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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie einen Schichtenspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 15.
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Aus dem Stand der Technik sind sogenannte lokale Strommärkte bekannt, die einen lokalen Austausch von lokal gewonnener und lokal verbrauchter Energie ermöglichen.
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Ein solcher lokaler Energiemarkt beziehungsweise Strommarkt ist aus dem Dokument
EP 3518369 A1 bekannt.
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Wie der genannte lokale Austausch von Strom kann grundsätzlich der lokale Austausch von Wärme mittels eines lokalen Wärmemarktes erfolgen. Allerdings ergeben sich für einen lokalen Wärmemarkt weitere technische Schwierigkeiten. So ist Wärme nicht ohne größerer Verluste über längere Strecken übertragbar und ihre Übertragung zum Wärmeverbraucher benötigt wesentlich mehr Zeit. Dies führt dazu, dass Wärmenetze typischerweise an wichtigen Knoten einen Wärmespeicher aufweisen. Die Wärmespeicher können Wärme aus dem Wärmenetz speichern und wieder an dieses abgeben, sodass die Wärmespeicher somit als Pufferspeicher dienen.
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Zur Pufferspeicherung können Schichtenspeicher verwendet werden. Schichtenspeicher weisen typischerweise einen mit Wasser befüllten Druckwasserbehälter auf, der die Wärme sensibel mittels des Wassers speichert. Hierbei weisen Schichtenspeicher eine Temperaturschichtung auf, das heißt eine Abfolge von Temperaturschichten. Schichtenspeicher werden aufgrund ihrer Temperaturschichtung derart beladen, dass diese erhalten beziehungsweise stabil bleibt. Mit anderen Worten werden Schichtenspeicher mit einer festgelegten Leistung beladen beziehungsweise entladen, damit die Temperaturschichtung nicht negativ beeinflusst werden. Ein zu schnelles und/oder ein zu leistungsstarkes Beladen oder Entladen würde die Temperaturschichtung zerstören und somit zu deutlichen Verlusten führen. Aus diesem Grund können bekannte Schichtenspeicher lediglich mit einer beschränkten Leistung beladen beziehungsweise entladen werden. Besonders im Hinblick auf lokale Wärmemärkte ist dies problematisch.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Hinblick auf lokale Wärmemärkte verbesserte Verwendung von Schichtenspeichern zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 sowie durch einen Schichtenspeicher mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 15 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers mit mehreren Temperaturschichten mittels einer Steuereinheit, wobei der Schichtenspeicher durch die Steuereinheit gemäß einem ersten und zweiten Betriebszustand betreibbar ist, und innerhalb des ersten Betriebszustandes ein Beladen oder Entladen des Schichtenspeichers durch ein mit dem Schichtenspeicher thermisch gekoppeltes Wärmenetz derart erfolgt, dass seine Temperaturschichten im Wesentlichen stabil sind, ist gekennzeichnet dadurch, dass bei einer Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes die Steuereinheit den Schichtenspeicher gemäß dem zweiten Betriebszustand betreibt, wobei innerhalb des zweiten Betriebszustandes das Beladen beziehungsweise Entladen des Schichtenspeichers unter einer Vermischung der Temperaturschichten erfolgt.
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Die Steuereinheit ist zum Steuern des Schichtenspeichers ausgebildet. Hierbei legt die Steuereinheit insbesondere fest, gemäß welchem Betriebszustand (Betriebsart) der Schichtenspeicher betrieben wird. Vorliegend umfasst der Begriff des Steuerns ein Regeln.
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Ein Betrieb des Schichtenspeichers umfasst ein Beladen und/oder Entladen des Schichtenspeichers mit Wärme beziehungsweise thermischer Energie. Mit anderen Worten wird der Schichtenspeicher betrieben, wenn er wenigstens teilweise Beladen und/oder wenigstens teilweise Entladen wird. Ein vollständiges Beladen oder Entladen ist nicht erforderlich.
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Weiterhin soll durch den Begriff der Wärme ebenfalls thermische Energie umfasst sein, sodass vorliegend nicht zwischen diesen unterschieden wird beziehungsweise diese austauschbar sind. Beispielsweise wird das Wärmenetz als thermisches Netz bezeichnet.
