DE10234270A1 - Heizungssystem, Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems und Verwendung - Google Patents

Abstract

Ein Heizungssystem zur Erzeugung und Verteilung von Wärmeenergie umfaßt ein oder mehrere Umlaufsysteme zur Verteilung von Wärme, Heizkreise zur Erzeugung von Wärme und mindestens einen Speicher (14). Zur wirtschaftlichen Speicherung größerer Wärmemengen und zur Verbesserung des Anlagenwirkungsgrades ist das Heizungssystem fluidpegelbehaftet, und die Umlaufsysteme, z. B. für Heizung (23-29), Speicheranbindung, Brauchwasserheizung (26, 30-32), Nachheizung, Wärmetauscher, Speicherkollektoren (5, 7-10), Heizkessel (33-38), Wärmepumpen, Wärmegewinnung und Kühlung, sind direkt an einem Speicher (14) angeschlossen, so daß das Speicherfluid direkt durch die Umlaufsysteme gewälzt wird. Dabei bringen Bereitstellungseinrichtungen, wie Befüllungseinrichtungen (26, 30) bzw. (34) oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen das Fluid vor dem Umwälzen in das Umlaufsystem ein und/oder halten Bereithaltungseinrichtungen das Fluid im Umlaufsystem und/oder sind fluidpegelbehaftete Umlaufsysteme mit einer Notbefüllungseinrichtung (31, 33) ausgerüstet. Beschrieben wird auch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems und eine Verwendung.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizungssystem zur Erzeugung und Verteilung von Wärmeenergie, wobei das Heizungssystem ein oder mehrere Umlaufsysteme zur Verteilung der Wärme an Heizkörper oder Fußbodenheizung oder Wandheizung und/oder Brauchwasserwärmetauscher und/oder Heizkreise zur Erzeugung von Wärme mittels Kollektoren und/oder Heizkesseln und/oder Wärmepumpen und mindestens einen Speicher umfasst.
• Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Eingangs definierte Heizungssysteme mit Umlauf- und Speichersystemen hauptsächlich bekannt, welche unter Überdruck stehen. Solche Heizungssysteme haben aber den Nachteil haben, dass Solarumlaufsysteme mittels eines Wärmetauschers an den Speicher angekoppelt werden, um das frostsichere Betreiben mit einem Wasserglykolgemisch zu ermöglichen, woraus Verluste und Wirkungsgradreduzierungen resultieren. Weiterhin sind dabei die Überdruckspeicher entsprechend materialaufwändig mit Handlöchern oder Einstiegen oder Anflanschungen von Wärmetauschern oder Schichtungsrohren mit der entsprechenden Druckstabilität ausgeführt und lassen sich nur sehr schwierig modular aufbauen.
• Um das Verwenden von Wasser-Glykol-Gemischen zu vermeiden, sind aus den Offenlegungsschriften DE 28 39 258 A1, DE 195 15 580 A1 und DE 43 38 604 A1 Anordnungen bekannt bei denen der Solarkollektor vom Drucksystem getrennt und der Solarkollektor bei Frostgefahr per Schwerkraft entleert sowie das Wasser in den Kollektor oder in das Überdruckumlaufsystem zurückgepumpt wird. Dies bedeutet zwar, dass man auf einen Wärmetauscher zum Kollektorumlaufsystem verzichten kann, aber es müssen Überdruckspeicher verwendet werden. Mit den folgenden Nachteilen gegenüber überdrucklosen Speichern:
  
• - Begrenzte Verwendung von Speichermaterialien (meist nur Stahl)
• - Sicherheitsmaßnahme "geprüfter Überdruck"
• - Ableitung von Überdruck durch Überdruckventile
• - Ausdehnungsgefäße zur Druckerhaltung
• - Schlechte Zugänglichkeit z. B. zur Montage von Schichtungsrohren
• - Höhere Anforderungen an Materialstärke und Schweißnähte
• Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht in der Verwendung von Überdrucklosen Speichern mit druckbehafteten Umlaufsystemen. Dann wird aber der Heizkreis über einen Wärmetauscher im Speicher angebunden. Dies bedeutet ebenfalls Kosten für den Wärmetauscher, Druckverluste im Heizkreis und Wirkungsgradverluste beim Wärmetauscher und im Umlaufsystem.
• Aus der Offenlegungsschrift DE 196 08 405 A1 ist eine geschlossene Solaranlage bekannt, die aus einem Druckspeicher mit einer Glasblase besteht. Durch eine Entleerungsvorrichtung kann das Wasser vom Solarkollektor in den Speicher zurückfließen. Durch eine zur Umwälzpumpe parallel geschaltete Zusatzförderpumpe kann der Solarkollektor wieder befüllt werden. Eine solche Solarkollektoranlage ist nur für eine maximale Höhe des Kollektors bis 7 m geeignet und kann dann auch nur temperaturreduziert betreiben werden. Ist eine größere Höhe gefordert, so muss die Anlage unter Druck gesetzt werden. Dies erfordert wieder Druckspeicher. Die Vorteile eines offenen Speichers stehen bei einer solchen Anlage nicht zur Verfügung. Außerdem sind dann die Drucksicherheitsanforderungen zu gewährleisten.
• Aus der Offenlegungsschrift DE 27 53 810 A1 ist bekannt, dass ein Solarkollektorumlaufsystem an einem Speicher betrieben wird, wobei der Speicher geschlossen ist und der Rücklauf in die Gasblase im Speicher mündet. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass keine temperaturabhängige Einschichtung im Speicher erfolgen kann. Zur Umwälzung ist eine relativ starke Pumpe mit entsprechenden Betriebskosten notwendig. Der Durchfluss muss so stark erzeugt werden, dass ein so großer Druck im Kollektor erzeugt wird, dass das Wasser im Kollektor nicht schon bei geringen Temperaturen zum Kochen kommt. Dies bedeutet eine starke Durchmischung des Speichers.
• Aus der Offenlegungsschrift DE 26 14 142 A1 ist ein geschlossenes Umlaufsystem für Solaranlagen bekannt, das mit einem Ausgleichsgefäß versehen ist, wobei ein Rücklaufrohr unterhalb des Wasserspiegels im Ausgleichsgefäß endet und ein Magnetventil steuerbares Rücklaufrohr im Gasbereich des Ausgleichsgefäßes mündet. Durch Öffnen des Magnetventils kann sich der Kollektor durch Schwerkraft entleeren. Ein solches Umlaufsystem benötigt aber zum Einbringen der Wärme in den Speicher einen Wärmetauscher mit dem damit verbundenen Nachteilen Druckverluste, Wirkungsgradverluste, Kosten und Materialaufwand. Die Montage des Ausgleichsgefäßes und der Pumpe muss möglichst kurz unterhalb des Kollektors erfolgen. Da Dachgeschosse heute häufig ausgebaut sind, bedeutet dies die Anbringung dieser Vorrichtung außerhalb des Hauses mit zusätzlichem Aufwand für Isolierung und Abdichtung mit dem Nachteil der schlechten Zugänglichkeit bei der Wartung.
• Ein weiteres geschlossenes Umlaufsystem mit einem Ausgleichsbehälter ist aus der Patentschrift DE 196 54 037 C1 bekannt. Hier wird über ein strömungsgesteuertes Dreiwegeventil eine Verbindung vom Kollektorvorlauf zu einem Wasserbehälter hergestellt, so dass der Kollektor entleert wird, wenn die Unwälzung zum Stillstand kommt. Auch bei dieser Anlage wird ein Wärmetauscher benötigt mit den schon genannten Nachteilen.
• Ausgehend von einem Heizungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Heizungssysteme, dieses Heizungssystem so auszubilden, dass größere Wärmemengen wirtschaftlich gespeichert werden können, und der Anlagenwirkungsgrad verbessert wird. Weitere Aufgaben bestehen darin, die Betriebssicherheit und den Korrosionsschutz des Heizungssystems zu verbessern. Ferner soll die freizügigere Verwendung von Materialien erreicht werden. Die Erschließung weiterer Wärmequellen und die Speicherung der Wärme aus diesen Quellen soll das Heizungssystem erweitern.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, nämlich dadurch dass
  
• - das Heizungssystem fluidpegelbehaftet ist,
• - und dass Umlaufsysteme wie Heizungsumlaufsysteme, Speicheranbindungsumlaufsysteme, Brauchwasserheizungsumlaufsysteme, Nachheizungsumlaufsysteme, Wärmetauscherumlaufsysteme, Speicherkollektorumlaufsysteme, Heizkesselumlaufsysteme, Wärmepumpenumlaufsysteme, Wärmegewinnungsumlaufsysteme, Kühlungsumlaufsysteme direkt an einen Speicher angeschlossen sind, so dass das Speicherfluid direkt durch die Umlaufsysteme gewälzt wird,
• - wobei Bereitstellungseinrichtungen wie Befüllungseinrichtungen oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen das Fluid vor dem Umwälzen in das Umlaufsystem einbringen,
• - und/oder wobei Bereithaltungseinrichtungen das Fluid im Umlaufsystem halten, wie zyklisches oder ereignisgesteuertes oder ständiges Minimalumwälzen oder Umwälzphasen während des Stillstands und/oder zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen von Verschraubungen, Fittingen und Ventilen und/oder das Absperren von Umlaufsystemen im Stillstand und/oder erhöhte Qualitätssicherungen von Umlaufsystem und/oder wasserpegelerhöhende Einrichtungen,
• - und/oder wobei fluidpegelbehaftete Umlaufsysteme mit einer Notbefüllungseinrichtung wie handbetätigte oder für Kurzzeitbetrieb ausgelegte Pumpen, Membrangefäße, Gasdruckgefäße, Ventile zum Wassernetz oder Hauswasserwerk oder mit einem Anschluss für eine Notbefüllungseinrichtung ausgerüstet sind.
• Vorteilhafte Weiterbildungen des Heizungssystems sind in den Ansprüchen 2 bis 45 angegeben.
• Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 45, welchem sinngemäß die gleiche Aufgabe zu Grunde liegt wie dem Heizungssystem. Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 46 angegebenen Merkmalen gelöst, nämlich dadurch dass zur Bereitstellung von Fluid in Umlaufsystemen eine zentrale Bereitstellungeinrichtung wie Befüllungseinrichtung oder Notbefüllungseinrichtung oder fluidpegelerhöhende Einrichtung in einer Heizungsanlage mehrere Umlaufkreise gleichzeitig oder durch Umschaltung auf den jeweiligen Umlaufkreis unabhängig voneinander befällt,
  
