Die
Erfindung betrifft eine Speicheranordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.The
The invention relates to a memory arrangement according to the preamble of
Claim 1.
Bei
bekannten Speicheranordnungen für flüssige Speichermedien,
insbesondere Schichtspeicheranordnungen, wie sie beispielsweise
in Heizungsanlagen Anwendung finden, sind oft mehrere Schichtspeicher
zur Aufnahme eines flüssigen
Speichermediums miteinander verbunden. Hierdurch können größere Speichervolumina
bereitgestellt werden. Die bekannten Schichtspeicheranordnungen sind üblicherweise
parallel oder in Reihe geschaltet. Bei parallel geschalteten Schichtspeicheranordnungen
wird von einer Heizungsquelle kommendes heißes Speichermedium, z.B. heißes Wasser,
gleichmäßig auf
alle Schichtspeicher der Schichtspeicheranordnungen verteilt. Da
dann alle Speicher im oberen Bereich die gleich hohe Temperatur
aufweisen, sind die Wärmeübergangsflächen zwischen
der heißen oberen
Zone und der kalten unteren Zone relativ groß, so dass im Vergleich zu
einem einzelnen großen
Schichtspeicher mit entsprechendem Speichervolumen relativ große Verluste
nutzbarer Wärmeenergie
auftreten. Auch werden bei den parallel geschalteten Schichtspeicheranordnungen üblicherweise
Schichtspeicher mit gleichen Volumina verwendet.at
known storage arrangements for liquid storage media,
in particular layer memory arrangements, as for example
In heating systems application are often multiple stratified storage
for receiving a liquid
Storage medium interconnected. This allows larger storage volumes
to be provided. The known layer memory arrangements are customary
connected in parallel or in series. In parallel stratified memory arrangements
is a hot storage medium coming from a heating source, e.g. hot water,
evenly
distributes all layer memories of the layer memory arrangements. There
then all memory in the upper area the same high temperature
have, the heat transfer surfaces are between
the hot upper one
Zone and the cold lower zone relatively large, so compared to
a single big one
Layer memory with corresponding storage volume relatively large losses
usable heat energy
occur. Also, in the parallel-connected layer memory arrangements are usually
Layer memory used with equal volumes.
Bei
in Reihe geschalteten Schichtspeicheranordnungen werden die einzelnen
Schichtspeicher üblicherweise
derart miteinander verbunden, dass der untere Bereich eines ersten
Schichtspeichers mit dem oberen Bereich eines zweiten Schichtspeichers, der
untere Bereich des zweiten Schichtspeichers mit dem oberen Bereich
eines dritten Schichtspeichers usw. miteinander verbunden sind.
Neues heißes Speichermedium
wird stets dem ersten Speicher zugeführt, so dass jeweils Speichermedium
aus dem kälteren
unteren Bereich des ersten Speichers in den wärmeren oberen Bereich des zweiten
Speichers umgeladen werden muss. Hierbei erfolgt stets eine Umschichtung
des Speichermediums in sämtlichen Schichtspeichern über sämtliche
Temperaturniveaus hinweg. Problematisch ist hierbei auch die Rückladung
von Wärmeenergie,
die von einem Verbraucher an die Speicher zurückgeführt wird. Ein Beispiel einer derartigen
in Reihe geschalteten Schichtspeicheranordnung zeigt die DE 25 58 510 C2 .In series stratified memory arrays, the individual stratified storages are usually interconnected such that the lower portion of a first stratified reservoir is connected to the upper portion of a second stratified accumulator, the lower portion of the second stratified accumulator to the upper portion of a third stratified accumulator. New hot storage medium is always supplied to the first storage, so that each storage medium must be reloaded from the colder lower portion of the first memory in the warmer upper portion of the second memory. In this case, there is always a redeployment of the storage medium in all stratified storage tanks across all temperature levels. The problem here is the return of heat energy, which is returned by a consumer to the memory. An example of such a series-connected layer memory arrangement is shown in FIG DE 25 58 510 C2 ,
Nachteilig
bei den bekannten Schichtspeicheranordnungen sind die großen Wärmeübergangsflächen, ein
hoher Verrohrungsaufwand und große Energieverluste durch viele
schlecht zu isolierende Speicheranschlüsse. Hierdurch bedingt können die
einzelnen Schichtspeicher nicht weit voneinander entfernt aufgestellt
werden.adversely
in the known stratified storage arrangements, the large heat transfer surfaces, a
high piping costs and large energy losses due to many
poorly insulated memory connectors. As a result, the
individual stratified storage not far from each other
become.