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Der Schichtenspeicher weist eine Temperaturschichtung mit mehreren Temperaturschichten auf. Typischerweise folgen die Temperaturschichten aufeinander, sodass die Temperatur der Temperaturschichten von unten nach oben innerhalb des Schichtenspeicher zunimmt.
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Der Schichtenspeicher umfasst zur Speicherung von Wärme ein Wärmespeichermaterial, insbesondere ein Wärmespeicherfluid, typischerweise Wasser. Das Wärmespeicherfluid ist typischerweise innerhalb eines Druckbehälters angeordnet.
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Der Schichtenspeicher ist mit einem Wärmenetz thermisch gekoppelt, beispielsweise mittels eines oder mehreren Wärmeübertragern. Hierbei werden zwei Arten an Schichtenspeichern unterschieden. Zum einen kann der Wärmeübertrager außerhalb (erste Art) und zum anderen innerhalb des Schichtenspeichers (zweite Art) angeordnet sein. Ist der Wärmeübertrager außerhalb des Schichtenspeicher beziehungsweise außerhalb des Druckbehälters angeordnet, so kann die Beladeleistung oder Entladeleistung grundsätzlich durch eine Veränderung einer Pumpleistung einer Pumpe, die die Wärmeübertragung und Wärmespeicherung am Wärmeübertrager sicherstellt, eingestellt werden. Ist der Wärmeübertrager innerhalb des Schichtenspeichers beziehungsweise des zugehörigen Druckbehälters angeordnet, so ist typischerweise die wärmeübertragende Fläche innerhalb des Schichtenspeichers maßgeblich. Die vorliegende Erfindung ist für beide Arten geeignet und vorgesehen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Schichtenspeicher nach zwei Arten betrieben werden, die dem ersten und zweiten Betriebszustand entsprechen.
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Im ersten Betriebszustand wird der Schichtenspeicher derart betrieben, dass seine Temperaturschichtung und somit die Temperaturschichten im Wesentlichen stabil bleiben. Im Wesentlichen stabil bedeutet hierbei, dass das Beladen oder Entladen des Schichtenspeichers derart erfolgt, dass ein Vermischen der Temperaturschichten soweit technisch und/oder physikalisch möglich vermieden wird. Mit anderen Worten ist der erste Betriebszustand derart ausgelegt, dass das Beladen oder Entladen des Schichtenspeichers unter Berücksichtigung der Temperaturschichten erfolgt. Im ersten Betriebszustand ist somit die Temperaturschichtung und ihr Erhalt maßgeblich. Der erste Betriebszustand kann somit als Normalbetrieb des Schichtenspeichers angesehen werden. Ein Normalbetrieb ist grundsätzlich wünschenswert, da dadurch der Betrieb des Schichtenspeichers energetisch möglichst effizient ist. Ein Vermischen der Temperaturschichten würde grundsätzlich zu Verlusten führen.
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Im zweiten Betriebszustand wird der Schichtenspeicher erfindungsgemäß derart betrieben, dass seine Temperaturschichtung beziehungsweise seine Temperaturschichten nicht erhalten bleiben. Mit anderen Worten erfolgt im zweiten Betriebszustand ein wenigstens teilweises, insbesondere erzwungenes oder induziertes, Vermischen der Temperaturschichten. Der zweite Betriebszustand ist somit dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtenspeicher ohne Rücksicht auf seine Temperaturschichtung beladen beziehungsweise entladen wird. Maßgeblich ist hierbei somit lediglich Wärme schnell und kurzfristig zu speichern beziehungsweise bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit ein schnelles beziehungsweise kurzfristiges Beladen oder Entladen des Schichtenspeichers mittels des zweiten Betriebszustandes. Hierbei schaltet die Steuereinheit den Schichtenspeicher vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand um, wenn eine Unterdeckung oder Überdeckung innerhalb des Wärmenetzes vorliegt. Eine Überdeckung liegt beispielsweise vor, wenn mehr Wärme erzeugt oder bereitgestellt wird oder werden soll, als verbraucht wird beziehungsweise verbraucht werden soll. Eine Unterdeckung liegt beispielsweise vor, wenn weniger Wärme erzeugt oder bereitgestellt wird oder werden soll, als verbraucht wird beziehungsweise verbraucht werden soll. Für die Überdeckung oder Unterdeckung kann somit ein aktueller Zustand des Wärmenetzes und/oder ein Betriebsfahrplan des Wärmenetzes maßgeblich sein.
