichtung angesteuert und sind jeweils mit allen Leitungen der Leitungsbuseinrichtung verbunden. Die Einspeisemischeinrichtung ist dazu ausgelegt, das von der Warmwassererzeugungseinrichtung erzeugte Warmwasser in die Heißwasserleitung und/oder die zumindest eine Warmwasserleitung einzuspeisen. Die Entnahmemischeinrichtung ist dazu ausgelegt, das von der Warmwasserverbrauchseinrichtung benötigte Wasser aus der Heißwasserleitung und/oder der zumindest einen Warmwasserleitung zu entnehmen.
Wenn z. B. im Betrieb der Vorrichtung Warm-/Heißwasser durch eine Warmwassererzeugungseinrichtung (wie z. B. einer Solaranlage) erzeugt wird und eine Warmwasserverbrauchseinrichtung (wie z. B. ein Heizkörper oder eine Fußbodenheizung) kein Warmwasser benötigt bzw. ausgeschalten ist, dann wird das erzeugte Warmwasser über die Leitungsbuseinrichtung der Speichereinrichtung zugeführt. Insbesondere kann mittels der Einspeisemischeinrichtung je nach Temperatur des erzeugten Warmwassers das Warmwasser in die Leitung der Leitungsbuseinrichtung eingespeist werden, die an eine dieser Temperatur entsprechenden oder im Wesentlichen entsprechenden Temperaturzone der Speichereinrichtung angeschlossen ist. D. h. die Temperaturzonen bzw. die Temperaturschichtung in der Speichereinrichtung werden bzw. wird nicht oder kaum gestört, wodurch ein durch eine Störung der Zonen bzw. Schichten auftretender Energieverlust der Speichereinrichtung verhindert bzw. vermieden wird.
Wenn andererseits eine Warmwassererzeugungseinrichtung Warmwasser erzeugt und gleichzeitig eine Warmwasserverbrauchseinrichtung Warmwasser benötigt, dann kann das erzeugte und in die Leitungsbuseinrichtung eingespeiste Warmwasser direkt aus den Leitungen der Leitungsbuseinrichtung entnommen und der Warmwasserverbrauchseinrichtung zugeführt werden. D. h. die Entnahmemischeinrichtung kann erzeugtes und in die Leitungsbuseinrichtung eingespeistes Warmwasser direkt aus den Leitungen der Leitungsbuseinrichtung entnehmen, ohne dass das erzeugte Warmwasser zuvor in der Speichereinrichtung (zwischen)gespeichert wird. Da jede (Zwischen)Speicherung von Warmwasser unweigerlich zu einem Energieverlust führt, z. B. ein Wärmeverlust eines Speicherbehälters über Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung, kann durch die Direktentnahme des erzeugten Wassers aus der Leitungsbuseinrichtung ein solcher Energieverlust verhindert werden.
D. h. die vorstehend beschriebene Vorrichtung ermöglicht ein einfaches und energieeffizientes Speichern und Nutzen des erzeugten Warmwasser bzw. der erzeugten Wärmeenergie, insbesondere ein Nutzen der Wärmeenergie ohne den Umweg über die Speichereinrichtung.
Vorzugsweise steuert die Steuereinrichtung die Einspeisemischeinrichtung und die Entnahmemischeinrichtung derart an, dass die der Warmwasserspeichereinrichtung entnommene und zugeführte Wassermenge minimal oder nahezu minimal ist.
Beispielsweise wird mittels der Einspeisemischeinrichtung von der Wärmeerzeugungseinrichtung erzeugtes Warmwasser in einem Zeitraum in die Leitungsbuseinrichtung eingespeist, in dem Wasser aus der Leitungsbuseinrichtung für die Warmwasserverbrauchseinrichtung benötigt wird. Dabei wird wie oben beschrieben das erzeugte Wasser direkt aus der Leitungsbuseinrichtung in die Warmwasserverbrauchseinrichtung eingespeist und nicht in der Speichereinrichtung zwischengespeichert. D. h. wenn Warmwassererzeugung und Warmwasserbedarf gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig auftritt, wird die Einspeisung und Entnahme von Warmwasser oder Heißwasser in und aus der Leitungsbuseinrichtung aufeinander abgestimmt oder im Wesentlichen aufeinander abgestimmt. Durch das Minimieren der entnommenen und zugeführten Wassermenge wird eine Störung bzw. die Gefahr einer Störung der Temperaturschichten bzw. -zonen der Speichereinrichtung minimiert und damit die Gefahr eines durch eine Störung auftretenden Energieverlusts der Speichereinrichtung. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung erfasst ein Durchflusswächter die Funktion der Pumpe. Vorzugsweise ist jeder Pumpe ein Durchflusswächter zugeordnet. Beispielsweise weist der Durchflusswächter einen Impulsgeber auf, dessen Signal an die Steuereinheit zur Funktionsüberwachung der Pumpe leitet. Bei einer Ausgestaltung kann die der Speichereinrichtung zugeführte und entnommene Warmwassermenge bestimmt werden, indem die Steuereinrichtung bevorzugt mittels eines ersten Durchflussmessers die Menge und vorzugsweise die Richtung des aus dem Heißwasseranschluss oder in den Heißwasseranschluss eingespeisten oder entnommenen Heißwassers erfasst. Vorzugsweise erfasst dazu die Steuereinrichtung zusätzlich oder alternativ mittels eines zweiten Durchflussmessers die Menge und vorzugsweise die Richtung des aus dem Warmwasseranschluss oder einem der Warmwasseranschlüsse oder in den Warmwasseranschluss oder einen der Warmwasseranschlüsse eingespeisten oder entnommenen Warmwassers.
Bevorzugt erfasst die Steuereinrichtung mittels zumindest eines Temperatursensors, welche Temperaturschichtung in der Warmwasserspeichereinrichtung vorhanden ist. Insbesondere kann auf diese Weise die Temperatur des in die Heißwasser- und/oder Warmwasserleitung(en) eingespeisten Wassers an die entsprechende (Ist)Temperatur der Heißwasser- und oder Warmwassertemperaturzone der Speichereinrichtung angepasst werden, insbesondere mittels der durch die Steuereinrichtung angesteuerten Einspeisemischeinrichtung. Wenn beispielsweise das erzeugte Warmwasser eine Temperatur aufweist, die höher ist als die der Warmwasserzone und niedriger als die der Heißwasserzone, dann kann mittels der Einspeisemischeinrichtung dem erzeugten Warmwasser Kaltwasser aus der Kaltwasserleitung zugemischt werden, so dass die Ist-Temperatur der Warmwasserzone erzeugt wird. Dadurch wird eine Störung der Temperaturschichten in der Speichereinrichtung beim Füllen der Speichereinrichtung verhindert.
