DE10311531B3

DE10311531B3 - Heat transfer station and method for operating such

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Publication number: DE10311531B3
Application number: DE10311531A
Authority: DE
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: FR2852673A1; FR2852673B1

Abstract

Eine Wärmeübergabestation (1) enthält einen Wärmetauscher, der die Sekundärkreise von einem Primärkreislauf trennt. Zur Überbrückung des Wärmetauschers sind ein Vorlaufbypasskanal (28) und ein Rücklaufbypasskanal (29) vorgesehen. Die Bypasskanäle gestatten einen direkten Heizbetrieb mit Einleitung des Primärwärmeträgermediums in die Sekundärkreisläufe. Durch diese Maßnahme wird ein Notbetrieb der Wärmeübergabestation (1) bei Ausfall des Wärmetauschers (8) ermöglicht, indem von indirektem Heizbetrieb auf direkten Heizbetrieb umgeschaltet wird. Die Anlage kann auch in gemischtem Betrieb (Hybridbetrieb) betrieben werden, indem Grundlast durch den Wärmetauscher (8) und Spitzenlast durch die Bypasskanäle (28, 29) abgedeckt wird.A heat transfer station (1) contains a heat exchanger that separates the secondary circuits from a primary circuit. A flow bypass duct (28) and a return bypass duct (29) are provided to bypass the heat exchanger. The bypass channels allow direct heating operation with introduction of the primary heat transfer medium into the secondary circuits. This measure enables emergency operation of the heat transfer station (1) in the event of failure of the heat exchanger (8) by switching from indirect heating operation to direct heating operation. The system can also be operated in mixed operation (hybrid operation) by covering the base load through the heat exchanger (8) and peak load through the bypass channels (28, 29).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübergabestation und ein Verfahren zum Betrieb einer Wärmeübergabestation.The The invention relates to a heat transfer station and a method of operating a heat transfer station.

Wärmeübergabestationen werden zum Anschluss von Wärmeverbrauchern, beispielsweise Gebäudeheizungen, an ein Nah- oder Fernwärmenetz benötigt. Als Wärmeträger kommt häufig Heißwasser in Frage, das beispielsweise mit Temperaturen von etwa 140°C und einem über 10 Bar liegenden Druck an der Wärmeübergabestation ansteht. Es sind hier zwei Bauarten von Wärmeübergabestationen grundsätzlich zu unterscheiden:
Wärmeübergabestationen mit indirekter Wärmeübergabe weisen einen Wärmetauscher auf, der primärseitig von dem Heizmedium (Heißwasser) durchströmt wird. Sekundärseitig sind an den Wärmetauscher ein oder mehrere Wärmeabnehmerkreise angeschlossen. Das im Sekundärkreislauf geführte Wasser (oder ein sonstiges Wärmeträgermedium) hat keine stoffliche Verbindung zu dem Wärmeträger des Primärkreises. Diese indirekten Wärmeübergabestationen haben den Vorteil, dass das vom Wärmelieferanten gelieferte Heißwasser nur den Wärmetauscher, nicht aber Teile des Sekundärkreises durchströmt. Sind dem Wärmetauschermedium Chemikalien beigegeben, die mit einigen Metallen, beispielsweise Kupfer, kritisch reagieren, genügt es, wenn der Wärmetauscher primärseitig dem vorhandenen chemischen Angriff gewachsen ist. Die sekundärseitige Installation kann dagegen relativ anspruchslos ausgeführt werden. Ähnliches gilt hinsichtlich der vorhandenen Systemdrücke. Während das primärseitig anstehende Heißwasser unter einem erheblichen Druck stehen soll, damit es deutlich über 100°C aufgeheizt werden kann, genügt es wenn im Sekundärkreislauf einige wenige Bar Druck vorhanden sind. Damit müssen Heizkörper, Sekundärleitungen, Ventile, Pumpen, Sensoren usw. nicht besonders druckfest ausgeführt werden. Nachteilig bei Systemen mit indirekter Wärmeübergabe ist jedoch, dass ein relativ großer, auf Spitzenlast dimensionierter Wärmetauscher erforderlich ist, der die gesamte geforderte Wärmeleistung übertragen muss. Der Wärmetauscher verursacht in der Regel einen gewissen Wärmeverlust und er stellt einen Wärmewiderstand dar. Fällt der Wärmetauscher aus, ist das System nicht weiter betriebsfähig.Heat transfer stations are required to connect heat consumers, such as building heating systems, to a local or district heating network. Hot water is often considered as a heat carrier, which is present at the heat transfer station, for example, at temperatures of about 140 ° C. and a pressure above 10 bar. There are two basic types of heat transfer stations:
Heat transfer stations with indirect heat transfer have a heat exchanger through which the heating medium (hot water) flows on the primary side. One or more heat consumer circuits are connected to the heat exchanger on the secondary side. The water in the secondary circuit (or another heat transfer medium) has no material connection to the heat transfer medium of the primary circuit. These indirect heat transfer stations have the advantage that the hot water supplied by the heat supplier only flows through the heat exchanger, but not through parts of the secondary circuit. If chemicals are added to the heat exchange medium that react critically with some metals, such as copper, it is sufficient if the heat exchanger is able to withstand the existing chemical attack on the primary side. The secondary-side installation, however, can be carried out relatively undemanding. The same applies to the existing system pressures. While the hot water on the primary side should be under considerable pressure so that it can be heated to well above 100 ° C, it is sufficient if there is a few bar pressure in the secondary circuit. This means that radiators, secondary lines, valves, pumps, sensors etc. do not have to be particularly pressure-resistant. A disadvantage of systems with indirect heat transfer, however, is that a relatively large heat exchanger which is dimensioned for peak load is required and has to transmit the entire required heat output. The heat exchanger usually causes a certain heat loss and it represents a thermal resistance. If the heat exchanger fails, the system is no longer operational.

