DE102011118624A1 - Method for controlling heat energy supply system for under-floor and swimming pool in house, involves adjusting inlet temperature of heat pump according to supply of load to swimming pool separation storage unit - Google Patents

Method for controlling heat energy supply system for under-floor and swimming pool in house, involves adjusting inlet temperature of heat pump according to supply of load to swimming pool separation storage unit Download PDF

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Abstract

The method involves attaching a living room heating unit at a dwelling separation storage unit (3). A natatorium heating unit and a natatorium dehumidifier (15) are attached at a swimming pool separation storage unit (4). The load is supplied in order to an industrial water storage unit (2) with high priority, the dwelling separation storage unit, the swimming pool separation storage unit and a pelvis heat exchanger (5) with least priority. The inlet temperature of a heat pump (1) is adjusted according to the supply of load. An independent claim is included for a heat energy supply system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Versorgungssystems zur Wärmeversorgung einer Einheit aus Wohnhaus und Schwimmhalle mit einer Wärmepumpe und mehreren daran angeschlossenen Verbrauchern, die einzeln oder in Gruppen von der Wärmepumpe mit Wärmenergie versorgt werden, wobei es sich bei den Verbrauchern um einen Brauchwasserspeicher, einen Wohnraumtrennspeicher, an dem eine Wohnraumheizung angeschlossen ist, einen Schwimmbadtrennspeicher, an dem eine Schwimmhallenheizung und ein Schwimmhallenentfeuchter angeschlossen sind, sowie einen Beckenwärmetauscher handelt. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein dazu geeignetes Versorgungssystem.The invention relates to a method for controlling a supply system for supplying heat to a unit of dwelling house and swimming pool with a heat pump and several consumers connected to it, which are supplied individually or in groups by the heat pump with heat energy, wherein the consumers to a hot water tank , a Wohnraumtrennspeicher to which a living space heater is connected, a pool separator, where a swimming pool heater and a Schwimmhallenentfeuchter are connected, and a pool heat exchanger is. In addition, the invention relates to a suitable supply system.

Generell besteht bei derartigen Anlagen das Problem, dass die Vorlauftemperatur zur Wärmeversorgung des Wohnhauses nur max. etwa 35°C zu betragen braucht, während die Vorlauftemperatur der Schwimmhalle, die in der Regel nur aus einer Luftheizung besteht, 60–70°C betragen sollte. Bei der Verwendung eines gemeinsamen Versorgungssystems, dessen Vorlauftemperatur auf die Wärmeversorgung der Schwimmhalle eingerichtet ist, ergibt sich eine schlechte Leistungsziffer der Wärmepumpe.Generally, such systems have the problem that the flow temperature for heat supply of the house only max. 35 ° C, while the flow temperature of the swimming pool, which as a rule consists of only one air heater, should be 60-70 ° C. When using a common supply system, the flow temperature is set to the heat supply of the swimming pool, resulting in a poor performance figure of the heat pump.

Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, die Wärmeversorgung einer Einheit aus Wohnhaus und Schwimmhalle zu verbessern und zu vereinfachen. Insbesondere soll das Versorgungssystem derart gesteuert werden, dass bei einem möglichst geringen Primärenergieeinsatz optimale Ergebnisse hinsichtlich der Wärmeversorgung sowohl des Wohnhauses als auch der dazugehörigen Schwimmhalle erzielt werden.The invention is based on the task of improving and simplifying the heat supply of a unit from residential building and swimming pool. In particular, the supply system should be controlled in such a way that, with the lowest possible use of primary energy, optimum results are achieved with regard to the heat supply of both the residential building and the associated swimming pool.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die Versorgung der Verbraucher in der folgenden Prioritätsreihenfolge stattfindet: Brauchwasserspeicher mit der höchsten Priorität, Wohnraumtrennspeicher, Schwimmbadtrennspeicher und schließlich Beckenwärmetauscher mit der geringsten Priorität, und dass die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe an den jeweils zu versorgenden Verbraucher angepasst wird.To achieve the object, the invention provides that the supply of consumers in the following priority order takes place: hot water tank with the highest priority, Wohnraumtrennspeicher, pool separator and finally tank heat exchanger with the lowest priority, and that the flow temperature of the heat pump adapted to each consumer to be supplied becomes.

Die Vorlauftemperatur für den Brauchwasserspeicher ist am größten, während die Vorlauftemperaturen der anderen Verbraucher geringer sind. Beim Durchlaufen der Prioritätsreihenfolge wird daher die aktuelle Vorlauftemperatur auf den jeweils angeschlossenen Verbraucher minimiert.The flow temperature for the hot water tank is the largest, while the flow temperatures of other consumers are lower. When passing through the order of priority, therefore, the current flow temperature is minimized to the respective consumer connected.