Um
einige dieser Nachteile zu überwinden, wurde
in der DE 298 13 784
U1 ein Warmwasserspeicher mit einem Zentralspeicher und
an diesen angeschlossenen Zusatzspeichern vorgeschlagen. Die Zusatzspeicher
sind in unmittelbarer Nähe
und baulich an dem Zentralspeicher angeordnet und im unteren bzw.
oberen Bereich mit diesem zum automatischen Austausch von Speichermedium
miteinander verbunden. Im Zentralspeicher ist eine ein Heizmedium
enthaltende Laderohrwendel in einem Mittelrohr angeordnet. Über die
Laderohrwendel wird das Wasser im Zentralspeicher aufgeheizt und über das
Mittelrohr in den Zentralspeicher eingeschichtet. Gleichzeitig wird
automatisch das Wasser in den Zusatzspeichern so mit dem heißen Wasser
im Zentralspeicher ausgetauscht, dass das Wasser im unteren Bereich
der Zusatzspeicher die gleiche Temperatur hat wie das Wasser im
unteren Bereich des Zentralspeichers. Nachteilig bei diesem Warmwasserspeicher sind
die fehlende Steuerbarkeit des Energieaustauschs zwischen dem Zentral-
und den Zusatzspeichern, wobei ständig das gesamte Speichervolumen umgewälzt wird.
Auch benötigt
dieser Warmwasserspeicher viel Platz, und die Zusatzspeicher müssen in
unmittelbarer Nähe
des Zentralspeichers angeordnet werden.To overcome some of these disadvantages, was in the DE 298 13 784 U1 proposed a hot water tank with a central storage and connected to these additional storage. The additional memory are arranged in the immediate vicinity and structurally to the central memory and connected to each other in the lower or upper area with this for the automatic exchange of storage medium. In the central storage a heating medium containing Laderohrwendel is arranged in a central tube. About the Laderohrwendel the water is heated in the central storage and stratified on the central tube in the central storage. At the same time, the water in the auxiliary reservoirs is automatically exchanged with the hot water in the central reservoir so that the water in the lower part of the additional reservoir has the same temperature as the water in the lower part of the central reservoir. The disadvantage of this hot water tank are the lack of controllability of the exchange of energy between the central and the auxiliary storage, constantly the entire storage volume is circulated. Also, this hot water tank needs a lot of space, and the additional storage must be located in the immediate vicinity of the central storage.
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Speicheranordnung
bereitzustellen, die eine energiesparende, bedarfsgerechte Umladung
von Überschussenergie
zwischen einzelnen Speichern ermöglicht.task
Therefore, the present invention is a memory device
to provide an energy-saving, needs-based transhipment
of excess energy
between individual stores.
Diese
Aufgabe wird durch eine Speicheranordnung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These
The object is achieved by a memory arrangement having the features of
Claim 1 solved. advantageous
Embodiments and expedient developments
The invention are specified in the subclaims.
Eine
eingangs genannte Speicheranordnung zum Speichern von thermischer,
in einem fluiden Speichermedium gebundener Energie, weist erfindungsgemäß in wenigstens
einer der Leitungen eine in entgegengesetzte Förderrichtungen steuerbare Fördervorrichtung
auf, um das Speichermedium von einem Speicherbereich des ersten
Speichers in den korrespondierenden Speicherbereich des zweiten Speichers
und umgekehrt fördern
zu können.
Bei dem erfindungsgemäßen Umladen
von in einem fluiden Speichermedium gebundener Wärmeenergie wird Speichermedium
aus einem Speicherbereich in einem Energieniveau eines ersten Speichers
in einen korrespondierenden Speicherbereich mindestens eines zweiten
Speichers oder in umgekehrter Richtung aktiv gefördert, bis die Temperatur des
Speichermediums in dem oder einem anderen Speicherbereich des ersten
Speichers einen vorgegebene Sollwert erreicht.A
initially mentioned storage arrangement for storing thermal,
Energy bound in a fluid storage medium, according to the invention in at least
one of the lines a controllable in opposite directions conveyance device
on to the storage medium of a storage area of the first
Memory in the corresponding memory area of the second memory
and vice versa
to be able to.