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Durch die vorliegende Erfindung kann das Wärmenetz somit kurzfristig im Hinblick auf seine Überdeckung oder Unterdeckung entlastet werden. Dadurch wird das Wärmenetz stabilisiert und es können bereits vorhandene Speicherkapazitäten verbessert genutzt werden. Weiterhin ist dadurch die Verwendung von bezüglich ihrer Speicherkapazität kleineren Schichtenspeichern möglich.
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Im Hinblick auf einen lokalen Wärmemarkt, welcher das Wärmenetz umfasst, kann bezüglich des Austausches von Wärme kurzfristig eine höhere Flexibilität bereitgestellt werden. Insbesondere in lokalen Wärmemärkten beziehungsweise zugehörigen Wärmenetzen ist mit höheren statistischen Schwankungen bezüglich des Wärmebedarfs zu rechnen. So kann es vorkommen, dass eine erneuerbare Wärmeerzeugung, beispielsweise durch eine mit einer Photovoltaikanlage gekoppelten Kraftwärmeanlage (P2H-Anlage), wegbricht oder nicht wie vorhergesagt eintritt. In solchen Szenarien ist somit eine kurzfristige Speicherung oder Bereitstellung von Wärme vorteilhaft, die die vorliegende Erfindung ermöglicht. Es müssen somit weniger oder keine Reserven, für welche die zu erwartende Spitzenlasten maßgeblich sind, zentral durch den Wärmemarkt oder das Wärmenetz vorgehalten werden. Dadurch muss das Wärmenetz vorteilhafterweise nicht an der zu erwartenden Spitzenlast ausgelegt werden.
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Der erfindungsgemäße Schichtenspeicher umfasst eine Steuereinheit und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, den Schichtenspeicher nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einer ihrer Ausgestaltungen zu steuern.
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Es ergeben sich zum erfindungsgemäßen Verfahren gleichartige und/oder gleichwertige Vorteile und/oder Ausgestaltungen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Schichtenspeicher im zweiten Betriebszustand mit einer gegenüber dem ersten Betriebszustand erhöhten Beladeleistung beladen oder einer gegenüber dem ersten Betriebszustand erhöhten Entladeleistung entladen.
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Durch die erhöhte Beladeleistung oder Entladeleistung kann eine bestimmte Wärmemenge innerhalb eines kürzeren Zeitbereiches gespeichert oder bereitgestellt werden. Dadurch kann vorteilhafterweise auf kurzfristige Schwankungen innerhalb des Wärmenetzes, das heißt auf kurzfristige Überdeckungen und/oder Unterdeckungen, reagiert werden, sodass diese ausgeglichen werden können. Der zweite Betriebszustand entspricht somit nicht dem Normalbetrieb des Schichtenspeichers, sondern einer Art Notbetrieb, falls ein Ausgleich von Überdeckungen und/oder Unterdeckungen innerhalb des Wärmenetzes erforderlich ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Schichtenspeicher gemäß dem ersten Betriebszustand mit einer Beladeleistung oder Entladeleistung innerhalb eines Normbereiches für den Schichtenspeicher betrieben.
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Mit anderen Worten bildet der zweite Betriebszustand eine Art Notbetrieb des Schichtenspeichers aus. Innerhalb des zweiten Betriebszustandes wird ein Verlust über eine Vermischung der Tempertaturschichten hingenommen, damit das Wärmenetz möglichst schnell bei einer Überdeckung oder Unterdeckung wieder stabilisiert wird. Mit anderen Worten erfolgt der Betrieb des Schichtenspeichers gemäß des zweiten Betriebszustandes ohne Rücksicht auf seine Temperaturschichtung.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Beladeleistung oder Entladeleistung innerhalb des zweiten Betriebszustandes in Abhängigkeit der Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes eingestellt.