• - und/oder dass zur dynamischen Druckhaltung bei überdrucklosen oder überdruckreduzierten Umlaufsystemen der Druck mit einer dynamischen Druckerzeugung wie eine Umwälzpumpe oder eine Reihenschaltung von Pumpen oder über eine Verdrängerpumpe oder über eine Druckpumpe aufgebaut wird und über eine gegendruckerzeugende Einrichtung wie ein Ventil oder eine Turbinen oder ein Schaufelrad oder ein Strömungskörper oder Strömungsklappen oder angepasste Leitungen oder Düsen oder Schieber oder eine Verteileinrichtung gehalten wird, so dass sich ein definierter Teil der Druckerzeugung in einer Druckerhöhung im Umlaufsystem und nicht in einer Durchflusserhöhung niederschlägt,
• - und/oder dass zur Energieeinsparung die dynamisch erzeugte Energie zur Druckhaltung und/oder Umwälzung und/oder Befüllung wieder zurückgewonnen wird,
• - und/oder dass zur Entlüftung das Umlaufsystem mit Ventilen abgesperrt wird und mit Hilfe der Befüllungseinrichtung unter Druck gesetzt wird und über schwimmergesteuerte Entlüftungsventile kombiniert mit einem Überdruckventil entlüftet wird,
• - und/oder dass zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei Abreisen der Strömung oder bei zu geringen Strömungen automatisch von der Steuereinrichtung Befüllungsphasen oder Strömungserhöhungsphasen eingeschaltet werden,
• - und/oder dass zur Entleerung oder Befüllung eines Umlaufsystems das Fluid im Umlaufsystem mit dem Gas aus einem Inertgasbehälter oder mit Luft ausgetauscht wird, wobei das Fluid durch den Inertgasbehälter und/oder über eine Gasstrecke über dem Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund läuft oder über eine strömungsverlangsamte Zone direkt in den Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund zurückläuft,
• - und/oder dass zur Vermeidung von Luftzutritt neben dem Umlaufsystem des Solarkollektors auch andere Umlaufsysteme bei Stillstand des Umlaufsystems entleert werden können,
• - und/oder dass zum Frostschutz und/oder zum Vermeiden von Kochen von Umlaufsystemen neben Solarkollektorumlaufsystemen auch andere außenliegende oder frostungeschützte Umlaufkreise wie Umlaufkreis zur Heizung und Wärmeentnahme von Speichermassen oder Speichersolarkollektoren oder zur Wärmegewinnung oder zur Kühlung entleert werden können,
• - und/oder dass das Heizungssystem Umlaufsysteme oder Teile von Umlaufsystemen entleeren kann, welche direkt mit dem Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund gekoppelt sind, und wobei der Wasserpegel des Speichers oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds in den zu entleerenden Bereich hineinragt,
• - und/oder dass eine zentrale Entleerungseinrichtung mehrere Umlaufsysteme entleeren kann,
• - und/oder das das Heizungssystem zur sicheren Entleerung mit Sensoren die Störung erfasst und/oder mit redundanten Elementen und/oder mit Wiederholvorgängen und/oder mit autarken Zusatzeinrichtungen die Entleerung sicher gewährleistet,
• - und/oder dass zum Korrosionschutz Gas im Heizungssystem gesammelt wird und der Sauerstoff im Gas gebunden wird,
• - und/oder dass zur Vermeidung von Randkorrosion und Verdunstung von Fluid und zur Entgasung des Fluids und zur Entfeuchtung des darüberliegenden Gases in einem Fluidspeicher oder fluidgefülltem Behälter eine schwimmende Ölschicht auf den Fluidspiegel aufgebracht wird, wobei dazu vorwiegend Paraffinöl benutzt wird,
• - und/oder dass zum Abdichten von Verschraubungen und/oder Fittings über die Verschraubung und/oder Fittings ein flexibler Schlauch oder ein Schrumpfschlauch mit Dichtungen gezogen wird, wobei als flexibler Schlauch vorwiegend ein Silikonschlauch verwendet wird.
• Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 47 bis 76 angegeben.
• Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Verwendung von Einrichtungen des Heizungssystems in der Form, dass Einrichtungen nach den Ansprüchen 7 bis 12 und 16 bis 44 für überdruckbehaftete Heizungssysteme oder andere überdrucklose oder überdruckreduzierte oder entleerbare Umlaufsysteme verwendet werden.
• Mit den vorgenannten Ansprüchen ergeben sich nachfolgend beschriebenen Vorteile.
• Bei heutigen Heizungssystemen werden zur solaren Speicherung zur Vermeidung hoher Taktung des Heizkessels, als Zwischenspeicher bei Abschaltungsnotwendigkeit z. B. bei Wärmepumpen, zur Anbindung von Frischwasserstationen usw. zunehmend Wasserspeicher eingebaut. Der Einsatz von überdrucklosen Fluidwärmespeichern bei dem Heizungssystemen verbessert die Wirtschaftlichkeit und die Funktionen wie größere Wärmespeichervolumen, Zusatzeinbauten für Schichtung, Einbauten von Sensoren oder zur Wärmerückgewinnung.
• Außerdem bietet ein überdruckloser Warmwasserspeicher den Vorteil der materialsparenden Bauweise solcher Speicher, da dieser und die Anflanschungen nicht für Überdruck ausgelegt werden muss, so dass neben korrodierenden Materialien auch zunehmend teurere korrosionsfeste Materialien eingesetzt werden können. Ein solcher Speicher kann auch einfacher vor Ort geschweißt oder gelötet oder montiert werden, wodurch eine bessere Anpassung an die örtlichen Raumgegebenheiten erreicht werden kann. Außerdem ist die Wahlfreiheit des verwendbaren Speichermaterials größer (z. B. Kunststoff, Beton, Stahl, Steinmauer mit Abdichtung, usw.)
• Auch die Modulbauweise solcher Speicher ist einfacher oder überhaupt erst durchführbar. Dadurch können größere Speicher vor Ort eingebracht werden und zusammen montiert werden.
• Diese erweiterten Möglichkeiten kann zu preisgünstigeren Speichern führen, so dass zu einer optimalen Nutzung der Solarenergie größere Speicher eingesetzt werden können, und somit eine Heizungsunterstützung durch die Solarenergie besser gegeben ist.
• Weiterhin ist bei einem überdrucklosen Speicher die Zugänglichkeit besser gewährleistet. So kann dies z. B. dazu genutzt werden, um Schichtungssysteme oder Latenzzusatzspeicher integrieren zu können.
• Auch bei der Wartung bietet die bessere Zugänglichkeit Vorteile, z. B. sind Reparaturen am Schichtungssystem einfacher möglich, so dass sich auch Vorteile hinsichtlich der Lebensdauer bzw. der Nutzungsdauer der eingesetzten Materialien ergeben können.
• Mit der direkten Nutzung des Speicherfluids als Wärmeträgerflüssigkeit in den Umlaufsystemen, ohne Zwischenschaltung von Wärmetauschern, wird ein hoher Wirkungsgrad der gesamten Heizungsanlage erreicht. Erstens bei der Gewinnung der Wärmeenergie im Solarkollektor, da Wasser eine höhere Wärmekapazität gegenüber Wasserglykolgemischen hat und zweitens durch Vermeidung der Wärmetauscherverluste.
• Bei der Abgabe der Wärme in den Heizkreisen können ebenfalls Wärmetauscherverluste durch die direkte Umwälzung des Speicherwassers vermieden werden.
• Wärmetauscher, Sicherheitsventile, Druckausgleichsgefäße, materialaufwendige Speichereinstiege bzw. Handlöcher, Zerlegbarkeit des Schichtungssystems, Entlüftungsvorrichtungen können bei diesem überdrucklosem Heizungssystem eingespart werden.
• Der Korrosionsschutz ist besser, da der eingedrungene Sauerstoff nicht durch Korrosion an den Bauteilen oxidiert, sondern durch aktive Elemente umgewandelt wird. Eine Überwachung des eingedrungenen Sauerstoffs kann sogar zu einem Eingriff in das System veranlassen, damit undichte Stellen beseitigt werden.
• Im Stillstand des Umlaufsystems befindet sich bei dem Heizungssystem Inertgas, so dass eingedrungene Luft nicht irgendwo eingeschlossen ist wie bei einem Drucksystem und dort zu Korrosion führt, sondern der eingedrungene Sauerstoff kann aktiv im Inertgasbehälter umgewandelt werden, da das Umlaufsystem dann mit dem Inertgasbehälter in Verbindung steht.
• Alle Korrosionsschutzmaßnahmen des Heizungssystems, wie die vorgenannten und weitere, lassen eine höhere Lebensdauer der Anlage erwarten und steigern damit die Stoffproduktivität.
• Die vorgenanten Vorteile lassen die Frage aufkommen, warum nicht schon früher solche fluidpegelbehaftete oder überdrucklosen Heizungssysteme entwickelt wurden. Die Antwort liegt in einer Reihe von Problemen, die gelöst werden mussten.
• Der Korrosionsschutz solcher Anlagen ist bisher nicht gegeben, da überdrucklose Umlaufsysteme in den Unterdruck geraten können und dadurch leicht Luft gezogen werden kann. Der Sinn eines Überdruckumlaufsystems ist es ja überhaupt das Endringen von Luft durch den Überdruck zu verhindern.
• Durch die leicht eindringende Luft ist die Betriebssicherheit der Umwälzung nicht in dem Maße gegeben, wie das bei heutigen Systemen notwendig ist, um auch die Wartungskosten gering zu halten. Bei den unter Unterdruck stehenden Umlaufsystemen funktioniert die Entlüftung mit Entlüftungsautomaten oder Entlüftungsventilen nicht, da diese Einrichtungen bei Unterdruck den Zutritt von Luft geradezu fördern würden.
• Bei Höhen über 7 m beispielsweise von Kollektoren ist der Unterdruck so groß, dass der Wärmeträger Wasser schon bei niedrigen Temperaturen zum Kochen kommt und somit eine Ernte höherer Temperaturniveaus durch die gestörte Umwälzung unmöglich wäre.
• Die Anwendung leistungsstarker Pumpen zur Lösung dieses Problems ist auf Grund der höheren Betriebskosten und fehlender Standardpumpen für den erhöhten Temperaturbereich nicht wirtschaftlich.
• Die Befüllung von überdrucklosen Umlaufsystemen erfordert leistungsstarke Umwälzungen, welche die Schichtung des Speichers durchmischen kann.
• Es gibt bisher kein umfassendes Lösungskonzept für unterschiedliche Anlagen (z. B. unterschiedliche Speicherhöhen oder sehr hoch angebrachten Kollektoren.).
• Im Folgenden werden das Heizungssystem und das Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems an Hand der Zeichnungen, in welcher mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt zum Teil in schematischer Darstellung:
• Fig. 1 Ein Heizungssystem mit überdrucklosem Fluidwärmespeicher
• Fig. 2 Ein Heizungssystem mit einem Fluidpegel über dem Entleerungspegel
• Fig. 3 Eine Befüllungseinrichtung mit Reihenschaltung
• Fig. 4 Eine Befüllungseinrichtung mit Hauswasserwerk
• Fig. 5 Eine Befüllungseinrichtung mit Reservoirbehälter
• Fig. 6 Ein Knallgasreaktor
• Fig. 7 Eine Entleerungseinrichtung
• Fig. 8 Einen Speicherverbund mit Wärmerückgewinnung
• Fig. 9 Eine Fluidpegelerhöhungseinrichtung
• Eine der Aufgabenstellung gemäße Ausführung einer Heizungsanlage zeigt Fig. 1. Sie besteht aus einem überdrucklosem Speicher (14) und mehreren überdrucklosen Umlaufsystemen in unterschiedlicher Ausführung. Eine einfache Ausführung eines solchen Umlaufsystems zeigt das Umlaufsystem für den Heizkessel (37). Bei der Inbetriebnahme der Anlage wird das Umlaufsystem mit der Notbefüllungseinrichtung, hier eine handbetätigte Reihenschaltung der Umwälzpumpe (34) und einer weiteren Notbefüllungsumwälzpumpe (33), befüllt. Dazu muss von der Steuerung das Absperrventil (38) geöffnet werden. Nach der Befüllung wird das Absperrventil (38) geschlossen, und über das Rückschlagventil (35) sowie das geschlossene Absperrventil (38) wird das Fluid im Umlaufkreis gehalten, und somit der Zutritt von Luft verhindert. Würde das Umlaufsystem nicht verschlossen, könnte das Fluid langsam aus dem Umlaufsystem entweichen, da der obere Teil des Umlaufsystems über den Wasserpegel des Speichers (14) hinausragt und sich im Unterdruck befände. Je höher das Umlaufsystem gegenüber dem Wasserpegel in die Höhe ragt, desto höher ist der Unterdruck. Durch diesen Unterdruck würde das Umlaufsystem Luft ansaugen, und das Fluid würde entweichen, und das Umlaufsystem wäre nach einer gewissen Zeit mittels der Umwälzpumpe nicht mehr betreibbar. Das Absperren des Umlaufsystems mittels der Absperrventile (38, 35) hält das Umlaufsystem betriebsbereit. Somit muss die Steuerung (1) bei einer Umwälzanforderung der Heizungssteuerung (4) nur das Absperrventil (38) öffnen und die Umwälzpumpe freigeben, wodurch das Fluid aus dem Speicher mit einer Betriebsenergie ähnlich von Drucksystemen umgewälzt werden kann. Die Bereithaltung bei absperrbaren Umlaufsystemen kann noch gesteigert werden, indem beim Absperrvorgang die Druckerzeugung für die Befüllung und/oder für die Druckhaltung und/oder für die Umwälzung eingeschaltet bleibt oder zugeschaltet wird bis der Absperrvorgang beendet ist. Durch den erhöhten Druck wird Unterdruck reduziert bzw. vermieden, und die Luft wird aus dem Umlaufsystem gehalten.
• Eine weitere Ausführungsvariante für die Bereithaltung des Fluids im Umlaufsystem wird im Umlaufsystem für den Brauchwasserwärmetauscher (32) dargestellt. Mittels einer handbetätigten Notbefüllungspumpe wird das Umlaufsystem bei der Inbetriebnahme einmal befüllt. Ab diesem Zeitpunkt wird das Fluid im Umlaufkreis gehalten, indem bei Stillstand des Umlaufkreises zyklisch eine kurze Umwälzphase von der Steuerung (1) eingeschaltet wird. Dadurch ist der Umlaufkreis mit der Umwälzpumpe (26) bei einer Anforderung für warmes Brauchwasser ebenfalls mit geringer Betriebsenergie betreibbar. Um die Anzahl der im Stillstand eingeschalteten Umwälzphasen zu minimieren können diese auch ereignisgesteuert beispielsweise durch einen Fluidabwesenheitssensor ausgelöst werden, angebracht in einer Höhe des Umlaufsystems bei dem die Umwälzpumpe noch wirkt. Die Verschraubungen und Fittings und Ventile in den Umlaufkreisen können auch zusätzlich mit Hilfe von zusätzlichen Abdichtungsmaßnahmen wie flexible Überziehschläuche oder -Kappen oder Mehrfachdichtungen oder von außen anpressbare Dichtungen oder Kombination von Gewindedichtfüllstoffen und Dichtungen oder dem Aufbringen von Lacken oder Harzen abgedichtet werden, so dass die Bereitschaft des Umlaufsystems weiter erhöht wird. Zur Abdichtung wird über die Verschraubung und/oder Fittings ein flexibler Schlauch oder ein Schrumpfschlauch mit Dichtungen gezogen wird, wobei als flexibler Schlauch vorwiegend ein Silikonschlauch verwendet wird, und wobei zwischen Schlauch oder Schrumpfschlauch und Verschraubung oder Fitting eine Dichtungsmasse aufgebracht sein kann.
• Auch zusätzliche Qualitätsmaßnahmen wie das Abdrücken des Umlaufsystems mit erhöhtem Druck oder Verschraubungssicherungen und/oder Überwachungen der Dichtheit von Umlaufsystemen wie Druckhaltemessungen, Wasserpegelmessungen im Umlaufsystem im Stillstand, Messungen des Gaseintrags steigern die Bereitschaft und die installierbare Höhe solcher Umlaufsysteme. Auch die Sicherung von Verschraubungen gegenüber dem Lösen beispielsweise mittels Blechen, welche an einer Seite festgemacht sind und gegen eine Fläche wie die Schraubenschlüsselfläche gebogen werden, hält die Bereitschaft längere Zeit aufrecht.
• Die Überwachung der Umwälzung mittels einfacher Strömungssensoren (30, 36) wie strömungsbetätigter und vorzugsstellungsgehaltener Klappen oder Platten, welche stellungsabhängig beispielsweise magnetisch ein Signal liefern, sichert die Pumpe vor der Zerstörung und liefert eine Meldung zur Betätigung der Notbefüllung.
• Auch der Einsatz von Strömungssensoren auch in Kombination von Temperatursensoren ermöglicht, dass die Befüllung und Umwälzung der Umlaufsysteme leistungs-, strömungs-, durchflussvolumen-, und/oder wärmemengengesteuert und/oder -geregelt und/oder -überwacht werden kann. Dies ermöglicht eine gesteigerte Betriebsbereitschaft sowie Wärmeumsatzberechnungen sowie Wärmemengenbereitstellung entsprechend dem Wärmeumsatz.
• Auch der Einsatz von Verdrängerpumpen zur Umwälzung und Druckhaltung verbessert die Betriebsbereitschaft des Heizungssystems.
• Beim Umlaufsystem für die Heizungswärmetauscher (29) wird davon ausgegangen, dass dies ein komplizierter, weitverzweigter und von der Höhe gegenüber dem Wasserpegel des Speichers gesteigertes Umlaufsystem ist, wobei viele Verschraubungen, Fittings, und Ventile eingebaut sind. Bei solchen überdrucklosen Umlaufsystemen treten die Probleme auf, dass im Stillstand des Umlaufsystems auf Grund der größeren Höhe ein großer Unterdruck auftreten kann. Dadurch kann eine vollständige Gasdichtheit des Umlaufsystems nicht erreicht werden.
• Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass bei solchen Umlaufsystemen eine Bereitstellungseinrichtung eingesetzt wird, welche bei einer Umwälzanforderung zuerst das Umlaufsystem mit Fluid befüllt und dann gleitend in den Umwälzbetrieb und Druckhaltebetrieb überleitet. Die Druckerzeugung für die Befüllung, Umwälzung und Druckhaltung (24) kann mittels einer Pumpe erfolgen, welche mit Hilfe der Steuerung und von Sensoren wie dem Strömungssensor (27) und einer Druckhalteeinrichtung die Druckerzeugung entsprechend den Funktionen der Befüllung, Umwälzung und Druckhaltung steuert oder regelt.
• Für die Befüllungseinrichtung können aber such bei einer Umwälzanforderung oder bei keiner Bereitschaft des Umlaufsystems eingeleitete und auf Umwälzbetrieb und Druckhaltebetrieb übergeleitete alternative Druckerzeugungseinrichtungen wie ein Membrangefäß (Fig. 2) verwendet werden. Hierbei erzeugt ein Verdichter (41), welcher beispielsweise das Gas aus dem Inertgasbehälter (17) ansaugt, einen Gasdruck, so dass das Fluid im Membrangefäß (40) verdrängt wird und bei geschlossenem Absperrventil (43) das Umlaufsystem befüllt. Das Rückschlagventil (11) und das Druckentspannungsventil (42) halten den Druck während des Betriebs des Umlaufsystems aufrecht, so dass das Membrangefäß (40) vom Fluid entleert bleibt. Zur Entleerung des Umlaufsystems kann der Gasdruck mit dem Druckentspannungsventil (42) entspannt werden, so dass das Fluid aus dem Umlaufsystem bei geschlossenem Absperrventil (43) in das Membrangefäß läuft. Anstatt des Membrangefäßes kann auch ein nach oben gerichtetes Druckgefäß verwendet werden. Zur Druckerzeugung kann auch ein Druckgasspeichersystem oder ein Hauswasserwerk oder eine Druckpumpe eingesetzt werden. Dadurch kann die Befüllungseinrichtung an schon vorhandene Druckerzeugungseinrichtungen angeschlossen werden, so dass die Wirtschaftlichkeit weiter gesteigert wird
• Auch die Befüllungseinrichtung, bestehend aus einer Reihenschaltung von Standardumwälzpumpen (Fig. 3) und der adäquaten Ansteuerung der Pumpen durch eine Steuereinrichtung, ist gegenüber einer großen Pumpe wirtschaftlicher, da kleinere Pumpen in größeren Stückzahlen gefertigt werden. Bei Anlagen mit vielen Umlaufsystemen und damit mit vielen Umwälzpumpen kann es auch sinnvoll sein, diese Umwälzpumpen zur Befüllung in Reihe und auf den zu befüllenden Umlaufkreis zu schalten.
• Fig. 4 zeigt eine weitere wirtschaftliche Art der Befüllung. Mit dem Hauswasserwerk (46) wird Wasser über eine Sauerstoffbindungseinheit (74) geleitet, so dass bei geöffnetem Befüllungsventil (47) Wasser in das Umlaufsystem geführt wird. Das Rückschlagventil (48) regelt dabei die Richtung der Befüllung. Nach der Befüllung des Umlaufsystems schließt die Steuereinrichtung das Befüllungsventil (47), so dass das Hauswasserwerk abschaltet und das Umlaufsystem betrieben werden kann.
• Auch die Befüllung mit einem Fluidreservoir (Fig. 5) beispielsweise aus einem Behälter (50) oder einem Fluidwärmespeicher kann sinnvoll sein. Hierbei wird zur Befüllung mit einem Befüllungsventil (51) Fluid aus dem Reservoir in das Umlaufsystem gegeben. Der Aufbau des Reservoirs kann über ein pegelgesteuertes Ventil (49) zum Hauswasserwerk oder zum Wassernetz oder bei der Umwälzung erfolgen.
• Lassen sich keine der vorgenannten Befüllungseinrichtungen nutzen kann die Befüllungseinrichtung aus einer Steuereinrichtung und einer Verdrängerpumpe oder einer Druckpumpe bestehen.
• Alle Befüllungseinrichtungen können auch zur Notbefüllung dienen, wobei die Ventile durch handbetätigte Schieber und die elektrisch betätigten oder gesteuerten Einrichtungen durch handbetätigte oder handgesteuerte Einrichtungen oder für Kurzzeitbetrieb ausgelegte Einrichtungen ersetzt sein können.
• Bei Höhen des Umlaufsystems von 10 m über dem Wasserpegel des Speichers (14) herrscht in diesem Höhenbereich des Umlaufsystems Druck 0 bei Stillstand. Dies würde bedeuten, dass die Siedetemperatur des Wassers entsprechend sinkt. Bei Umlaufsystemen, welche trotzdem mit einer höheren Temperatur betrieben werden müssen und für Umlaufsysteme, welche über 10 m hinausragen muss eine Druckhaltung für den entsprechenden Druck sorgen. Die dynamische Druckhaltung besteht aus einer Druckerzeugungseinrichtung (24) und einer gegendruckerzeugenden Einrichtung (20) wie ein einstellbares oder regelbares Ventil, Turbine, Schaufelrad, Strömungskörper, Strömungsklappe, angepasste Leitung, Düse, Schieber, Verteileinrichtung oder ähnliches. Dadurch schlägt sich die Druckerzeugung nicht in einer Strömungserhöhung, sondern in der gewünschten Druckerhöhung im Umlaufsystem nieder.
• Mittels einer Regeleinrichtung, welche die gegendruckerzeugende Einrichtung abhängig vom Druck im Umlaufsystem und von einem Drucksollwert, welcher etwas über dem aktuellen Siededruckwert des Umlaufsystems liegt, hinsichtlich seines Widerstandes regelt, kann der aktuell notwendige Druck eingehalten werden. Durch die zusätzliche Regelung der Druckerzeugung abhängig vom Strömungsistwert des Umlaufsystems und dem Strömungssollwert der benötigten Umwälzung kann Betriebsenergie gegenüber fest eingestellten Worstcaseeinstellungen eingespart werden.
• Eine statische Druckhaltung im Stillstand mittels der Absperrung des Umlaufsystems mit Hilfe einer verschließbaren gegendruckerzeugenden Einrichtung (20) und des Rückschlagventils (25) bewirkt, dass der Druck im Umlaufsystem gehalten wird und beispielsweise bei kurzen Unterbrechungen der Umwälzung nicht jedes Mal erneut erzeugt werden muss. Durch Einschalten der Druckerzeugung für Befüllung, Druckhaltung und Umwälzung während des Absperrens des Umlaufsystems wird Unterdruck im Umlaufsystem vermieden, und die Luft aus dem Umlaufsystem draußen gehalten.
