DE102021111197B3 - Process for operating a thermotechnical system - Google Patents

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DE102021111197B3 DE102021111197.8A DE102021111197A DE102021111197B3 DE 102021111197 B3 DE102021111197 B3 DE 102021111197B3 DE 102021111197 A DE102021111197 A DE 102021111197A DE 102021111197 B3 DE102021111197 B3 DE 102021111197B3
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Marc Dietrich
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer wärmetechnischen Anlage, bei dem Wasser wahlweise mit einem Primärwärmeerzeuger (1) und/oder mit einem im Vergleich zum Primärwärmeerzeuger (1) weniger energieeffizienten Sekundärwärmeerzeuger (2) erwärmt, in einem Warmwasserspeicher (3) gespeichert und zur Warmwasserbereitstellung aus dem Warmwasserspeicher (3) entnommen wird, wobei das Wasser bis zu einem Entnahmegrenzwert ausschließlich mit dem energieeffizienteren Primärwärmeerzeuger (1) und ab dem Entnahmegrenzwert mindestens mit dem Sekundärwärmeerzeuger (2) erwärmt wird. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer Warmwasserentnahme aus dem Warmwasserspeicher (3) mit einem Durchflussmesser (4) der an einer Warmwasserentnahmestelle (5) auftretende Warmwasserdurchfluss ermittelt und der Sekundärwärmeerzeuger (2) eingeschaltet wird, wenn der ermittelte Warmwasserdurchfluss den Entnahmegrenzwert erreicht.

Figure DE102021111197B3_0000
The invention relates to a method for operating a heating system, in which water is optionally heated with a primary heat generator (1) and/or with a secondary heat generator (2) that is less energy-efficient than the primary heat generator (1), stored in a hot water storage tank (3) and used for Hot water supply is taken from the hot water tank (3), the water being heated up to a withdrawal limit value exclusively with the more energy-efficient primary heat generator (1) and from the withdrawal limit value at least with the secondary heat generator (2). According to the invention, when hot water is drawn from the hot water tank (3), the hot water flow occurring at a hot water extraction point (5) is determined with a flow meter (4) and the secondary heat generator (2) is switched on when the determined hot water flow reaches the extraction limit value.
Figure DE102021111197B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer wärmetechnischen Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for operating a heating system according to the preamble of patent claim 1.

Ein Verfahren zum Betrieb einer wärmetechnischen Anlage der eingangs genannten Art ist aus der Offenlegungsschrift DE 10 2005 042 495 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird Wasser wahlweise mit einem Primärwärmeerzeuger und/oder mit einem im Vergleich zum Primärwärmeerzeuger weniger energieeffizienten Sekundärwärmeerzeuger erwärmt, in einem Warmwasserspeicher gespeichert und zur Warmwasserbereitstellung aus dem Warmwasserspeicher entnommen. Ferner wird das Wasser bis zu einem Entnahmegrenzwert ausschließlich mit dem energieeffizienteren Primärwärmeerzeuger und ab dem Entnahmegrenzwert mindestens mit dem Sekundärwärmeerzeuger erwärmt. Bei dieser Lösung wird die Warmwasserentnahme mit Hilfe eines Temperatursensors detektiert.A method for operating a thermotechnical system of the type mentioned is from the published application DE 10 2005 042 495 A1 famous. In this process, water is heated either with a primary heat generator and/or with a secondary heat generator that is less energy-efficient than the primary heat generator, stored in a hot water tank and removed from the hot water tank to provide hot water. Furthermore, up to a withdrawal limit, the water is heated exclusively with the more energy-efficient primary heat generator and from the withdrawal limit at least with the secondary heat generator. With this solution, hot water extraction is detected with the help of a temperature sensor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein einerseits möglichst energieeffizientes andererseits aber auch Komfort bietendes Verfahren geschaffen werden.The object of the invention is to improve a method of the type mentioned at the outset. In particular, a method that is as energy-efficient as possible on the one hand but also offers comfort on the other is to be created.

Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved with a method of the type mentioned by the features listed in the characterizing part of patent claim 1.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass bei einer Warmwasserentnahme aus dem Warmwasserspeicher mit einem Durchflussmesser der an einer Warmwasserentnahmestelle auftretende Warmwasserdurchfluss ermittelt und der Sekundärwärmeerzeuger eingeschaltet wird, wenn der ermittelte Warmwasserdurchfluss den Entnahmegrenzwert erreicht.According to the invention it is therefore provided that when hot water is drawn from the hot water tank, the hot water flow occurring at a hot water extraction point is determined with a flow meter and the secondary heat generator is switched on when the determined hot water flow reaches the extraction limit value.

Unter Durchflussmesser ist dabei jede Einrichtung zu verstehen, mit der es möglich ist, einen Durchfluss festzustellen, wobei es letztlich nicht darauf ankommt, den Durchfluss quantitativ ermitteln zu können. Besonders bevorzugt, weil kostengünstig, ist dabei ganz konkret vorgesehen, als Durchflussmesser einen sogenannten Strömungsschalter zu verwenden, der ab einem vorbestimmten Durchflusswert (= Entnahmegrenzwert) einen Durchfluss an eine Regelung der wärmetechnischen Anlage signalisiert.A flow meter is to be understood as meaning any device with which it is possible to determine a flow, although ultimately it is not important to be able to determine the flow quantitatively. It is particularly preferred, because it is cost-effective, to use a so-called flow switch as the flow meter, which signals a flow to a controller of the heating system from a predetermined flow value (=drawing limit value).

Unter Warmwasserentnahmestelle ist dabei derjenige Wasseranschluss an der wärmetechnischen Anlage zu verstehen, an dem das Warmwasser dem Nutzer tatsächlich zur Verfügung steht, also zum Beispiel der Duschkopf, wobei, worauf weiter unten noch genauer eingegangen wird und wie es sich auch aus dem Patentanspruch 1 ergibt, der Durchflussmesser nicht an der Warmwasserentnahmestelle angeordnet sein muss.The hot water extraction point is to be understood as the water connection on the heating system at which the hot water is actually available to the user, e.g. the shower head, whereby, as will be discussed in more detail below and as is also apparent from patent claim 1, the flow meter does not have to be located at the hot water extraction point.

Das insgesamt an der Warmwasserentnahmestelle gezapfte Wasser (Mischwasser) besteht dabei regelmäßig aus einem Warm- und einem Kaltwasseranteil. Der Warmwasseranteil entspricht dabei dem oben genannten Warmwasserdurchfluss. Der Kaltwasseranteil wird aus einer unbeheizten (Kalt-) Wasserleitung beigemischt. The total water tapped at the hot water tapping point (mixed water) regularly consists of a warm and a cold water portion. The hot water share corresponds to the hot water flow rate mentioned above. The cold water portion is added from an unheated (cold) water line.

Weiterhin wird noch darauf hingewiesen, dass der vorgenannte „Entnahmegrenzwert“ (wie oben ausgeführt) zwar ein feststehender Wert sein kann. Besonders bevorzugt ist aber, worauf weiter unten auch noch genauer eingegangen wird, vorgesehen, dass er während des Betriebs der wärmetechnische Anlage orientiert an anderen Betriebsparametern festgelegt wird. Der verwendete Begriff „Warmwasserdurchfluss“ entspricht dabei wahlweise einem Instantan- oder einem zeitlich gemittelten Wert.Furthermore, it is pointed out that the aforementioned "withdrawal limit value" (as explained above) can be a fixed value. However, it is particularly preferred, which will also be discussed in more detail below, that it is defined during the operation of the thermotechnical installation based on other operating parameters. The term "hot water flow" used here corresponds to either an instantaneous value or a value averaged over time.