In the reloading invention
of heat energy bound in a fluid storage medium becomes storage medium
from a storage area in an energy level of a first memory
in a corresponding memory area of at least one second
Memory or actively promoted in the reverse direction until the temperature of the
Storage medium in the or another storage area of the first
Memory reaches a predetermined setpoint.
Die
erfindungsgemäße Speicheranordnung ermöglichen
eine gezielte und bedarfsgerechte Umladung von in dem Speichermedium
gebundener Wärmeenergie
aus dem einem Speicher in den anderen Speicher. Es muss nur soviel
Speichermedium umgeladen werden, dass die überschüssige Wärmeenergie in den anderen Speicher
gelangt. Dies wird aufgrund der zielgerichteten Umladung und Einschichtung
des die überschüssige Wärmeenergie enthaltenden
Speichermediums in den korrespondierenden Speicherbereich des anderen
Speichers erreicht, so dass nur relativ kleine Volumina umgeladen werden
müssen.
Deshalb benötigen
die Speicher geringere Volumina, da in einem Speicher benötigte Wärmeenergie
schnell aus dem anderen Speicher geladen werden kann. Auch können die
Speicher unterschiedliche Volumina aufweisen. Da lediglich zwei Verbindungsleitungen
benötigt
werden, ist es leicht möglich,
die Speicher auch voneinander entfernt, z.B. in auf mehrere Gebäude verteilt,
aufzustellen, ohne beim Umladen von Überschussenergie viel Wärmeenergie
zu verlieren.The memory arrangement according to the invention enable a targeted and needs-based Um charge of heat energy bound in the storage medium from one storage to the other storage. It only needs to be reloaded so much storage medium that the excess heat energy gets into the other memory. This is achieved due to the targeted transhipment and stratification of the storage medium containing the excess heat energy in the corresponding memory area of the other memory, so that only relatively small volumes must be reloaded. Therefore, the memories require smaller volumes, since heat energy required in one memory can be quickly charged from the other memory. Also, the memories may have different volumes. Since only two connecting lines are needed, it is easily possible to place the memories away from each other, eg distributed in several buildings, without losing a lot of heat energy when transferring excess energy.
In
einer vorteilhaften Ausführung
sind in den Speicherbereichen unterschiedlicher Energieniveaus Temperaturfühler vorgesehen,
wodurch die Fördervorrichtung
einfach temperaturabhängig
angesteuert werden kann.In
an advantageous embodiment
temperature sensors are provided in the storage areas of different energy levels,
whereby the conveying device
simply temperature-dependent
can be controlled.
Wird
die Fördervorrichtung
durch zwei in entgegengesetzte Förderrichtungen
arbeitende und unabhängig
voneinander ansteuerbare Pumpen gebildet, so wird nur ein minimaler
Aufwand für
die Verrohrung der Speicher und die Ansteuerung der Fördervorrichtung
benötigt.
Wird die Fördervorrichtung durch
eine Anordnung aus nur einer Pumpe und zwei Umschaltventilen gebildet,
so wird nur eine Pumpe benötigt.Becomes
the conveyor
by two in opposite directions
working and independent
formed from each other controllable pumps, so only a minimal
Effort for
the piping of the memory and the control of the conveyor
needed.
If the conveyor through
an arrangement of only one pump and two changeover valves is formed,
so only one pump is needed.
Bei
einer weiteren Ausführung
der Erfindung ermöglichen
Leitungsabzweige, die die zweite Leitung mit dritten Speicherbereichen
in einem mittleren Energieniveau der Speicher verbinden, wobei in
der zweiten Leitung zwischen den zweiten Speicherbereichen und den Leitungsabzweigen
sowie in den Leitungsabzweigen Einweg-Steuermittel, insbesondere
Rückschlagventile,
vorgesehen sind, die den Transport des Speichermediums jeweils nur
in einer Flussrichtung gestatten, das bedarfsgerechte und zielgerichtete
Ent- bzw. Beladen der unterschiedlichen zweiten und dritten Speicherbereiche.at
another embodiment
enable the invention
Line branches, the second line with third memory areas
connect in a middle energy level of memory, where in
the second line between the second storage areas and the line branches
and in the line branches disposable control means, in particular
Check valves,
are provided, the transport of the storage medium only each
in a flow direction, the needs-based and targeted
Unloading or loading the different second and third storage areas.