• Bei weitverzweigten und entlüftungstechnisch schwierigen Umlaufsystemen können Entlüftungsphasen eingeschaltet werden. Beispielsweise kann bei der Umwälzung, wenn eine zu geringe Strömung gemessen wird, eine Befüllungsphase oder eine Strömungserhöhungsphase eingeschaltet werden.
• Eine weitere Möglichkeit der Entlüftung besteht durch Absperren des Umlaufsystems bei der Befüllung, so dass der Druck der Befüllung gehalten wird und eingeschlossenes Gas an den entsprechenden Entlüftungspunkten mit Entlüftungsventilen abgeführt wird. Diese Entlüftungsventile müssen aber neben dem schwimmergesteuerten Ventil mit einem Überdruckventil kombiniert werden, so dass einerseits der Gasüberdruck im Umlaufsystem abgebaut wird, aber andrerseits keine Luft bei Unterdruck des Umlaufsystems eindringen kann.
• Da überdrucklose Umlaufsysteme in den Unterdruck geraten können oder zum betriebskostenminimalem Betreiben im Unterdruck gefahren werden, stehen sie Überdrucksystemen diametral gegenüber, da der Sinn des Überdrucks in der Fernhaltung der Luft aus dem Umlaufsystem und somit in einem wirkungsvollem Korrosionsschutz besteht.
• Bei diesem Heizungssystem wurde dieses Problem mit Hilfe eines Inertgasbehälters (17) gelöst, welcher über dem Speicher (14) über den Schichtungsrohren (16, 19) angebracht ist. Der zum Speicher (14) oder Schichtungsrohr (16, 19) hin geöffnete Inertgasbehälter (17) kann erstens das Fluid aus dem einmündenden Rücklauf des Umlaufsystems (29, 9) in das Schichtungsrohr (19, 16) und damit in den Speicher übergeben, und zweitens das Gas aus dem Umlaufsystem sammeln, welches bei der Befüllung und bei der Umwälzung mit der Fluidströmung mitgerissen wird, und drittens kann das Gas bei einer Entleerung des Umlaufsystems vom Fluid wieder mit Gas befüllt werden.
• In einer einfachen Ausführung des Korrosionsschutzes wird nach der Inbetriebnahme der Anlage der Sauerstoff korrodieren, so dass sich im Inertgasbehälter im wesentlichen ein Inertgas befindet. Durch Öffnen des Druckhalteventils (20) und der Entleerungsleitung mit dem Entleerungsventil (28) kann das Fluid mit dem Inertgas im Stillstand des Umlaufsystems ausgetauscht werden, so dass Unterdruck im Umlaufsystem vermieden wird und damit ein Korrosionsschutz gegeben ist. Durch Befüllen des Inertgasbehälters mit einem leichten Überdruck kann der Austausch schneller erfolgen, so dass während des Austauschs nur geringe Unterdrücke entstehen. Außerdem ist damit beim gasgefüllten Zustand des Umlaufsystems im Umlaufsystem ebenfalls ein leichter Überdruck gegenüber der Atmosphäre gegeben, so dass die Luft aus dem Umlaufsystem gehalten werden kann.
• Neben den Funktionen der Gassammlung und/oder des Fluidgasaustausches kann der Inertgasbehälter (17) auch weitere Funktionen übernehmen bzw. sind in ihm integriert wie Gasabsonderung und/oder der Sauerstoffbindung und/oder der Energierückgewinnung und/oder Überleitung von und in eine Schichtungseinrichtung und/oder der Schichtung und/oder die Fluidpegelerhöhung. Die Anordnung der Funktionen vom Speicher oder Fluidbehälter räumlich entfernt und/oder räumlich verteilt in unterschiedlichen Behältern, und dass diese miteinander und mit dem Speicher oder Fluidbehälter oder mit dem Schichtungssystem mit Überleitvorrichtungen verbunden sind, welche auch mittels Ventilen geschaltet sein können, erleichtert die räumliche Unterbringung bei verschiedenen Gegebenheiten. Auch die Gassammlung im, neben oder über dem Fluidspeicher oder Fluidbehälter oder im Umlaufsystem verbessert die Anordnungsflexibilität.
• Der Inertgasbehälter (17) verfügt über eine gasdurchlässige Öffnung zu dem Speicher oder zu dem Schichtungssystem im oder am Speicher oder Fluidbehälter, so dass die Gasblasen aus dem Schichtungssystem bzw. Umlaufsystem im Inertgasbehälter gesammelt werden. Dadurch ist auch die Zuführung der Rückläufe der Umlaufsysteme im Speicher oder direkt im Schichtungskanal möglich. Zur Gasabsonderung werden die in den Speicher oder Fluidbehälter oder Inertgasbehälter (17) einmündenden Rohre und damit das einmündende Fluid über eine Gasstrecke und über Verteilungseinrichtungen (44) wie Sprühköpfe, Sprührohre, Sprühplatten oder Ablaufschlitze, Ablauflöcher, Ablauffenster großflächig oder fein verteilt durch den Gasraum geführt. Dadurch können im Fluid enthaltene Mikro- oder Makrogasblasen leicht aus dem Fluid entweichen und werden im Inertgasbehälter gesammelt, wobei die Verteileinrichtungen auch gasgetrennt und trichterförmig ausgeführt sind, so dass Makroblasen nach oben entweichen können, und sich eine automatische Adaption an die aktuelle Strömung ergibt.
• Die Anordnung des Inertgasbehälters (17) im Umlaufsystem erfolgt vorzugsweise im Rücklauf des Umlaufsystems oder im Speicher oder Fluidbehälter oder oberhalb des Speichers oder Fluidbehälters oberhalb des Schichtungssystems oder oberhalb in den Speicher oder Fluidbehälter einmündender Rücklaufrohre. Der Inertgasbehälter (17) oder die Gasauffangvorrichtung oder Fluidüberleitvorrichtung kann auch schwimmend, tauchend oder höhenverstellbar oder starr befestigt im oder oberhalb des Speichers (14) oder Fluidbehälters oder des Schichtungssystems (16, 19) oder des Rücklaufs eines oder mehrerer Umlaufsysteme angebracht werden.
• Der Inertgasbehälter (17) ist überdrucklos oder druckbehaftet ausgeführt, so dass er entsprechend zu der Ausführung des Speichers oder zu der Anordnung des Inertgasbehälters passt.
• Mit einer genauen Drucküberwachung des Gasdruckes im Inertgasbehälters über die Zeit kann die Undichtheit des Inertgasbehälters und der Umlaufsysteme erkannt werden, so dass Abdichtungsmaßnahmen oder die Aktivierung von Sauerstoffbindungseinheiten erfolgen kann. Eine Erhöhung des Drucks über die Zeit zeigt an, dass im Umlaufsystem Unterdrücke auftreten, wodurch ein Lufteintrag entsteht. Eine Erniedrigung des Gasdrucks zeigt an, dass es Leckagen gibt, welche einen Inertgasaustritt bedingen. Außerdem müssen die Druckmessungen bei gleichen Bedingungen wie Temperatur und Befüllungszustände der Umlaufsysteme erfolgen, oder es muss eine Umrechnung auf gleiche Bedingungen erfolgen.
• Ist eine vollständige Dichtheit des Umlaufsystems beispielsweise durch Verwendung von vielen Ventilen oder gasdurchlässiger Rohre nicht zu gewährleisten, tritt das Problem auf, dass Kohlendioxid und Sauerstoff eingetragen wird. Beim Befüllen und Umwälzen der Umlaufsysteme werden diese Gase teilweise im Fluid gelöst. Das Lösen von Kohlendioxid in Wasser erzeugt Kohlensäure, welches zur Korrosion der Bauteile führt. Bei heutigen Heizungssystemen wird deshalb kein Stickstoff- Kohlendioxidgemisch als Inertgas verwendet, obwohl beide Gase Inertgase sind. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass der Rücklauf über einen Kalkfilter (21) geführt wird, so dass die Kohlensäure neutralisiert wird.
• Zusätzlich wird das Wasser wieder mittels der Ölschicht (15) vorwiegend mit Paraffinöl auf dem Speicherwasser entgast, da warmes Wasser eine geringeres Lösungsvermögen besitzt und das erwärmte Wasser das gelöste Gas abgibt und diese Gas durch die Ölschicht (15) nach außen aufsteigen kann und durch die Abschirmung des Wassers mit der Ölschicht (15) kein neues Gas aufgenommen wird. Die Ölschicht (15) verhindert auch die Randkorrosion des Speichers bei Wasserpegeländerungen durch die Entleerung und Befüllung der Umlaufsysteme. Dadurch dass die Ölschichtdicke größer als die Wasserpegeländerung ist. Außerdem verhindert die Ölschicht die Verdunstung des Speicherwassers und ermöglicht die freie Zugänglichkeit zum Speicher. Zusätzlich kann die Ölschicht eine Austrocknung des darüber liegenden Gases erzeugen, da bei der Abkühlung des Speichers das abgekühlte Gas Feuchtigkeit abgibt, welche als Wassertropfen durch die Ölschicht versinken aber ebenfalls durch die Ölschicht keine neue Feuchtigkeit aufsteigen kann.
• Der eingetragene Sauerstoff wird im Inertgasbehälter (17) mit einer Sauerstoffbindungseinheit gebunden, so dass er nicht an den Bauteilen korrodieren kann. Dies kann in einer einfachen Ausführung mit einem Eisenspanfilter (21) erfolgen, welcher vom Rücklaufwasser des Umlaufsystems benetzt wird, so dass die Eisenspäne durch Korrosion den Sauerstoff im Inertgasbehälter in Eisenoxid binden. Die Aktivität und damit die Sauerstoffbindungsleistung kann durch teilweises Eintauchen des Eisenspanfilters in das Wasser und durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen dem Eisen und dem Wasser erhöht werden. Diese Anordnung bildet dann ein elektrochemisches Element, wodurch die Korrosion am Eisenspanfilter gesteigert wird. Auch mittels eines in der Spannungsreihe auseinanderliegenden Metalls wie Kupfer kann dieser Effekt erzeugt werden, wobei das Kupfer ebenfalls in das Wasser eintaucht beispielsweise mittels Kupferdrähten, welche in den Eisenspanfilter hineinragen und ebenfalls vom Rücklaufwasser benetzt sind.
• Neben der Bindung des Sauerstoffs aus dem Gasbereich erfolgt auch die Bindung des gelösten Sauerstoffs im Wasser. Statt des Eisens kann auch Magnesium verwendet werden.
• Ist der Eintrag des Sauerstoffs sehr hoch kann die Sauerstoffbindung mittels einer wasserstoffversorgten Verbrennungseinheit (18) gesteigert werden, welche den Sauerstoffmittels einer Wasserstoffverbrennung zu Wasser bindet. Dies kann mit einer Brennerflamme oder mit einem Knallgasreaktor oder mit einer Brennstoffzelle erfolgen.
• Ein Ausführungsbeispiel mit einem in den Inertgasbehälter integrierte Knallgasreaktionseinrichtung zeigt Fig. 6. Im Inertgasbehälter (17) sind an der höchsten Stelle 2 Bereiche ausgeformt. Im Knallgasreaktionsbereich (53) findet die Knallgasreaktion statt. Der darunter liegende Wasserstoffüberwachungsbereich (55) dient der Sicherheit, dass sich nicht mehr Wasserstoff im Behälter befindet als für die definierte Knallgasreaktion gewünscht ist. Die Steuereinrichtung (1) lässt durch Öffnen des Wasserstoffeinlassventils (58) aus dem Wasserstofftank (60) eine definierte Menge an Wasserstoff in den Knallgasreaktionsbereich (53). Die Menge kann über den Strömungssensor (59) ermittelt werden. Da Wasserstoff das leichteste Gas ist und sich der Knallgasreaktionsbereich (53) an der höchsten Stelle des Inertgasbehälters (17) befindet, bleibt der Wasserstoff im Knallgasreaktionsbereich (53). Mittels eines Zünders (54) wird versucht den Wasserstoff zu zünden. Befindet sich Sauerstoff im Inertgasbehälter (17), findet eine Knallgasreaktion statt, andernfalls nicht. Die Steuereinrichtung (1) versucht solange zyklisch zu zünden bis eine Knallgasreaktion mittels eines Reaktionsströmungssensors (57), angebracht an der Knallgasreaktionsbereichsöffnung, detektiert wird. Dann wird der ganze Vorgang wiederholt.
• Im Wasserstoffüberwachungsbereichs (55) befindet sich ein Wasserstoffsensor (56) mit welchem laufend detektiert wird, ob durch einen Fehler oder Defekt sich Wasserstoff in diesem Bereich befindet. Wenn Wasserstoff detektiert wird, wird das Sicherheitsventil (52) geöffnet, so dass der Wasserstoff entweichen kann, und das Zünden wird unterbunden. Dadurch kann die Knallgasreaktion nie über das bestimmte Maß hinausgehen.
• Zur Bestimmung der Dichtheit der Umlaufsysteme und des Inertgasbehälters wird von der Steuereinrichtung (1) die Menge des verbrauchten Wasserstoffs ermittelt und auf die Zeit oder das umgesetzte Fluidvolumen normiert, und bei Überschreiten eines Grenzwertes Meldungen zur Abdichtungen abgegeben, und die Reaktionszyklen verkürzt, oder die Knallgasreaktion verstärkt. Der gleiche Effekt kann mittels einer Brennstoffzelle erfüllt werden, wobei die Wasserstoffseite der Brennstoffzelle über einen Wasserstofftank versorgt wird, und die Luftseite durch den Inertgasbehälter evakuiert ist und der Stromkreis der Brennstoffzelle geschlossen wird. Die Steuerung der Wasserstoffversorgung und des Stromkreises und die Sauerstoffbestimmung kann bei der Brennstoffzelle mittels der erzeugten elektrischen Energie wie Spannung und Strom erfolgen. Ein weiterer Korrosionsschutz ergibt sich durch das Verfahren, dass der eingedrungene Sauerstoff oder Bestandteile der Luft und daraus näherungsweise der Sauerstoff bestimmt wird, und bei Überschreiten von Sauerstoffgrenzwerten weitere Strategien wie Warnmeldungen zur Abdichtung, Sauerstoffbindung oder Intensivierung der Sauerstoffbindung eingeleitet werden.
• Hierzu kann die Menge des verbrauchten Sauerstoffbindungsstoffes wie Wasserstoff oder Eisen oder Magnesium, oder die Menge des bei der Sauerstoffbindungsreaktion erzeugten Stoffes wie Wasser oder Eisenoxid, oder die bei der Reaktion erzeugte Energie wie Flammtemperatur und Brenndauer, oder elektrische Leistung oder Ausbreitungsgeschwindigkeit und Dauer der Knallgasreaktion, oder durch Konstanthaltung der Reaktion ein vereinfachter Wert wie Zeitdauer der Reaktion oder Zeitdauer des zugeführten Sauerstoffbindungsstoffes oder erzeugter elektrischer Strom bestimmt wird. Auch die Erfassung der Druckänderung im Inertgasbehälter (17) über die Zeit, und daraus die Bestimmung der Luftzufuhr und daraus näherungsweise der eingedrungene Sauerstoffverbessert den Korrosionsschutz.
• Weitere erhöhte Anforderungen an überdrucklose Umlaufsysteme und damit auch bessere Funktionalität werden in Fig. 1 im Ausführungsbeispiel für das Solarkollektorumlaufsystem (9) gezeigt. Solarkollektoren können gegenüber dem Wasserspiegel des Speichers sehr hoch angebracht sein. Dies kann zur Befüllung und Druckhaltung eine hohe Betriebsenergie erfordern. Durch Verwendung von modernen Pumpen zur Druckerzeugung (5) mit einem hohem Wirkungsgrad und durch eine Energierückgewinnungseinrichtung (12) kann dieses Problem gelöst werden. Dazu wird im Inertgasbehälter unter dem Rücklauf eine kleine Turbine (12) angebracht, welche durch die Strömung des Umlaufsystems angetrieben wird, und welche beispielsweise einen Elektrogenerator antreibt. Mittels einer verstellbaren Düse, welche einerseits die Druckhaltung ermöglicht und andererseits den Rücklaufstrahl optimal auf die Turbinenschaufeln lenkt, kann ein guter Wirkungsgrad erreicht werden. Bei Verwendung von Gleichstromgeneratoren und -Motoren für die Pumpe lässt sich durch eine einfache Regelschaltung der gewonnene Gleichstrom in die Pumpe einspeisen.
• Wenn der Generatorstrom und -Spannung gleichzeitig als Messgröße für die Strömung oder das Durchflussvolumen für Regelungs- und Überwachungsaufgaben verwendet wird, kommt eine solche Einrichtung in den wirtschaftlichen Bereich.
• Aber auch andere Energieerzeugungseinrichtungen wie Kompressoren oder mechanische Übertragung auf die Pumpe oder andere Einrichtungen können sinnvoll und wirtschaftlich sein, wenn solche Systeme schon vorhanden sind.
• Das Solarkollektorumlaufsystem (9) wird mit einer Umwälzanforderung von der Solarsteuerung mit der Befüllungseinrichtung (5) mit dem Speicherfluid gefüllt, und das Fluid über den Rücklauf über die Energierückgewinnung (12) und den Kalk-Eisenspanfilter in das Schichtungsrohr (16) des Speichers eingespeist. Normalerweise würde durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit und Verwirbelungen bei der Befüllung eine starke Durchmischung des Speicherwassers erfolgen, und die Schichtung des Speichers würde beeinträchtigt. Durch die Einspeisung des Fluids aus dem Rücklauf in das Schichtungsrohr wird dieses Problem vermieden und auch bei der Befüllung das Fluid wieder in die Schicht mit der gleichen Temperatur zurückgegeben. Durch die Gasstrecke welches das Rücklauffluid im Inertgasbehälter zurücklegen muss, werden die Gasblasen ausgeschieden und im Inertgasbehälter (17) gesammelt. Wenn das Umlaufsystem befüllt ist, beispielsweise nach Ablauf einer Zeitspanne oder bei diesem Umlaufsystem sinnvoller, wenn der Generator eine bestimmte Spannung erreicht hat, wird das Umlaufsystem auf den Umwälz- und Druckhaltebetrieb umgeschaltet.
• Für Solarumlaufsysteme ist es sinnvoll, dass die Druckhaltung an die aktuelle Temperatur angepasst wird, so dass der aktuelle Druck im Umlaufsystem knapp über dem Siededruck der aktuellen Temperatur hergestellt wird. Dies spart Betriebsenergie ein, da das Solarumlaufsystem (9) in einem weiten und hohen Temperaturbereich gefahren werden muss, und dann nur die Druckenergie für die aktuelle Temperatur erzeugt werden muss. Dies kann durch eine Regelung oder Steuerung der gegendruckerzeugenden Einrichtung (12) wie hier die Öffnung der Düse erzeugt werden, und einer gleichzeitigen Regelung oder Steuerung der Leistung der Druckerzeugung, so dass sich die gewünschte Strömung einstellt.
• Eine weitere Funktion für frostgefährdete Umlaufsysteme am Beispiel des Solarkollektorumlaufsystems (9) ist der Frostschutz. Bei überdrucklosen Umlaufsystemen ist eine Entleerung des Umlaufsystems zum Frostschutz sinnvoll und mit geringem Aufwand erreichbar. Gegenüber glykolgefüllten und mit Wärmetauschern betriebenen Umlaufsystemen, wie sie bei heutigen Anlagen betrieben werden, hat das Solarkollektorumlaufsystem (9) den Vorteil, dass der Wirkungsgrad in zweifacher Weise gesteigert ist. Erstens durch die Verwendung von Wasser als Wärmetransportmittel, welches eine höhere Wärmespeicherfähigkeit gegenüber dem Wasserglykolgemisch hat, und damit bei gleicher Wärmetransportmenge weniger Flüssigkeit umgewälzt werden kann. Zweitens durch die Vermeidung des Wärmetauschers, weil durch den Wärmetauscher im Gegensatz zum überdrucklosem Solarumlaufsystem (9) nie die gesamte Wärmemenge an den Speicher abgegeben werden kann. Dadurch ergibt sich bei einem Wärmetauscherkreislauf eine erhöhte Temperatur und damit ein größeres Temperaturgefälle an den Isolierungen und im Kollektor und damit mehr Wärmeverluste.
• Die Entleerung des Solarumlaufsystems erfolgt erstens über den im Inertgasbehälter im Gasraum endenden Rücklauf. Werden die Druckerzeugungen für die Befüllung, Umwälzung und Druckhaltung stillgelegt, beispielsweise indem die Solarsteuerung (3) aufgrund mangelnder Sonneneinstrahlung die Umwälzanforderung wegnimmt, steigt in den Rücklauf das Gas aus dem Inertgasbehälter auf und das Fluid läuft in den Speicher. Gleichzeitig wird das Entleerungsventil (10) geöffnet, so dass das Umlaufsystem schnell und vollständig entleert wird und mit dem Gasdruck des Inertgasbehälters gefüllt ist. Dadurch ist der Korrosionsschutz wie auch der Frostschutz des Umlaufsystems gegeben. Außerdem kann der Solarkollektor nicht mehr zum Kochen kommen, wenn der Speicher seine Wärmeaufnahmegrenze erreicht hat und noch Sonneneinstrahlung besteht. Bei herkömmlichen Anlagen mit Druckumlaufsystemen ist für diesen Fall ein Membrangefäß vorgesehen, welches das durch das Kochen entstehenden Druck und die Flüssigkeitsausdehnung aufnimmt. Bei großen Solarkollektoren oder großen Speichervolumen muss auch das Ausdehnungsgefäß entsprechend groß sein. Diese großen Ausdehnungsgefäße werden nur in kleinen Stückzahlen gefertigt, so dass sie entsprechend teuer sind. Dadurch wird der Einsatz größerer Solaranlagen und Speicher zur Heizungsunterstützung behindert. Diese Nachteile werden mit der Entleerungsanordnung und mit überdrucklosen Umlaufsystemen vermieden, da dafür keine Ausdehnungsgefäße benötigt werden und der überdrucklose Speicher das Ausdehnungsvolumen durch die Erwärmung des Fluids aufnehmen kann.
• Bei Schichtungsrohren, wo die Einspeisung nur von unten erfolgen kann, endet die Mündung des Rücklaufs im Fluidbereich. In diesem Fall wird zur Entleerung eine weitere ventilgesteuerte Entleerungsleitung vom Rücklauf in den Gasbereich des Inertgasbehälters geführt. Vorteilhafterweise werden die beiden Entleerungsleitungen außerhalb des Inertgasbehälters zusammengeführt, so dass der Inertgasbehälter keine Ausführungsvariante benötigt. Die Abscheidung des Gases vom Fluid bei der Befüllung oder Umwälzung erfolgt bei einem im Speicherfluid einmündendem Rücklauf durch das Schichtungsrohr. Das Gas steigt im Schichtungsrohr auf und wird im Inertgasbehälter (17) aufgefangen. Eine Durchmischung des Speichers durch die Gasblasen wird vermieden, da diese im Schichtungsrohr aufsteigen.
• Auch die Entleerung des Umlaufsystems oder der Rücklauf in den Speicher ohne einen Inertgasbehälter, so dass der Fluidgasaustausch mit der Atmosphäre erfolgt ist sinnvoll, wenn im Heizungssystem beispielsweise korrosionsfeste Materialien verwendet werden.
• Neben Entleerung von Solarumlaufsystemen ist es auch sinnvoll weitere Umlaufsysteme zum Frostschutz entleeren zu können beispielsweise, wenn Speichermassen zur Speicherung von Wärme außenliegend sind und über Umlaufsysteme nur aufgeheizt werden. Dann brauchen die Umlaufsystemisolierungen oder Wärmetauscherisolierungen nur für solaren Gebrauch ausgelegt werden und können bei Tieftemperaturen zum Frostschutz entleert werden. Auch die Entleerung von Umlaufsystemen für die Wärmegewinnung oder Kühlung bringt Vorteile. Sind mehrere Umlaufsysteme zu entleeren ist es wirtschaftlich, wenn eine zentrale Entleerungseinrichtung mehrere Umlaufsysteme eines Heizungssystems entleeren kann.