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Dadurch erfolgt vorteilhafterweise ein auf die Überdeckung oder Unterdeckung abgestimmter Betrieb des Schichtenspeichers. Es wird somit nur so viel Durchmischung zugelassen (über die Leistung gesteuert), wie tatsächlich zum Ausgleich erforderlich ist. Dadurch wird vorteilhafterweise der zweite Betriebszustand in seiner energetischen Effizienz verbessert.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Beladeleistung durch ein Zuschalten von weiteren Rohrleitungen, die zum Beladen des Schichtenspeichers vorgesehen sind, erhöht, oder die Entladeleistung durch ein Zuschalten von weiteren Rohrleitungen, die zum Entladen des Schichtenspeichers vorgesehen sind, erhöht.
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Grundsätzlich kann die Beladeleistung und/oder die Entladeleistung auf verschiedene Arten erhöht werden, wobei die jeweilige Ausgestaltung von der Art des Schichtenspeichers abhängen kann. Insbesondere werden zusätzliche oder weitere Rohrleitungen, die im ersten Betriebszustand nicht verwendet werden, zugeschaltet, sodass Wärme in kürzerer Zeit gespeichert oder bereitgestellt werden kann.
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Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die Anzahl der zugeschalteten Rohrleitungen in Abhängigkeit der Überdeckung oder Unterdeckung eingestellt wird.
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Dadurch wird die Beladeleistung oder Entladeleistung auf die Überdeckung beziehungsweise Unterdeckung abgestimmt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Pumpleistung einer Pumpe, die zum Beladen oder Entladen des Schichtenspeichers innerhalb des ersten Betriebszustandes vorgesehen ist, innerhalb des zweiten Betriebszustandes gegenüber dem ersten Betriebszustand erhöht.
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Dadurch erhöht sich vorteilhafterweise der Durchfluss in den zugehörigen Rohrleitungen, sodass die Beladeleistung oder Entladeleistung erhöht wird. Es wird somit mehr Wärme in derselben Zeit speicherbar oder bereitstellbar.
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Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die Pumpleistung in Abhängigkeit der Überdeckung oder Unterdeckung eingestellt wird.
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Somit wird die Pumpleistung vorteilhafterweise an die Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes, das heißt an den Zustand des Wärmenetzes, angepasst.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Schichtenspeicher eine Umwälzeinheit auf, wobei die Umwälzeinheit innerhalb des zweiten Betriebszustandes betrieben wird.
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Mit anderen Worten erfolgt ein aktives beziehungsweise erzwungenes Vermischen der Temperaturschichten. Dadurch wird vorteilhafterweise eine noch kurzfristigere Reaktion auf eine Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass bereits bestehende Schichtenspeicher durch eine solche Umwälzeinheit erweitert werden können, ohne ihre Zuleitungen und/oder Ableitungen zu verändern, insbesondere zu erweitern. Dadurch können vorteilhafterweise bereits bestehende Schichtenspeicher erfindungsgemäß erweitert werden.
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Bevorzugt umfasst die Umwälzeinheit, die durch die Steuereinheit steuerbar ist, einen Rührer zur Vermischung der Temperaturschichten. Der Rührer ist hierbei innerhalb des Schichtenspeichers, das heißt innerhalb des zugehörigen Druckbehälters angeordnet. Dieser vermischt die Temperaturschichten, sodass zwar Verluste auftreten, aber kurzfristig Wärme gespeichert oder bereitgestellt werden kann.
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Hierbei wird die Umwälzeinheit bevorzugt durch die Steuereinheit in Abhängigkeit der Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes gesteuert.
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Beispielsweise wird die Umwälzeinheit angeschaltet (zweiter Betriebszustand) oder ausgeschaltet (erster Betriebszustand) und/oder in ihrem Betrieb in Abhängigkeit der Überdeckung oder Unterdeckung verändert, beispielsweise durch eine Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit des Rührers und/oder einer Blattstellung des Rührers.
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Alternativ oder ergänzend wird bevorzugt in Abhängigkeit der Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes vorab erwärmtes Speicherfluid in den Schichtenspeicher direkt eingeleitet.
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Dadurch kann der Schichtenspeicher vorteilhafterweise schneller auf eine Überdeckung oder Unterdeckung innerhalb des Wärmenetzes reagieren.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung betreibt die Steuereinheit den Schichtenspeicher gemäß dem zweiten Betriebszustand, wenn die Steuereinheit von einer lokalen Energiemarktplattform des Wärmenetzes ein Datensignal empfängt, das eine Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes kennzeichnet.