Besonders bevorzugt erfasst die Steuereinrichtung mittels eines ersten Speichertemperatursensors die Temperatur in der Heißwasserzone und zusätzlich oder alternativ mittels zumindest eines zweiten Speichertemperatursensors die Temperatur in der zumindest einen Warmwasserzone. Auf diese Weise ist eine genaue Bestimmung der Temperaturverteilung in der Speichereinrichtung möglich. Vorzugsweise sind die Temperatursensoren am oder in der Ebene des Warmwasser- und/oder Heißwasseranschlusses angeordnet, d. h. es wird die genaue Temperatur der Temperaturschichtung in der Höhe bestimmt, in der erzeugtes Warmwasser in die Speichereinrichtung eingespeist wird.
Bevorzugt ist die Warmwassererzeugungseinrichtung über einen Wärmetauscher mit der Einspeisemischeinrichtung verbunden. D. h. das Heiz- bzw. Wärmeträgermedium der Warmwassererzeugungseinrichtung ist getrennt von dem in der Leitungsbuseinrichtung, Speichereinrichtung und Warmwasserverbrauchseinrichtung zirkulierenden bzw. fließenden Wärmeträgermedium. D. h. die Warmwassererzeugungseinrichtung hat einen eigenen Kreislauf für ihr Wärmeträgermedium. Insbesondere ist die Temperatur des Wärmeträgermediums mittels einer Mischeinrichtung einstellbar. Bei einer geringen Temperatur des Wärmeträgermediums in der Warmwassererzeugungseinrichtung wird die Kalkbildung im Wärmetauscher bei der Erwärmung des Brauchwassers (Trinkwassers) reduziert. Beispielsweise beträgt die Temperatur des Wärmeträgermediums maximal 55°C. In alternativer oder weiterer Ausgestaltung wird auf der Ausgangsseite des Wärmetauschers die Durchflussmenge eines Wärmeträgermediums reduziert, so dass das Wärmeträgermedium länger Zeit für die Wärmeübertragung am Wärmetauscher zur Verfügung steht. Beispielsweise kann so die Temperatur des Speichermediums an eine benötigte Temperatur einer Temperaturzone der Speichereinrichtung und/oder der Warmwasserverbrauchseinrichtung angepasst werden, obwohl im Kreislauf der Warmwassererzeugungseinrichtung die benötigte Temperatur (noch) nicht erreicht ist.
In Ausgestaltung weist die Vorrichtung zusätzlich eine gesteuert ein- und ausschaltbare Warmwassererzeugungseinrichtung auf. Vorzugsweise weist die Vorrichtung zusätzlich eine gesteuert ein- und ausschaltbare Warmwassererzeugungseinrichtung auf, z. B. einen Gas- oder Ölbrenner. Dadurch können beispielsweise Zeiten mit Verbrauchsspitzen der Vorrichtung abgedeckt werden oder auch Zeiten in denen eine Warmwassererzeugungseinrichtung wie oben beschrieben, z. B. eine Solaranlage, kein Warmwasser liefert, z. B. Nachts. Insbesondere ist die gesteuert ein- und ausschaltbare Warmwassererzeugungseinrichtung ebenfalls wie oben beschrieben an die Leitungsbuseinrichtung angeschlossen. Alternativ ist die gesteuert ein- und ausschaltbare Warmwassererzeugungseinrichtung an die Heißwasserleitung und die Kaltwasserleitung angeschlossen, wobei mittels einer durch die Steuereinrichtung angesteuerte Mischeinrichtung Warmwasser mit einer vorbestimmten Temperatur erzeugt werden kann, insbesondere mit einer von der Warmwasserverbrauchseinrichtung benötigten Temperatur.
So kann das erzeugte Warmwasser in die Leitungsbuseinrichtung eingespeist und ohne Umweg über die Speichereinrichtung direkt von der Entnahmemischeinrichtung für die Warmwasserverbrauchseinrichtung entnommen werden.
Nachfolgend wird ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Warmwasser Erzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung beschrieben, insbesondere einer wie oben beschriebenen Vorrichtung, die eine Leitungsbuseinrichtung aufweist, wobei das Verfahren von einer Steuereinrichtung der Vorrichtung gesteuert wird.
Zunächst wird Warmwasser mittels einer Warmwassererzeugungseinrichtung erzeugt. Anschließend wird das erzeugte Warmwasser in eine Heißwasserleitung und/oder zumindest eine Warmwasserleitung einer wie oben beschriebenen Leitungsbuseinrichtung eingespeist. Schließlich wird das für eine Warmwasserverbrauchseinrichtung benötigte Warmwasser aus der Heißwasserleitung und/oder der zumindest einen Warmwasserleitung entnommen. Vorzugsweise wird das erzeugte Warmwasser mittels einer Einspeisemischeinrichtung vor dem Einspeisen an die Temperatur einer Temperaturzone der Speichereinrichtung angepasst in die das Wasser eingespeist werden soll, insbesondere wenn kein Warmwasserbedarf einer oder der Warmwasserverbraucheinrichtung besteht. Dadurch ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile beim Einspeisen in eine Speichereinrichtung. Vorzugsweise wird mittels der Einspeisemischeinrichtung die Temperatur des Wassers vor dem Einspeisen in die Heißwasser- oder Warmwasserleitung an eine von der Verbrauchseinrichtung benötigte Temperatur angepasst, insbesondere wenn ein Warmwasserbedarf einer oder der Warmwasserverbrauchseinrichtung besteht. Alternativ oder zusätzlich kann mittels einer wie oben beschriebenen Entnahmemischeinrichtung das aus der Leitungsbuseinrichtung bzw. Heiß- und/oder Warmwasserleitung entnommene Wasser so gemischt werden, dass es eine von der Warmwasserverbrauchseinrichtung benötigte Temperatur aufweist.
Vorzugsweise weist das Verfahren den Schritt des Erfassens der Temperatur der Heißwasserzone und/oder der Temperatur der zumindest einen Warmwasserzone vor dem Schritt des Einspeisens auf.
Bei der Leitungsbuseinrichtung gemäß Anspruch gemäß Anspruch 7 sind eine Kaltwasserverteilungsleitung, eine Heißwasserverteilungsleitung und zumindest eine Warmwasserverteilungsleitung vorgesehen, die mit einem Kalt-, einem Heiß- bzw. jeweils einem Warmwasseranschluss einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung verbindbar sind. Den zumindest drei Verteilungsleitungen sind zumindest zwei, drei, vier oder mehr Anschlussgruppen zum Anschluss jeweils einer Warmwassererzeugungseinrichtung oder einer Wärmeverbrauchseinrichtung zugeordnet. Zumindest eine, zwei oder mehr der Anschlussgruppen weist für jede der Verteilungsleitungen jeweils einen Anschluss auf. D. h. die Verteilungsleitungen stellen ein Bus- bzw. Verteilersystem bereit, an den die Anschlussgruppen je nach Bedarf bei Verwendung von drei Verteilungsleitungen eines Mehrschichtspeichers mit drei Anschüssen für 3 Temperaturschichten im Speicher an zwei oder drei der Verteilungsleitungen angeschlossen sind. Bei einem Bussystem mit 4 Verteilerleitungen können die Anschlüsse einer Anschlussgruppe an zwei, drei oder vier der Verteilerleitungen angeschlossen sein, wobei die Verteilerleitungen mit einem Speicher mit 4 Temperaturschichten verbunden sind oder verbindbar sind. Folglich ist ein solches Bussystem besonders für eine Warmwasser Erzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung wie oben mit allen Modifikationen im Einzelnen oder jeder beliebigen Kombination der Modifikationen beschrieben besonders geeignet.
Vorteilhaft sind alle Anschlüsse der Anschlussgruppen im gleichen Abstand zueinander angeordnet, so dass ein einheitliches Rastermaß zum Anschluss genormter Leitungen oder Verbinder an jede der Anschlussgruppen mit gleicher Anzahl von Anschlüssen vorgesehen ist.
Besonders vorteilhaft verlaufen bei installierter Leitungsbuseinrichtung alle Verteilungsleitungen vertikal oder ungefähr vertikal und/oder alle Verteilungsleitungen liegen in einer Ebene. Mit jeder oder beiden Maßnahmen baut die Buseinrichtung sehr flach und der Raumbedarf ist gering, während von vor oder hinter der Ebene eine einfache Zugängigkeit zu den Verteilerleitungen gegeben ist.
Auch bei der Ausgestaltung, nach der alle oder die überwiegende Anzahl der Anschlüsse der Anschlussgruppen in der Ebene der Verteilungsleitungen liegen ist einerseits ein flacher Aufbau und andererseits eine vereinfachte Planbarkeit des Einbaus vor Ort gegeben. In zusätzlicher oder alternativer Ausgestaltung sind bei einer, zwei oder mehr der Anschlussgruppen die Verbindungsleitung zwischen einem oder zwei der Anschlüsse dieser Leitungsgruppe durch einen oder zwei der Verteilungsleitungen hindurch zu einer anderen der Verteilungsleitungen hindurchgeführt. Auch hier wird die räumliche Tiefe des Bussystems gering gehalten. Dabei sind die Verbindungsleitungen durch die betreffende Verteilungsleitung so hindurchgeführt, dass es zu keiner Durchmischung des Wassers mit den unterschiedlichen Temperaturen kommt und auch die Strömung des Wassers in der Verteilungsleitung durch die Verbindungsleitung nicht wesentlich beeinträchtigt ist.
Vorzugsweise weist jede der Verteilerleitungen je einen Anschluss zum Verbinden mit einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung auf und jeder dieser Verteilerleitungsanschlüsse ist in eine Richtung ausgerichtet. Bevorzugt sind die Verteilerleitungsanschlüsse bei einer Anordnung aller Verteilungsleitungen in einer Ebene senkrecht zu dieser Ebene ausgerichtet. Damit kann das Bussystem mit der 'Rückseite' der Ebene flach oder zumindest dicht am Mehrzonenspeicher angesetzt werden.
Neben der vorzugsweisen Anordnung der Anschlussgruppen in der Ebene der Verteilerleitungen und bevorzugten Ausrichtung von deren Anschlüssen in der Eben, kann eine Anschlussgruppe vorgesehen sein, bei der die Anschlüsse auf der zu den Verteilerleitungsanschlüssen zur Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung gegenüberliegenden Seite angeordnet sind und/oder die Anschlüsse bei einer Anordnung aller Verteilungsleitungen in einer Ebene senkrecht zu dieser Ebene ausgerichtet sind. Damit lässt sich die 'Vorderseite' der Ebene des Bussystems für direkte Anbauten oder Aufbauten einfach nutzen. Bei einer Ausgestaltung ist eine Übergabeeinrichtung und/oder ein Kleinspeicher zur Bereitstellung von Brauchwasser (z. B. Trinkwasser) über diese Anschlussgruppe mit dem Bussystem verbunden, insbesondere ist die Übergabeeinrichtung und/oder der Kleinspeicher über die Anschlüsse mechanisch an der Leitungsbuseinrichtung gelagert ohne dass weitere mechanische Rahmen oder Tragkonstruktionen erforderlich sind. Vorteilhaft ist die Übergabeeinrichtung eine Schnittstelle zu einer Solaranlage, wobei ein oder mehrere der folgenden Komponenten in der Übergabeeinrichtung integriert sind: ein Wärmetauscher (z. B. zum Wärmeaustausch zwischen Wärmeträgermedium einer thermischen Solaranlage und dem im Verteilersystem verwendeten Wärmeträgermedium), ein oder mehrere Pumpen, ein Mischer, ein Drosselventil, ein Absperrventil, ein Druckausgleichsgefäß, ein Temperaturfühler oder ein Durchflussmesser).
Beim Montieren der Leitungsbuseinrichtung an einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung jeweils gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltungen ist bevorzugt jeder der Verteilerleitungen der Leitungsbuseinrichtung je ein Anschluss zum Verbinden mit einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung zugeordnet. Bevorzugt wird durch Verbinden der Verteilungsleitungsanschlüsse die Leitungsbuseinrichtung mit den zugehörigen Zonenanschlüssen mechanisch an der Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung gehalten, insbesondere ist sie nach der Montage freistehend oder mechanisch ausschließlich über die Anschlüsse gehalten.
Die oben beschriebenen verschiedenen Ausgestaltungen und einzelnen Merkmale der Vorrichtung und der Verfahren können auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden.
Anhand von Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schaltplan einer Heizungsanlage gemäß einer ersten Ausgestaltung,
2 einen Schaltplan einer Heizungsanlage gemäß einer zweiten Ausgestaltung,
3a eine Ansicht der Rückseite eines Leitungsbussystems mit einem aufgesetzten Warmwasserspeicher, und
3b–3d eine Seitenansicht, Vorderseitenansicht und perspektivische Ansicht des Leitungsbussystems mit Warmwasserspeicher von 3a.
1 zeigt eine Heizungsanlage gemäß einer ersten Ausgestaltung. Ein Pufferspeicher ist als Schichtspeicher 2 ausgebildet und weist drei vertikal angeordnete Wasseranschlüsse auf, d. h. einen (oberen) Heißwasseranschluss 8, einen (mittleren) Warmwasseranschluss 6 und einen (unteren) Kaltwasseranschluss 4. Der Schichtspeicher 2 ist beispielsweise ein Behälter mit einem Volumen von mindestens 4000 Liter, 7000 Liter oder 10000 Liter. Eine Leitungsbuseinrichtung weist eine Heißwasserleitung 18, eine Warmwasserleitung 16 und eine Kaltwasserleitung 14 auf, wobei jeweils eine Leitung mit dem entsprechenden Anschluss des Schichtspeichers 2 verbunden ist. Zur Steuerung und Kontrolle der Anlage ist eine Vielzahl von Temperaturmessfehlern F1..F18 vorgesehen, die mit einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) der Anlage verbunden sind.
Eine Solaranlage 10 ist über einen Wärmetauscher 12 und eine Einspeiseventilanordnung 24a, 24b mit der Leitungsbuseinrichtung verbunden. Die Einspeiseventilanordnung 24a, 24b ist mit allen Leitungen 14, 16, 18 der Leitungsbuseinrichtung verbunden und weist zwei Ventilanordnungen auf, die als gesteuerte Mischer ausgebildet sind. D. h. das Wärmeträgermedium (Solarflüssigkeit) der Solaranlage 10 ist vom Speichermedium der restlichen Heizungsanlage getrennt. Diese bilden zwei Kreisläufe, deren Medien getrennt voneinander mittels Pumpen 30, 32 gefördert werden. Zum einen der Kreislauf (Primärkreis) der Solaranlage 10 und zum anderen ein Kreislauf (Sekundärkreis) zwischen der Ausgangsseite des Wärmetauschers 12 und der Einspeiseventilanordnung 24a, 24b. Weiterhin ist im Sekundärkreis nach dem Einspeiseventil 24a ein Regulierventil vorgesehen, dass mittels der Steuereinrichtung so einstellbar ist, dass die Temperatur im Vorlauf zum Wärmetauscher 12 nicht zu hoch ist. Es wirkt somit als Bypass-Ventil, das das Regelungsverhalten der Steuerung glättet bzw. dämpft.
Jeweils eine Entnahmeventilanordnung 26a, 26b ist mit allen Leitungen der Leitungsbuseinrichtung verbunden, um Warm- bzw. Heißwasser für einen Fußbodenheizkreis 20 und/oder einen Heizkörperheizkreis 22 aus der Heißwasserleitung 18 und/oder der Warmwasserleitung 16 zu entnehmen.
Eine nicht-schaltbare Wärmequelle 40, z. B. ein mit Feststoff wie Holz betriebener Brenner oder Ofen, und eine ein- und ausschaltbare Wärmequelle 50, z. B. ein Gas- oder Ölbrenner, ist jeweils mit der Heißwasserleitung 18 und der Kaltwasserleitung 14 der Leitungsbuseinrichtung über eine Mischventilanordnung 44, 54 verbunden.
Ein Warmwasserspeicher 60 zur Erwärmung von Brauchwasser bzw. Trinkwasser ist ebenfalls mit der Heißwasserleitung 18 und der Kaltwasserleitung über eine Ventilanordnung 64 verbunden. Der Warmwasserspeicher 60 ist beispielsweise ein Behälter mit einem Volumen von etwa 300 Liter.
Im Folgenden werden beispielhaft verschiedene Betriebsarten der Heizungsanlage beschrieben, die durch die Steuereinrichtung der Anlage gesteuert werden.
Mittels eines Temperaturfühlers F1 wird die Temperatur am Sonnenkollektor bestimmt. Sobald diese Temperatur einen Grenzwert übersteigt, insbesondere höher ist als die mit dem Fühler F7 bestimmte Temperatur der Kaltwasserzone im Pufferspeicher 2, wird die Pumpe 30 auf der Eingangsseite des Wärmetauschers 12 also im Primärkreis aktiviert, so dass das Wasser oder Speichermedium im Primärkreis zirkuliert. Nach einem vorbestimmten Zeitraum wird die Pumpe 32 auf der Ausgangsseite des Wärmetauschers 12 also im Sekundärkreis aktiviert. Dabei wird die Pumpe 30 angeschaltet, wenn die Temperatur (Fühler F1) am Sonnenkollektor 10 einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Die Pumpe 32 wird angeschaltet, wenn die Temperatur im Primärkreis einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Im folgenden wird der Betrieb der Anlage beschrieben, wenn die Heizkreise 20, 22 kein Warmwasser benötigen bzw. keine Wärmeabnahme erfolgt, d. h. das erzeugte Warmwasser wird im Schichtspeicher 2 gespeichert.
Wenn die mit dem Temperaturfühler F2 in der Vorlaufleitung zu den Leitungen der Leitungsbuseinrichtung erfasste Temperatur des Sekundärkreises gleich oder größer als die Ist-Temperatur der Warmwasserzone am Anschluss 6 ist (und kleiner als die Ist-Temperatur der Heißwasserzone), wird mittels der Ventilanordnung 24a die Temperatur im Sekundärkreis bzw. am Fühler F2 auf die Ist-Temperatur in der Warmwasserzone geregelt. Beispielsweise wird mittels der Ventilanordnung 24a Kaltwasser aus der Kaltwasserleitung 14 zugegeben, um die Temperatur im Sekundärkreis bzw. am Fühler F2 auf die Ist-Temperatur der Warmwasserzone abzusenken. Anschließend wird mittels der Ventilanordnung 24b das erzeugte Warmwasser in die Warmwasserleitung 16 eingespeist. Entsprechend wird erzeugtes Warmwasser, das eine Temperatur größer gleich der Ist-Temperatur der Heißwasserzone bzw. der Ist-Temperatur in der Ebene des Heißwasseranschlusses 8 aufweist, mittels der Ventilanordnung 24a auf die Ist-Temperatur der Heißwasserzone geregelt und anschließend mittels der Ventilanordnung 24b in die Heißwasserleitung 18 eingespeist.
Da die Temperatur des erzeugten Wassers an die Temperatur der Temperaturzone bzw. -schicht des Schichtspeichers 2, in die das Wasser eingespeist wird, angepasst wird, werden durch das Einspeisen des erzeugten Wassers die Temperaturschichten des Schichtspeichers nicht oder kaum gestört. D. h. die Gefahr eines Energieverlusts durch eine Störung der Temperaturschichten ist minimiert bzw. nicht vorhanden.
Im Folgenden werden die verschiedenen möglichen Betriebsarten der Anlage beschrieben, wenn der Fußbodenheizkreis 20 Warmwasser benötigt.
Wenn die Solaranlage 10 noch nicht ausreichend Wärmeenergie liefert, wird das im Schichtspeicher 2 gespeicherte Warmwasser zur Versorgung des Fußbodenheizkreises 20 verwendet. Dabei werden aus den Leitungen der Leitungsbuseinrichtung und damit aus dem Schichtspeicher 2 Warm- und/oder Heißwasser mittels der gesteuerten Entnahmeventilanordnung 26b und der Pumpe 36 entnommen. Mittels der gesteuerten Entnahmeventilanordnung 26b wird die Temperatur des entnommenen Wassers so eingestellt bzw. gemischt, dass das in den Fußbodenheizkreis 20 eingespeiste Wasser eine für den Heizkreis 20 vorbestimmte Soll-Temperatur aufweist, die durch einen Temperaturfühler F11 in der Heizkreiszulaufleitung kontrolliert wird.
Wenn die Solaranlage 10 Warmwasser liefert bzw. erzeugt, wird Warmwasser oder Heißwasser wie oben beschrieben in die Leitungsbuseinrichtung eingespeist. Wenn gleichzeitig der Fußbodenheizkreis 20 Wärmebedarf hat bzw. Warmwasser benötigt, wird das von der Solaranlage 10 erzeugte Warmwasser ohne Umweg über den Schichtspeicher 2 direkt in den Heizkreis 20 eingespeist bzw. durch die Entnahmeventilanordnung 26b aus der Leitungsbuseinrichtung entnommen. Dabei wird die Temperatur des Wassers für den Fußbodenheizkreis 20 wie oben beschrieben mittels der Entnahmeventilanordnung auf die vorbestimmte Soll-Temperatur des Fußbodenheizkreises 20 eingestellt.
D. h. das erzeugte Warmwasser der Solaranlage 10 wird nicht zwischengespeichert sondern direkt aus der Leitungsbuseinrichtung entnommen bzw. direkt zu den Wärmeverbrauchern durchgeleitet. Energieverluste, die beim (Zwischen)speichern unweigerlich auftreten, z. B. durch Wärmeverluste in Leitungen, werden so verhindert.
Beim Heizkörperheizkreis 22 wird – wie oben in Bezug auf den Fußbodenheizkreis 20 beschrieben – das aus der Leitungsbuseinrichtung mittels einer Pumpe 34 entnommene Wasser mittels einer geregelten Entnahmeventilanordnung 26a auf eine Soll-Temperatur des Heizkörperheizkreises 22 gebracht. Die Soll-Temperatur des Heizkörperheizkreises 22 wird über einen Temperaturfühler F8 in der Heizkreiszulaufleitung kontrolliert. Da der Fußbodenheizkreis 20 im Vergleich zum Heizkreis 22 eine geringere Vorlauftemperatur benötigt und der Durchfluss geringer ist, ist die Rücklauftemperatur so gering, dass das rückfließende Wasser unmittelbar in die Kaltwasserleitung 14 eingespeist wird. Beim Heizkreis 22 kann die Rücklauftemperatur bei geöffneten Heizkörpern höher liegen, so dass das rücklaufende Wasser in Abhängigkeit von dessen Temperatur (vgl. Meßfühler F9) gesteuert über den Rücklaufmischer 38 in die Kaltwasserleitung 14 oder in die Warmwasserleitung 16 zugeführt. wird. Insbesondere kann gleichzeitig für beide Heizkreise 20, 22 Warmwasser aus der Leitungsbuseinrichtung entnommen werden wie oben beschrieben.
Die ein- und ausschaltbare Wärmequelle 50 wird in den Zeiten zur Erzeugung von Heiß- bzw. Warmwasser verwendet, in denen die Solaranlage 10 keine Energie liefert, z. B. Nachts, oder zu wenig Energie liefert, z. B. bei schlechter Wetterlage und/oder bei hohem Warmwasserbedarf. Das von der schaltbaren Wärmequelle 50 erzeugte Warmwasser wird mittels einer Pumpe 52 in die Heißwasserleitung 18 der Leitungsbuseinrichtung eingespeist.
Wenn das erzeugte Warmwasser für die oder einen der Heizkreise 20, 22 benötigt wird, wird das von der Wärmequelle 50 erzeugte Warmwasser mittels einer von der Steuereinrichtung gesteuerten Mischventilanordnung 54 auf eine von den Heizkreisen 20, 22 benötigte Temperatur geregelt bzw. gemischt. Die Temperatur des erzeugten Warmwassers wird dabei mittels eines Fühlers F17 in der Vorlaufleitung der Wärmequelle 50 erfasst bzw. kontrolliert. Wenn das erzeugte Warmwasser die benötigte Temperatur erreicht hat, wird es in die Heißwasserleitung 18 eingespeist und von einer der (oder beiden) Entnahmeventilanordnungen 26a, 26b aus der Heißwasserleitung 18 entnommen. Wenn beide Heizkreise 20, 22 Warmwasser benötigen, wird Warmwasser erzeugt, das die höhere der benötigten Temperaturen aufweist. D. h. wenn beide Heizkreise 20, 22 gleichzeitig mit Warmwasser versorgt werden (d. h. das erzeugte Warmwasser für einen Heizkreis zu warm ist), wird wie oben beschrieben das erzeugte Warmwasser mittels einer der Entnahmeventilanordnungen 26a, 26b auf die benötigte Temperatur geregelt bzw. abgekühlt.