• Die Entleerung von Solarumlaufkreisen zum Frostschutz konnte sich bisher noch nicht durchsetzen, da die Sicherheit der Entleerung bisher nur unvollständig gelöst war. Es muss eine sichere Entleerung gewährleistet werden, da ein einmaliges Nichtentleeren bei Frost zur Zerstörung des Solarkollektors führt. Die Fehlerquellen für das Nichtentleeren sind vielfältig wie beispielweise Zerstörung außenliegender Isolierungen, mechanische Defekte der Entleerungsventile, Zuverlässigkeitsstörungen der Elektronik und der Sensoren und mechanischen Elemente, Defekte der Elektronik und der Sensoren, Softwarefehler der Steuerungen. Die sichere Entleerung kann mit Sensoren, die Störung erfasst, und/oder mit redundanten Elementen und/oder mit Wiederholvorgängen und/oder mit autarken Zusatzeinrichtungen mit vielfältigen Ausführungsvarianten gewährleistet werden, so dass auch je nach Komplexität der Anlage die Wirtschaftlichkeit der Verfahren gegeben ist.
• Im Beispiel in der Figurl werden Zuverlässigkeitsstörungen oder Defekte oder Softwarefehler, durch welche die Druckbeaufschlagung fehlerhaft eingeschaltet würde oder das Entleerungsventil fehlerhaft geschlossen würde, mittels eines verketteten Ansteuerspannung der Elemente gewährleistet. Mehrere redundante Einheiten wie die Solarsteuerung (3), ein redundanter Thermostat (2) und die Steuereinrichtung (1) müssen die Zustimmung zur Betätigung der Druckbeaufschlagung (5) und zur Spannungsbeaufschlagung zum Schließen des Entleerungsventils (10) geben. Aber eine fehlende Zustimmung einer der drei Einrichtungen (1, 2, 3) führt in den spannungslosen Zustand der Druckbeaufschlagung (5) und des Entleerungsventils (10) und damit in den sicheren entleerten und frostgeschützten Zustand des Solarumlaufsystems (9). Der redundante Thermostat (2) misst im unteren Bereich des Solarkollektors die Temperatur und ist so eingestellt, dass er Zustimmung bei Temperaturen oberhalb des Frostbereichs z. B. 5°C gibt.
• Störungen im Umlaufsystem oder Defekte des Entleerungsventils können mit dem Wasserabwesenheitssensor (7) detektiert werden. Der Wasserabwesenheitssensor kann ein einfacher magnetisch betätigter Kontakt sein, welcher durch einen wegbegrenzten Schwimmer eine schwimmende Position d. h. Wasseranwesenheit und eine durch die Schwerkraft andere Position d. h. Wasserabwesenheit geschaltet wird. Tritt beim Entleeren keine Wasserfreiheit ein, wird von der Steuereinrichtung (1) die Befüllungseinrichtung gestartet und die Entleerung wiederholt und die Wasserfreiheit geprüft. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden. Tritt auch dann keine Wasserfreiheit ein, wird mehrmals versucht beim geöffneten Entleerungsventil mit der Befüllungseinrichtung die Entleerungsleitung mit dem Entleerungsventil (10) zu spülen, wobei auch Befüllungs- und Entleerungszyklen des Umlaufsystems dazwischengeschaltet werden können. Durch die häufige Wiederholung dieser Befüllungs-, Entleerungs-, Spülungs- und Wasserfreiheitsprüfungszyklen können sporadische Fehlfunktionen und Zuverlässigkeitsfehlfunktionen des Wasserfreiheitssensors, der Steuereinrichtung und des Entleerungsventils sowie lösbare Verstopfungen wie angefrorene Rohrabschnitte oder Verschmutzungen oder Anhaftungen umgangen bzw. gelöst werden. Durch Meldung akustischer und visueller Art dieser Zyklen kann auch zu einem Wartungseingriff veranlasst werden.
• Der Wasserfreiheitssensor kann noch durch die Strömungssensorfunktion des Generators (12) durch Messung der entleerten Wassermenge überwacht werden, und bei Plausibilitätsfehlern eine redundante Entleerungsleitung mit einem redundanten Entleerungsventil geöffnet werden. Auch der redundante Thermostat (2) kann bei Temperaturen unterhalb der Frostschutztemperatur z. B. 5°C die redundante Entleerungsleitung mit dem Ventil ansteuern. Die redundante Entleerungsleitung sichert gegen eine durch Druck, Wärme und Wiederholung nicht aufhebbare Blockierfehlfunktion der Entleerungsleitung und des Entleerungsventils.
• Die Mitprotokollierung und Auflistung von ausgelösten Sicherheitsstrategien bzw. nicht eingetretener sofortiger Entleerung kann frühzeitig auf fehlerhafte Bauelemente hinweisen und deren Austausch vor einem Schadensfall bewirken.
• Bei Anlagen bei denen der Wasserpegel des Speichers in die frostgefährdeten Teile des Umlaufsystems hineinragen wird eine Befüllungseinrichtung mit Entleerungsmöglichkeit des Umlaufsystems vorgeschlagen wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses Solarumlaufsystem (9) wird zur Entleerung mit dem Absperrventil (43) vom Speicher getrennt. Das beim Befüllen mit Druck beaufschlagte Membrangefäß (40) wird zur Entleerung des Umlaufsystems durch Öffnen des Druckentspannungsventils (42) druckfrei gemacht, und das Inertgas aus dem Membrangefäß kann durch den Fluiddruck im Umlaufsystem in den Inertgasbehälter zurückströmen. Das Fluid aus dem Umlaufsystem strömt in das Membrangefäß und Inertgas strömt über den Rücklauf des Umlaufsystem in dieses ein. Dadurch ist der Frostschutz gewährleistet.
• Zur Befüllung des Umlaufsystems wird nach Schließen des Druckentspannungsventils (42) mit einem kleinen Kompressor (41) Inertgas aus dem Inertgasbehälter (17) angesaugt und auf das Membrangefäß gegeben. Dadurch wird das Fluid in das Umlaufsystem zurückgedrängt und das Inertgas im Umlaufsystem entweicht über den Rücklauf in den Inertgasbehälter (17). Bei konstanter Leistung des Kompressors (41) kann die Befüllung nach Ablauf einer definierten Zeit durch Abschalten des Kompressors beendet werden. Ansonsten können auch Sensorsignale wie Wasserpegel im Membrangefäß oder Wasserpegel im Umlaufsystem oder mit dem Strömungssensor (6) gemessene Einströmungsvolumen zur Beendigung des Befüllens verwendet werden. Der Druck im Membrangefäß wird durch das Rückschlagventil (11) gehalten, so dass das Membrangefäß während der Umwälzung und Druckhaltung entleerungsbereit bleibt. Zur Umwälzung und Druckhaltung (39) wird das Absperrventil (43) geöffnet.
• Anstatt des Kompressors (41) können auch andere Drucksysteme verwendet werden, wie Druckgasspeicher, Pumpen oder Hauswasserwerke mit Wasser, aus welchem der Sauerstoff gebunden wurde, und wobei das Wasser bei der Druckentlastung mit dem Druckentspannungsventil (42) abgelassen wird.
• Das Membrangefäß (40) kann auch durch ein geschlossenes Wasseraufnahmegefäß (Fig. 7, 75) mit einem Entleerungsventil (76) in der Verbindung zum Umlaufsystem ersetzt werden. Zur Entleerungsbereithaltung des Wasseraufnahmegefäßes (75) wird dieses mit einer Befüllungseinrichtung in den Speicher entleert. Zur Sicherheit der Entleerungsbereitschaft ist das Wasseraufhahmegefäß (75) mit einem Überlauf (78) versehen, so dass immer in das Wasseraufnahmegefäß entleert werden kann, auch wenn die Befüllungseinrichtung einmal ausgefallen sein sollte oder Fehlerhafterweise Wasser durch das Absperrventil (43) strömt. Ein Siphon (77) im Überlauf verhindert den Zutritt von Luft.
• Bei Anlagen, welche einen solch hohen Wasserspiegel haben, dass die Befüllung des Umlaufsystems mit Druckbeaufschlagung der Umwälzung und Druckhaltung (39) bewerkstelligt werden kann, oder wo eine Befüllungseinrichtung wie eine Druckpumpe direkt im Umlaufsystem eingebaut ist, entfällt der Kompressor (41) oder das Drucksystem und wird durch eine Rohrverbindung ersetzt und das Druckentspannungsventil (42) wird in die Verbindung vom Membrangefäß oder Gefäß zum Umlaufsystem gesetzt. Die Entleerung des Membrangefäßes oder Gefäßes erfolgt dann durch Offenhalten des Druckentspannungsventils (42) und Geschlossenhalten des Absperrventils (43) am Beginn der Befüllung oder der Umwälzung und Druckhaltung, so dass das Membrangefäß (40) oder Gefäß entleert wird. Nach der Entleerung des Membrangefäßes (40) oder Gefäßes wird das Druckentspannungsventil (42) geschlossen und hält damit die Bereitschaft zum Entleeren des Umlaufsystems, und das Absperrventil (43) wird zur Umwälzung des Speicherfluids geöffnet. Wenn das Gefäß überdrucklos betrieben wird, wird mit einem Überlauf des Gefäßes die Entleerungsbereitschaft auch in Fehlerfällen gewährleistet.
• Die Strategien zur Sicherheit der Entleerung können auch auf vorgenannte Anordnungen angewendet werden.
• In Fig. 2 ist im Gasinertbehälter unterhalb des Rücklaufs des Umlaufsystems (9) eine Verteileinrichtung (44) eingebaut. Dies könnte beispielsweise ein oben offener Trichter mit Perforation sein. Durch die Offenheit nach oben können Makroblasen leicht entweichen und durch die Trichterform werden abhängig vom Durchflussvolumen der Durchfluss durch die Perforation automatisch angepasst, so dass der Trichter nicht überläuft. Mittels des Perforation wird das Fluid in dünne Fließströmungen verteilt, sodass einerseits Mikrogasblasen leicht austreten können, und andrerseits der darunter liegende Eisenspanfilter blank gewaschen wird und seine Reaktionsfähigkeit erhält.
• Bei Umlaufsystemen, welche sehr hoch über dem Wasserspiegel des Speichers liegen, kann die dynamische Druckhaltung von den Betriebskosten unwirtschaftlich werden.
• Zur Höhengewinnung wird dann vorgeschlagen den Wasserpegel möglichst hoch anzuordnen. Dies kann im einfachsten Fall durch einen Speicher erreicht werden, welcher entsprechend hoch gebaut ist und beispielsweise über mehrere Stockwerke eines Gebäudes reicht.
• Dies erfordert aber einen über mehrere Gebäudestockwerke senkrecht durchgehende Bauweise, welche vor allem beim Gebäudebestand häufig nicht zur Verfügung steht.
• Zur Lösung dieses Problems wird die vertikale Anordnung von mehreren überdrucklosen Speichern (Fig. 7) vorgeschlagen, wobei die unteren Speicher (66, 67) geschlossen sind und der oder die oberen Speicher (61) mit Inertgasbehältern (17) ausgestattet sind. Mittels Verbindungen (64, 65, 62, 63) vom und zum jeweils nächsthöheren Speicher kann der Fluidaustausch erfolgen. Durch die Verbindungen (64, 63) der Schichtungsrohre (16) verhalten sich die gekoppelten Speicher wie ein großer Speicher, müssen aber nicht senkrecht übereinander stehen und können auch durch parallele Speicher ergänzt werden. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Speicher auf Gebäuderäume verteilt werden können und die Isolationsverluste die Räume heizen.
• Die Nutzung des Speicherverbunds, der Verbindungen (62, 63, 64, 65) und der Schichtungskanäle (16) als Vorläufe und Rückläufe für Umlaufsysteme erspart Verrohrrungsaufwand. Deshalb enden Rückläufe von Umlaufsystemen und/oder Vorläufe von Umlaufsystemen beginnen im Speicherverbund oder in den Verbindungen (62, 63, 64, 65) und/oder aus den Schichtungskanälen (16) sind Anschlüsse für Rückläufe von Umlaufsystemen herausgeführt.
• Beispielsweise bei im Speicherverbund parallel angeordneten Speichern kann es zur Lade- oder Entladesteuerung auch sinnvoll sein den Fluidaustausch wahlweise herzustellen oder zu unterbinden. Dies kann durch Absperren der Verbindungen (62, 63, 64, 65) mittels Ventilen erfolgen.
• Sind in den Räumen keine Speicher aufstellbar, ist eine Anordnung nach Fig. 9 installierbar. Hierzu wird der Inertgasbehälter (17) in einer Höhe angebracht, welcher dem gewünschten Wasserpegel entspricht, und mit einem geschlossenen Speicher (85) über eine fluidgefüllte oder gasgefüllte Leitung (84) verbunden. Zum Fluidausgleich beim Befüllen und Entleeren von Umlaufsystemen und zur Aufnahme der Wärmeausdehnung des Fluids kann zusätzlich ein Fluidspeicher (83) in der Leitung angebracht sein. Vorteilhafterweise mündet diese Leitung im Schichtungsrohr (16) oder am höchsten Punkt des Speichers, so dass Gasblasen in den Inertgasbehälter aufsteigen können. Der Fluidausgleich kann auch in der Verbindung (84) erfolgen, wenn diese groß genug ausgelegt ist, so dass der Wasserbehälter (83) entfallen kann. Ausführungsvarianten der Anordnung bestehen darin, dass der Inertgasbehälter mit der Verbindung und dem Speicher geschlossen ist, oder dass der Inertgasbehälter (17) mit einer Öffnung in den Wasserbehälter (83) oder in die Verbindung eingetaucht ist. Vorteilhafterweise enden Rückläufe von Umlaufsystemen in der Verbindung (84) und/oder Vorläufe von Umlaufsystemen beginnen in der Verbindung (84).
• Eine weitere Möglichkeit für eine wasserpegelerhöhende Einrichtunge zur Bereitstellung oder Bereithaltung in Umlaufsystemen besteht aus einer druckhaltenden Abdichtung zwischen dem Speicher oder Fluidbehälter und dem Inertgasbehälter oder einem Gasbehälter und einem Gasdruck im Behälter. Der Gasdruck wird statisch gehalten oder ist dynamisch änderbar wie mittels Druckentlastung über ein Ventil in einen Gasspeicherbehälter und Druckaufbau über einen Kompressor mit Ansaugung aus dem Gasspeicherbehälter oder mittels einer Membrangefäßes, welches zum Druckaufbau den Druck aus einem Kompressor oder einem Hauswasserwerk oder einer Pumpe bezieht, und wobei der Druck entlastet werden kann. Mit der dynamischen Änderbarkeit des Gasdrucks ist die Entleerung und Befüllung von Umlaufsystemen möglich.
• Mittels der überdrucklosen Speicher und der Anordnung von Behältern oder doppelten Wänden oder doppelten Böden (Fig. 8, 69) ist die Wärmerückgewinnung aus dem Abwasser wirtschaftlich. Dazu misst die Steuereinrichtung (1) die Temperatur in der Abwasserzuleitung (71) und die Temperatur im Abwasserbereich (68). Ist die Temperatur in der Zuleitung größer als im Abwasserbereich wird das Abwasserventil (70) geschlossen. Das Abwasser fließt über den Abwasserbereich und tauscht seine Wärme an den Speicher bzw. fungiert teilweise selbst als Speicher. Andernfalls wird das Abwasserventil (70) geöffnet und das Abwasser fließt direkt in die Abwasserableitung (73). Zur Erhöhung der Wärmerückgewinnungsenergie ist es sinnvoll, dass im Speicher (67) im unteren Bereich die Temperatur möglichst weit abgesenkt wird. Dies wird durch Anbringen eines Vorerwärmungsbehälters für Brauchwasser oder durch die Abnahme von Speicherwasser zur Vorerwärmung im Bereich der Wärmerückgewinnung erreicht.
• Eine Wärmegewinnung aus Abwärme oder Kühlsystemen kann auch aus anderen Quellen erfolgen und im Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund gespeichert werden.
• Dazu ist die Wärmegewinnung mit einem Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher sinnvoll, welcher sich im oder am Speicher oder Speicherverbund oder Fluidbehälter befindet, und/oder dass das Speicherfluid direkt durch einen Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher gewälzt wird, welcher eine Wärmegewinnung ermöglicht.
• Die Wärme kann aus Abwasser, aus Kühlsystemen von Maschinen, Motoren, Kompressoren, Generatoren, Elektronik, Photovoltaikmodulen, Brennstoffzellen, Kaminen, Abgasen, Böden, Flüssigkeitsteichen, oder -Behältern, Bauteilen wie Gebäudeteilen, Begrenzungsbauteilen, Sichtschutzbauteilen, Straßen, Wegen, Auffahrten, Plätzen, Transparenten Wärmedämmungen gewonnen werden. Zur Steigerung der Temperatur ist es vorteilhaft die Wärmegewinnungsquellen mit einer lichtabsorbierenden und in Wärme wandelnde Schicht oder Schichten oder Folien oder Beimengung oder Beimengungen oder Vorsatz oder Vorsätzen zu versehen. Durch Anbringung eines transparenten Vorsatzes oder von Vorsätzen kann die Wärmegewinnungsquellen weiter verbessert werden.
• Das Fluid wird nur in den Wärmegewinnungstauscher zugeführt, wenn das zugeführte Fluid (72) wärmer ist als das Fluid welches sich im Wärmegewinnungstauscher (69) befindet oder als die Umgebung des Wärmegewinnungstauschers, oder dass das Speicherfluid nur durch den Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher gewälzt wird, wenn kühleres Speicherfluid als die Temperatur der Wärmegewinnungsquelle zur Verfügung steht.
• Zur Steigerung des Wärmegewinnungswirkungsgrades ist es vorteilhaft in der Nähe des Wärmegewinnungstauschers oder der Entnahme des Speicherfluids zur Wärmegewinnung oder in der Wärmegewinnungsschicht im Speicher Fluid zur Vorerwärmung entnommen wird oder sich ein Vorerwärmungsbehälter befindet. Die Vorerwärmung kann beispielsweise zur Vorerwärmung für Brauchwasser oder zur Vorerwärmung für Gebäudewände, oder -decken, oder Pufferräumen oder Gewächshäuser genutzt werden.
• Wenn es der Korrosionsschutz zuläst kann der Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher oder Vorerwärmungsbehälter Teil des Speichers oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds sein, beispielweise ein doppelter Boden oder ein doppelter Bodenabschnitt oder ein doppelter Wandabschnitt oder eine doppelte Wand. Andernfalls sind seperater Behälter oder Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher einzusetzen.
• Neben den Solarkollektorumlaufsystemen können auch andere außenliegende oder frostungeschützte Umlaufkreise wie Umlaufkreis zur Heizung und Wärmeentnahme von Speichermassen oder Speichersolarkollektoren oder zur Wärmegewinnung oder zur Kühlung zum Frostschutz und/oder zum Vermeiden von Kochen von Umlaufsystemen entleert werden.
• Mit dem Heizungssystem können auch Systeme realisiert werden, welche anstatt des Fluidwärmespeichers (14) mit einem Fluidkiesspeicher oder einem Speicherverbund (Fig. 8) wie beispielsweise nach den Ansprüchen 33 bis 36 ausgestattet sind. Auch Heizungssysteme, wobei der Fluidwärmespeicher durch einen überdrucklosen oder überdruckreduzierten oder fluidpegelbehafteten Fluidbehälter wie ein Wärmetauscher oder ein Speicherwärmetauscher oder ein Zwischenspeicher oder ein Heizkessel ersetzt ist, können realisiert werden. Dies ist beispielweise vorteilhaft, wenn andere Speichermassen zur Speicherung der Wärme genutzt werden.
• Das vorgeschlagene Heizungssystem kann überdrucklos oder überdruckreduziert oder überdruckdruckbehaftet betrieben werden. Anzustreben ist ein überdruckloses Heizungssystem, da dann alle Vorteile wie Materialersparnis und Gasdurchlässigkeit der Materialien genutzt werden können. Aber in der Übergangsphase oder bei bestehenden Heizungssystemen, welche sich nur aufwändig auf überdrucklosen Betrieb umstellen lassen, ist auch ein überdruckreduziertes oder überdruckbehaftetes Heizungssystem sinnvoll.
• Je nach Anordnung des Heizungssystems können sich der oder die Fluidpegel im Speicher und/oder in einem Inertgasbehälter und/oder in einem Fluidbehälter und/oder in einem oder mehreren Umlaufsystemen und/oder in einer Verbindung zum Inertgasbehälter befinden.
• Beispielsweise zu einer bedarfsgerechten Bereitstellung des Fluids in den Umlaufsystemen ist es auch sinnvoll, dass die Druckerzeugungsleistung oder Strömungsgeschwindigkeit oder das Durchflussvolumen oder die Wärmemenge des Umlaufsystems abhängig vom aktuellen Rohrnetzwiderstand gesteuert und/oder geregelt wird.
• Für die Funktionsvielfalt des Heizungssystems können im Umlaufsystem und/oder im Speicher oder Fluidbehälter (14) und/oder im und am Inertgasbehälter (17) Sensoren wie Temperatursensoren, Strömungs- oder Durchflusssensoren (6, 12, 27, 30, 36), Drucksensoren, Fluidpegelsensoren und Fluidfreiheits- bzw. Fluidanwesenheitssensoren (7) angebracht werden.
• Zur Bereitstellung von Fluid in Umlaufsystemen kann es vorteilhaft sein, wenn eine zentrale Bereitstellungseinrichtung wie Befüllungseinrichtung oder Notbefüllungseinrichtung oder fluidpegelerhöhende Einrichtung in einer Heizungsanlage alle Umlaufkreise gleichzeitig oder durch Umschaltung auf den jeweiligen Umlaufkreis unabhängig voneinander befüllt.
• Zur Erhöhung der Speicherdichte ist es vorteilhaft in den Speicher oder Speicherverbund oder Fluidbehälter oder Fluidkiesspeicher Latenzapeicher zu integrieren. Bezugszeichenliste 1 Steuerung
  2 Thermostat
  3 Solarsteuerung
  4 Heizungssteuerung
  5 Druckerzeugung für Befüllung, Druckhaltung und Umwälzung
  6 Strömungssensor
  7 Fluidfreiheitssensor
  8 Temperatursensor
  9 Solarkollektor
  10 Entleerungsleitung mit Entleerungsventil
  11 Rückschlagventil
  12 Druckhaltung mit Energierückgewinnung
  13 Eisenspangebilde und Kalkfilter
  14 Überdruckloser Fluidwärmespeicher
  15 Ölschicht
  16 Schichtungsrohr
  17 Inertgasbehälter
  18 Sauerstoffbindungseinheit
  19 Schichtungsohr
  20 Druckhalteventil
  21 Eisenspangebilde und Kalkfilter
  22 Eisenspangebilde und Kalkfilter
  23 Mischventil
  24 Druckerzeugung für Befüllung, Druckhaltung und Umwälzung
  25 Rückschlagventil
  26 Umwälzpumpe
  27 Strömungssensor
  28 Entleerungsleitung mit Entleerungsventil
  29 Heizungswärmetauscher
  30 Strömungssensor binär
  31 Notbefüllungseinrichtung mit Handpumpe
  32 Brauchwasserwärmetauscher
  33 Notbefüllung mit Umwälzpumpenreihenschaltung
  34 Umwälzpumpe
  35 Rückschlagventil
  36 Strömungssensor binär
  37 Heizungskessel
  38 Absperrventil
  39 Druckerzeugung für Druckhaltung und Umwälzung
  40 Membrangefäß
  41 Druckerzeugungssystem
  42 Druckentspannungsventil
  43 Absperrventil
  44 Verteilungseinrichtung
  45 Eisenspangebilde und Kalkfilter
  46 Hauswasserwerk
  47 Befüllungsventil
  48 Rückschlagventil
  49 Pegelgesteuertes Ventil
  50 Befüllungsgefäß
  51 Befüllungsventil
  52 Auslassventil
  53 Knallgasreaktionsbereich
  54 Zünder
  55 Wasserstoffüberwachungsbereich
  56 Wasserstoffsensor
  57 Reaktionsströmungssensor
  58 Wasserstoffeinlassventil
  59 Wasserstoffströmungssensor
  60 Wasserstofftank
  61 Offener Speicher
  62 Speicherverbindung
  63 Speicherverbindung Schichtung
  64 Speicherverbindung Schichtung
  65 Speicherverbindung
  66 Geschlossener Speicher
  67 Geschlossener Speicher
  68 Temperatursensor Abwasserbereich
  69 Doppelter Boden Abwasserbereich
  70 By-Pass für Abwasserbereich
  71 Temperatursensor Abwasserzuleitung
  72 Abwasserzuleitung
  73 Abwasserableitung
  74 Sauerstoffbindung
  75 Wasseraufnahmebehälter
  76 Entleerungsventil
  77 Siphon
  78 Überlauf
  79 Verbindung zum Speicher
  80 Gasverbindung zum Inertgasbehälter
  81 Umlaufsystemverbindung zum Inertgasbehälter
  82 Befüllungseinrichtung
  83 Wasserbehälter
  84 Verbindung Inertgasbehälter Speicher
  85 Fluidwärmespeicher
  