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Mit andere Worten ist das Wärmenetz und der Schichtenspeicher Bestandteil eines lokalen Wärmemarktes, der mittels einer lokalen Energiemarktplattform ausgebildet wird. Hierbei bringt die lokale Energiemarktplattform lokale Wärmeangebote bezüglich Wärmeverbrauch und Wärmebereitstellung, insbesondere Wärmeerzeugung, bestmöglich in Übereinstimmung. Sollte sich hieraus oder im anschließenden Betrieb eine Überdeckung oder Unterdeckung ergeben, die die lokale Energiemarktplattform erfasst, so übermittelt diese ein entsprechendes Datensignal an die Steuereinheit des Schichtenspeichers, woraufhin der Schichtenspeicher vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt. Mit anderen Worten erfolgt eine an den Marktbedarf angepasste Steuerung des Schichtenspeichers.
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Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Steuereinheit eine erste Speicherkapazität des Schichtenspeichers für den ersten Betriebszustand und eine zweite Speicherkapazität für den zweiten Betriebszustand an die lokale Energiemarktplattform des Wärmenetzes übermittelt.
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Das ist deshalb bevorzugt, da durch die Vermischung der Temperaturschichten Verluste eintreten, die der Betreiber des Schichtenspeichers sonst zu tragen hätte. Vorliegend wird die Speicherkapazität des Schichtenspeichers sinnbildlich in eine Normalkapazität (erste Speicherkapazität) und eine Notkapazität (zweite Speicherkapazität) eingeteilt. Der Betreiber des Schichtenspeicher kann dadurch vorteilhafterweise zwei Angebote an die lokale Energiemarktplattform übermitteln, beispielsweise für eine normale energetisch effiziente Wärmespeicherung ohne ein wesentliches Vermischen der Temperaturschichten und eine kurzfristige Wärmespeicherung, bei welcher der Schichtenspeicher schneller beladen wird und dadurch ein Vermischen der Temperaturschichten erfolgt. Das Vermischen der Temperaturschichten führt jedoch zu energetischen Verlusten, die der Betreiber des Schichtenspeichers mittels des zweiten Angebotes gelten machen kann. Die zweite Speicherkapazität weist somit typischerweise einen höheren Preis als die erste Speicherkapazität auf. Die zweite Speicherkapazität wird jedoch durch die lokale Energiemarktplattform nur dann berücksichtigt beziehungsweise möglichst optimal verwendet, wenn eine Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes vorliegt beziehungsweise vorliegen wird, beispielsweise bei einem Day-Ahead-Handel.
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Mit anderen Worten kann der Betreiber des Schichtenspeichers ermitteln, welchen Wert die gespeicherte Energie hat und welche Einbußen eine Zerstörung der Temperaturschichtung verursachen würde. Basierend darauf kann der Betreiber das Bereitstellen einer Speicherkapazität zu einem bestimmten Zeitpunkt anbieten beziehungsweise an die lokale Energiemarktplattform übermitteln.
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Die vorliegende Erfindung ist somit besonders in Verbindung mit einem lokalen Energiemarkt, insbesondere einem lokalen Wärmemarkt, von Vorteil. Hierzu können die Steuereinheit und die lokale Energiemarktplattform entsprechend miteinander kommunizieren beziehungsweise Daten/Datensignale austauschen und/oder bearbeiten.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur schematisiert einen Schichtenspeicher gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, der mit einem Wärmenetz eines lokalen Wärmemarktes gekoppelt ist.
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Gleichartige, gleichwertige oder gleichwirkende Elemente können in der Figur mit denselben Bezugszeichen versehen sein.
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Die Figur zeigt einen Schichtenspeicher 4 gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
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Der Schichtenspeicher 4 umfasst eine Steuereinheit 41 und ist mittels eines Wärmetauschers 24 mit einem Wärmenetz 2 zum Austausch von Wärme thermisch gekoppelt. Mit anderen Worten kann der Schichtenspeicher 4 Wärme aus dem Wärmenetz 2 speichern und/oder in das Wärmenetz 2 einspeisen, das heißt bereitstellen.
