DE10257309A1 - Processes and devices for frost protection in heating systems - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Frostschutz in Heizungsanlagen mit frostgefährdeten Teilen in einer Heizungsanlage, wobei in frostgefährdeten Wärmeaustauschsystemen oder Teilen von Wärmeaustauschsystemen das frostgefährdete Wärmeträgerfluid durch ein frostsicheres Fluid ausgetauscht wird. Dies erfüllt die Aufgabe, einfache und wirtschaftliche Heizungsanlagen konzipieren zu können, so dass die regenerative Wärmegewinnung besser genutzt werden kann.
Beschrieben wird auch eine Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens.Process for frost protection in heating systems with frost-prone parts in a heating system, whereby the frost-prone heat transfer fluid is replaced by a frost-proof fluid in frost-prone heat exchange systems or parts of heat exchange systems. This fulfills the task of being able to design simple and economical heating systems so that regenerative heat generation can be better used.
A device for implementing the method is also described.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Frostschutz in Heizungsanlagen mit frostgefährdeten Teilen in einer Heizungsanlage.The invention relates to a Frost protection method in heating systems with frost risk Share in a heating system.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind in Heizungsanlagen Solarumlaufsysteme bekannt, welche zum Frostschutz ein Wasserglykolgemisch verwenden. Dies bedingt aber, dass Wärmetauscher für den Solarkreislauf verwendet werden müssen, welche den Nachteil von Wärmetauscherverlusten, Druckverlusten und höheren Betriebskosten durch ein größeres Umwälzvolumen hervorrufen.From the general state of the art are known in heating systems solar circulation systems, which for frost protection use a water glycol mixture. However, this requires that heat exchangers for the solar circuit which must be used the disadvantage of heat exchanger losses, pressure losses and higher Operating costs due to a larger circulation volume cause.
Weiterhin sind Austauschsysteme bekannt, welche zum Frostschutz entleert werden und mit Inertgas befüllt werden, wodurch vorgenannte Nachteile vermieden werden können, aber dafür Befüllungseinrichtungen benötigt werden. Welche auch teilweise zur Vermeidung von Temperaturdurchmischungen oder zur Entlüftung aufwändig gesteuert werden müssen.Exchange systems are also known, which be emptied for frost protection and filled with inert gas, whereby the aforementioned disadvantages can be avoided, but filling devices needed become. Which also partially to avoid temperature mixing or for ventilation costly must be controlled.
Ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Frostschutzverfahren den Frostschutz einfach und sicher zu gewährleisten, so dass eine Heizungsanlage konzipiert werden kann, welche ohne Wärmetauscher zwischen Wärmequellen und Speichern und Wärmeabgabeelementen auskommt. Weiterhin soll die Wirtschaftlichkeit zur Anbindung weiterer Austauschsysteme mit Frostschutz gesteigert werden, so dass regenerative Energiequellen besser genutzt werden können.Based on a procedure according to the generic term of claim 1, the invention is based on the object Avoiding the disadvantages of the known frost protection process To ensure frost protection easily and safely, so that a heating system can be designed without heat exchangers between heat sources and storage and heat dissipation elements gets along. Furthermore, the economy should be used to connect further Exchange systems with frost protection can be increased so that regenerative Energy sources can be used better.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, nämlich dadurch dass in frostgefährdeten Wärmeaustauschsystemen oder Teilen von Wärmeaustauschsystemen das frostgefährdete Wärmeträgerfluid durch ein frostsicheres Fluid ausgetauscht wird.According to the invention, the object is achieved by solved in the characterizing part of claim 1, namely thereby that in frost-prone Heat exchange systems or parts of heat exchange systems the heat transfer fluid at risk of frost is replaced by a frost-proof fluid.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Heizungssystems sind in den Ansprüchen 2 bis 15 angegeben.Advantageous further developments of the Heating system are given in claims 2 to 15.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Einrichtung zum Austausch von Fluiden insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 15, welchem sinngemäß die gleiche Aufgabe zu Grunde liegt wie dem Verfahren. Diese Aufgabe wird vorichtungsgemäß durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 16 angegebenen Merkmalen gelöst, nämlich dadurch, dass die Austauscheinrichtung aus einem Entleerungsbehälter und der Pumpe des Wärmeaustauschsystems besteht.The invention also relates to a device for the exchange of fluids, in particular according to the claims 1 to 15, which is basically the same The underlying task is like the procedure. According to the device, this task is accomplished by solved the features specified in the characterizing part of claim 16, namely by that the exchange device from an emptying container and the heat exchange system pump consists.
Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 17 bis 18 angegeben.Advantageous further developments of this Procedures are in the claims 17 to 18 specified.
Im Folgenden werden das Verfahren zum Frostschutz an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert.The following are the procedure for frost protection with reference to the drawings.
In der Zeichnung zeigt zum Teil in schematischer Darstellung:In the drawing shows in part schematic representation:
Eine der Aufgabenstellung gemäße Ausführung eines
Verfahrens zum Frostschutz zeigt
Durch den Fluidunterscheidungssensor
(
Wenn von der Solarsteuerung eine
Anforderung zum Wärmeaustausch
mit dem Solarkollektor erfolgt, wird von der Steuereinrichtung (
Das Auslösen des Frostschutzes kann über einen
Temperatursensor (
Das Verfahren zum Frostschutz in Heizungsanlagen mit frostgefährdeten Teilen in einer Heizungsanlage kann neben Solarkollektoraustauschsystemen auch in Austauschsystemen für Solarspeicherkollektoren, Wärmegewinnung aus Bauteilen, Heizung von Räumen oder Bauteilen zur Temperaturdifferenzreduzierung, Auslagerung von Wärme in die kontrollierte Lüftung usw. angewendet werden. Hierbei wird in frostgefährdeten Wärmeaustauschsytemen oder Teilen von Wärmeaustauschsystemen das frosgefährdete Wärmeträgerfluid durch ein frostsicheres Fluid ausgetauscht.The antifreeze procedure in Heating systems with frost-endangered Parts in a heating system can be used in addition to solar collector exchange systems also in exchange systems for Solar storage collectors, heat generation from components, heating of rooms or components for temperature difference reduction, outsourcing of Warmth in the controlled ventilation etc. can be applied. This involves heat exchange systems or parts that are at risk of frost of heat exchange systems frosgefährdete Heat transfer fluid replaced with a frost-proof fluid.
Dadurch dass das frostsichere Fluid
leichter als das frostgefährdete
Fluid ist, vorwiegend Wasser und Paraffinöl, kann der Austausch einfach
und sicher mit den beschriebenen Einrichtungen in
Vorteilhaft ist ebenfalls, dass eine Leitung des Wärmeaustauschsystems in das gelagerte frostsichere Fluid eingetaucht ist oder beispielsweise durch eine Ladeeinrichtung in das frostsichere Fluid eingebracht werden kann.It is also advantageous that a line of the heat exchange system is immersed in the stored frost-proof fluid or, for example, can be introduced into the frost-proof fluid by a charging device.
Das Einbringen einer Leitung in das gelagerte frostsichere Fluid kann auch mittels einer Bereitstellungseinrichtung erfolgen. Hierzu sind besonders positionierbare Lade- und Bereitstellungseinrichtungen geeignet.The introduction of a line in the stored frost-proof fluid can also be provided by means of a delivery device respectively. For this purpose, there are particularly positionable loading and preparation devices suitable.