Bei Systemen mit direkter Wärmeübergabe entfallen die mit dem Wärmetauscher verbundenen Nachteile. Allerdings durchströmt das vom Wärmelieferanten gelieferte Medium den gesamten Heizungskreislauf. Dieser muss deshalb ausreichend korrosionsfest sein. Druckschwankungen des Fernwärmenetzes greifen unvermittelt auf den Sekundärkreis durch. Die Druckfestigkeit des Sekundärkreises muss hoch sein.at Systems with direct heat transfer are eliminated the one with the heat exchanger associated disadvantages. However, this flows through from the heat supplier medium supplied the entire heating circuit. This must therefore be sufficiently corrosion-resistant. Pressure fluctuations in the district heating network take hold abruptly through to the secondary circuit. The pressure resistance of the secondary circuit must be high.

Wärmeübergabestationen mit direkter Einspeisung des Wärmeträgermediums aus dem Primärkreis in den Sekundärkreis weisen durch den Wegfall des Wärmetauschers eine kompakte Bauform und einen hohen Wirkungsgrad auf, jedoch kann die fehlende Systemtrennung zu Problemen führen. Ist beispielsweise sekundär ein größeres Leck vorhanden, können unbegrenzte Wassermengen austreten und Wohnräume regelrecht verwüsten. Eine Beschränkung auf ein relativ geringes, begrenztes Wasservolumen, wie es bei Wärmeübergabestationen mit Wärmetauscher der Fall ist, ist hier nicht gegeben.Heat transfer stations with direct feed of the heat transfer medium from the primary circuit in the secondary circuit indicate by the elimination of the heat exchanger a compact design and high efficiency, however the lack of system separation leads to problems. Secondary is a major leak, for example available, can leak unlimited amounts of water and literally devastate living spaces. A restriction to a relatively small, limited volume of water, as is the case with heat transfer stations with heat exchanger the case is not given here.

Hier setzt der Erfinder an, der es sich zum Ziel gemacht hat, die spezifischen Nachteile der bekannten Wärmeübergabestationen zu mildern oder zu beseitigen.Here the inventor who has made it his goal to apply the specific Disadvantages of the known heat transfer stations mitigate or eliminate.

Diese Aufgabe wird mit einer Wärmeübergabestation nach Anspruch 1 gelöst. Diese enthält einen Wärmetauscher, der den Primärkreislauf von dem Sekundärkreislauf stofflich trennt. Jedoch ist der Wärmetauscher sowohl von Primärvorlauf zu Sekundärvorlauf als auch von Sekundärrücklauf zu Primärrücklauf jeweils durch Bypassleitungen überbrückt. Die Bypassleitungen sind mit Steuereinrichtungen (einer Vorlauf-Steuereinrichtung sowie einer Rücklauf-Steuereinrichtung) versehen, die den Fluidstrom durch die Bypassleitungen kontrollieren.This Task is with a heat transfer station solved according to claim 1. This contains a heat exchanger, the the primary circuit from the secondary circuit separates materially. However, the heat exchanger is both of primary flow to secondary advance as well as from secondary return Primary return each bridged by bypass lines. The Bypass lines are with control devices (a flow control device and a return control device) provided that control the fluid flow through the bypass lines.

Dieses Grundkonzept ermöglicht die vollständige stoffliche Trennung von Primärkreislauf und Sekundärkreislauf über die weitaus größte Betriebszeit der Wärmeübergabestation. Die Trennung findet zumindest dann statt, wenn der Wärmetauscher ordnungsgemäß arbeitet. In diesem Fall dienen die Bypasslei tungen lediglich der Aufrechterhaltung eines Notbetriebs, wenn der Wärmetauscher beispielsweise zur Unzeit ausfällt. Damit ist eine Wärmeübergabestation mit indirekter Wärmeübergabe geschaffen, deren Betriebssicherheit gegenüber Wärmeübergabestationen ohne Bypass erhöht ist.This Basic concept enables the complete Material separation from the primary circuit and secondary circuit via the by far the greatest operating time the heat transfer station. The separation takes place at least when the heat exchanger works properly. In this case, the bypass lines are used only for maintenance emergency operation when the heat exchanger fails at the wrong time, for example. This is a heat transfer station with indirect heat transfer created, their operational reliability compared to heat transfer stations without bypass elevated is.

Die Wärmeübergabestation kann weiter so ausgebildet sein, dass die Nennleistung des Wärmetauschers geringer ist als die von den angeschlossenen Wärmeverbrauchern maximal abforderbare Spitzenleistung. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Spitzenlasten nur relativ selten abgefordert werden. Damit muss der Wärmetauscher nicht mehr auf die volle Spitzenlast dimensioniert werden sondern es genügt, wenn er beispielsweise auf die Hälfte oder zwei Drittel oder einen anderen angemessenen Bruchteil der Spitzenlast ausgelegt ist. Im weitaus häufigsten Teillastbetrieb arbeitet die Wärmeübergabestation vollständig mit indirekter Wärmeübergabe bei vollständig geschlossenen Bypassleitungen. Lediglich in den seltenen Fällen, in denen die Kapazität des Wärmetauschers nicht ausreicht, geben die Vorlaufsteuereinrichtung und die Rücklaufsteuereinrichtung die Bypassleitungen frei und gestatten einen ergänzenden Wärmeeintrag in das Sekundärsystem durch Einleitung von Primärwärmeträger in den Sekundärkreis. Weil aber die Bypassleitungen nahezu ständig gesperrt werden, ist auch der Sekundärkreislauf nahezu ständig von dem Primärkreislauf getrennt, so dass Leckagen nicht zum Austritt übergroßer Wassermengen führen können. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit kann eine vorhandene Prozesssteuereinrichtung den Druck in dem Sekundärkreislauf überwachen und bei Druckabfall in Folge einer Leckage ein Öffnen der Bypassleitungen grundsätzlich sperren, so dass auch im Spitzenlastbetrieb kein übergroßer Wasseraustritt möglich ist.The heat transfer station can also be designed such that the nominal output of the heat exchanger is lower than the maximum output that can be demanded from the connected heat consumers. This is particularly useful if peak loads are only rarely requested. This means that the heat exchanger no longer has to be dimensioned for the full peak load, but is sufficient if, for example, it is designed for half or two thirds or another appropriate fraction of the peak load. By far The most common part-load operation, the heat transfer station works completely with indirect heat transfer when the bypass lines are completely closed. Only in the rare cases in which the capacity of the heat exchanger is insufficient, the flow control device and the return control device release the bypass lines and allow additional heat to be introduced into the secondary system by introducing primary heat transfer medium into the secondary circuit. However, because the bypass lines are blocked almost constantly, the secondary circuit is also almost constantly separated from the primary circuit, so that leaks cannot lead to excessive amounts of water escaping. To further increase safety, an existing process control device can monitor the pressure in the secondary circuit and, in the event of a pressure drop as a result of a leak, generally block opening of the bypass lines, so that excessive water leakage is not possible even during peak load operation.

Die Wärmeübergabestation kann in den Bypassleitungen auch plombierte Handventile aufweisen, die normalerweise geschlossen sind. In diesem Fall findet die Wärmeübergabe bei ordnungsgemäßem Betrieb stets über den Wärmetauscher statt. Lediglich im Notfall können die Plomben entfernt und die Handventile geöffnet werden, um einen Betrieb mit direkter Wärmeübergabe freizugeben.The Heat transfer station can also have sealed manual valves in the bypass lines, that are normally closed. In this case the heat transfer takes place with proper operation always about the heat exchanger instead of. Can only in an emergency the seals are removed and the manual valves are opened to operate with direct heat transfer release.

Ergänzend oder anstelle eines Handventils in der Rücklaufbypassleitung kann ein Rückschlagventil angeordnet sein. Wenn der Primärdruck in der Sammelleitung an der Wärmeübergabestation bei Wärmetauscherbetrieb stets größer ist als der Sekundärdruck, sperrt das Rückschlagventil die Rücklaufbypassleitung sicher ab, sofern auch das Ventil in der Vorlaufbypassleitung gesperrt ist. Auf diese Weise kann ein Hineindrücken von ausgekühltem Wasser aus dem Fernwärmenetz in den Sekundärkreislauf verhindert werden. Wird die Primärvorlaufleitung geöffnet, steigt der Sekundärdruck über den Druck der Primärsammelleitung hinaus an und ein Abfluss wird möglich.Complementary or Instead of a manual valve in the return bypass line, a check valve be arranged. If the primary pressure in the manifold at the heat transfer station with heat exchanger operation is always larger than the secondary pressure, blocks the check valve the return bypass line if the valve in the flow bypass line is also blocked is. In this way, chilled water can be pushed in from the district heating network in the secondary circuit be prevented. If the primary flow line is opened, it rises the secondary pressure over the Primary manifold pressure out and a drain becomes possible.

Schließlich kann die kombinierte Wärmeübergabestation als vorgefertigte Einheit geliefert werden, bei der je nach Anwendungsfall alternativ stets Betrieb in indirekter Wärmeübergabe oder auch stets Betrieb mit direkter Wärmeübergabe möglich ist, wobei dann jeweils die Bypassleitungen, bzw. der Wärmetauscher inaktiv sind. Der Anwender dieser Wärmeübergabestation ist damit jedoch nicht auf die von ihm gewählte oder von seinem Wärmeanbieter geforderte Betriebsart festgelegt. Vielmehr kann er die Betriebsart durch Umstellung einiger Ventile und/oder durch Umstellung der Software der Prozesssteuereinrichtung bedarfsweise ändern, wenn dies erforderlich sein sollte. Eine Festlegung auf die eine oder andere Betriebsart besteht nicht. Etwaige Umbaukosten entfallen.Finally, can the combined heat transfer station can be supplied as a prefabricated unit, depending on the application alternatively always operation in indirect heat transfer or also always operation with direct heat transfer possible is, in which case the bypass lines or the heat exchanger are inactive. However, the user of this heat transfer station is not on the one he chose or from its heat provider required operating mode. Rather, it can be the operating mode by changing some valves and / or by changing the software change the process control device if necessary, if necessary should be. A definition of one or the other operating mode does not exist. Any conversion costs are eliminated.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung und/oder Unteransprüchen.Further Details of advantageous embodiments the invention result from the drawing, the description and / or Dependent claims.

In der einzigen Zeichnung ist eine Wärmeübergabestation 1 schematisch veranschaulicht, die sowohl eine direkte als auch eine indirekte Wärmeübergabe gestattet.In the only drawing is a heat transfer station 1 schematically illustrated, which allows both direct and indirect heat transfer.

Die Wärmeübergabestation 1 dient zur Verbindung einer nicht weiter veranschaulichten Gebäudeheizung mit einem Nah- oder Fernwärmenetz. Zu Letzterem gehören eine Primärspeiseleitung 2, über die heißes Wärmeträgermedium, wie beispielsweise Heißwasser mit ungefähr 140°C herangeführt wird sowie eine Primärsammelleitung 3, mit der abgekühltes Wärmeträgermedium zu der Wärmequelle des Nah- oder Fernwärmesystems zurückgeführt wird. Die Primärspeiseleitung 2 führt über einen Wärmezähler 4 und ein Regelventil 5 sowie ggf. weitere nicht veranschaulichte Armaturen und bedarfsweise einer Vorlaufmesskammer 6 zu einem Primärvorlaufanschluss 7 eines Wärmetauschers 8. Primärseitig weist der Wärmetauscher 8 einen Primärrücklaufanschluss 9 auf, der über eine Rücklaufmesskammer 11 und den Wärmezähler 4 an die Primärsammelleitung 3 angeschlossen ist. Die Messkammern 6, 11 weisen ein oder mehrere Messstutzen 12, 13 auf, an die Sensoren wie beispielsweise Drucksensoren, Temperatursensoren, Leitfähigkeitssensoren und ähnliche Sensoren angeschlossen sind. Diese sind in der Figur nicht weiter dargestellt und mit einer Prozesssteuereinrichtung 14 verbunden.The heat transfer station 1 is used to connect a building heating system, not shown, to a local or district heating network. The latter includes a primary feed line 2 , via which hot heat transfer medium, such as hot water, is brought in at approximately 140 ° C., and a primary manifold 3 , with which the cooled heat transfer medium is returned to the heat source of the local or district heating system. The primary feed line 2 leads over a heat meter 4 and a control valve 5 as well as any other fittings not shown and if necessary a flow measuring chamber 6 to a primary flow connection 7 a heat exchanger 8th , The heat exchanger faces on the primary side 8th a primary return port 9 on the via a return flow measuring chamber 11 and the heat meter 4 to the primary manifold 3 connected. The measuring chambers 6 . 11 have one or more measuring spigots 12 . 13 to which sensors such as pressure sensors, temperature sensors, conductivity sensors and similar sensors are connected. These are not shown in the figure and with a process control device 14 connected.

Ebenso ist das Regelventil 5 mit der Prozesssteuereinrichtung 14 verbunden, die den Betrieb der Wärmeübergabestation 1 steuert.The control valve is also 5 with the process control device 14 connected to the operation of the heat transfer station 1 controls.

Der Wärmetauscher 8 weist einen Sekundärvorlaufanschluss 15 und einen Sekundärrücklaufanschluss 16 auf, die jeweils über eine Vorlaufmesskammer 17 bzw. eine Rücklaufmesskammer 18 an ein Wärmeverteilermodul 19 angeschlossen sind. Die Vorlaufmesskammer 17 und die Rücklaufmesskammer 18 weisen wiederum Messstutzen 21, 22 auf, deren Sensoren mit der Prozesssteuereinrichtung 14 verbunden sind.The heat exchanger 8th has a secondary flow connection 15 and a secondary return port 16 on, each via a flow measurement chamber 17 or a return flow measuring chamber 18 to a heat distribution module 19 are connected. The flow measuring chamber 17 and the return measurement chamber 18 in turn have measuring spouts 21 . 22 on whose sensors are connected to the process control device 14 are connected.

Das Wärmeverteilermodul 19 verzweigt eine von dem Sekundärvorlaufanschluss 15 kommende Vorlaufleitung 23 auf Vorlaufleitungen 24 (die in der Figur zur Individualisierung mit Buchstabenindice versehen sind) der einzelnen Heizkreise.The heat distribution module 19 branches one from the secondary flow connector 15 coming lead 23 on supply lines 24 (which are provided with letter indices in the figure for individualization) of the individual heating circuits.

Eine an den Sekundärrücklaufanschluss 16 angeschlossene Rücklaufleitung 25 wird von dem Wärmeverteilermodul 19 auf zu den einzelnen Heizkreisen gehörige Rücklaufleitungen 26 verzweigt (die in der Figur zur Unterscheidung mit Buchstabenindice versehen sind). Zum Regeln der einzelnen Heizkreise können Regelventile oder auch Stahlpumpen 27 vorgesehen sein, deren Stelleinrichtungen mit der Prozesssteuereinrichtung 14 verbunden sind.One to the secondary return port 16 connected return line 25 is from the heat distribution module 19 on return lines belonging to the individual heating circuits 26 branches (which are marked with letter indices in the figure to distinguish them). Control valves or steel pumps can be used to regulate the individual heating circuits 27 be provided, the actuating devices with the process control device 14 are connected.

Die Wärmeübergabestation 1 weist eine Vorlaufbypassleitung 28 und eine Rücklaufbypassleitung 29 auf, die den Wärmetauscher 8 überbrücken. Die Vorlaufbypassleitung zweigt von der Primärspeiseleitung 2 ab, wobei der Abzweigpunkt vorzugsweise zwischen dem Wärmezähler 4 und dem Regelventil 5 liegt. Sie ist somit indirekt mit dem Primärvorlaufanschluss 7 verbunden. Ausgangsseitig ist die Vorlaufbypassleitung 28 mit einem Vorlaufanschluss des Wärmeverteilermoduls 19 und somit indirekt mit dem Sekundärvorlaufanschluss 15 des Wärmetauschers 8 verbunden. Alternativ kann die Vorlaufbypassleitung 28 auch mit der Vorlaufleitung 23 verbunden sein. In beiden Fällen ist der von der Vorlaufbypassleitung 28 geführte Wärmeträgerstrom der Vorlaufmesskammer 17 entzogen. Es ist jedoch auch möglich, die Vorlaufbypassleitung 28 an das sich von dem Sekundärvorlaufanschluss 15 zu der Vorlaufmesskammer 17 erstreckende Leitungsstück anzuschließen, um mit der Vorlaufmesskammer 17 sowohl den von dem Wärmetauscher 8 als auch den von der Bypassleitung 28 abgegebenen Wärmeträgerstrom zu erfassen. Weiterhin ist es möglich, die in der Figur veran schaulichte Konfiguration mit einer zusätzlichen Vorlaufmesskammer in der Bypassleitung 28 anzuwenden, um die Eigenschaften (Temperatur, Druck usw.) des in der Vorlaufbypassleitung 28 geführten Wärmeträgerstroms zu erfassen bzw. zu messen und die Signale der Prozesssteuereinrichtung 14 zuzuführen.The heat transfer station 1 has a flow bypass line 28 and a return bypass line 29 on the the heat exchanger 8th bridged. The flow bypass line branches from the primary feed line 2 from, the branch point preferably between the heat meter 4 and the control valve 5 lies. It is therefore indirect with the primary flow connection 7 connected. The flow bypass line is on the output side 28 with a flow connection of the heat distribution module 19 and thus indirectly with the secondary flow connection 15 of the heat exchanger 8th connected. Alternatively, the flow bypass line 28 also with the supply line 23 be connected. In both cases it is from the flow bypass line 28 guided heat transfer flow of the flow measuring chamber 17 withdrawn. However, it is also possible to use the flow bypass line 28 from the secondary flow connection 15 to the flow measuring chamber 17 extending line piece to connect to the flow measurement chamber 17 both that of the heat exchanger 8th as well as that of the bypass line 28 to emit heat transfer current. Furthermore, it is possible to use the configuration illustrated in the figure with an additional flow measurement chamber in the bypass line 28 to apply the properties (temperature, pressure, etc.) of the in the bypass line 28 to record or measure the heat carrier flow and the signals of the process control device 14 supply.

In der Vorlaufbypassleitung 28 ist eine Vorlaufsteuereinrichtung 31 angeordnet, zu der ein Handventil 32 gehören kann. Das Handventil ist beispielsweise dauernd geschlossen und mit einer plombierten Schutzkappe versehen. Dies ist der Fall, wenn die direkte Wärmeübergabe d.h. das Öffnen der Bypasskanäle 28, 29 nur im Notbetrieb oder bei grundsätzlicher Umstellung des Betriebs der Wärmeübergabestation 1 von indirekter Wärmeübergabe auf direkte Wärmeübergabe stattfinden soll.In the flow bypass line 28 is a flow control device 31 arranged to which a manual valve 32 can belong. The manual valve is, for example, permanently closed and provided with a sealed protective cap. This is the case when the direct heat transfer ie the opening of the bypass channels 28 . 29 only in emergency operation or when the operation of the heat transfer station is fundamentally changed 1 from indirect heat transfer to direct heat transfer.

Weiter ist in der Vorlaufbypassleitung 28 vorzugsweise ein Regelventil 33 angeordnet, das dann ebenfalls zu der Vorlaufsteuereinrichtung 31 gehört. Der entsprechende Ventilstellantrieb ist mit der Prozesssteuereinrichtung 14 verbunden. Diese steuert außerdem eine Umwälzpumpe 34, die z.B. in der Rücklaufleitung 25 angeordnet ist. Außerdem kann sie zumindest optional mit einem Drucksensor 35 verbunden sein, der den Druck in dem Sekundärkreislauf überwacht. Der Drucksensor 35 kann an dem Wärmeverteilermodul 19 angeordnet sein.Next is in the flow bypass line 28 preferably a control valve 33 arranged, which then also to the flow control device 31 heard. The corresponding valve actuator is with the process control device 14 connected. This also controls a circulation pump 34 , for example in the return line 25 is arranged. In addition, it can at least optionally with a pressure sensor 35 connected, which monitors the pressure in the secondary circuit. The pressure sensor 35 can on the heat distribution module 19 be arranged.

In der Rücklaufbypassleitung 29 ist eine Rücklaufsteuereinrichtung 36 vorgesehen, zu der z.B. ein Handabsperrventil 37 gehört. Dieses kann beispielsweise mit einer plombierten Haube versehen sein, um das Öffnen des Handabsperrventils 37 nur im Notfall zu gestatten. Außerdem kann in der Rücklaufbypassleitung 29 ein Rückschlagventil 38 angeordnet sein, das einen Einstrom von Wärmeträgermedium aus der Primärsammellei tung 3 heraus in den Sekundärkreis d.h. in die Rücklaufleitungen 26 verhindert, umgekehrt den Weg jedoch freigibt. Optional kann außerdem ein nicht dargestelltes Regelventil vorgesehen sein, das der Steuerung der Prozesssteuereinrichtung 14 unterstellt ist. Die Rücklaufbypassleitung 29 ist über das Wärmeverteilermodul 19 mit dem Rücklauf der Sekundärkreise und somit mittelbar auch mit dem Sekundärrücklaufanschluss 16 des Wärmetauschers 8 verbunden. Ausgangsseitig ist die Rücklaufbypassleitung 29 mit einem Leitungsstück verbunden, das sich von dem Wärmezähler 4 ausgehend ggf. über die Rücklaufmesskammer 11 zu dem Primärrücklaufanschluss 9 des Wärmetauschers 8 erstreckt und ist somit mittelbar mit dessen Primärrücklaufanschluss 9 verbunden.In the return bypass line 29 is a return control device 36 provided, for example a manual shut-off valve 37 heard. This can for example be provided with a sealed hood to open the manual shut-off valve 37 to allow only in an emergency. In addition, in the return bypass line 29 a check valve 38 be arranged, the inflow of heat transfer medium from the primary manifold device 3 out in the secondary circuit ie in the return lines 26 prevents, but conversely clears the way. Optionally, a control valve (not shown) can also be provided to control the process control device 14 is subordinate. The return bypass line 29 is about the heat distribution module 19 with the return of the secondary circuits and thus indirectly with the secondary return connection 16 of the heat exchanger 8th connected. The return bypass line is on the output side 29 connected to a line piece that extends from the heat meter 4 starting from the return measurement chamber if necessary 11 to the primary return port 9 of the heat exchanger 8th extends and is thus indirect with its primary return connection 9 connected.

Die insoweit beschriebene Wärmeübergabestation 1 arbeitet wie folgt:
In einer ersten Auslegung und Betriebsweise ist der Wärmetauscher 8 so bemessen, dass seine Kapazität zum Abdecken der in den Sekundärkreisen auftretenden Spitzenlasten ausreicht. In diesem Fall bleiben die Vorlauf- und Rücklaufbypassleitungen 28, 29 gewöhnlich geschlossen. Das Handventil 32 bleibt, wie das Handabsperrventil 37, geschlossen. Primärkreislauf und Sekundärkreislauf sind durch den Wärmetauscher 8 vollständig getrennt. Die Prozesssteuereinrichtung 14 reguliert das Regelventil 5, die Umwälzpumpe 34 sowie die Strahlpumpen 27 sowie ggf. weitere Stellorgane, wobei sie das Regelventil 33 jedoch nicht ansteuert. Lediglich im Störfall, wenn der Wärmetauscher 8 defekt ist, wird dieser über nicht weiter dargestellte Absperrventile zumindest an seinem Sekundärvorlaufanschluss 15 und seinem Sekundärrücklaufanschluss 16, vorzugsweise aber auch an seinem Primärvorlaufanschluss 7 und an seinem Primärrücklaufanschluss 9 abge sperrt und somit deaktiviert. Die Plomben und Hauben werden von dem Handventil 32 und dem Handabsperrventil 37 entfernt und die beiden Ventile werden geöffnet. Die Prozesssteuereinrichtung 14 kann dann auf direkten Heizbetrieb umgestellte werden, woraufhin diese die Regelung nicht mehr über das Regelventil 5 sondern über das Regelventil 33 vornimmt. Über die Vorlaufbypassleitung 28 gelangt Heißwasser des Primärnetzes direkt in die Sekundärkreisläufe. Über die Rücklaufbypassleitung 29 wird es entsprechend abgeführt. Die Umwälzpumpe 34 ist bei dieser Betriebsart außer Betrieb. Die Strahlpumpen 27 werden nun mit dem Druck des Primärnetzes betrieben. Der optional vorgesehene Drucksensor 35 kann dazu dienen, den Druck in dem Sekundärkreislauf nicht über einen zulässigen Grenzwert ansteigen zu lassen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Sekundärkreisläufe auf einen geringeren Druck ausgelegt sind als der Primärkreislauf.The heat transfer station described so far 1 works as follows:
In a first design and mode of operation is the heat exchanger 8th dimensioned so that its capacity is sufficient to cover the peak loads occurring in the secondary circuits. In this case, the flow and return bypass lines remain 28 . 29 usually closed. The manual valve 32 remains like the manual shut-off valve 37 , closed. The primary circuit and secondary circuit are through the heat exchanger 8th completely separated. The process control device 14 regulates the control valve 5 who have favourited Circulation Pump 34 as well as the jet pumps 27 as well as other control elements, if applicable, whereby they are the control valve 33 but not controlled. Only in the event of a malfunction, if the heat exchanger 8th is defective, this is at least on its secondary flow connection via shut-off valves, not shown 15 and its secondary return port 16 , but preferably also at its primary flow connection 7 and at its primary return port 9 locked and thus deactivated. The seals and hoods are from the manual valve 32 and the manual shut-off valve 37 removed and the two valves are opened. The process control device 14 can then be switched to direct heating operation, whereupon this no longer controls via the control valve 5 but via the control valve 33 performs. Via the flow bypass line 28 hot water from the primary network reaches the secondary circuits directly. Via the return bypass line 29 it will be discharged accordingly. The circulation pump 34 is with this Be Mode of operation out of order. The jet pumps 27 are now operated with the pressure of the primary network. The optional pressure sensor 35 can serve to prevent the pressure in the secondary circuit from rising above a permissible limit. This is particularly useful when the secondary circuits are designed for a lower pressure than the primary circuit.

Die Wärmeübergabestation 1 kann prinzipiell auch so ausgelegt werden, dass der Wärmetauscher 8 eine geringere Wärmeübertragungskapazität aufweist als zum Abdecken von Spitzenlasten erforderlich wäre. Es existieren beispielsweise Heizungsnetze, die über 90 % der Betriebszeit beispielsweise lediglich mit der Hälfte der Spitzenlast betrieben werden und wo Spitzenlasten in weniger als 10 % der Betriebszeit auftreten. Hier ist es möglich, den Wärmetauscher 8 auf lediglich die Hälfte der Spitzenlast zu dimensionieren. Teillastbetrieb beispielsweise bis zur Hälfte der Spitzenlast wird dann ausschließlich über den Wärmetauscher 8 abgewickelt, indem die Prozesssteuereinrichtung 14 das Regelventil sowie erforderlichenfalls ein weiteres nicht dargestelltes Regelventil in der Rücklaufbypassleitung 29 schließt. Die Regulierung des Betriebs der Sekundärkreise erfolgt über die Strahlpumpen 27, wobei der Primärzustrom des Wärmetauschers 8 über das Regelventil 5 reguliert wird. Tritt nun eine Spitzenlast auf, die die Wärmeübertragungskapazität des Wärmetauschers übersteigt, kann die Prozesssteuereinrichtung 14 das Regelventil 33 öffnen und zusätzlich Primärheizmedium in den Sekundärkreislauf einleiten. Der dadurch verursachte Druckanstieg in dem Sekundärkreislauf bewirkt dann ein Abfließen des zusätzlich eingeleiteten Wärmeträgermediums über die Rücklaufbypassleitung 29 weil das Rückschlagventil 38 automatisch ausreichend öffnet. Die Steuerung der einzelnen Sekundärkreise erfolgt wiederum, wie vorher auch, durch die Strahlpumpen 27, die ein Gemisch aus Wärmeträgermedium erhalten, das von dem Wärmetauscher 8 erwärmt worden ist und von Wärmeträgermedium, das über die Vorlaufbypassleitung 28 in das Wärmeverteilermodul 19 geleitet worden ist.The heat transfer station 1 can in principle also be designed so that the heat exchanger 8th has a lower heat transfer capacity than would be required to cover peak loads. There are, for example, heating networks that operate over 90% of the operating time, for example, only with half the peak load, and where peak loads occur in less than 10% of the operating time. Here it is possible to use the heat exchanger 8th to be dimensioned to only half of the peak load. Part-load operation, for example up to half of the peak load, is then exclusively via the heat exchanger 8th handled by the process control device 14 the control valve and, if necessary, a further control valve, not shown, in the return bypass line 29 closes. The operation of the secondary circuits is regulated by the jet pumps 27 , the primary inflow of the heat exchanger 8th via the control valve 5 is regulated. If a peak load now occurs that exceeds the heat transfer capacity of the heat exchanger, the process control device can 14 the control valve 33 open and additionally introduce the primary heating medium into the secondary circuit. The resulting pressure rise in the secondary circuit then causes the additionally introduced heat transfer medium to flow off via the return bypass line 29 because the check valve 38 automatically opens sufficiently. The individual secondary circuits are controlled, as before, by the jet pumps 27 which receive a mixture of heat transfer medium from the heat exchanger 8th has been heated and by heat transfer medium, which via the flow bypass line 28 into the heat distribution module 19 has been directed.

Bei dieser Auslegung der Wärmeübergabestation ist die vollständige Abschottung und Trennung der Sekundärkreise von dem Primärkreislauf über 90 % der Betriebszeit erhalten, so dass Leckagen keine übergroßen Schäden hervorrufen können. Die vollständige Trennung wird lediglich für die kurzzeitigen Phasen des Spitzenlastbetriebs aufgegeben, in denen die Wärmeübertragungskapazität des Wärmetauschers 8 nicht ausreicht. Hier kann jedoch zusätzliche Sicherheit geschaffen werden. Dazu kann der Drucksensor 35 herangezogen werden. Die Prozesssteuereinrichtung 14 ist dazu so programmiert, dass sie den Druck in den Sekundärkreisen während des Teillastbetriebs bei geschlossenen Bypassleitungen 28, 29 überwacht. Tritt eine Druckabsenkung unter einen eingestellten Grenzwert auf, kann dies als Signal für eine Leckage gewertet werden. In einem solchen Fall kann die Prozesssteuereinrichtung 14 das Öffnen des Regelventils 33 auf Dauer und ungeachtet sonstiger Spitzenlastwärmeanforderung verriegeln und sperren, so dass die Abschottung der Sekundärkreise gegen den Primärkreis er halten bleibt. Es ist auch möglich, anstelle des Absinkens des statischen Drucks unter einen Grenzwert die Druckänderung zu überwachen. Tritt ein schneller Druckabfall auf kann dies ebenfalls als Indiz für eine Leckage gewertet werden, die ein Verriegeln der Prozesssteuereinrichtung 14 in der Art zur Folge hat, dass die Bypassleitungen 28, 29 von der Prozesssteuereinrichtung 14 nicht mehr geöffnet werden können.With this design of the heat transfer station, the complete isolation and separation of the secondary circuits from the primary circuit is preserved over 90% of the operating time, so that leaks cannot cause excessive damage. The complete separation is only given for the short-term phases of peak load operation, in which the heat transfer capacity of the heat exchanger 8th not enough. However, additional security can be created here. The pressure sensor can do this 35 be used. The process control device 14 is programmed so that the pressure in the secondary circuits during partial load operation with closed bypass lines 28 . 29 supervised. If the pressure drops below a set limit, this can be interpreted as a signal for a leak. In such a case, the process control device 14 opening the control valve 33 Lock and block permanently and regardless of other peak load heat requirements, so that the partitioning of the secondary circuits against the primary circuit is maintained. It is also possible to monitor the pressure change instead of the static pressure dropping below a limit. If a rapid pressure drop occurs, this can also be interpreted as an indication of a leak, which is a locking of the process control device 14 in the way that the bypass lines 28 . 29 from the process control device 14 can no longer be opened.

Eine Wärmeübergabestation 1 enthält einen Wärmetauscher der die Sekundärkreise von einem Primärkreislauf trennt. Zur Überbrückung des Wärmetauschers sind ein Vorlaufbypasskanal 28 und ein Rücklaufbypasskanal 29 vorgesehen. Die Bypasskanäle gestatten einen direkten Heizbetrieb mit Einleitung des Primärwärmeträgermediums in die Sekundärkreisläufe. Durch diese Maßnahme wird ein Notbetrieb der Wärmeübergabestation 1 bei Ausfall des Wärmetauschers 8 ermöglicht, indem von indirektem Heizbetrieb auf direkten Heizbetrieb umgeschaltet wird. Die Anlage kann auch in gemischtem Betrieb (Hybridbetrieb) betrieben werden, indem Grundlast durch den Wärmetauscher 8 und Spitzenlast durch die Bypasskanäle 28, 29 abgedeckt wird.A heat transfer station 1 contains a heat exchanger that separates the secondary circuits from a primary circuit. There is a flow bypass duct to bypass the heat exchanger 28 and a return bypass channel 29 intended. The bypass channels allow direct heating operation with the introduction of the primary heat transfer medium into the secondary circuits. This measure makes emergency operation of the heat transfer station 1 if the heat exchanger fails 8th enabled by switching from indirect heating mode to direct heating mode. The plant can also be operated in mixed operation (hybrid operation) by adding base load through the heat exchanger 8th and peak load through the bypass channels 28 . 29 is covered.

Claims

Heat transfer station ( 1 ), in particular for building heating systems, with at least one heat exchanger ( 8th ), which has a primary flow connection ( 7 ), a primary return connection ( 9 ), a secondary flow connection ( 15 ) and a secondary return connection ( 16 ) and with its primary flow connection ( 7 ) to a primary feed line ( 2 ) and with its primary return connection ( 9 ) to a primary manifold ( 3 ) is connected, with at least one heat consumer circuit to which a secondary flow line ( 24a ) and a secondary return line ( 26a ) belong, whereby the secondary flow line ( 24a ) to the secondary flow connection ( 15 ) and the secondary return line ( 26a ) to the secondary return connection ( 16 ) is connected, with a flow bypass line ( 28 ) which is the primary feed line ( 2 ) and / or the primary flow connection ( 7 ) with the secondary flow connection ( 15 ) and / or the secondary flow line ( 24 ) connects and in the at least one flow control device ( 31 ) is arranged, and with a return bypass line ( 29 ) that the primary manifold ( 3 ) and / or the primary re run connection ( 9 ) with the secondary return connection ( 16 ) and / or the secondary return line ( 26 ) connects and in the at least one return control device ( 36 ) is arranged.

Heat transfer station according to claim 1, characterized in that the primary feed line ( 2 ) via a heat loss measuring device ( 4 ) leads.

Heat transfer station according to claim 1, characterized in that the flow bypass line ( 28 ) in one place of the feed line ( 2 ) is connected between the heat loss measuring device ( 4 ) and the primary flow connection ( 7 ) of the heat exchanger.

Heat transfer station according to claim 1, characterized in that to the in the flow bypass line ( 28 ) arranged control device ( 31 ) a manual valve ( 32 ) heard.

Heat transfer station according to claim 1, characterized in that to the in the flow bypass line ( 28 ) arranged flow control device ( 31 ) a control valve ( 33 ) heard.

Heat transfer station according to claim 5, characterized in that the control valve ( 33 ) a process control device ( 14 ) is assigned to the control valve ( 33 ) usually keeps closed.

Heat transfer station according to claim 1, characterized in that the process control device ( 14 ) has an emergency operating mode in which it controls the entire secondary heat demand by controlling the control valve ( 33 ) via the bypass lines ( 28 ) covers.

Heat transfer station according to claim 1, characterized in that to the return control device ( 36 ) a manual valve ( 37 ) heard.

Heat transfer station according to claim 1, characterized in that to the return control device ( 36 ) a check valve ( 38 ) belongs, the forward direction of which to the primary manifold ( 3 ) is directed.

Method for operating a heat transfer station according to claim 1, characterized in that a process control device ( 14 ) the control valve ( 33 ) then opens if there is a secondary heat request that corresponds to the nominal output of the heat exchanger ( 8th ) exceeds.

Method for operating a heat transfer station according to claim 1, characterized in that a process control device ( 14 ) with an emergency operating mode, the entire secondary heat demand by controlling the control valve ( 33 ) via the bypass lines ( 28 ) covers.