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Der Schichtenspeicher 4 ist in einen lokalen Wärmemarkt beziehungsweise Energiemarkt eingebunden. Der lokale Wärmemarkt wird technisch durch die lokale Energiemarktplattform 6 ausgebildet. Die Einbindung des Schichtenspeichers 4 in den lokalen Wärmemarkt erfolgt vorliegend durch die Steuereinheit 4, die Daten mit der lokalen Energiemarktplattform 6 über die Datenverbindung 101 austauschen kann. Insbesondere erfolgt dies über das Internet und/oder cloudbasiert.
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Die Steuereinheit 4 ist zum Steuern des Betriebes des Schichtenspeichers 4 ausgebildet, wobei der Schichtenspeicher 4 gemäß einem ersten und zweiten Betriebszustand betrieben werden kann. Mit anderen Worten weist der Schichtenspeicher 4 wenigstens zwei verschiedene Betriebsarten auf. Gemäß welcher der Betriebsarten der Schichtenspeicher 4 betrieben wird, wird durch die Steuereinheit 41 bestimmt oder festgelegt. Die Steuereinheit 41 kann somit wenigstens den Schichtenspeicher 4 zwischen den Betriebsarten umschalten beziehungsweise von der einen Betriebsart in die weitere Betriebsart wechseln.
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Die erste Betriebsart beziehungsweise der erste Betriebszustand des Schichtenspeichers 4 ist für den Normalbetrieb vorgesehen. Hierbei wird der Schichtenspeicher 4 derart Beladen oder Entladen, dass seine Temperaturschichtung stabil bleibt. Mit anderen Worten wird der Schichtenspeicher 4 unter Rücksichtnahme auf seine Temperaturschichtung beladen beziehungsweise entladen.
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Die zweite Betriebsart beziehungsweise der zweite Betriebszustand des Schichtenspeichers 4 ist sozusagen für einen Notbetrieb vorgesehen. Hierbei wird der Schichtenspeicher 4 ohne Rücksichtnahme auf seine Temperaturschichtung beladen beziehungsweise entladen. Mit anderen Worten wird eine Vermischung der Temperaturschichten hingenommen beziehungsweise erzwungen. Dadurch kann der Schichtenspeicher 4 im Bedarfsfall schneller beladen oder entladen werden. Ein solcher Bedarfsfall liegt beispielsweise bei einer Überdeckung oder Unterdeckung des Wärmenetzes 2 vor. Die Überdeckung oder Unterdeckung kann spontan auftreten und/oder sich bei der Betriebsplanung durch die lokale Energiemarktplattform 6 ergeben. Die Steuereinheit 41 kann von der lokalen Energiemarktplattform 6 ein entsprechendes Signal erhalten, das eine Überdeckung und/oder Unterdeckung kennzeichnet. Dadurch kann die Steuereinheit 41 im Bedarfsfall den Schichtenspeicher 4 vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechseln.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Vermischen der Temperaturschichten innerhalb des zweiten Betriebszustandes mittels einer Umwälzeinheit 42, insbesondere einem Rührer innerhalb des Schichtenspeichers 4, gezielt erzwungen. Mit anderen Worten wird im Bedarfsfall die Umwälzeinheit 42 durch die Steuereinheit 41 eingeschaltet und somit die Temperaturschichten vermischt beziehungsweise durchmischt. Dadurch kann der Schichtenspeicher 4 bei einer Überdeckung innerhalb des Wärmenetzes 2 schneller beladen und bei einer Unterdeckung innerhalb des Wärmenetzes schneller entladen werden. Die Leistung der Umwälzeinheit 4 kann an das Maß der Überdeckung und/oder Unterdeckung angepasst werden.
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Durch das Vermischen der Temperaturschichten treten zwar erhöhte Verluste auf, aber es kann im Bedarfsfall eine schnellere Beladung oder Entladung des Schichtenspeichers 4 ermöglicht werden. Somit wird ein synergetischer Kompromiss zwischen den Verlusten und einer schnellen Reaktion des Schichtenspeichers 4, welche insbesondere im Hinblick auf erneuerbare Energiequellen bedeutsam ist, bereitgestellt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Wärmenetz
- 4
- Schichtenspeicher
- 6
- lokale Energiemarktplattform
- 24
- Wärmetauscher
- 41
- Steuereinheit
- 42
- Umwälzeinheit
- 101
- Datenverbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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