Das Verfahren ist auch besonders vorteilhaft weitergebildet, indem der Fluidaustausch durch Entleeren des frostgefährdeten Fluids und/oder durch Befüllen des frostsicheren Fluids erfolgt. Beispielsweise kann auch die Mündung einer Einrohraustauschleitung in eine Ölschicht zum Frostschutz eingebracht werden, wenn der Frostschutzraum höher liegt als die Ölschicht, steigt die Ölschicht in den Frostschutzraum auf und sichert den Frostschutz. Bei tieferliegendem Frostschutzraum kann auch bei Einrohraustauschleitungen der Austausch mittels eines Entleerungsbehälters erfolgen.The procedure is also special advantageously further developed by the fluid exchange by emptying of the frost-prone Fluids and / or by filling of the frost-proof fluid. For example, the mouth of a Single pipe exchange line in an oil layer for frost protection if the frost protection room is higher than the oil layer, the oil layer rises into the frost protection room and secures the frost protection. With deeper Frost protection room can also be exchanged for single-pipe exchange pipes by means of an emptying container respectively.
Die Einfachheit des Verfahrens wird durch das Entleeren in einen Entleerungsbehälter per Schwerkraft ermöglicht Außerdem kann ein einfacher und sicherer Frostschutz dadurch erreicht werden, dass die Befüllung des Frostschutzraumes mit frostsicherem Fluid durch den Auftrieb des frostsicheren Fluids in der Wärmeträgerflüssigkeit erfolgt.The simplicity of the process will by emptying into an emptying container by gravity simple and safe frost protection can be achieved by the filling of the frost protection room with frost-proof fluid due to the buoyancy of the frost-proof fluid in the heat transfer fluid.
Durch die Verwendung von vorhandenen Elementen und vorhandenen Energieniveaus in Austauschsystemen zum Austausch des frostsicheren Fluids durch die Wärmeträgerflüssigkeit, wie mit der Austauschpumpe, – wie Umwälzpumpe oder Pumpe, – oder durch gespeicherte Energie, – wie unterschiedliche Fluidpegel, Druck oder Unterdruck, – wird die Wirtschaftlichkeit des Frostschutzverfahrens erreicht.By using existing elements and existing energy levels in exchange systems for exchange of the frost-proof fluid through the heat transfer fluid, like with the replacement pump, - like circulation pump or pump, - or through stored energy, - like different fluid levels, pressure or vacuum, - the Efficiency of the frost protection process reached.
Das Problem der Emulsionsbildung wir dadurch gelöst, dass der Austausch der Fluide mit geringer Austauschströmung erfolgt. Restemulsionen werden durch die Ruhezeiten in den Lagerbehältern zurückgebildet.The problem of emulsion formation we solved by that the exchange of fluids takes place with a low exchange flow. Residual emulsions are reduced by the rest times in the storage containers.
Das Verfahren wird weiter verbessert, indem zum sicheren Austausch die An- und oder Abwesenheit der Fluide in der Heizungsanlage, also in Austauschsystemen oder im Speicher oder Speicherwärmetauscher, überwacht wird. Beispielsweise kann dies mit einem Auftriebssensor, Abtriebssensor, Leitfähigkeitssensor, Fluidpegelsensor, Fluidanwesenheitssensor erfolgen.The process will be further improved by the presence and absence of the fluids for a safe exchange in the heating system, i.e. in exchange systems or in storage or storage heat exchanger monitored becomes. For example, this can be done with a buoyancy sensor, Conductivity sensor, Fluid level sensor, fluid presence sensor.
Auch dadurch, dass zum sicheren Fluidaustausch redundanten Elementen und/oder mit Wiederholvorgängen und/oder mit autarken Zusatzeinrichtungen der Austausch sicher gewährleistet wird, kann die Austauschsicherheit erreicht werden.Also because of the safe fluid exchange redundant elements and / or with repetitions and / or with self-sufficient Additional equipment that ensures exchange is guaranteed, security of exchange can be achieved.