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Verbraucher mit der für sie jeweils optimalen Vorlauftemperatur betrieben werden und dass trotz Wärmeanforderungen der Schwimmhallenheizung dem Verbraucher im Wohnhaus stets genügend Brauchwasser in ausreichender Temperatur zur Verfügung steht.In this way, it is ensured that the consumers are operated with the optimal flow temperature for each of them and that, despite the heat requirements of the swimming pool heater, the consumer in the dwelling always has enough hot water available in sufficient temperature.

Bei der Schwimmhallenheizung handelt es sich vorzugsweise um eine Niedertemperaturheizung, also z. B. eine Fußboden- oder Wandheizung, und bei dem Schwimmhallenentfeuchter um eine Lüftungsanlage zur Erwärmung der Schwimmbadhallenluft, die ein Pumpenwarmwasserregister aufweist. Die Schwimmhallen wird somit sowohl über die Niedertemperaturheizung als auch über den Schwimmhallenentfeuchter beheizt.The swimming pool heating is preferably a low-temperature heating, so z. As a floor or wall heating, and the swimming pool dehumidifier to a ventilation system for heating the pool indoor air, which has a pump water heater. The swimming pools are thus heated both by the low-temperature heating and the swimming pool dehumidifier.

Um hier eine optimale Verteilung zu erhalten, wird der Raumtemperatursollwert der Niedertemperaturheizung über den Raumtemperatursollwert der Lüftungsanlage eingestellt. Dies hat zur Folge, dass eine Abregelung der Übertemperatur nur in den Sommermonaten erfolgt, wo es zu einer Aufheizung der Schwimmbadhallenluft durch die Sonneneinstrahlung kommt.In order to obtain an optimum distribution here, the room temperature setpoint of the low-temperature heating is set above the room temperature setpoint of the ventilation system. This has the consequence that a reduction of the overtemperature takes place only in the summer months, where there is a heating of the pool indoor air by the sunlight.

Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung des Verbrauchs von Primärenergie ergibt sich durch eine bedarfsabhängige Einstellung der Vorlauftemperatur des Schwimmbadtrennspeichers.Another way of influencing the consumption of primary energy results from a demand-dependent adjustment of the flow temperature of the pool separator.

Um die beschriebene Steuerung zu realisieren, wird ein Versorgungssystem mit einem Steuerungsgerät versehen, das die entsprechende Funktion – wie oben beschrieben – integriert.In order to realize the described control, a supply system is provided with a control device which integrates the corresponding function as described above.

Als erforderlich hat es sich erwiesen, die Niedertemperaturheizung des Schwimmbades mit einer Vorlaufbegrenzungsregelung auszustatten, die vorzugsweise durch ein mechanisches und/oder elektrisches Regelventil realisiert ist.As required, it has been proven to equip the low-temperature heating of the swimming pool with a flow limitation control, which is preferably realized by a mechanical and / or electrical control valve.

Zusätzlich kann eine Primärpumpe zwischen dem Schwimmbadtrennspeicher und dem Schwimmhallenentfeuchter eingesetzt werden. Dies hat den Vorteil, dass auch bei Entfernungen zwischen dem Schwimmbadtrennspeicher und dem Schwimmhallenentfeuchter von mehr als 15 m stets warmes Wasser bis zum Schwimmhallenentfeuchter zirkulieren kann.In addition, a primary pump can be used between the pool separator and the swimming pool dehumidifier. This has the advantage that even at distances between the pool separator and the swimming pool dehumidifier of more than 15 m always warm water can circulate to the swimming pool dehumidifier.

Im Folgenden wird anhand eines hydraulischen Schaltplanes die Erfindung näher erläutert:
Das Versorgungssystem besteht aus einer Wärmepumpe 1, die über parallel geschaltete Vorlaufleitungen ein erwärmtes Wärmeträgerfluid einem Brauchwasserspeicher 2, einem Wohnraumtrennspeicher 3, einem Schwimmbadtrennspeicher 4 und einem Beckenwärmetauscher 5 zuführt.The invention is explained in more detail below with reference to a hydraulic circuit diagram:
The supply system consists of a heat pump 1 , Which via parallel flow lines a heated heat transfer fluid to a hot water tank 2 , a living room divider 3 , a swimming pool separator 4 and a tank heat exchanger 5 supplies.