Claims (77)

1. Heizungssystem zur Erzeugung und Verteilung von Wärmeenergie, wobei das Heizungssystem ein oder mehrere Umlaufsysteme zur Verteilung der Wärme an Heizkörper oder Fußbodenheizung oder Wandheizung und/oder Brauchwasserwärmetauscher und/oder Heizkreise zur Erzeugung von Wärme mittels Kollektoren und/oder Heizkesseln und/oder Wärmepumpen und mindestens einen Speicher umfasst, dadurch gekennzeichnet,
dass das Heizungssystem fluidpegelbehaftet ist,
und dass Umlaufsysteme wie Heizungsumlaufsysteme, Speicheranbindungsumlaufsysteme, Brauchwasserheizungsumlaufsysteme, Nachheizungsumlaufsysteme, Wärmetauscherumlaufsysteme, Speicherkollektorumlaufsysteme, Heizkesselumlaufsysteme, Wärmepumpenumlaufsysteme, Wärmegewinnungsumlaufsysteme, Kühlungsumlaufsysteme direkt an einen Speicher (14) angeschlossen sind, so dass das Speicherfluid direkt durch die Umlaufsysteme gewälzt wird,
wobei Bereitstellungseinrichtungen wie Befüllungseinrichtungen oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen das Fluid vor dem Umwälzen in das Umlaufsystem einbringen,
und/oder wobei Bereithaltungseinrichtungen das Fluid im Umlaufsystem halten, wie zyklisches oder ereignisgesteuertes oder ständiges Minimalumwälzen oder Umwälzphasen während des Stillstands und/oder zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen von Verschraubungen, Fittingen und Ventilen und/oder das Absperren von Umlaufsystemen im Stillstand und/oder erhöhte Qualitätssicherungen von Umlaufsystem und/oder wasserpegelerhöhende Einrichtungen,
und/oder wobei fluidpegelbehaftete Umlaufsysteme mit einer Notbefüllungseinrichtung wie handbetätigte oder für Kurzzeitbetrieb ausgelegte Pumpen, Membrangefäße, Gasdruckgefäße, Ventile zum Wassernetz oder Hauswasserwerk oder mit einem Anschluss für eine Notbefüllungseinrichtung ausgerüstet sind.

2. Heizungssytem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher ein überdruckloser oder überdruckreduzierter oder fluidpegelbehafteter Fluidwärmespeicher oder Fluidkieswärmespeicher oder Speicherverbund oder Fluidbehälter wie Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher oder Zwischenspeicher oder Heizkessel ist.

3. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Umlaufsysteme Solarumlaufsysteme sind.

4. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Heizungssystem überdrucklos oder überdruckreduziert oder überdruckbehaftet ist.

5. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass sich der oder die Fluidpegel im Speicher und/oder in einem Inertgasbehälter und/oder in einem Fluidbehälter und/oder in einem oder mehreren Umlaufsystemen und/oder in einer Verbindung zum Inertgasbehälter befindet.

6. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufsysteme und/oder Speicher und/oder Fluidbehälter und/oder Speicherverbünde mit weiteren Einrichtungen oder Verfahren ausgestattet sind, welche Funktionen erfüllen wie Druckhaltung im Umlaufsystem, Entlüftung des Umlaufsystems, Entleerung des Umlaufsystems, Sicherheit der Entleerung, Entgasung des Fluids, Korrosionsschutz der Anlage, Betriebssicherheit betriebskostenniedriges Betreiben der Anlage, temperaturgerechte bzw. wärmemengengerechte Bereitstellung oder Erzeugung der Wärme, Schichtung des Fluids im Speicher.

7. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass zur Befüllung von Umlaufsystemen die Befüllung bei einer Umwälzanforderung einleitet und zeitgesteuert oder sensorgesteuert oder -geregelt in den Umwälzbetrieb und Druckhaltebetrieb überleitet wird, und dass das Umlaufsysteme mit einer Befüllungseinrichtung ausgerüstet ist
der Art, dass die Befüllungseinrichtung (Fig. 2) ein ventilgesteuertes Membrangefäß (40) oder nach oben gerichtetes Druckgefäß ist, das durch eine Steuereinrichtung (1) mit Druck aus einem Druckgassystem oder einem Hauswasserwerk oder einem Kompressor (41) oder einer Druckpumpe beaufschlagt wird und vom Druck entlastet (42) werden kann,
oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung (Fig. 3) aus einer Reihenschaltung von Umwälzpumpen (26) oder Pumpen und einer Steuereinrichtung (1) besteht die diese Reihenschaltung adäquat ansteuert,
oder der Art, dass dis Befüllungseinrichtung aus einer Verschaltungseinrichtung besteht, welche die Umwälzpumpen der Umlaufkreise zur Befüllung in Reihe und auf den zu befüllenden Umlaufkreis schaltet,
oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung (Fig. 4) aus einer Steuereinrichtung (1) und einem ventilgesteuertem Anschluss (47) an das Hauswasserwerk besteht, wobei das Wasser auch eine Sauerstoffbindungseinheit (74) wie Eisenspäne oder ein Magnesiumelement durchlaufen kann,
oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung (Fig. 5) aus einer Steuereinrichtung (1) und einem Fluidreservoir (50) wie ein Behälter oder ein Fluidwärmespeicher besteht, welches zur Befüllung abgebaut (51) wird, und welches mit einem Ventil (49) zum Hauswasserwerk oder Wassernetz oder bei der Umwälzung eines Umlaufsystems aufgebaut wird,
oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung aus einer Verdrängerpumpe oder Druckpumpe und einer Steuereinrichtung besteht.

8. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllungseinrichtung zur Notbefüllung dient, wobei die Ventil durch handbetätigte Schieber und die elektrische betätigten oder gesteuerten Einrichtungen durch handbetätigte oder handgesteuerte Einrichtungen oder für Kurzzeitbetrieb ausgelegte Einrichtungen ersetzt sein können.

9. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass bei der Befüllung mit Druckgassystemen oder Kompressoren (41) das Gas zum Druckaufbau aus dem Inertgasbehälter (17) entnommen wird und bei Druckentlastung in den Inertgasbehälter zurückgespeist (42) wird.

10. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Abdichtungsmaßnahmen von Verschraubungen, Fittingen und Ventilen aus Überziehschläuche oder -Kappen oder Mehrfachdichtungen oder von außen anpressbaren Dichtungen oder Kombination von Gewindedichtungsfüllstoffen und Dichtungen oder dem Aufbringen von Lacken oder Harzen besteht.

11. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhten Qualitätssicherungen von Umlaufsystem aus dem Abdrücken mit erhöhtem Druck und/oder Verschraubungssicherungen und/oder Überwachungen der Dichtheit von Umlaufsystemen wie Druckhaltemessungen, Wasserpegelmessungen im Umlaufsystem im Stillstand, Messungen des Gaseintrags bestehen.

12. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass beim Absperren des Umlaufsystems zur Bereithaltung die Druckerzeugung für die Befüllung und/oder für die Druckhaltung und/oder für die Umwälzung (34, 24) eingeschaltet bleibt oder zugeschaltet wird bis der Absperrvorgang beendet ist.

13. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung und Umwälzung leistungs-, strömungs- durchflussvolumen- und/oder wärmemengengesteuert und/oder -geregelt und/oder -überwacht wird.

14. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass zur Druckerzeugung der Umwälzung und/oder Druckhaltung eine Verdrängerpumpe eingesetzt wird.

15. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsleistung oder Strömungsgeschwindigkeit oder das Durchflussvolumen oder die Wärmemenge des Umlaufsystems abhängig vom aktuellen Rohrnetzwiderstand gesteuert und/oder geregelt wird.

16. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungen der Entleerungsleitungen eines Umlaufsystems im Inertgasbehälter (17) oder über dem Speicher (14) oder Fluidbehälter oder Speicherverbund enden, und das Fluid in eine Schichtungseinrichtung (16) im oder am Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund überführt wird, vorwiegend in eine schon bestehende Schichtungseinrichtung.

17. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungsleitungen vom Vorlauf und Rücklauf des Umlaufsystems außerhalb des Inertgasbehälters zusammengeführt sind, und diese ventilgesteuert sind und über eine gemeinsame Leitung in den Inertgasbehälter (17) oder über den Speicher (14) oder Fluidbehälter oder Speicherverbund geführt werden.

18. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungsleitung vom Vorlauf des Umlaufsystems außerhalb des Inertgasbehälters oder Speichers oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds in den Rücklauf (10) mündet und ventilgesteuert ist, und der Rücklauf im Gasbereich des Inertgasbehälters (12) oder über dem Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund endet.

19. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass im Umlaufsystem und/oder im Speicher (14) oder Fluidbehälter oder Speicherverbund und/oder im und am Inertgasbehälter (17) Sensoren wie Temperatursensoren, Strömungs- oder Durchflusssensoren (6, 12, 27, 30, 36), Drucksensoren, Fluidpegelsensoren und Fluidfreiheits- bzw. Fluidanwesenheitssensoren (7) angebracht sind.

20. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass ein Inertgasbehälter (17) die Funktionen der Gassammlung und/oder Gasabsonderung und/oder des Fluidgasaustausches und/oder der Sauerstoffbindung und/oder der Energierückgewinnung und/oder Überleitung von und in eine Schichtungseinrichtung und/oder der Schichtung und/oder der Fluidpegelerhöhung und/oder der Fluidaufhahme aus Entleerung und/oder aus der Wärmeausdehnung des Fluids übernimmt bzw. in ihm integriert sind.

21. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen vom Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund räumlich entfernt und/oder räumlich verteilt in unterschiedlichen Behältern angeordnet sind, und dass diese miteinander und mit dem Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund oder mit der Schichtungseinrichtung mit Überleitvorrichtungen verbunden sind, welche auch mittels Ventilen geschaltet sein können.

22. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass der Inertgasbehälter (17) über eine gasdurchlässige Öffnung mit dem Speicher oder mit der Schichtungseinrichtung im oder am Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund in Verbindung steht, so dass die Gasblasen aus der Schichtungseinrichtung bzw. dem Umlaufsystem im Inertgasbehälter gesammelt werden.

23. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 dadurch gekennzeichnet, dass in den Inertgasbehälter (17) einmündende Rohre ihr Fluid über eine Öffnung in die Schichtungseinrichtung (16, 19) oder in den Speicher (14) oder Fluidbehälter oder Speicherverbund oder in ein Umlaufsystem übergeben können.

24. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 dadurch gekennzeichnet, dass die in den Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund oder Inertgasbehälter einmündenden Rohre und damit das einmündende Fluid über eine Gasstrecke und über Verteilungseinrichtungen (44) wie Sprühköpfe, Sprührohre, Sprühplatten oder Ablaufschlitze, Ablauflöcher, Ablauffenster großflächig oder fein verteilt durch den Gasraum geführt wird, und dadurch im Fluid enthaltene Mikro- oder Makrogasblasen leicht aus dem Fluid entweichen können und im Inertgasbehälter gesammelt werden können, wobei die Verteileinrichtungen auch gasgetrennt und trichterförmig ausgeführt sind, so dass Makroblasen nach oben entweichen können, und sich eine automatische Adaption an die aktuelle Strömung ergibt.

25. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Inertgasbehälter (17) im Umlaufsystem vorzugsweise im Rücklauf oder im Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund oder oberhalb des Speichers oder Fluidbehälters oder Speichervebunds oberhalb der Schichtungseinrichtung oder oberhalb in den Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund einmündender Rücklaufrohre befindet.

26. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25 dadurch gekennzeichnet, dass der Inertgasbehälter (17) oder die Auffangvorrichtung oder Überleitvorrichtung schwimmend, tauchend oder höhenverstellbar oder starr befestigt im oder oberhalb des Speichers (14) oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds oder der Schichtungseinrichtung (16, 19) oder des Rücklaufs eines oder mehrerer Umlaufsysteme angebracht ist.

27. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26 dadurch gekennzeichnet, dass der Inertgasbehälter (17) überdrucklos oder druckbehaftet ausgeführt ist.

28. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem geschlossenen Speicher (Fig. 9, 85) und dem Inertgasbehälter (17) eine fluidgefüllte oder gasgefüllte Verbindung (84) angeordnet ist, wobei die Verbindung auch in der Schichtungseinrichtung (16) münden kann und zusätzlich mit einen Wasserbehälter (83) ausgestattet sein kann.

29. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28 dadurch gekennzeichnet, dass der Inertgasbehälter mit der Verbindung und dem Speicher geschlossen ist oder dass der Inertgasbehälter (17) mit einer Öffnung in den Wasserbehälter (83) oder in die Verbindung eingetaucht ist.

30. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29 dadurch gekennzeichnet, dass Rückläufe von Umlaufsystemen in der Verbindung (84) enden, und/oder dass Vorläufe von Umlaufsystemen in der Verbindung (84) beginnen.

31. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 30 dadurch gekennzeichnet, dass die wasserpegelerhöhende Einrichtunge zur Bereitstellung oder Bereithaltung aus einer druckhaltenden Abdichtung zwischen dem Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund und dem Inertgasbehälter oder einem Gasbehälter und einem Gasdruck im Behälter besteht.

32. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck statisch gehalten wird oder dynamisch änderbar ist wie mittels Druckentlastung über ein Ventil in einen Gasspeicherbehälter und Druckaufbau über einen Kompressor mit Ansaugung aus dem Gasspeicherbehälter oder mittels einer Membrangefäßes, welches zum Druckaufbau den Druck aus einem Kompressor oder einem Hauswasserwerk oder einer Pumpe bezieht, und wobei der Druck entlastet werden kann.

33. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32 dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherverbund (Fig. 8) aus Speichern (67, 66, 61) besteht, welche übereinander auch seitlich versetzt, einzeln oder mehrere parallel geschaltet angeordnet sind und die unteren Speicher (67, 66) geschlossen sind, wobei die Speicher zu den nächst höheren Speichern mit mindestens einer Verbindung (62, 65) für aufsteigendes Fluid und Gas und mit mindestens einer Verbindung (64, 63) für absinkendes Fluid gekoppelt sind.

34. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 33 dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungen der Speicher (64, 63) die Schichtungseinrichtungen (16) verbindet, so dass eine Schichtung über mehrere Speicher ermöglicht wird.

35. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 34 dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungen (62, 63, 64, 65) der Speicher Rückläufe von Umlaufsystemen enden und/oder Vorläufe von Umlaufsystemen beginnen und/oder dass aus den Schichtungseinrichtungen (16) Anschlüsse für Rückläufe von Umlaufsystemen herausgeführt sind.

36. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 35 dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidaustausch zwischen den Speichern wahlweise herstellbar oder unterbindbar ist.

37. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 36 dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmegewinnung aus Abwärme und/oder Kühlsystemen erfolgt und im Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund gespeichert wird.

38. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 37 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmegewinnung mit einem Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher erfolgt, welcher sich im oder am Speicher oder Speicherverbund oder Fluidbehälter befindet, und/oder dass das Speicherfluid direkt durch einen Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher gewälzt wird, welcher eine Wärmegewinnung ermöglicht.

39. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 38 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmegewinnung aus Abwasser, aus Kühlsystemen von Maschinen, Motoren, Kompressoren, Generatoren, Elektronik, Photovoltaikmodulen, Brennstoffzellen, Kaminen, Abgasen, Böden, Flüssigkeitsteichen, oder -Behältern, Bauteilen wie Gebäudeteilen, Begrenzungsbauteilen, Sichtschutzbauteilen, Straßen, Wegen, Auffahrten, Plätzen, Transparenten Wärmedämmungen erfolgt.

40. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 39 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmegewinnungsquellen mit einer lichtabsorbierenden und in Wärme wandelnde Schicht oder Schichten oder Folien oder Beimengung oder Beimengungen oder Vorsatz oder Vorsätzen versehen sind.

41. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 40 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmegewinnungsquellen mit einem transparenten Vorsatz oder Vorsätzen versehen sind.

42. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 41 dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid nur in den Wärmegewinnungstauscher zugeführt wird, wenn das zugeführte Fluid (72) wärmer ist als das Fluid welches sich im Wärmegewinnungstauscher (69) befindet oder als die Umgebung des Wärmegewinnungstauschers, oder dass das Speicherfluid nur durch den Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher gewälzt wird, wenn kühleres Speicherfluid als die Temperatur der Wärmegewinnungsquelle zur Verfügung steht

43. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 42 dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe des Wärmegewinnungstauschers oder der Entnahme des Speicherfluids zur Wärmegewinnung oder in der Wärmegewinnungsschicht im Speicher Fluid zur Vorerwärmung entnommen wird, oder sich ein Vorerwärmungsbehälter befindet wie Vorerwärmung für Brauchwasser und/oder Vorerwärmung für Gebäudewände, und/oder -decken, und/oder Pufferräume und/oder Gewächshäuser.

44. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 43 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher oder Vorerwärmungsbehälter Teil des Speichers oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds ist wie doppelter Boden oder doppelter Bodenabschnitt oder doppelter Wandabschnitt oder doppelte Wand oder ein seperater Behälter oder Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher.

45. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 44 dadurch gekennzeichnet, dass in den Speicher oder Speicherverbund oder Fluidbehälter oder Fluidkiesspeicher Latenzspeicher integriert sind.

46. Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystem vorwiegend nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 45 dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung von Fluid in Umlaufsystemen eine zentrale Bereitstellungeinrichtung wie Befüllungseinrichtung oder Notbefüllungseinrichtung oder fluidpegelerhöhende Einrichtung in einer Heizungsanlage mehrere Umlaufkreise gleichzeitig oder durch Umschaltung auf den jeweiligen Umlaufkreis unabhängig voneinander befüllt,
und/oder dass zur dynamischen Druckhaltung bei überdrucklosen oder überdruckreduzierten Umlaufsystemen der Druck mit einer dynamischen Druckerzeugung (5, 24) wie eine Umwälzpumpe oder eine Reihenschaltung von Pumpen oder über eine Verdrängerpumpe oder über eine Druckpumpe aufgebaut wird und über eine gegendruckerzeugende Einrichtung (12, 20) wie ein Ventil oder eine Turbinen oder ein Schaufelrad oder ein Strömungskörper oder Strömungsklappen oder angepasste Leitungen oder Düsen oder Schieber oder eine Verteileinrichtung gehalten wird, so dass sich ein definierter Teil der Druckerzeugung in einer Druckerhöhung im Umlaufsystem und nicht in einer Durchflusserhöhung niederschlägt,
und/oder dass zur Energieeinsparung die dynamisch erzeugte Energie zur Druckhaltung und/oder Umwälzung und/oder Befüllung wieder zurückgewonnen wird,
und/oder dass zur Entlüftung das Umlaufsystem mit Ventilen abgesperrt wird und mit Hilfe der Befüllungseinrichtung unter Druck gesetzt wird und über schwimmergesteuerte Entlüftungsventile kombiniert mit einem Überdruckventil entlüftet wird,
und/oder dass zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei Abreisen der Strömung oder bei zu geringen Strömungen automatisch von der Steuereinrichtung Befüllungsphasen oder Strömungserhöhungsphasen eingeschaltet werden,
und/oder dass zur Entleerung oder Befüllung eines Umlaufsystems das Fluid im Umlaufsystem mit dem Gas aus einem Inertgasbehälter (17) oder mit Luft ausgetauscht wird, wobei das Fluid durch den Inertgasbehälter und/oder über eine Gasstrecke über dem Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund läuft oder über eine strömungsverlangsamte Zone (16, 19) direkt in den Speicher (14) oder Fluidbehälter oder Speicherverbund zurückläuft,
und/oder dass zur Vermeidung von Luftzutritt neben dem Umlaufsystem des Solarkollektors such andere Umlaufsysteme bei Stillstand des Umlaufsystems entleert werden können,
und/oder dass zum Frostschutz und/oder zum Vermeiden von Kochen von Umlaufsystemen neben Solarkollektorumlaufsystemen auch andere außenliegende oder frostungeschützte Umlaufkreise wie Umlaufkreis zur Heizung und Wärmeentnahme von Speichermassen oder Speichersolarkollektoren oder zur Wärmegewinnung oder zur Kühlung entleert werden können,
und/oder dass das Heizungssystem Umlaufsysteme oder Teile von Umlaufsystemen entleeren kann, welche direkt mit dem Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund gekoppelt sind, und wobei der Wasserpegel des Speichers oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds in den zu entleerenden Bereich hineinragt,
und/oder dass eine zentrale Entleerungseinrichtung mehrere Umlaufsysteme entleeren kann,
und/oder das das Heizungssystem zur sicheren Entleerung mit Sensoren die Störung erfasst und/oder mit redundanten Elementen und/oder mit Wiederholvorgängen und/oder mit autarken Zusatzeinrichtungen die Entleerung sicher gewährleistet,
und/oder dass zum Korrosionschutz Gas im Heizungssystem gesammelt wird und der Sauerstoff im Gas gebunden wird,
und/oder dass zur Vermeidung von Randkorrosion und Verdunstung von Fluid und zur Entgasung des Fluids und zur Entfeuchtung des darüberliegenden Gases in einem Fluidspeicher oder fluidgefülltem Behälter eine schwimmende Ölschicht (15) auf den Fluidspiegel aufgebracht wird, wobei dazu vorwiegend Paraffinöl benutzt wird,
und/oder dass zum Abdichten von Verschraubungen und/oder Fittings über die Verschraubung und/oder Fittings ein flexibler Schlauch oder ein Schrumpfschlauch mit Dichtungen gezogen wird, wobei als flexibler Schlauch vorwiegend ein Silikonschlauch verwendet wird.

47. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur dynamischen Druckhaltung bei überdrucklosen oder überdruckreduzierten oder fluidpegelbehafteten Umlaufsystemen die Gegendruck erzeugende Einrichtung (12, 20) im Rücklauf in Stufen oder analog hinsichtlich des Gegendrucks steuerbar oder regelbar ist, so dass die Druckhaltung dynamisch oder statisch so anpassbar ist, dass einerseits der aktuell notwendige Druck erzeugt wird und andrerseits die Druckerzeugung mit minimaler Leistung gefahren werden kann.

48. Verfahren nach Anspruch 47 dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruck erzeugende Einrichtung (12, 20) den Gegendruck abhängig vom Druck im Umlaufsystem regelt und die Druckerzeugungsleistung strömungsgeregelt ist oder die Gegendruck erzeugende Einrichtung strömungsgeregelt und die Druckerzeugungsleistung druckgeregelt ist.

49. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur dynamischen Druckhaltung bei überdrucklosen oder überdruckreduzierten oder fluidpegelbehafteten Umlaufsystemen zur Einsparung von Druckenergie der Druck im Umlaufsystem an die aktuelle Temperatur des Umlaufsystems angepasst wird, wobei ein Sicherheitsabstand zum Siededruck eingehalten wird, so dass das Fluid im Umlaufsystem nicht zum Kochen kommt.

50. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur Energieeinsparung die Energie mittels einer Turbine und einer Düse im Rücklauf des Umlaufsystems zurückgewonnen wird, welche den Fluidstrahl auf die Turbinenschaufeln richtet, und wobei die Turbine Energiewandlungseinrichtungen wie ein Generator oder ein Kompressor oder eine Druckpumpe oder ein Pumpenlaufrad oder eine mechanische Übertragungseinrichtung antreibt.

51. Verfahren nach Anspruch 50 dadurch gekennzeichnet, dass die zurückgewonne Energie wie elektrische Leistung, elektrische Spannung, elektrischer Strom, Drehzahl als Sensorsignale für Leistungs-, Strömungs,- Durchflussvolumen und/oder mit Temperaturmessungen für Wärmemengenermittlungen und/oder für Befüllungsumwälzungsumschaltung genutzt wird.

52. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur Entleerung oder Befüllung eines Umlaufsystems das Fluid über eine Gasstrecke oder über eine strömungsverlangsamte Zone geführt wird, welche sich in der Atmosphäre oder in einem Inertgasbereich wie ein Inertgasbehälter (17), ein Bereich im Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund, ein Inertgassack, oder ein Druckgasbehälter, oder welche sich im Rücklauf eines Umlaufsystems oder in einem Zulauf eines Fluidspeichers befinden.

53. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur Entleerung oder Befüllung eines Umlaufsystems das Fluid vor der Einleitung in den Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund über eine Schichtungseinrichtung oder über den Rücklauf eines anderen Umlaufsystems oder über einen Zulauf des Speichers oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds geführt wird.

54. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur Entleerung von Umlaufsystemen ein Membrangefäß (40) oder Druckgefäß dient welches von der Druckbeaufschlagung (41, 42) so gesteuert wird, dass in ihm Fluid aus dem Umlaufsystem aufgenommen werden kann, und Gas aus einem Inertgasbereich (17) in das Umlaufsystem nachströmen kann, wobei der Inertgasbereich ein eigener Behälter sein kann oder sich im Druckgefäß befinden kann, und der Gasaustausch durch Herstellung einer oder mehrerer Verbindungen von zu entleerenden Umlaufsystemen zum Inertgasbereich erfolgt.

55. Verfahren nach Anspruch 54 dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgasgefäß oder Membrangefäß zur Entleerung mittels der Druckbeaufschlagung auch zur Befüllung des Umlaufsystems dient.

56. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur Entleerung von Umlaufsystemen ein Aufnahmebehälter (Fig. 7, 75), welcher durch ein oder mehrere Ventile (76) zu Umlaufsystemen zu und abschaltbar ist und wobei der Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund ebenfalls durch Ventile (43) von Umlaufsystemen trennbar ist, das Fluid aus den Umlaufsystemen aufnimmt und Inertgas aus dem Inertgasbehälter in die Umlaufsysteme nachströmt (81) und die Befüllungseinrichtung und/oder Umwälzeinrichtung und/oder Druckhalteeinrichtung (82) das Fluid aus dem Aufnahmebehälter (75) in Umlaufsysteme (81) zurückspeist, wobei der Aufnahmebehälter eine Gasverbindung (80) zum Inertgasbehälter oder eine Sauerstoffbindungseinheit haben kann.

57. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur sicheren Entleerung von Umlaufsystemen die Wasserfreiheit bzw. Wasseranwesenheit oder die entleerte Wassermenge mit einem Sensor (7) erfast wird, und mit den Sensorsignalen weitere Sicherheitsstrategien wie Befüllungs- und Entleerungswiederholungen, Spülvorgänge, Druckbeaufschlagungsvorgänge, Impulsdruckbesufschlagungen, Ansteuerung von redundanten Entleerungsventilen, Protokollierung von Fehlfunktionen und/oder von Sicherheitsstrategien, Warnmeldungen und/oder Heizvorgänge eingeleitet werden.

58. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur sicheren Entleerung von Umlaufsystemen redundante und/oder autarke Elemente wie Thermostate (2), Temperatursensoren, ventilgesteuerte Entleerungsleitungen, Auswerteeinheiten von Sensoren, Wasserfreiheitssensor mit ventilgesteuerter Entleerungsleitung angebracht sind und diese so geschaltet sind oder ausgewertet werden, dass bei Plausibilitätsfehlern ebenfalls Sicherheitsstrategien wie in Anspruch 57 eingeleitet werden.

59. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur sicheren Entleerung die Ansteuerspannung für die Druckerzeugungseinrichtungen (5, 39, 41) und Entleerungsventile (10, 42) über eine Kettenverschaltung über mehrere redundante Systeme (1, 2, 3) erfolgt, und die Zustimmung für die Druckerzeugung bzw. Nichtentleerung von allen diesen redundanten Systemen erfolgt, und die Abschaltung der Druckerzeugung bzw. die Entleerung bereits bei der Wegnahme einer Zustimmung eines der redundanten Systeme erfolgt.

60. V erfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zur sicheren Entleerung die autarke Zusatzeinrichtung aus einer Ableitvorrichtung wie Überlauf (78) im Wasseraufnahmebehälter (40, 75) oder mit einem Sensor der Pegel gesteuertes Ableitventil besteht, welche das Fluid aus dem frostgefährdeten Teil des Umlaufsystems ableitet.

61. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zum Korrosionsschutz als Inertgas ein Stickstoff-Kohlendioxidgemisch verwendet wird, und die bei der Vermischung mit Wasser durch Lösen von Kohlendioxid entstehende Kohlensäure durch einen Kalkfilter (13, 21, 22, 45) oder mittels Kalksteine im Speicher (14) oder Fluidbehälter oder Speicherverbund oder Umlaufsystem oder im Inertgasbehälter (17) neutralisiert wird.

62. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zum Korrosionsschutz das Gas im Fluidspeicher oder in einem Behälter wie Inertgasbehälter (17) oder sonstige Behälter gesammelt wird.

63. Verfahren nach Anspruch 62 dadurch gekennzeichnet, dass die Gassammlung im, neben oder über dem Fluidspeicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund oder im Umlaufsystem erfolgt.

64. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zum Korrosionsschutz die Sauerstoffbindung vorwiegend mit einer wasserstoffversorgten Verbrennungseinheit wie Brennerflamme oder einem Knallgasreaktor (Fig. 6) oder einer Brennstoffzelle oder einem wasserbenetztem Eisenspangebilde (13, 21, 45) oder Magnesiumgebilde erfolgt.

65. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Menge an Wasserstoff in einen unten offenen und oben geschlossenen Behälter (53) gelassen wird und solange in zyklischen Zeitabständen mit einem Zünder (54) gezündet wird bis die Knallgasreaktion abläuft und dieser Vorgang ereignisgesteuert oder zyklisch wiederholt wird, so dass der Sauerstoff mit dem Wasserstoff in Wasser umgewandelt wird.

66. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 65 dadurch gekennzeichnet, dass die Knallgasreaktion mittels eines Strömungssensor (57) detektiert wird.

67. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 66 dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungssensor (57) für den Ablauf der Knallgasreaktion dahingehend ausgewertet wird, dass das Volumen des ausströmenden Gases und die Zeitdauer erfast wird und daraus Rückschlüsse auf die Intensität der Knallgasreaktion gezogen werden.

68. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 67 dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorbehälter Teil des Inertgasbehälters (17) ist und an der höchsten Stelle des Inertgasbehälters eingebracht wird (Fig. 6) oder ein eigener Behälter im Inertgasbehälter eingebracht wird.

69. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 68 dadurch gekennzeichnet, dass sich außerhalb des Knallgasreaktors oder Brenners oder der Brennstoffzelle ansammelndes Gas aus dem Behälter, in welchem sich die Verbrennungseinheit befindet, zum sicheren Betrieb aus dem Behälter ableitet wird.

70. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 69 dadurch gekennzeichnet, dass zum Korrosionsschutz mit einer Brennstoffzelle die Wasserstoffseite der Brennstoffzelle gegenüber dem Korrosionsschutzbereich evakuiert ist, und dass die Sauerstoffseite oder Luftseite der Brennstoffzelle über den Gasbereich des Korrosionsschutzbereiches oder des Gassammelbereiches versorgt wird, und der Stromkreis der Brennstoffzelle geschlossen wird.

71. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 70 dadurch gekennzeichnet, dass der Strom und/oder die Spannung der Brennstoffzelle und/oder die zugeführte Wasserstoffmenge gemessen wird, und damit die Wasserstoffzufuhr und/oder der Stromkreis der Brennstoffzelle geregelt bzw. gesteuert wird.

72. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 71 dadurch gekennzeichnet, dass im Inertgasbehälter (17) oxidierende Werkstoffe wie Eisenspangebilde (13, 21, 45) oder Magnesiumgebilde mit reaktionsaktivitätssteigernden Einrichtungen wie Wasserbenetzungeinrichtungen, Blankwaschungseinrichtungen, elektrochemisches Element mit angelegter elektrischer Spannung oder spannungsbildenden Werkstoffen wie Magnesium-Kupfer oder Eisen-Kupfer versehen sind.

73. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 72 dadurch gekennzeichnet, dass zum Korrosionsschutz der eingedrungene Sauerstoff oder Bestandteile der Luft und daraus näherungsweise der Sauerstoff bestimmt wird, und bei Überschreiten von Sauerstoffgrenzwerten weitere Strategien wie Warnmeldungen zur Abdichtung, Sauerstoffbindung oder Intensivierung der Sauerstoffbindung eingeleitet werden.

74. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 73 dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des verbrauchten Sauerstoffbindungsstoffes wie Wasserstoff oder Eisen oder Magnesium, oder die Menge des bei der Sauerstoffbindungsreaktion erzeugten Stoffes wie Wasser oder Eisenoxid, oder die bei der Reaktion erzeugte Energie wie Flammtemperatur und Brenndauer, oder elektrische Leistung, oder Ausbreitungsgeschwindigkeit und Dauer der Knallgasreaktion, oder durch Konstanthaltung der Reaktion ein vereinfachter Wert wie Zeitdauer der Reaktion oder Zeitdauer des zugeführten Sauerstoffbindungsstoffes oder erzeugter elektrischer Strom bestimmt wird.

75. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 oder 64 bis 74 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckänderung im Inertgasbehälter (17) über die Zeit ermittelt wird, und daraus die Luftzufuhr und daraus näherungsweise der eingedrungene Sauerstoff bestimmt wird.

76. Verfahren nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, dass zum Abdichten von Verschraubungen und/oder Fittings zwischen die Verschraubung oder den Fitting und dem Schlauch eine Dichtungsmasse aufgebracht wird.

77. Heizungssystem dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen oder Eigenschaften nach den Ansprüchen 7 bis 12 und 16 bis 44 für überdruckbehaftete Heizungssysteme oder andere überdrucklose oder überdruckreduzierte oder entleerbare Umlaufsysteme verwendet werden.