Weitere Verbesserungen zu Austauschsicherheit bringen Sicherheitsstrategien, wie Austauschwiederholungen, Spülvorgänge, Ansteuerung von redundanten Entleerungsventilen, Protokollierung von Fehlfunktionen und/oder von Sicherheitsstrategien, Warnmeldungen und/oder Heizvorgänge.Further improvements in exchange security bring security strategies, such as repeated repetitions, flushing processes, control of redundant drain valves, logging of malfunctions and / or of security strategies, warning messages and / or heating processes.
Mittels redundanter und/oder autarker Elemente wie Thermostate, Temperatursensoren, ventilgesteuerte Entleerungsleitungen, Auswerteeinheiten von Sensoren, Fluidanwesenheitssensoren oder Fluidabwesenheitssensoren mit ventilgesteuerter Entleerungsleitung, und dass diese so geschaltet sind oder ausgewertet werden, dass bei Plausibilitätsfehlern ebenfalls Sicherheitsstrategien eingeleitet werden, wird die Zuverlässigkeit des Austauschs ebenfalls gesichert.By means of redundant and / or self-sufficient Elements such as thermostats, temperature sensors, valve-controlled drain lines, Evaluation units of sensors, fluid presence sensors or fluid absence sensors with valve-controlled drain line, and that this is switched are or are evaluated in the event of plausibility errors reliability strategies are also initiated, reliability of the exchange also secured.
Störungen von elektronischen Bauelementen und sporadische Softwarefehler werden dadurch eliminiert, dass die Ansteuerspannung für die Pumpen und/oder Entleerungsventile und/oder Absperrventile über eine Kettenverschaltung über mehrere redundante Systeme, wie Steuerungen, Thermostate, Auswerteeinheiten erfolgt, und die Zustimmung für die Ansteuerspannung von allen diesen redundanten Systemen erfolgt, und der Übergang in den Sicheren Zustand der Ansteuerspannung bereits bei der Wegnahme einer Zustimmung eines der redundanten Systeme erfolgt.Faults in electronic components and sporadic software errors are eliminated by the fact that the Control voltage for the pumps and / or drain valves and / or shut-off valves via one Chain connection via several redundant systems, such as controls, thermostats, evaluation units done, and approval for the control voltage is provided by all of these redundant systems, and the transition in the safe state of the control voltage already when removed approval of one of the redundant systems.
Eine einfache Vorrichtung, welche das Frostschutzverfahren realisiert, wird dadurch gebildet, dass die Austauscheinrichtung aus einem Entleerungsbehälter und der Pumpe des Wärmeaustauschsystems besteht.A simple device which the frost protection process is realized by the fact that the exchange device from an emptying container and the heat exchange system pump consists.
Dadurch, dass der Entleerungsbehälter und das Wärmeaustauschsystem durch jeweils ein Ventil von der Heizungsanlage trennbar ist, kann eine einfache Steuerung des Verfahrens erfolgen.Because the emptying container and that Heat exchange system can be separated from the heating system by one valve at a time simple control of the process.
Durch die Bedienung eines oder mehrerer Wärmeaustauschsysteme von einer Entleerungseinrichtung kann eine hohe Wirtschaftlichkeit bei mehreren Frostschutzaustauschsystemen erreicht werden.By operating one or more heat exchange systems from an emptying device can be highly economical can be achieved with several frost protection exchange systems.
- 11
- Inertgasbehälterinert gas
- 22
- RücklaufmündungReturn port
- 33
- Ölschichtoil layer
- 44
- Solarkollektorsolar collector
- 55
- Schichtungseinrichtungcoating facility
- 66
- FrostschutztemperatursensorFrost protection temperature sensor
- 77
- SpeicherStorage
- 88th
- FluidunterscheidungssensorFluid discrimination sensor
- 99
- Umwälzpumpecirculating pump
- 1010
- Entleerungsbehälteremptying containers
- 1111
- Entleerungsventildrain valve
- 1212
- AustauschabsperrventilAustauschabsperrventil
- 1313
- Steuereinrichtungcontrol device
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |