DE102012101106A1 - Method for operating heating system, involves transferring heat from heat source to heat transfer agent, where specific amount of heat is removed from heat transfer agent such that temperature of heat transfer agent falls - Google Patents
Method for operating heating system, involves transferring heat from heat source to heat transfer agent, where specific amount of heat is removed from heat transfer agent such that temperature of heat transfer agent falls Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanlage und eine Heizanlage, die eingerichtet ist, das Verfahren durchzuführen.The invention relates to a method for operating a heating system and a heating system, which is configured to perform the method.
Beispielsweise sind aus dem Stand der Technik Heizanlagen mit fotothermischen Kollektoren (Solarkollektoren), die auf Gebäudedächern angeordnet werden und ein Wärmeträgermittel zur Brauchwasserbereitstellung oder Heizzwecken erwärmen, bekannt. Diese Heizanlagen werden derart betrieben, dass (nutzbare) Wärme auf einem bestimmten Temperaturniveau zur Versorgung eines Verbrauchers gewonnen wird, wobei in Abhängigkeit von den einzelnen Komponenten der Heizanlagen, beispielsweise der Art des Solarkollektors oder der eingesetzten Speicher, und der Verschaltung der Komponenten die Heizanlagen unterschiedlich betrieben werden.For example, from the prior art heating systems with photothermal collectors (solar collectors), which are arranged on building roofs and heat a heat transfer medium for hot water supply or heating purposes, known. These heating systems are operated so that (usable) heat is obtained at a certain temperature level for supplying a consumer, depending on the individual components of the heating systems, such as the nature of the solar collector or the memory used, and the interconnection of the components, the heating systems different operate.
Bei den bekannten Heizanlagen kommt es in Zeiten schwacher Einstrahlung auf den Solarkollektor, beispielsweise in der Nacht, im Winter oder bei Schlechtwetter, zu Stillstandszeiten der Heizanlagen, was allgemein die Wirtschaftlichkeit solcher Heizanlagen vermindert.In the known heating systems it comes in times of low irradiation on the solar collector, for example, at night, in winter or in bad weather, downtime of the heating systems, which generally reduces the economics of such heating systems.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanlage und eine solche Heizanlage zu schaffen, die zumindest in Teilaspekten gegenüber bekannten Verfahren/Heizanlagen verbessert sind und/oder eine Alternative zu diesen darstellen.The object of the invention is to provide a method for operating a heating system and such a heating system, which are improved at least in some aspects over known methods / heating systems and / or represent an alternative to these.
Insbesondere ist es Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanlage und eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Heizanlage zu schaffen, durch das/bei der Stillstandzeiten vermieden werden.In particular, it is the object of the invention to provide a method for operating a heating system and a heating system configured for carrying out the method, by which the standstill times are avoided.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Betreiben einer Heizanlage gemäß Anspruch 1 und einer Heizanlage gemäß Anspruch 7 gelöst.This object is achieved by a method for operating a heating system according to
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred embodiments of the method are the subject of the subclaims.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanlage die folgenden Verfahrensschritte.According to the invention, a method of operating a heating system comprises the following method steps.
In einem ersten Verfahrensschritt wird auf ein Wärmeträgermittel Wärme von mindestens einer Wärmequelle derart übertragen, dass das Wärmeträgermittel eine bestimmte Temperatur aufweist. In einem zweiten und dritten Verfahrensschritt wird dem Wärmeträgermittel eine derart bestimmte Wärmemenge entzogen, dass die Temperatur des Wärmeträgermittels unter 5°C, 4°C, 3°C, 2°C oder 1°C absinkt/fällt, und die entzogene Wärmemenge einem Verbraucher auf einem bestimmten, nutzbaren Temperaturniveau zur Verfügung gestellt. In a first method step, heat is transferred from at least one heat source to a heat transfer medium such that the heat transfer medium has a specific temperature. In a second and third process step, the heat transfer medium such a certain amount of heat withdrawn that the temperature of the heat transfer medium below 5 ° C, 4 ° C, 3 ° C, 2 ° C or 1 ° C drops / falls, and the amount of heat extracted a consumer provided at a specific, usable temperature level.