Wenn mit dem erzeugten Warmwasser der schaltbaren Wärmequelle 50 der Schichtspeicher 2 geladen werden soll, wird die Temperatur des erzeugten Wassers mittels der gesteuerten Ventilanordnung 52 auf die Soll-Temperatur der Heißwasserzone geregelt bzw. gemischt und dann in die Heißwasserleitung 18 eingespeist.
Das von der nicht-schaltbaren Wärmequelle 40, wie z. B. einem Holzofen, erzeugte Warmwasser kann wie oben in Bezug auf die schaltbare Wärmequelle 50 beschrieben mittels einer Pumpe 42 in die Heißwasserleitung 18 der Leitungsbuseinrichtung eingespeist werden. Dabei kann die Temperatur des zur nicht-schaltbaren Wärmequelle 40 zurückgeführten Wassers (z. B. wie oben in Bezug auf die schaltbare Wärmequelle 50 beschrieben) mittels einer gesteuerten Mischventilanordnung 44 und einem Temperaturfühler F15 in der Rücklaufleitung zur Wärmequelle 40 geregelt werden.
Der Warmwasserspeicher 60 ist an die Heißwasserleitung 18 und an die Kaltwasserleitung 14 der Leitungseinrichtung angeschlossen und kann über eine Mischeinrichtung 64 und eine Pumpe 62 mit erzeugtem Wasser direkt von der Solaranlage 10, mit erzeugtem Wasser von einer der oder beiden Wärmequellen 40, 50 und/oder mit Wasser aus dem Schichtspeicher 2 versorgt bzw. geladen werden. Über einen Wärmetauscher (nicht dargestellt) im Warmwasserspeicher 60 wird Brauchwasser erwärmt. Mittels des Regulierventils 66 wird die Durchlussmenge in Richtung Warmwasserspeicher 60 mittels der Steuereinrichtung so reguliert, dass Regelschwankungen beim Betrieb der Mischeinrichtung 64 gedämpft bzw. unterdrückt werden.
2 zeigt eine Heizungsanlage gemäß einer zweiten Ausgestaltung. Elemente die den oben beschriebenen entsprechen und dieselbe Funktion haben weisen die gleichen Bezugszeichen auf.
Im Unterschied zur oben beschriebenen ersten Ausgestaltung hat die Leitungsbuseinrichtung der Heizungsanlage gemäß der zweiten Ausgestaltung eine zusätzliche Warmwasserleitung 16', die über einen weiteren Warmwasseranschluss 6' mit einer Warmwasserzone eines Schichtspeichers 2' verbunden ist. Eine Einspeiseventilanordnung 24a, 24b' ist mit allen Leitungen der Leitungsbusanordnung verbunden, wobei die Ventilanordnung 24b' einen zusätzlichen Ausgang bzw. ein zusätzliches Ventil für die Warmwasserleitung 16' aufweist. Die Entnahmeventilanordnungen 26a' und 26b' für den Fußbodenheizkreis 22 bzw. den Heizkörperheizkreis 20 weisen ebenfalls einen zusätzlichen Eingang bzw. ein zusätzliches Ventil für die Warmwasserleitung 16' auf. Die Funktionsweise bzw. die Betriebsarten der Heizungsanlage, insbesondere der gesteuerten Einspeiseventilanordnung 24a, 24b' und Entnahmeventilanordnungen 26a', 26b', entsprechen der oben in Bezug auf die Heizungsanlage gemäß der ersten Ausgestaltung beschriebenen Funktionsweise.
Die 3a bis 3d zeigen eine Rück-, Seiten-, Vorder- und perspektivische Ansicht eines Verteilersystems, das aufgrund seiner im Wesentlichen nebeneinander verlaufender, vorzugsweise parallel verlaufender, Verteilerrohre hierin als Bussystem 70 bezeichnet wird. Das Bussystem ist eine exemplarische Konkretisierung des in 1 schaltungstechnisch dargestellten Bussystems. Daher sind in den 3a bis 3d die Verteilerrohre ebenfalls mit den gleichen Bezugszeichen 14 für die Kaltwasserleitung, 16 für die Warmwasserleitung und 18 für die Heißwasserleitung versehen. Die Leitungen 14, 16, 18 werden in vertikaler Ausrichtung an dem Schichtspeicher 2 montiert, wobei der obere Anschluss 8b (vgl. die Rückseitenansicht in 3a) die Verbindung zum Heißwasseranschluss 8, der mittlere Anschluss 6b die Verbindung zum Warmwasseranschluss 6 und der untere Anschluss 4b die Verbindung zum Kaltwasseranschluss 4 des Schichtspeichers 2 herstellt.
Das Bussystem 70 ist entsprechend übertragbar auf den 4-Zonen Schichtspeicher 2' von 2, wenn anstelle der 3 parallelen Leitung 12, 14, 16 die vier parallelen Leitungen 12, 14, 16 und 16' der 2 vorgesehen sind mit einem zusätzlichen Anschluss an der Leitung 16', der die Verbindung zum Warmwasseranschluss 6' des Schichtspeichers 2' herstellt.
Von der Vorderseite her gesehen (3c) sind zur rechten Seite des Bussystems 70 wegführend Anschlussgruppen A20, A22, A40 und A50 vorgesehen, wobei

– A20 die drei Verbindungsstellen zwischen den Leitungen 14, 16, 18 und dem Fußbodenheizkreis 20,
– A22 die drei Verbindungsstellen zwischen den Leitungen 14, 16, 18 und Bern Heizkörperheizkreis 22,
– A40 die zwei Verbindungsstellen zwischen den Leitungen 14, 18 und der nicht schaltbaren Wärmequelle 40,
– A50 die zwei Verbindungsstellen zwischen den Leitungen 14, 18 und der schaltbaren Wärmequelle 50, und
– A60 die zwei Verbindungsstellen zwischen den Leitungen 14, 18 und dem Warmwasserspeicher 60 herstellt.

Zur Vereinfachung der Darstellung sind in den 3a bis 3d bei den Anschlussgruppen A20–A60 größtenteils die Mischer, Drosselventile und Absperrventile (vgl. 1 und 2) nicht mit eingezeichnet, die Leitungen 14, 16 und 18 sind in den Anschlussgruppen also nicht direkt miteinander verbunden und ein direkter Fluidaustausch zwischen den Wärmezonen findet nicht statt.
Die drei Leitungen 14, 16, 18 verlaufen parallel zueinander vertikal und in einer Ebene. Beispielhaft ist bei der Anschlussgruppe A20 dargestellt, dass deren Kaltwasserverbindung 72 durch die Leitungen 18 und 16 hindurchgeführt ist und dann in die Kaltwasserleitung 14 mündet. Die Warmwasserverbindung 74 ist durch die Leitung 18 hindurchgeführt und mündet in der Warmwasserleitung 16. Die Heißwasserverbindung 76 mündet unmittelbar in die Heißwasserleitung 18. Durch das Hindurchführen der Verbindungsleitungen durch die Leitung 18 (und ggf. 16) ergibt sich ein sehr raumsparender, flacher Aufbau und es sind keine externen Leitungsüberkreuzungen erforderlich.
Zur Platzersparnis und zur Vereinfachung der Verrohrung ist bei der Anschlussgruppe A22 der Rücklaufmischer 38 oberhalb des Bussystems 70 angeordnet und die Rücklaufverbindungen vom Rücklaufmischer gehen von oben in die Leitungen 14 und 16. An der Anschlussgruppe ist beispielhaft die Anordnung des Regulierventils 66 und des in 1 ahne Bezugszeichen dargestellten Absperrhahns dargestellt.
An der Vorderseite des Bussystems 70 ist eine Übergabestation 80 angeordnet, die fluidtechnisch und mechanisch am Bussystem 70 über die Verbindungen 82, 84 bzw. 86 mit der Kaltwasserleitung 14, der Warmwasserleitung 16 bzw. der Heißwasserleitung 18 verbunden bzw. gelagert ist. Die Übergabestation 80 umfasst den Wärmetauscher 12, die Pumpen 30 und 32, die Einspeiseventilanordnung 24a, 24b, das Regulierventil 33 sowie weitere Komponenten der Schnittstelle zwischen Primär- und Sekundärkreis für die Solaranlage 10. Vor- und Rücklauf zur Solaranlage 10 sind nicht dargestellt.
Neben kompakter Bauweise, insbesondere auch bei Anbau der Übergabestation 80, bietet das Bussystem eine hohe Modularität und Flexibilität, indem die beispielhaft dargestellte Konfiguration mit den Anschlussgruppen A20 bis A50 die Einspeisung von Warmwasser verschiedensten Arten von Wärmequellen in den Speicher 2, 2' und die Entnahme von Warmwasser durch die verschiedensten Arten von Verbrauchern gerüstet ist. Damit repräsentiert das Bussystem eine vielseitig verwendbare Modulkomponente.
Bezugszeichenliste

2, 2': Schichtspeicher
4, 4b: Kaltwasseranschluss
6, 6, 6b: Warmwasseranschluss
8, 8b: Heißwasseranschluss
10: Solaranlage
12: Wärmetauscher
14: Kaltwasserleitung
16, 16': Warmwasserleitung
18: Heißwasserleitung
20: Fußbodenheizkreis
22: Heizkörperheizkreis
24a/b/b': Einspeiseventilanordnung
26a/b: Entnahmeventilanordnung
30: Primärkreis-Pumpe
32: Sekundärkreis-Pumpe
33: Regulierventil
34: Heizkörperheizkreis-Pumpe
36: Fußbodenheizkreis-Pumpe
38: Rücklaufmischer
40: nicht-schaltbare Wärmequelle
42: Wärmequellen-Pumpe
44: Mischventilanordnung
50: schaltbare Wärmequelle
52: Wärmequellen-Pumpe
54: Mischventilanordnung
60: Warmwasserspeicher
62: Warmwasserspeicher-Pumpe
64: Mischventilanordnung
66: Regulierventil
70: Bussystem/Rohrverteiler
72: Kaltwasserverbindung
74: Warmwasserverbindung
76: Heißwasserverbindung
80: Übergabestation
82: Kaltwasserverbindung
84: Warmwasserverbindung
86: Heißwasserverbindung
A10: Anschlussgruppe Solaranlage 10
A20: Anschlussgruppe Fußbodenheizung 20
A22: Anschlussgruppe Heizkörperkreis 22
A40: Anschlussgruppe Wärmequelle 40
A50: Anschlussgruppe Wärmequelle 50
F11..F18: Temperaturfühler

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4029355 C2 [0002]

Claims

Warmwasser Erzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung zur Speicherung und Abgabe von Warmwasser mit variabler oder wählbarer Temperatur, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') zur Speicherung von Wasser in Zonen unterschiedlicher Temperatur, insbesondere Schichtspeicher, mit – einer Kaltwasserzone mit einem Kaltwasseranschluss (4), – einer Heißwasserzone mit einem Heißwasseranschluss (8), und – zumindest einer Warmwasserzone mit einem Warmwasseranschluss (6, 6'); eine Warmwassererzeugungseinrichtung (10) zur Erzeugung von Wasser mit variabler Temperatur und/oder variabler Wassermenge, insbesondere thermische Solaranlage; eine Warmwasserverbrauchseinrichtung (20, 22); eine Leitungsbuseinrichtung mit zumindest drei Wasserleitungen, wobei – eine Kaltwasserleitung (14) mit dem Kaltwasseranschluss (4) verbunden ist, – eine Heißwasserleitung (18) mit dem Heißwasseranschluss (8) verbunden ist, und – zumindest eine Warmwasserleitung (16, 16') mit dem oder einem der Warmwasseranschlüsse (6, 6') verbunden ist; eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung, insbesondere zur Steuerung des Mischbetriebs bei der Einspeisung von Warmwasser durch die Warmwassererzeugungseinrichtung (10) und/oder zur Steuerung des Mischbetriebs bei der Entnahme von Warmwasser durch die Wärmeverbrauchseinrichtung (20, 22); eine Einspeisemischeinrichtung (24a, 24b, 24b'), die mit allen Leitungen der Leitungsbuseinrichtung verbunden ist und das von der Warmwassererzeugungseinrichtung (10) erzeugte Warmwasser unter der Ansteuerung der Steuereinrichtung in die Heißwasserleitung (18) und/oder die zumindest eine Warmwasserleitung (16, 16') einspeist; und eine Entnahmemischeinrichtung (26a, 26b), die mit allen Leitungen der Leitungsbuseinrichtung verbunden ist und das für die Warmwasserverbrauchseinrichtung (20, 22) benötigte Warmwasser unter der Ansteuerung der Steuereinrichtung aus der Heißwasserleitung (18) und/oder der zumindest einen Warmwasserleitung (16, 16') entnimmt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung die Einspeisemischeinrichtung (24a, 24b, 24b') und die Entnahmernischeinrichtung (26a, 26b) derart ansteuert, dass die der Warmwasserspeichereinrichtung (2, 2') entnommene und zugeführte Wassermenge minimal oder nahezu minimal ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung mittels zumindest eines Temperatursensors (F4...F7) erfasst, welche Temperaturschichtung in der Warmwasserspeichereinrichtung (2, 2') vorhanden ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Warmwassererzeugungseinrichtung (10) über einen Wärmetauscher (12) mit der Einspeisemischeinrichtung (24a, 24b, 24b') verbunden ist.