Sind
Einschichtvorrichtungen, insbesondere Schichtlanzen, in den Speichern
vorgesehen, so kann das in die dritten Speicherbereiche mittleren Energieniveaus
zugeführte
Speichermedium besonders vorteilhaft in die seiner Temperatur entsprechende
Speicherschicht eingeschichtet werden.are
Single-layer devices, in particular layer lances, in the memories
provided so that can in the third memory areas average energy levels
supplied
Storage medium particularly advantageous in its temperature corresponding
Storage layer are layered.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist an mindestens einem
Speicher außerhalb
des Speicherinneren eine als Wärmetauscher
ausgebildete Wärmequelle
vorgesehen, welche mit dem Speicherinneren zum Erwärmen des
im Speicher befindlichen Speichermediums direkt verbundenen ist.
Hierdurch kann bei Wärmeenergiebedarf
auf einfache Weise schnell ein kleiner Anteil des Gesamtsvolumens
des im Speicher befindlichen Speichermediums erhitzt werden, wodurch
der Energiebedarf für
die Aufheizung geringe gehalten wird.In
a further advantageous embodiment is at least one
Memory outside
the memory inside as a heat exchanger
trained heat source
provided, which with the memory interior for heating the
is in storage directly connected storage medium.
This can be at heat energy demand
in a simple way quickly a small proportion of the total volume
be heated in storage, the storage medium, whereby
the energy requirement for
the heating is kept low.
Werden
ein oder mehrere weitere Speicher mit dem ersten und dem zweiten
Speicher so verbunden, dass die Speicherbereiche in einem tieferen
Energieniveau untereinander und die Speicherbereiche in einem höheren Energieniveau
untereinander verbunden sind, kann auf besonders vorteilhafte Weise Speichermedium
mit überschüssiger Wärmeenergie bedarfsgerecht
von einem oder mehreren Speichern auf einen oder mehrere anderer
Speicher umgeladen werden, so dass nur geringe Verluste an nutzbarer Wärmeenergie
entstehen.Become
one or more additional memories with the first and the second
Memory connected so that the memory areas in a deeper
Energy level among themselves and the storage areas in a higher energy level
connected to each other, can storage medium in a particularly advantageous manner
with excess heat energy as needed
from one or more stores to one or more others
Storage be reloaded, leaving only small losses of usable heat energy
arise.
Das
erfindungsgemäße Umladen
von in einem flüssigen
Speichermedium gebundener Wärmeenergie,
die in einer Speicheranordnung gespeichert ist, ermöglicht besonders
vorteilhaft ein temperaturabhängiges,
schnelles und bedarfsgerechtes Umladen von Überschussenergie zwischen den
Speichern.The
reloading according to the invention
from in a liquid
Storage medium of bound heat energy,
which is stored in a memory device, allows especially
advantageously a temperature-dependent,
fast and demand-reloading of surplus energy between the
To save.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der vorgegebene
Sollwert ein fest vorgegebener absoluter Temperatursollwert, so
dass die Umladung in Abhängigkeit
der Temperatur eines einzelnen Speichers erfolgen kann. In einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der vorgegebene Sollwert
aus einem fest vorgegebenen Temperaturdifferenzsollwert und der
Temperatur in dem Speicherbereich des zweiten Speichers, der zu
dem oder dem anderen Speicherbereich des ersten Speichers korrespondiert,
ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass die Temperaturniveaus in den
beiden Speichern verglichen werden können, so dass eine bedarfsgerechte
Umladung der Wärmeenergie
in den Speichern erfolgen kann.In
an advantageous embodiment of the invention is the predetermined
Setpoint a fixed absolute temperature setpoint, so
that the reloading in dependence
the temperature of a single memory can be done. In a
Further advantageous embodiment of the predetermined setpoint
from a fixed predetermined temperature difference setpoint and the
Temperature in the memory area of the second memory to
corresponds to the or the other memory area of the first memory,
determined. This has the advantage that the temperature levels in the
Both stores can be compared so that needs-based
Transhipment of heat energy
can be done in the stores.