Mit anderen Worten zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren somit dadurch aus, dass in Phasen mit geringer Warmwassernutzungsmenge innerhalb eines bestimmten Zeitraumes (sogenannter Effizienzbetrieb) das Wasser möglichst energieeffizient mit dem Primärwärmeerzeuger, der vorzugsweise als Wärmepumpeneinrichtung ausgebildet ist, erwärmt wird und dass in (eher seltenen) Phasen mit großer Warmwassernutzungsmenge innerhalb des bestimmten Zeitraumes (sogenannter Komfortbetrieb) jedenfalls der Sekundärwärmeerzeuger, der vorzugsweise als Elektroheizeinrichtung ausgebildet ist, zum besonders schnellen Erwärmen des Wassers eingesetzt wird. Aufgrund der (im Vergleich zur Temperaturmessung) genaueren Detektion der Entnahme des Warmwassers ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders energieeffizient und komfortabel.In other words, the method according to the invention is characterized in that in phases with a low amount of hot water usage within a certain period of time (so-called efficiency operation), the water is heated as energy-efficiently as possible with the primary heat generator, which is preferably designed as a heat pump device, and that in (rather rare) In any case, the secondary heat generator, which is preferably designed as an electric heating device, is used to heat the water particularly quickly during phases with a large amount of hot water usage within a certain period of time (so-called comfort mode). The method according to the invention is particularly energy-efficient and convenient due to the more precise detection (in comparison to the temperature measurement) of the removal of the hot water.

Insbesondere bei Verwendung einer Wärmepumpen- und Elektroheizeinrichtung kann dabei in der zuletzt genannten Phase selbstverständlich neben der Elektroheizeinrichtung auch die Wärmepumpeneinrichtung weiter betrieben werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Elektroheizeinrichtung praktisch sofort wirkt bzw. volle Leistung bringt, während die Wärmepumpeneinrichtung durchaus einige Minuten bis zur Bereitstellung der vollen Leistung benötigt.Especially when using a heat pump and electric heating device, the heat pump device can of course continue to be operated in addition to the electric heating device in the last-mentioned phase, whereby it must be taken into account that the electric heating device works almost immediately or provides full power, while the heat pump device can take a few minutes to required to provide full power.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei weiterhin, was nachfolgend noch genauer erläutert wird, insbesondere bei wärmetechnischen Anlagen mit vergleichsweise kleinem Warmwasserspeicher vorteilhaft, da auf diese Weise trotz der beschränkten Warmwasserkapazität ein hoher Komfort gewährleistet werden kann, wenn tatsächlich einmal (wie zum Beispiel beim Einlassen einer heißen Badewanne) große Mengen warmes Wasser benötigt werden.The method according to the invention is still advantageous, which will be explained in more detail below, particularly in thermal engineering systems with a comparatively small hot water storage tank, since in this way, despite the limited Hot water capacity, a high level of comfort can be guaranteed when large amounts of hot water are actually required (e.g. when running a hot bath tub).

Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Other advantageous developments of the method according to the invention result from the dependent patent claims.

Zum Stand der Technik wird noch auf folgende Dokumente hingewiesen:

  • Aus dem Dokument DE 10 2011 113 615 A1 ist eine Warmwasserbereitung mit einer Fernbedienungseinrichtung bekannt, mit der manuell eine Zusatz-Warmwasseranforderung eingestellt werden kann. Hier muss also der Betreiber handeln.
Regarding the state of the art, reference is also made to the following documents:
  • From the document DE 10 2011 113 615 A1 is a hot water with a remote control device is known, with an additional hot water requirement can be set manually. So the operator has to act here.

Aus dem Dokument EP 3 032 181 B1 ist ebenfalls ein Heizsystem mit einer Warmwasserbereitstellung bekannt, bei dem der Nutzer einen erhöhten Warmwasserbedarf über ein Steuergerät einstellen kann. Bei dieser Lösung wird ein Elektrodurchlauferhitzer mit einem Durchflussmesser verwendet, der allerdings nur den Durchfluss am Elektrodurchlauferhitzer und nicht an einer Warmwasserentnahmestelle des Gesamtsystems misst.From the document EP 3 032 181 B1 is also a heating system with a hot water supply is known, in which the user can set an increased hot water demand via a control device. This solution uses an electric instantaneous water heater with a flow meter, which, however, only measures the flow at the electric instantaneous water heater and not at a hot water extraction point in the entire system.

Nur der Vollständigkeit halber wird schließlich noch auf die weiter abliegenden Dokumente DE 10 2004 042 972 A1 , DE 10 2011 086 819 A1 , DE 10 2011 088 913 A1 , EP 2 704 367 B1 und DE 20 2015 004 569 U1 hingewiesen.Finally, for the sake of completeness, reference is made to the documents that are further away DE 10 2004 042 972 A1 , DE 10 2011 086 819 A1 , DE 10 2011 088 913 A1 , EP 2 704 367 B1 and DE 20 2015 004 569 U1 pointed out.

Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The method according to the invention, including its advantageous developments according to the dependent patent claims, is explained in more detail below with reference to the graphic representation of a preferred exemplary embodiment.

Es zeigt

  • 1 schematisch eine mögliche Ausführungsform der wärmetechnischen Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem im Warmwasserspeicher angeordneten Heizstab.
It shows
  • 1 schematically shows a possible embodiment of the thermotechnical system for carrying out the method according to the invention with a heating element arranged in the hot water tank.

Bei der in 1 dargestellten wärmetechnischen Anlage wird in zunächst bekannter Weise Wasser wahlweise mit einem Primärwärmeerzeuger 1 und/oder mit einem im Vergleich zum Primärwärmeerzeuger 1 weniger energieeffizienten Sekundärwärmeerzeuger 2 erwärmt.At the in 1 In the thermotechnical system shown, water is heated in an initially known manner either with a primary heat generator 1 and/or with a secondary heat generator 2 that is less energy-efficient than the primary heat generator 1 .

Dabei ist, wie aus 1 ersichtlich, besonders bevorzugt vorgesehen, dass als Primärwärmeerzeuger 1 eine Wärmepumpe, insbesondere eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, verwendet wird. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass als Sekundärwärmeerzeuger 2 eine Elektroheizeinrichtung, insbesondere ein in einem Warmwasserspeicher 3 angeordneter Heizstab, verwendet wird. Alternativ oder sogar auch zusätzlich könnte der Sekundärwärmeerzeuger 2, insbesondere die besagte Elektroheizeinrichtung, dabei auch an der Warmwasserverteilung, also am mit einer Warmwasserentnahmestelle 5 versehenen Wasserkreislauf, vorgesehen sein.That's how it is 1 apparent, it is particularly preferred that a heat pump, in particular an air-water heat pump, is used as the primary heat generator 1 . Furthermore, it is preferably provided that an electric heating device, in particular a heating element arranged in a hot water storage tank 3 , is used as the secondary heat generator 2 . Alternatively or even additionally, the secondary heat generator 2, in particular the said electric heating device, could also be provided on the hot water distribution, ie on the water circuit provided with a hot water extraction point 5.

Weiterhin ist bei der wärmetechnischen Anlage, wie aus 1 ersichtlich, vorgesehen, dass das erwärmte Wasser in einem Warmwasserspeicher 3 gespeichert und zur Warmwasserbereitstellung aus dem Warmwasserspeicher 3 entnommen wird.Furthermore, at the thermotechnical plant, as from 1 apparent, provided that the heated water is stored in a hot water tank 3 and removed from the hot water tank 3 to provide hot water.

Ferner ist - in an sich bekannter Weise - vorgesehen, dass das Wasser bis zu einem Entnahmegrenzwert ausschließlich mit dem energieeffizienteren Primärwärmeerzeuger 1 und ab dem Entnahmegrenzwert mindestens mit dem Sekundärwärmeerzeuger 2 erwärmt wird.Furthermore, it is provided—in a manner known per se—that the water is heated up to a withdrawal limit value exclusively with the more energy-efficient primary heat generator 1 and from the withdrawal limit value at least with the secondary heat generator 2 .

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist nun, dass bei einer Warmwasserentnahme aus dem Warmwasserspeicher 3 mit einem Durchflussmesser 4 der an einer Warmwasserentnahmestelle 5 auftretende Warmwasserdurchfluss ermittelt und der Sekundärwärmeerzeuger 2 eingeschaltet wird, wenn der ermittelte Warmwasserdurchfluss den Entnahmegrenzwert erreicht.It is essential for the method according to the invention that when hot water is drawn from the hot water storage tank 3, the hot water flow occurring at a hot water extraction point 5 is determined with a flow meter 4 and the secondary heat generator 2 is switched on when the determined hot water flow reaches the extraction limit value.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass sowohl der Entnahmegrenzwert als auch der Warmwasserdurchfluss als Volumen pro Zeit, also insbesondere mit den SI-Einheiten [m3/s] oder entsprechend umgerechneten Einheiten angegeben bzw. bei der weiteren rechnerischen Verarbeitung zugrunde gelegt wird.It is preferably provided that both the withdrawal limit value and the hot water flow rate are specified as volume per time, ie in particular with the SI units [m 3 /s] or correspondingly converted units, or are used as a basis for further mathematical processing.

Bezüglich des vorgenannten Entnahmegrenzwertes ist dabei weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass dieser während des Betriebs der wärmetechnischen Anlage bei einer Warmwasserentnahme in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter der wärmetechnischen Anlage festgelegt wird.With regard to the aforementioned extraction limit value, it is further preferably provided that this is defined during the operation of the heating system when hot water is being extracted as a function of at least one operating parameter of the heating system.

Nach einer ersten Option wird dabei als Betriebsparameter eine verfügbare Heizleistung des Primärwärmeerzeugers 1 verwendet. Nach einer zweiten Option wird als Betriebsparameter ein Beladezustand des Warmwasserspeichers 3 verwendet, wobei dieser von einer im Wasser des Warmwasserspeichers 3 gespeicherten Wärmeenergie und einer Temperaturschichtung des Wassers im Warmwasserspeicher 3 abhängt.According to a first option, an available heat output of the primary heat generator 1 is used as the operating parameter. According to a second option, a loading condition of the hot water storage tank 3 is used as an operating parameter, this being dependent on thermal energy stored in the water of the hot water storage tank 3 and a temperature stratification of the water in the hot water storage tank 3 .

Zudem können je nach Art des Primärwärmeerzeugers 1 auch weitere Parameter, wie etwa Witterungsbedingungen, zu Festlegung des Entnahmegrenzwerts herangezogen werden. Witterungebedingungen sind beispielsweise von Bedeutung, wenn es sich bei dem Primärwärmeerzeuger 1 um eine Wärmepumpe handelt.Depending on the type of primary heat generator 1, other parameters, such as weather conditions, can also be used to determine the withdrawal limit value. Weather conditions are important, for example, if the primary heat generator 1 is a heat pump.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Entnahmegrenzwert während des Betriebs der wärmetechnischen Anlage bei einer Warmwasserentnahme zu einer bestimmten Tageszeit in Abhängigkeit eines sich aus einer Vielzahl vorausgegangener Warmwasserentnahmen ergebenden Verbrauchsprofils errechnet und festgelegt wird.Furthermore, it is preferably provided that the extraction limit value is calculated and defined during the operation of the heating system when hot water is extracted at a specific time of day as a function of a consumption profile resulting from a large number of previous hot water extractions.

Außerdem ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein Warmwasserspeicher 3 mit einem Wasservolumen von höchstens 200 Litern verwendet wird. Mit anderen Worten: Das erfindungsgemäße Verfahren führt insbesondere trotz Verwendung eines vergleichsweise kleinen Warmwasserspeichers 3 zu einem hohen Komfort bei der Warmwasserversorgung. Für diesen Anwendungsfall ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft einsetzbar.In addition, it is particularly preferred that a hot water tank 3 with a maximum water volume of 200 liters is used. In other words: the method according to the invention leads to a high level of comfort in the hot water supply, in particular despite the use of a comparatively small hot water storage tank 3 . The method according to the invention can be used particularly advantageously for this application.

Wie weiterhin aus 1 ersichtlich, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Warmwasserdurchfluss mit dem an einem Kaltwasserzulauf 6 des Warmwasserspeichers 3 angeordneten Durchflussmesser 4 ermittelt wird.How to continue 1 As can be seen, provision is particularly preferably made for the hot water flow rate to be determined using the flow meter 4 arranged on a cold water inlet 6 of the hot water tank 3 .

Schließlich wird darauf hingewiesen, dass zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens selbstverständlich nicht nur die dargestellte Ausführungsform mit einer Rohrwendel im Warmwasserspeicher 3 in Betracht kommt: Genauso gut könnte ein sogenanntes Ladesystem mit Elektroheizung im Speicher und/oder im Sekundärkreis vorgesehen sein. Außerdem ist die wärmetechnische Anlage, was - abgesehen vom Durchflussmesser 4 - nicht extra dargestellt ist, selbstverständlich mit einer entsprechenden Sensorik (zum Beispiel Temperatursensoren) und dazugehöriger Verkabelung versehen.Finally, it is pointed out that for the implementation of the method according to the invention not only the illustrated embodiment with a coiled tubing in the hot water storage tank 3 comes into consideration: a so-called charging system with electric heating in the storage tank and/or in the secondary circuit could just as well be provided. In addition, the thermotechnical system, which—apart from the flow meter 4—is not shown separately, is of course provided with a corresponding sensor system (for example temperature sensors) and associated wiring.

BezugszeichenlisteReference List

11
Primärwärmeerzeugerprimary heat generator
22
Sekundärwärmeerzeugersecondary heat generator
33
Warmwasserspeicherhot water tank
44
Durchflussmesserflow meter
55
Warmwasserentnahmestellehot water tapping point
66
Kaltwasserzulaufcold water inlet

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb einer wärmetechnischen Anlage, bei dem Wasser wahlweise mit einem Primärwärmeerzeuger (1) und/ oder mit einem im Vergleich zum Primärwärmeerzeuger (1) weniger energieeffizienten Sekundärwärmeerzeuger (2) erwärmt, in einem Warmwasserspeicher (3) gespeichert und zur Warmwasserbereitstellung aus dem Warmwasserspeicher (3) entnommen wird, wobei das Wasser bis zu einem Entnahmegrenzwert ausschließlich mit dem energieeffizienteren Primärwärmeerzeuger (1) und ab dem Entnahmegrenzwert mindestens mit dem Sekundärwärmeerzeuger (2) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Warmwasserentnahme aus dem Warmwasserspeicher (3) mit einem Durchflussmesser (4) der an einer Warmwasserentnahmestelle (5) auftretende Warmwasserdurchfluss ermittelt und der Sekundärwärmeerzeuger (2) eingeschaltet wird, wenn der ermittelte Warmwasserdurchfluss den Entnahmegrenzwert erreicht.Process for operating a thermotechnical system, in which water is heated either with a primary heat generator (1) and/or with a secondary heat generator (2) that is less energy-efficient than the primary heat generator (1), stored in a hot water tank (3) and used to provide hot water from the hot water tank (3) is withdrawn, with the water being heated up to a withdrawal limit value exclusively with the more energy-efficient primary heat generator (1) and from the withdrawal limit value at least with the secondary heat generator (2), characterized in that when hot water is withdrawn from the hot water tank (3) with a Flow meter (4) determines the hot water flow occurring at a hot water extraction point (5) and the secondary heat generator (2) is switched on when the determined hot water flow reaches the extraction limit value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegrenzwert während des Betriebs der wärmetechnischen Anlage bei einer Warmwasserentnahme in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter der wärmetechnischen Anlage festgelegt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the extraction limit value is set during operation of the heat engineering system when hot water is extracted as a function of at least one operating parameter of the heat engineering system. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter eine verfügbare Heizleistung des Primärwärmeerzeugers (1) verwendet wird.procedure after claim 2 , characterized in that an available heat output of the primary heat generator (1) is used as the operating parameter. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter ein Beladezustand des Warmwasserspeichers (3) verwendet wird, wobei dieser von einer im Wasser des Warmwasserspeicher (3) gespeicherten Wärmeenergie und einer Temperaturschichtung des Wassers im Warmwasserspeicher (3) abhängt.procedure after claim 2 , characterized in that a loading condition of the hot water storage tank (3) is used as the operating parameter, this being dependent on a thermal energy stored in the water of the hot water storage tank (3) and a temperature stratification of the water in the hot water storage tank (3). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegrenzwert während des Betriebs der wärmetechnischen Anlage bei einer Warmwasserentnahme zu einer bestimmten Tageszeit in Abhängigkeit eines sich aus einer Vielzahl vorausgegangener Warmwasserentnahmen ergebenden Verbrauchsprofils errechnet und festgelegt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the removal limit value is calculated and fixed during the operation of the heating system for a hot water removal at a specific time of the day as a function of a consumption profile resulting from a large number of previous hot water removals. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Entnahmegrenzwert als auch der Warmwasserdurchfluss als Volumen pro Zeit, also insbesondere mit den SI-Einheiten [m3/s] oder entsprechend umgerechneten Einheiten angegeben wird.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that both the removal limit value and the hot water flow rate are specified as volume per time, ie in particular with the SI units [m 3 /s] or correspondingly converted units. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmwasserdurchfluss mit dem an einem Kaltwasserzulauf (6) des Warmwasserspeichers (3) angeordneten Durchflussmesser (4) ermittelt wird.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the hot water flow rate is determined with the flow meter (4) arranged on a cold water inlet (6) of the hot water tank (3). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Primärwärmeerzeuger (1) eine Wärmepumpe verwendet wird.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that a heat pump is used as the primary heat generator (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Sekundärwärmeerzeuger (2) eine Elektroheizeinrichtung verwendet wird.Procedure according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that an electric heating device is used as the secondary heat generator (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Warmwasserspeicher (3) mit einem Wasservolumen von höchstens 200 Litern verwendet wird.Procedure according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that a hot water tank (3) with a water volume of at most 200 liters is used.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004042972A1 (en) 2004-09-06 2006-03-09 Hönig, Christina Thermal solar system regulating method, involves predicting solar output of solar system to optimize supply sequence of solar output during different consumptions, and determining best variant by technical parameter of heat pump
DE102005042495A1 (en) 2004-09-13 2006-03-30 Vaillant Gmbh Operating plant for simultaneous production of electrical, thermal energy with fuel cell heater involves regulator switching on additional heating device when defined negative temperature gradient exceeded in thermal energy storage device
DE102011113615A1 (en) 2011-09-16 2013-03-21 Robert Bosch Gmbh Method and device for hot water preparation
DE102011086819A1 (en) 2011-11-22 2013-05-23 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Device, method, computer program and hot water tank for controlling a temperature
DE102011088913A1 (en) 2011-12-16 2013-06-20 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Hot water tank with standby temperature setting based on flow information
DE202015004569U1 (en) 2015-06-26 2016-09-29 Rainer B. Körner Energy management and stratified charge for solar-powered heat pump (EuSfmsbW)
EP2704367B1 (en) 2012-08-30 2016-10-12 EnBW Energie Baden-Württemberg AG Consumer control method and control device based on an energy consumption profile
EP3032181B1 (en) 2014-12-12 2018-01-31 Vaillant GmbH Heating system with hot water preparation

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018034B4 (en) * 2004-04-14 2014-07-24 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Method for switching on a heat pump in connection with a hot water storage tank for heat pumps
NZ538737A (en) * 2005-03-10 2008-04-30 Hot Water Innovations Ltd Electronic control of water storage (hot water storage) parameters and operation
US8422870B2 (en) * 2009-02-13 2013-04-16 General Electric Company Residential heat pump water heater
EP3696475A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-19 R. Nussbaum AG Device for providing domestic hot water

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004042972A1 (en) 2004-09-06 2006-03-09 Hönig, Christina Thermal solar system regulating method, involves predicting solar output of solar system to optimize supply sequence of solar output during different consumptions, and determining best variant by technical parameter of heat pump
DE102005042495A1 (en) 2004-09-13 2006-03-30 Vaillant Gmbh Operating plant for simultaneous production of electrical, thermal energy with fuel cell heater involves regulator switching on additional heating device when defined negative temperature gradient exceeded in thermal energy storage device
DE102011113615A1 (en) 2011-09-16 2013-03-21 Robert Bosch Gmbh Method and device for hot water preparation
DE102011086819A1 (en) 2011-11-22 2013-05-23 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Device, method, computer program and hot water tank for controlling a temperature
DE102011088913A1 (en) 2011-12-16 2013-06-20 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Hot water tank with standby temperature setting based on flow information
EP2704367B1 (en) 2012-08-30 2016-10-12 EnBW Energie Baden-Württemberg AG Consumer control method and control device based on an energy consumption profile
EP3032181B1 (en) 2014-12-12 2018-01-31 Vaillant GmbH Heating system with hot water preparation
DE202015004569U1 (en) 2015-06-26 2016-09-29 Rainer B. Körner Energy management and stratified charge for solar-powered heat pump (EuSfmsbW)

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