Verfahren zum Betreiben einer Warmwasser Erzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung, insbesondere einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') zur Speicherung von Wasser in Zonen unterschiedlicher Temperatur, insbesondere Schichtspeicher, mit – einer Kaltwasserzone mit einem Kaltwasseranschluss (4), – einer Heißwasserzone mit einem Heißwasseranschluss (8), und – zumindest einer Warmwasserzone mit einem Warmwasseranschluss (6, 6'); eine Warmwassererzeugungseinrichtung (10) zur Erzeugung von Wasser mit variabler Temperatur und/oder variabler Wassermenge, insbesondere thermische Solaranlage; eine Warmwasserverbrauchseinrichtung (20, 22); eine Leitungsbuseinrichtung mit zumindest drei Wasserleitungen, wobei – eine Kaltwasserleitung (14) mit dem Kaltwasseranschluss (4) verbunden ist, – eine Heißwasserleitung (18) mit dem Heißwasseranschluss (8) verbunden ist, und – zumindest eine Warmwasserleitung (16, 16') mit dem oder einem der Warmwasseranschlüsse (6, 6') verbunden ist; eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung; eine Einspeisemischeinrichtung (24a, 24b, 24b'), die mit allen Leitungen der Leitungsbuseinrichtung verbunden ist; und eine Entnahmemischeinrichtung (26a, 26b), die mit allen Leitungen der Leitungsbuseinrichtung verbunden ist; wobei das Verfahren aufweist: Erzeugen von Warmwasser mittels der Warmwassererzeugungseinrichtung (10), Einspeisen des erzeugten Warmwassers in die Heißwasserleitung (18) und/oder die zumindest eine Warmwasserleitung (16, 16') mittels der Einspeisemischeinrichtung (24a, 24b, 24b'), und Entnehmen des für die Warmwasserverbrauchseinrichtung (20, 22) benötigten Warmwassers aus der Heißwasserleitung (18) und/oder der zumindest einen Warmwasserleitung (16, 16') mittels der Entnahmemischeinrichtung (26a, 26b).
Verfahren gemäß Anspruch 5, mit dem Schritt des Anpassens der Temperatur des erzeugten Warmwassers mittels der Einspeisemischeinrichtung an die (Ist-)Temperatur der Heißwasserzone oder der zumindest einen Warmwasserzone vor dem Schritt des Einspeisens, insbesondere wenn kein Warmwasserbedarf der Warmwasserverbrauchseinrichtung (20, 22) besteht, oder an eine Betriebstemperatur der Warmwasserverbrauchseinrichtung (20, 22) vor dem Schritt des Einspeisens.
Leitungsbuseinrichtung (70), insbesondere für eine Warmwasser Erzeugungs-, Speicher- und Abgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leitungsbuseinrichtung aufweist: eine Kaltwasserverteilungsleitung (14), die mit einem Kaltwasseranschluss (4) einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') verbindbar ist, eine Heißwasserverteilungsleitung, die mit einem Heißwasseranschluss (8) einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') verbindbar ist, und zumindest eine Warmwasserverteilungsleitung (14), von denen jede jeweils mit einem Warmwasseranschluss (16, 16') einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') verbindbar ist, und zumindest zwei, drei, vier oder mehr Anschlussgruppen (A20–A50) zum Anschluss jeweils einer Warmwassererzeugungseinrichtung (10, 40, 50) oder einer Wärmeverbrauchseinrichtung (20, 22, 60), wobei zumindest eine, zwei oder mehr der Anschlussgruppen für jede der Verteilungsleitungen (14, 16, 18) jeweils einen Anschluss (4b, 6b, 8b) aufweist.
Leitungsbuseinrichtung nach Anspruch 7, wobei bei installierter Leitungsbuseinrichtung (70) alle Verteilungsleitungen (14, 16, 18) vertikal oder ungefähr vertikal verlaufen und/oder wobei alle Verteilungsleitungen in einer Ebene liegen.
Leitungsbuseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei alle oder die überwiegende Anzahl der Anschlüsse (82, 84, 86) der Anschlussgruppen (A20–A50) in der Ebene der Verteilungsleitungen (14, 16, 18) liegen und/oder wobei bei zumindest einer, zwei oder mehr der Anschlussgruppen (A20–A50) die Verbindungsleitung zwischen einem oder zwei der Anschlüsse (82, 84, 86) dieser Anschlussgruppe durch einen oder zwei der Verteilungsleitungen (14, 16, 18) hindurch zu einer anderen der Verteilungsleitungen hindurchgeführt ist.
Leitungsbuseinrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei jede der Verteilerleitungen (14, 16, 18) je einen Anschluss zum Verbinden mit einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') aufweist und alle Verteilerleitungsanschlüsse (4b, 6b, 8b) in eine Richtung ausgerichtet sind, insbesondere bei einer Anordnung aller Verteilungsleitungen in einer Ebene senkrecht zu dieser Ebene ausgerichtet sind.
Leitungsbuseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei eine Anschlussgruppe (A10) vorgesehen ist, bei der die Anschlüsse (82, 84, 86) auf der zu den Verteilerleitungsanschlüssen (4b, 6b, 8b) zur Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') gegenüberliegenden Seite angeordnet sind und/oder die Anschlüsse (82, 84, 86) bei einer Anordnung aller Verteilungsleitungen (14, 16, 18) in einer Ebene senkrecht zu dieser Ebene ausgerichtet sind, wobei insbesondere eine Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') mit dieser Anschlussgruppe (A20–A50) verbunden ist, insbesondere über die Anschlüsse mechanisch an der Leitungsbuseinrichtung (70) gelagert ist.
Anordnung aus einer Mehrzonen-Wasserspeichereinrichtung (2, 2') und einer Leitungsbuseinrichtung (70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11.