In der Vorlaufleitung zum Brauchwasserspeicher 2 befindet sich eine erste Umwälzpumpe 6. Ebenso befindet sich eine zweite Umwälzpumpe 7 in der Vorlaufleitung zum Wohnraumtrennspeicher und eine dritte Umwälzpumpe 8 in der gemeinsamen Vorlaufleitung zum Schwimmbadtrennspeicher 4 und zum Beckenwärmetauscher 5. Die Umwälzpumpen sind jeweils mit vor- und nachgeschalteten Absperrventilen 9 sowie mit Rückschlagklappen 10 versehen. In den Rücklaufleitungen der beiden Trennspeicher 3, 4 ist jeweils ein weiteres Absperrventil 11 vorgesehen. Die Rücklaufleitung des Brauchwasserspeichers 2 ist ventilfrei. Die Sperrventile werden benötigt, um ggf. Teile austauschen zu können.In the flow line to the hot water tank 2 there is a first circulation pump 6 , Likewise, there is a second circulation pump 7 in the flow line to the living room separating storage and a third circulating pump 8th in the common flow line to the pool separator 4 and to the tank heat exchanger 5 , The circulating pumps are each with upstream and downstream shut-off valves 9 as well as with check valves 10 Mistake. In the return lines of the two separation memories 3 . 4 is in each case another shut-off valve 11 intended. The return line of the hot water tank 2 is valve-free. The check valves are needed to replace parts if necessary.

Der Schwimmbadtrennspeicher 4 sowie der Beckenwärmetauscher 5 werden über ein Umschaltventil 12 alternativ mit Wärme versorgt.The pool separator 4 as well as the tank heat exchanger 5 be via a switching valve 12 alternatively supplied with heat.

An den Wohnraumtrennspeicher 3 schließt sich die Fußbodenheizung 13 des Wohnhauses über eine Sekundärpumpe 14 an, an den Schwimmbadtrennspeicher 4 sind ein Schwimmhallenentfeuchter 15 mit einem Pumpenwarmwasserregister für die Schwimmbadhalle über eine Kompaktregelstation 16 sowie eine Fußbodenheizung 17 für die Schwimmhalle angeschlossen. Die Kompaktregelstation 16 beinhaltet eine Pumpe 18 im Rücklauf, Absperrventile 19 in der Vor- und Rücklaufleitung sowie ein Bypassventil 20 zwischen der Vor- und der Rücklaufleitung. Die Fußbodenheizung 17 für die Schwimmhalle ist mit einer Umwälzpumpe 21 in der Vorlaufleitung sowie zur Begrenzung der Vorlauftemperatur auf 40°C mit einem temperaturgesteuerten mechanischen Regelventil 22 in der Vorlaufleitung versehen.At the living room storage 3 closes the floor heating 13 of the dwelling house via a secondary pump 14 on, to the pool separator 4 are a swimming pool dehumidifier 15 with a pump hot water register for the swimming pool hall via a compact control station 16 and underfloor heating 17 connected to the swimming pool. The compact control station 16 includes a pump 18 in the return, shut-off valves 19 in the supply and return line and a bypass valve 20 between the supply and the return line. The underfloor heating 17 for the swimming pool is with a circulation pump 21 in the supply line and to limit the flow temperature to 40 ° C with a temperature-controlled mechanical control valve 22 provided in the flow line.

Die Wärmepumpe 1 heizt das Wärmeträgerfluid auf eine einzustellende Vorlauftemperatur auf. Die Umwälzpumpen 6, 7, 8 in den Vorleitungen werden so betätigt, also ein- bzw. ausgeschaltet, dass bei einer Wärmeanforderung des Brauchwasserspeichers 2 durch Einschalten der ersten Wärmepumpe 6 zunächst dieser mit Wärme versorgt wird, während die anderen Verbraucher 3, 4 von der Wärmepumpe 1 nicht versorgt werden, weil die zweite und dritte Umwälzpumpe 7, 8 noch ausgeschaltet sind. Erst wenn der Brauchwasserspeicher 2 die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird bei einer entsprechenden Wärmeanforderung prioritätsgesteuert der Wohnraumtrennspeicher 3 für die Fußbodenheizung des Wohnhauses, bzw. der Schwimmbadtrennspeicher 4 für die Schwimmhalle und/oder der Beckenwärmetauscher 5 mit Wärme versorgt, indem je nach Anforderung die zweite oder dritte Umwälzpumpe 7, 8 eingeschaltet wird und das Umschaltventil entsprechend gestellt wird. Je nachdem welcher Verbraucher mit Wärme versorgt wird, wird die Vorlauftemperatur, die die Wärmepumpe liefert, so angepasst bzw. minimiert, dass der jeweils angeschlossene Verbraucher auf eine optimale Temperatur eingestellt ist. Die optimale Temperatur des Wohnraumtrennspeichers 3 beträgt außentemperaturabhängig z. B. max. 35°C, während die optimale Temperatur des Schwimmbadtrennspeichers 4 wärmebedarfsabhängig bei 40°C bis 55°C liegt.The heat pump 1 heats the heat transfer fluid to a flow temperature to be set. The circulation pumps 6 . 7 . 8th in the Vorleitungen be operated, so on or off, that at a heat request of the hot water tank 2 by switching on the first heat pump 6 initially this is supplied with heat while the other consumers 3 . 4 from the heat pump 1 not be supplied, because the second and third circulation pump 7 . 8th are still off. Only when the hot water tank 2 has reached the desired temperature, priority control is the Wohnraumtrennspeicher with a corresponding heat request 3 for the underfloor heating of the house, or the pool separator 4 for the swimming pool and / or the pool heat exchanger 5 supplied with heat by, depending on the requirement, the second or third circulating pump 7 . 8th is turned on and the changeover valve is set accordingly. Depending on which consumer is supplied with heat, the flow temperature supplied by the heat pump is adjusted or minimized so that the respective connected consumer is set to an optimum temperature. The optimum temperature of the living room separator 3 is outside temperature dependent z. B. max. 35 ° C, while the optimum temperature of the pool separator 4 depending on the heat demand at 40 ° C to 55 ° C.