Dadurch, dass in dem erfindungsgemäßen Verfahren dem Wärmeträgermittel so viel Wärme entzogen wird, dass die Temperatur des Wärmeträgermittels unter 5°C, 4°C, 3°C, 2°C oder 1°C absinkt/fällt, kann dieses Verfahren auch zu Zeitpunkten durchgeführt werden, in denen die Wärmequelle nur einen geringen Wärmeertrag liefert bzw. das von der Wärmequelle lieferbare Temperaturniveau sehr niedrig ist. Beispielsweise, wenn als Wärmequelle ein photothermischer Kollektor (Solarkollektor) eingesetzt wird, kann dieser durch das erfindungsgemäße Verfahren auch in Übergangsjahreszeiten, bei Schlechtwetter, im Winter oder in der Nacht – allgemein in Zeiten schwacher Einstrahlung auf den Solarkollektor –, wenn er das Wärmeträgermittel nur geringfügig erwärmen kann, betrieben werden, da durch den Entzug der Wärmemenge die Temperatur des Wärmeträgermittels unter das Temperaturniveau des Solarkollektors „gezwungen“ wird bzw. unter diesem liegt. Die Laufzeit und der Ertrag des Solarkollektors erhöhen sich hierdurch wesentlich.The fact that in the process according to the invention the heat transfer medium so much heat is removed that the temperature of the heat transfer medium below 5 ° C, 4 ° C, 3 ° C, 2 ° C or 1 ° C drops / falls, this method can also at times be carried out in which the heat source provides only a small heat yield or the heat source from the available temperature level is very low. For example, if a photothermal collector (solar collector) is used as a heat source, this can by the inventive method even in transitional seasons, in bad weather, in winter or at night - generally in times of low irradiation on the solar collector - if he only slightly the heat transfer medium can heat, be operated because the temperature of the heat transfer medium is "forced" below the temperature level of the solar collector or is less than this by the withdrawal of the amount of heat. The runtime and the yield of the solar collector thereby increase substantially.
Das (nutzbare) bestimmte Temperaturniveau, auf dem die entzogene Wärmemenge einem Verbraucher in dem dritten Verfahrensschritt zur Verfügung gestellt wird, liegt bevorzugt zwischen 30°C und 55°C und ganz bevorzugt zwischen 35°C und 60°C und weiterhin bevorzugt zwischen 35°C–100°C. Beispielsweise wird die auf diesem Temperaturniveau liegende Wärmemenge zu Heizzwecken und/oder zur Brauchwasserbereitstellung und/oder für andere Prozesse/Zwecke verwendet.The (usable) certain temperature level at which the amount of heat extracted is made available to a consumer in the third process step is preferably between 30 ° C and 55 ° C and more preferably between 35 ° C and 60 ° C and further preferably between 35 ° C-100 ° C. For example, the amount of heat lying at this temperature level is used for heating purposes and / or for providing service water and / or for other processes / purposes.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die in dem ersten Verfahrensschritt von der Wärmequelle auf das Wärmeträgermittel übertragene Wärme in einem ersten Zwischenspeicher gespeichert, bevor in dem zweiten Verfahrensschritt dem Wärmeträgermittel die bestimmte Wärmemenge entzogen wird.Preferably, in the method according to the invention, the heat transferred from the heat source to the heat transfer medium in the first method step is stored in a first intermediate store, before the heat transfer medium is deprived of the specific amount of heat in the second method step.
Durch diese bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die von der Wärmequelle gelieferte Wärme bzw. übertragene Wärme durch den Verbraucher zeitversetzt genutzt werden. This preferred embodiment of the method according to the invention, the heat supplied by the heat source or heat transferred by the consumer can be used with a time delay.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem zweiten Verfahrensschritt dem Wärmeträgermittel eine solche Wärmemenge entzogen, dass die Temperatur des Wärmeträgermittels kleiner/gleich 0°C beträgt.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, such a quantity of heat is removed from the heat transfer medium in the second process step that the temperature of the heat transfer medium is less than or equal to 0 ° C.
In dieser bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Wärmeträgermittel beispielsweise eine Flüssigkeit mit einem Gefrierpunkt von unter 0°C verwendet, beispielsweise Wasser, dem ein Frostschutzmittel zugegeben wurde, oder eine andere Flüssigkeit, deren Gefrierpunkt unter 0°C liegt. In this preferred embodiment of the method according to the invention is as a heat transfer medium, for example, a liquid with a Freezing point of below 0 ° C used, for example, water to which an antifreeze was added, or other liquid whose freezing point is below 0 ° C.
Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Laufzeit und der Ertrag der Wärmequelle weiter verbessert bzw. Stillstandszeiten vermieden werden.As a result of this embodiment of the method according to the invention, the running time and the yield of the heat source can be further improved or downtimes avoided.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahren wird in dem ersten Verfahrensschritt Wärme derart auf das Wärmeträgermittel übertragen, dass die Temperatur des Wärmeträgermittels kleiner/gleich 0°C beträgt und die Wärmemenge in dem zweiten Verfahrensschritt derart bestimmt, dass die Temperatur des Wärmeträgermittels weiter abgesenkt wird, beispielsweise auf minus 10°C.In a further preferred embodiment of the method, in the first method step, heat is transferred to the heat transfer medium such that the temperature of the heat transfer medium is less than or equal to 0 ° C. and the amount of heat in the second method step is determined in such a way that the temperature of the heat transfer medium is lowered further, for example, to minus 10 ° C.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn nach dem ersten Verfahrensschritt die Temperatur des Wärmeträgermittels dem bestimmten Temperaturniveau, das dem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden soll, entspricht, die Wärme dem Verbraucher direkt zur Verfügung gestellt. Wenn folglich die Wärmequelle in der Lage ist, den Verbraucher alleine und unmittelbar mit Wärme auf dem bestimmten Temperaturniveau zu versorgen, wird die Wärme dem Verbraucher direkt zur Verfügung gestellt. In a further preferred embodiment of the method according to the invention, if, after the first method step, the temperature of the heat transfer medium corresponds to the specific temperature level which is to be made available to the consumer, the heat is made available to the consumer directly. Consequently, if the heat source is able to supply the consumer alone and directly with heat at the specific temperature level, the heat is provided directly to the consumer.
Dies kann beispielsweise auch dadurch bewerkstelligt werden, dass in Zeiten, in denen die Wärmeversorgung durch die Wärmequelle alleine durchgeführt werden kann, die Wärme in einem zweiten Zwischenspeicher gespeichert und dem Verbraucher über den zweiten Zwischenspeicher direkt zur Verfügung gestellt wird.This can also be accomplished, for example, by storing the heat in a second intermediate store during times in which the heat supply can be carried out by the heat source alone and making it directly available to the consumer via the second intermediate store.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn die in dem ersten Zwischenspeicher herrschende Temperatur zu hoch ist bzw. die durch die Wärmequelle lieferbare Temperatur zu stark absinkt, Wärme aus dem ersten Zwischenspeicher auf den zweiten Zwischenspeicher übertragen und damit die in dem ersten Zwischenspeicher herrschende Temperatur abgesenkt und die in dem zweiten Zwischenspeicher herrschende erhöht. Hierdurch wird bevorzugt für ein Temperaturgefälle zwischen der Wärmequelle und dem ersten Zwischenspeicher gesorgt, sodass die Wärmequelle nicht abgeschaltet werden muss.In a preferred embodiment of the method according to the invention, if the temperature prevailing in the first buffer store is too high or the temperature which can be supplied by the heat source drops too much, heat is transferred from the first buffer store to the second buffer store and thus the one prevailing in the first buffer store Lowered temperature and the prevailing in the second buffer increases. As a result, a temperature gradient between the heat source and the first intermediate store is preferably provided, so that the heat source does not have to be switched off.
Allgemein kann das erfindungsgemäße Verfahren bis zu beliebigen, niedrigen Temperaturen des Wärmeträgermittels durchgeführt werden. Hierdurch wird auch Wärme auf sehr niedrigem Temperaturniveau für beispielsweise Heizzwecke oder zur Brauchwasserbereitstellung genutzt.In general, the method according to the invention can be carried out to any desired low temperatures of the heat transfer medium. As a result, heat is used at a very low temperature level for example for heating purposes or for supplying hot water.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Heizanlage, die eingerichtet ist, das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren durchzuführen. Bei einer solchen Vorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Heizanlage zur Bereitstellung von heißem Brauchwasser und/oder zur Raumheizung.The invention also relates to a heating system which is adapted to carry out the method explained above. Such a device is preferably a heating system for providing hot service water and / or space heating.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst als Wärmequelle bevorzugt einen photothermischen Kollektor bzw. einen Solarkollektor, der in der Lage ist, das Wärmeträgermittel zu erwärmen bzw. Wärme auf das Wärmeträgermittel zu übertragen. The device according to the invention preferably comprises as a heat source a photothermal collector or a solar collector, which is able to heat the heat transfer medium or to transfer heat to the heat transfer medium.