Die Beckenbeheizung kommt bei entsprechender Auslegung des Beckenwärmetauschers 5 mit Vorlauftemperaturen zwischen 35°C und 40°C aus.The basin heating comes with appropriate design of the pool heat exchanger 5 with flow temperatures between 35 ° C and 40 ° C.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Wärmepumpe durchweg im optimalen Wirkungsgradbereich betrieben werden kann. Dabei kann auch der Schwimmbadtrennspeicher 4 zusätzlich als Energiepuffer dienen: Wird z. B. die Wärmepumpe 1 mit Sondertarifen der Elektrizitätsversorger betrieben, kann auch während der Stromabschaltzeiten bzw. den Vorangsschaltzeiten noch Wärmeenergie für die Entfeuchtung und Heizung des Hallenbades zur Verfügung gestellt werden.With the invention it is achieved that the heat pump can be operated throughout the optimal efficiency range. It can also the pool separator 4 additionally serve as an energy buffer: z. B. the heat pump 1 operated with special tariffs of the electricity supplier, even during the power-off times or the Vorangsschaltzeiten still heat energy for the dehumidification and heating of the indoor pool are provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wärmepumpeheat pump
22
BrauchwasserspeicherHot water heater
33
WohnraumtrennspeicherLiving room separating tank
44
SchwimmbadtrennspeicherSwimming separating tank
55
BeckenwärmetauscherBeck heat exchanger
66
erste Umwälzpumpefirst circulation pump
77
zweite Umwälzpumpesecond circulation pump
88th
dritte Umwälzpumpethird circulation pump
99
AbsperrventileShut-off valves
1010
Rückschlagklappencheck valves
1111
AbsperrventileShut-off valves
1212
Umschaltventilswitching valve
1313
Fußbodenheizung (Haus)Floor heating (house)
1414
SekundärpumpeSecondary pump
1515
SchwimmhallenentfeucherSchwimmhallenentfeucher
1616
KompaktregelstationCompact control station
1717
Fußbodenheizung (Schwimmhalle)Floor heating (swimming pool)
1818
Pumpepump
1919
AbsperrventileShut-off valves
2020
Bypassventilbypass valve
2121
Umwälzpumpecirculating pump
2222
Regelventilcontrol valve

Claims (7)

Verfahren zum Steuern eines Versorgungssystems zur Wärmeversorgung einer Einheit aus Wohnhaus und Schwimmhalle mit einer Wärmepumpe (1) und mehreren daran angeschlossenen Verbrauchern, die einzeln oder in Gruppen von der Wärmepumpe mit Wärmenergie versorgt werden, wobei es sich bei den Verbrauchern um einen Brauchwasserspeicher (2), einen Wohnraumtrennspeicher (3), an dem eine Wohnraumheizung angeschlossen ist, einen Schwimmbadtrennspeicher (4), an dem eine Schwimmhallenheizung und ein Schwimmhallenentfeuchter (15) angeschlossen sind, sowie einen Beckenwärmetauscher (5) handelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der Verbraucher in der folgenden Prioritätsreihenfolge erfolgt: Brauchwasserspeicher (2) mit der höchsten Priorität, Wohnraumtrennspeicher (3), Schwimmbadtrennspeicher (4) und schließlich Beckenwärmetauscher (5) mit der geringsten Priorität, und dass die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe (1) an den jeweils zu versorgenden Verbraucher angepasst wird.Method for controlling a supply system for supplying heat to a unit comprising a residential building and a swimming pool with a heat pump ( 1 ) and several consumers connected to it, which are supplied individually or in groups by the heat pump with heat energy, whereby the consumers are a water heater ( 2 ), a living space separating memory ( 3 ), to which a living room heater is connected, a swimming pool separator ( 4 ), where a swimming pool heater and a swimming pool dehumidifier ( 15 ), and a pool heat exchanger ( 5 ), characterized in that the supply of Consumer in the following order of priority: 2 ) with the highest priority, Wohnraumtrennspeicher ( 3 ), Pool separator ( 4 ) and finally tank heat exchangers ( 5 ) with the lowest priority, and that the flow temperature of the heat pump ( 1 ) is adapted to the respective consumer to be supplied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Schwimmhallenheizung um eine Niedertemperaturheizung handelt und der Schwimmhallenentfeuchter (15) eine Lüftungsanlage zur Erwärmung der Schwimmbadhallenluft und ein Pumpenwarmwasserregister aufweist, wobei der Raumtemperatursollwert der Niedertemperaturheizung über den Raumtemperatursollwert der Lüftungsanlage eingestellt ist.A method according to claim 1, characterized in that the swimming pool heating is a low-temperature heating and the swimming pool dehumidifier ( 15 ) has a ventilation system for heating the pool indoor air and a pump hot water register, wherein the room temperature setpoint of the low temperature heating is set above the room temperature setpoint of the ventilation system. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlauftemperatur des Schwimmbadtrennspeichers (4) bedarfsabhängig eingestellt wird.A method according to claim 1, characterized in that the flow temperature of the pool separation memory ( 4 ) is adjusted according to demand. Versorgungssystem zur Wärmeversorgung einer Einheit aus Wohnhaus und Schwimmhalle mit einer Wärmepumpe (1) und mehreren daran angeschlossenen Verbrauchern, die einzeln oder in Gruppen von der Wärmepumpe mit Wärmenergie versorgt werden, wobei es sich bei den Verbrauchern um einen Brauchwasserspeicher (2), einen Wohnraumtrennspeicher (3), an dem eine Wohnraumheizung angeschlossen ist, einen Schwimmbadtrennspeicher (4), an dem eine Schwimmhallenheizung und ein Schwimmhallenentfeuchter (15) angeschlossen sind, sowie einen Beckenwärmetauscher (5) handelt, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungssystem mit einem Steuerungsgerät versehen ist, die die Versorgung der Verbraucher in der folgende Prioritätsreihenfolge bewirkt: Brauchwasserspeicher (2) mit der höchsten Priorität, Wohnraumtrennspeicher (3), Schwimmbadtrennspeicher (4) und schließlich Beckenwärmetauscher (5) mit der geringsten Priorität, wobei die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe (1) jeweils entsprechend dem zu versorgenden Verbraucher angepasst ist.Supply system for supplying heat to a unit of residential building and swimming pool with a heat pump ( 1 ) and several consumers connected to it, which are supplied individually or in groups by the heat pump with heat energy, whereby the consumers are a water heater ( 2 ), a living space separating memory ( 3 ), to which a living room heater is connected, a swimming pool separator ( 4 ), where a swimming pool heater and a swimming pool dehumidifier ( 15 ), and a pool heat exchanger ( 5 ), characterized in that the supply system is provided with a control device which effects the supply of the consumers in the following order of priority: service water storage ( 2 ) with the highest priority, Wohnraumtrennspeicher ( 3 ), Pool separator ( 4 ) and finally tank heat exchangers ( 5 ) with the lowest priority, whereby the flow temperature of the heat pump ( 1 ) is in each case adapted according to the consumer to be supplied. Versorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmhallenheizung eine Niedertemperaturheizung ist, die mit einer Vorlaufbegrenzungsregelung ausgestattet ist.Supply system according to claim 4, characterized in that the swimming pool heater is a low-temperature heating, which is equipped with a flow limitation control. Versorgungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufbegrenzungsregelung durch ein mechanisches und/oder elektrisches Regelventil (22) realisiert ist.Supply system according to claim 5, characterized in that the flow limitation control by a mechanical and / or electrical control valve ( 22 ) is realized. Versorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Primärpumpe zwischen dem Schwimmhallenentfeuchter (15) und dem Schwimmbadtrennspeicher (4) vorhanden ist.Supply system according to claim 4, characterized in that a primary pump between the swimming pool dehumidifier ( 15 ) and the pool separator ( 4 ) is available.
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