Der Solarkollektor ist beispielsweise ein Vakuum-Solarkollektor mit besonders niedrigem hydraulischen Innenwiderstand. Hierdurch kann beispielsweise die Stromaufnahme einer Pumpe, die zum Transport des Wärmeträgermittels durch den Vakuum-Solarkollektor vorgesehen ist, vermindert werden. Die Viskosität von üblich einsetzbaren Wärmeträgermitteln vermindert sich mit abnehmender Temperatur. Durch die Verwendung des Vakuum-Solarkollektors mit niedrigem hydraulischen Innenwiderstand wird es der Pumpe ermöglicht, mit geringerer Stromaufnahme das Wärmeträgermittel durch den Vakuum-Solarkollektor zu transportieren. The solar collector is, for example, a vacuum solar collector with a particularly low internal hydraulic resistance. As a result, for example, the power consumption of a pump, which is provided for the transport of the heat transfer medium by the vacuum solar collector can be reduced. The viscosity of commonly used heat transfer agents decreases with decreasing temperature. By using the vacuum solar collector with low internal hydraulic resistance, the pump is able to transport the heat transfer medium through the vacuum solar collector with less current consumption.
Außerdem ist die Ausgestaltung der Wärmequelle in Form des Vakuum-Solarkollektors dahingehend vorteilhaft, dass es zu keinen Wasseransammlungen in dem Solarkollektor kommt, wenn sich dieser in einem Betriebszustand unterhalb des Taupunktes von Wasserdampf befindet. In addition, the design of the heat source in the form of the vacuum solar collector is advantageous in that there is no accumulation of water in the solar collector when it is in an operating condition below the dew point of water vapor.
Letztendlich ist ein Vakuum-Solarkollektor auch vorteilhaft, da dieser ohne Probleme in negativen Temperaturbereichen betrieben werden kann.Finally, a vacuum solar collector is also advantageous because it can be operated without problems in negative temperature ranges.
Alternativ können bei der erfindungsgemäßen Heizanlage auch andere und optional weitere Wärmequellen zum Einsatz kommen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Luftabsorber, Wärmetauscher für Abwärme aus häuslichen oder industriellen Prozessen, allgemein um regenerative thermische Wärmelieferanten bzw. Wärmequellen. Die Wärmequellen können derart zusammengeschaltet sein, dass sie einzeln oder in Kombination betrieben werden können.Alternatively, other and optionally further heat sources can be used in the heating system according to the invention. This may be, for example, air absorbers, heat exchangers for waste heat from domestic or industrial processes, generally to regenerative thermal heat suppliers or heat sources. The heat sources can be interconnected so that they can be operated individually or in combination.
Über diese Wärmequellen kann in dem ersten Verfahrensschritt dem Wärmeträgermittel derart Wärme zugeführt werden, dass das Wärmeträgermittel die bestimmte Temperatur aufweist.In the first method step, heat can be supplied to the heat transfer medium via these heat sources such that the heat transfer medium has the specific temperature.
Um in dem zweiten Verfahrensschritt die bestimmte Wärmemenge dem Wärmeträgermittel zu entziehen, wird bei der erfindungsgemäßen Heizanlage beispielsweise eine Wärmepumpe eingesetzt, die dem Wärmeträgermittel an ihrer Primärseite die derart bestimmte Wärmemenge entzieht, dass die Temperatur des Wärmeträgermittels unter 5°C, 4°C, 3°C, 2°C oder 1°C absinkt/fällt. In order to extract the specific amount of heat from the heat transfer medium in the second process step, a heat pump is used in the heating system according to the invention, for example, which extracts the amount of heat so determined on its primary side from the heat transfer medium that the Temperature of the heat transfer medium below 5 ° C, 4 ° C, 3 ° C, 2 ° C or 1 ° C drops / falls.
Beispielsweise handelt es sich bei der Wärmepumpe um eine direkt verdampfende, direkt kondensierende, kombinierte oder indirekt mit Wärmetauschern als Verdampfer/Verflüssiger arbeitende Wärmepumpe. For example, the heat pump is a directly evaporating, directly condensing, combined or indirect with heat exchangers as evaporator / condenser working heat pump.
In einer ganz bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmepumpe mit einem Scroll-Verdichter ausgestattet. Diese Wärmepumpe arbeitet auch bei sehr niedrigen Temperaturen mit einem guten Wirkungsgrad.In a very preferred embodiment, the heat pump is equipped with a scroll compressor. This heat pump works well at very low temperatures with good efficiency.
Über die Wärmepumpe wird in dem zweiten Verfahrensschritt dem Wärmeträgermittel an der Primärseite der Wärmepumpe eine solche Wärmemenge entzogen, dass die Temperatur des Wärmeträgermittels unter 5°C, 4°C, 3°C, 2°C oder 1°C absinkt/fällt oder auch kleiner/gleich 0°C beträgt, und wird in dem dritten Verfahrensschritt die Wärmemenge an der Sekundärseite der Wärmepumpe einem Verbraucher auf dem bestimmten Temperaturniveau zur Verfügung gestellt. In the second process step, heat is removed from the heat transfer medium on the primary side of the heat pump via the heat pump so that the temperature of the heat transfer medium drops below 5 ° C., 4 ° C., 3 ° C., 2 ° C. or 1 ° C. or even drops is less than or equal to 0 ° C, and in the third process step, the amount of heat on the secondary side of the heat pump is made available to a consumer at the specific temperature level.
In dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizanlage ergibt sich die Möglichkeit, dass die Wärmequelle(n) in sehr niedrigen Temperaturbereichen arbeiten kann/können und die gesamte Heizanlage einen Beitrag zur Wärmeversorgung bzw. Heizung eines Verbrauchers leisten kann.In this embodiment of the heating system according to the invention, there is the possibility that the heat source (s) can operate in very low temperature ranges / and the entire heating system can make a contribution to the heat supply or heating of a consumer.
Wenn als Wärmequelle der Vakuum-Solarkollektor eingesetzt wird, kann dieser bei Temperaturen des geförderten Wärmeträgermittels von kleiner/gleich 0°C betrieben werden, wobei die Wärmepumpe dem Wärmeträgermittel eine solche Wärmemenge entzieht, dass der Temperaturwert des Wärmeträgermittels weiter absinkt, beispielsweise auf minus 10°C.When the vacuum solar collector is used as the heat source, it can be operated at temperatures of the conveyed heat transfer medium of less than or equal to 0 ° C, wherein the heat pump removes the heat transfer medium such an amount of heat that the temperature value of the heat transfer medium drops further, for example to minus 10 ° C.
Die erfindungsgemäße Heizanlage umfasst bevorzugt einen ersten Zwischenspeicher, in dem die von der/den Wärmequelle(n) gewonnene Wärme zwischengespeichert werden kann. The heating system according to the invention preferably comprises a first intermediate store in which the heat obtained by the heat source (s) can be intermediately stored.
Die Wärmepumpe der erfindungsgemäßen Heizanlage ist an den ersten Zwischenspeicher angeschlossen und kann diesem eine solche Wärmemenge entziehen, dass die Temperatur in dem ersten Zwischenspeicher unter 5°C, 4°C, 3°C, 2°C oder 1°C absinkt/fällt oder auch kleiner/gleich 0°C beträgt. The heat pump of the heating system according to the invention is connected to the first intermediate storage and can withdraw this amount of heat such that the temperature in the first buffer below 5 ° C, 4 ° C, 3 ° C, 2 ° C or 1 ° C drops / falls or is also less than or equal to 0 ° C.
Die Wärmequelle(n) und die Wärmepumpe können entweder über Wärmetauscher mit dem ersten Zwischenspeicher verbunden sein oder an diesem direkt angeschlossen sein bzw. diesem das Wärmeträgermittel direkt entnehmen/zuführen. Selbiges gilt für den im Folgenden erläuterten zweiten Zischenspeicher.The heat source (s) and the heat pump can either be connected to the first intermediate store via heat exchangers or be connected directly to the latter or can remove / supply the heat transfer medium directly therefrom. The same applies to the second hiss memory explained below.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des ersten Wärmespeichers ist dieser als Wasser- bzw. Wärmeträgermittelspeicher oder als Zwischenspeicher auf PCM-Basis (PCM = Phase Change Material) mit einem bestimmten Schmelzpunkt T1 ausgestaltet. Durch die Zwischenspeicherung der Wärme in dem ersten Zwischenspeicher kann die von der/den Wärmequelle(n) gelieferte Wärme zeitversetzt genutzt werden.In a preferred embodiment of the first heat accumulator this is designed as a water or heat transfer medium storage or as a buffer PCM-based (PCM = Phase Change Material) with a certain melting point T1. By temporarily storing the heat in the first buffer, the heat supplied by the heat source (s) can be used in a time-delayed manner.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizanlage ist ein zweiter Zwischenspeicher vorgesehen, in dem Wärme von der/den Wärmequelle(n) gespeichert werden kann. In a further preferred embodiment of the heating system according to the invention, a second intermediate store is provided in which heat from the heat source (s) can be stored.
Der zweite Zwischenspeicher ist bevorzugt dafür vorgesehen, dass, wenn der Temperaturwert des Wärmeträgermittels nach dem ersten Verfahrensschritt dem bestimmten Temperaturniveau, das dem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden soll, entspricht, d.h. dass die Wärmequelle(n) die Versorgung des Verbrauchers allein übernehmen können, die Wärme in dem zweiten Zwischenspeicher gespeichert wird. The second intermediate store is preferably provided so that, if the temperature value of the heat transfer medium after the first method step corresponds to the determined temperature level which is to be made available to the consumer, i. that the heat source (s) can take over the supply of the consumer alone, the heat is stored in the second buffer.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des zweiten Zwischenspeichers ist dieser als Heizungswasser-, Brauchwasserspeicher oder als Zwischenspeicher auf PCM-Basis (PCM = Phase Change Material) mit einem bestimmten Schmelzpunkt T2 ausgestaltet. Die Schmelzpunkte T1 und T2 können gleich oder unterschiedlich sein.In a preferred embodiment of the second buffer this is designed as a heating water, hot water tank or as a buffer PCM-based (PCM = Phase Change Material) with a certain melting point T2. The melting points T1 and T2 may be the same or different.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizanlage ist diese derart eingerichtet, dass, wenn die Temperatur in dem ersten Zwischenspeicher zu hoch ist bzw. die von der/den Wärmequelle(n), beispielsweise dem Vakuum-Solarkollektor lieferbare Temperatur zu stark sinkt, die Wärmepumpe Wärme von dem ersten Zwischenspeicher auf den zweiten Zwischenspeicher überträgt und damit den ersten Zwischenspeicher abkühlt und den zweiten Zwischenspeicher aufheizt.In a preferred embodiment of the heating system according to the invention, this is set up such that, if the temperature in the first buffer is too high or if the temperature which can be supplied by the heat source (s), for example the vacuum solar collector, drops too high, the heat pump generates heat from the first buffer to the second buffer, thereby cooling the first buffer and heating the second buffer.
Hierdurch kann der erste Zwischenspeicher auf einer Temperatur gehalten werden, die unter der von der/den Wärmequelle(n) lieferbaren liegt, wodurch die Betriebszeiten der Wärmequelle(n) verlängert bzw. Stillstandszeiten der Heizanlage vermieden werden können. Anders ausgedrückt kann hierdurch immer für ein Temperaturgefälle zwischen der/den Wärmequelle(n) und dem zu erwärmenden ersten Zwischenspeicher gesorgt werden.As a result, the first buffer can be kept at a temperature which is lower than that of the heat source (s) available, whereby the operating times of the heat source (s) can be extended or downtime of the heating system can be avoided. In other words, this can always provide for a temperature gradient between the heat source (s) and the first buffer to be heated.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Heizanlage sind die Wärmepumpe und optional notwendige Pumpen und/oder ein Regler, der die Wärmeübertragung der Wärme von der/den Wärmequelle(n) auf den/die Zwischenspeicher und/oder die Wärmeübertragung durch die Wärmepumpe auf den Zwischenspeicher und/oder den Verbraucher regelt, in den ersten Zwischenspeicher integriert. Hierdurch kann eine Kompaktanlage zur Verfügung gestellt werden, die leicht ohne große Montagetätigkeiten jede wassergeführte Heizung ergänzen kann.In a preferred embodiment of the heating system, the heat pump and optionally necessary pumps and / or a controller, which are the Heat transfer of the heat from the / the heat source (s) on the / the temporary storage and / or the heat transfer through the heat pump to the buffer and / or the consumer controls, integrated into the first buffer. As a result, a compact system can be made available, which can easily complement any water-based heating without major assembly activities.
Im Allgemeinen kann die erfindungsgemäße Heizanlage bei beliebig niedrigen Temperaturen betrieben werden, insbesondere dann, wenn als Wärmequelle ein Vakuum-Solarkollektor und eine Wärmepumpe mit einem Scrollverdichter eingesetzt werden.In general, the heating system according to the invention can be operated at arbitrarily low temperatures, in particular when a vacuum solar collector and a heat pump with a scroll compressor are used as the heat source.
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine erfindungsgemäße Heizanlage unter Bezug auf die beigefügte Figur erläutert.In the following, a preferred embodiment of the method according to the invention and a heating system according to the invention will be explained with reference to the attached figure.
Die Figur zeigt schematisch einen Aufbau einer erfindungsgemäßen Heizanlage, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. The figure shows schematically a structure of a heating system according to the invention, with which the inventive method can be performed.
Bei der Figur handelt es sich um eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Heizanlage, wobei durch die Pfeilangaben die Wärmeübertragung der Wärme auf die einzelnen Elemente angedeutet ist. In the figure, it is a schematic representation of the heating system according to the invention, wherein the heat transfer of heat is indicated on the individual elements by the arrow information.
Die einzelnen Elemente der Heizanlage sind durch hydraulische Leitungen verbunden, in denen ein flüssiges Wärmeträgermittel strömt. Für den Transport des Wärmeträgermittels in den Leitungen bzw. zur Erzeugung einer Zirkulation des Wärmeträgermittels zwischen verschiedenen Elementen sind an geeigneten Stellen der Anlage Pumpen vorgesehen.The individual elements of the heating system are connected by hydraulic lines in which a liquid heat transfer medium flows. For the transport of the heat transfer medium in the lines or for generating a circulation of the heat transfer medium between different elements pumps are provided at suitable locations of the system.
Die Heizanlage umfasst eine Wärmequelle
Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen ersten Zwischenspeicher
Der zweite Zwischenspeicher
Ebenfalls kann der erste Zwischenspeicher
An dem ersten Zwischenspeicher
Optional kann die erfindungsgemäße Heizanlage einen steuerbaren Wärmeerzeuger
Eine Wärmepumpe
Die Wärmepumpe
Die Wärmepumpe
Zumindest das Wärmeträgermittel, das zwischen der/den Wärmequellen
Wie aus der Figur ersichtlich ist, kann der Verbraucher
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren, das bei der gezeigten Heizanlage durchgeführt wird, erläutert.In the following, a preferred method, which is performed in the heating system shown, explained.
Wenn das Wärmeliefervermögen der Wärmequelle(n)
Wenn das Wärmeliefervermögen der Wärmequelle(n)
Wenn in Zeiten schwacher Einstrahlung auf den Solarkollektor
Die Wärmepumpe
Da Solarkollektoren im Winter, in Übergangsjahreszeiten, bei Schlechtwetter und selbst in der Nacht in Betriebszuständen arbeiten können, in denen sie Wärme auf einem Temperaturniveau zwischen +5°C und –10°C liefern können, kann aufgrund der starken Abkühlung des ersten Zwischenspeichers
Wenn die Temperatur in dem ersten Zwischenspeicher zu hoch ist bzw. die von dem Solarkollektor
Für den erläuterten Betrieb der Wärmepumpe
Bevorzugt ist der Solarkollektor
Weiterhin, wenn die Temperatur in dem Zwischenspeicher
Durch diese Betriebsweise der Heizanlage werden auch geringe solare Erträge in Zeiten, in denen ein geringerer Wärmebedarf durch den Verbraucher
Wie aus der vorherigen Beschreibung ersichtlich wird, wird durch die Erfindung ein Verfahren eine entsprechende Vorrichtung geschaffen, selbst geringes Wärmeliefervermögen einer Wärmequelle effektiv ausnutzen und einen Verbraucher zur Wärmeversorgung zu Verfügung stellen können. As will be apparent from the foregoing description, the present invention provides a method of a corresponding apparatus, which can effectively utilize even a low heat delivery capability of a heat source and can provide a consumer for heat supply.
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