Um
die relative langen Zeitkonstanten bei der Angleichung der Temperaturen
während
der Umladung zu berücksichtigen,
kann der vorgegebene Sollwert vorteilhaft in einem vorgegebenen
Toleranzbereich liegen.Around
the relatively long time constants in the approximation of the temperatures
while
to consider the transhipment
can the predetermined setpoint advantageous in a given
Tolerance range lie.
Weitere
Besonderheiten und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further
Special features and advantages
The invention will become apparent from the following description of preferred
embodiments
based on the drawings. Show it:
1 eine
schematische Darstellung einer Speicheranordnung mit zwei Speichern
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 1 a schematic representation of a memory device with two memories according to a first embodiment of the invention;
2 eine
schematische Darstellung zweier Umladevorgänge; 2 a schematic representation of two transshipment processes;
3 eine
schematische Darstellung einer Speicheranordnung mit zwei Speichern
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 3 a schematic representation of a memory device with two memories according to a second embodiment of the invention;
4 eine
schematische Darstellung einer Speicheranordnung mit zwei Speichern
im Verbund mit einer Heizungsanlage; 4 a schematic representation of a memory arrangement with two memories in conjunction with a heating system;
5 eine
schematische Darstellung einer Speicheranordnung mit drei Speichern
gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung; 5 a schematic representation of a memory arrangement with three memories according to a third embodiment of the invention;
1 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Speicheranordnung.
Die Speicheranordnung besteht aus einem in 1 rechten,
ersten Speicher 1, der als an sich bekannter Schichtspeicher
ausgebildet ist und zur Aufnahme von Wasser dient, welches als fluides
Speichermedium Wärmeenergie
speichert. In dem ersten Speicher 1 befindliches Wasser
schichtet sich hierbei entsprechend seiner Temperatur in über die
Höhe des
ersten Speichers 1 verteilte Schichten, wobei sich das
Wasser mit der tieferen bzw. niedrigsten Temperatur in einem ersten
Speicherbereich 1u mit tiefer Temperatur bzw. tiefem Energieniveau
im ersten Speicher 1 unten sammelt, während sich das Wasser mit der
höheren
bzw. höchsten
Temperatur im ersten Speicher 1 in einem zweiten Speicherbereich 1o mit höherer Temperatur
bzw. höherem
Energieniveau oben sammelt. Zwischen diesen Speicherbereichen weist
das Wasser eine mittlere Temperatur zwischen dem Minimalwert unten
und dem Maximalwert oben auf. Die Temperaturen der unterschiedlichen
Schichten wird mittels Wärmefühlern 3, 4 und
weiteren, in den Zeichnungen erkennbaren, aber nicht bezeichneten
Wärmefühlern gemessen,
die über
die Höhe
des ersten Speichers 1 verteilt sind. 1 shows a schematic representation of a memory arrangement according to the invention. The memory arrangement consists of a in 1 right, first memory 1 , which is designed as a layered memory known per se and serves to hold water, which stores heat energy as a fluid storage medium. In the first store 1 located water stratified here in accordance with its temperature in about the height of the first memory 1 distributed layers, wherein the water with the lower or lowest temperature in a first storage area 1u with low temperature or low energy level in the first memory 1 collects below while the water with the higher or highest temperature in the first store 1 in a second memory area 1o collects with higher temperature or higher energy level above. Between these storage areas, the water has an average temperature between the minimum value at the bottom and the maximum value at the top. The temperatures of the different layers is determined by means of thermal sensors 3 . 4 and other detectable in the drawings, but not designated thermal sensors measured over the height of the first memory 1 are distributed.
Dem
im ersten Speicher 1 befindlichen Wasser kann Wärmeenergie über einen
in 1 unten rechts am ersten Speicher 1 angebrachten
und schräg
nach unten verlaufender Wärmetauscher 5 zugeführt werden.
Der Wärmetauscher 5 ist
direkt am ersten Speicher 1 angeordnet und gegen die Außenumgebung
wärmeisoliert.
Das im ersten Speicher 1 unten befindliche Wasser niedriger
Temperatur gelangt über
einen Verbindungsanschluss 6 in den Wärmetauscher 5 und
wird dort über
ein in einer Rohrleitung 7 geführtes, extern aufgeheiztes
Heizmedium 8 erhitzt. Das Heizmedium 8 kann ebenfalls
Wasser sein und beispielsweise durch Sonnenkollektoren erhitzt werden.
Da der Wärmetauscher 5 jeweils
nur einen kleinen Anteil des Gesamtsvolumens des im ersten Speicher 1 befindlichen
Speichermediums erwärmen
muss, kann jener kleines Volumen aufweisen und kompakt ausgebildet
sein. Um das im Wärmetauscher 5 erwärmte Wasser
besser in die seiner Temperatur entsprechende Schicht des ersten
Speichers 1 einschichten zu können, ist im ersten Speicher 1 eine
Einschichtvorrichtungen in Form einer Schichtlanze 9 vorgesehen.
Anstelle der Schichtlanzen 9 können auch andere, an sich bekannte
Einschichtvorrichtungen vorgesehen werden, z.B. Prallplatten, U-förmige Schichtrohre,
Einschichtbleche etc. Zusätzlich
kann dem ersten Speicher 1 auch über in 1 nicht
dargestellte Anschlüsse
von außen
heißes
Wasser zugeführt
werden.In the first memory 1 water can heat energy over a in 1 bottom right at the first store 1 attached and obliquely downwardly extending heat exchanger 5 be supplied. The heat exchanger 5 is right on the first memory 1 arranged and insulated against the outside environment. That in the first memory 1 Downstream low temperature water passes through a connection port 6 in the heat exchanger 5 and will be there over in a pipeline 7 guided, externally heated heating medium 8th heated. The heating medium 8th can also be water and heated for example by solar panels. As the heat exchanger 5 only a small proportion of the total volume of the first memory 1 must heat storage medium, which may have small volume and be formed compact. In the heat exchanger 5 heated water better in the corresponding temperature of its layer of the first memory 1 to be able to layer is in the first memory 1 a single layer device in the form of a layer lance 9 intended. Instead of the layer lances 9 It is also possible to provide other monolayer devices which are known per se, for example baffle plates, U-shaped layer tubes, single-layer laminates, etc. In addition, the first accumulator can be provided 1 also over in 1 not shown connections are supplied from the outside hot water.
Der
erste Speicher 1 weist im unteren, ersten Speicherbereich 1u einen
Anschluss zur Verbindung mit einer unteren, ersten Rohrleitung 10 auf,
die an ihrem anderen Ende mit einem in 1 linken,
zweiten Speicher 2 verbunden ist. Der zweite Speicher 2 ist
wie der erste Speicher 1 als ein an sich bekannter Schichtspeicher
mit über
der Höhe
verteilten Wärmefühlern 11, 12 und
weiteren, in den Zeichnungen erkennbaren, aber nicht bezeichneten
Wärmefühlern ausgebildet
und unterscheidet sich vom ersten Speicher 1 nur dadurch,
dass er keine zusätzliche
Wärmequelle 5 und
Schichtlanze 9 aufweist. Auch in den zweiten Speicher 2 kann über hier
nicht dargestellte Anschlüsse
erwärmtes
Wasser von außen
zugeführt werden.
Ebenso weist der zweite Speicher 2 einen ersten Speicherbereich 2u mit
tiefer Temperatur bzw. tiefem Energieniveau unten und einen zweiten Speicherbereich 2o mit
höherer
Temperatur bzw. höherem
Energieniveau oben auf.The first store 1 points in the lower, first storage area 1u a connection for connection to a lower, first pipeline 10 at the other end with a in 1 left, second memory 2 connected is. The second memory 2 is like the first memory 1 as a conventional layer memory with distributed over the height of the heat sensors 11 . 12 and further, recognizable in the drawings, but not designated thermal sensors formed and differs from the first memory 1 only in that he has no additional heat source 5 and layer lance 9 having. Also in the second memory 2 heated water can be supplied from outside via connections not shown here. Likewise, the second memory 2 a first storage area 2u with low temperature or low energy level down and a second storage area 2o with higher temperature or higher energy level on top.
Um
Wärmeenergie
zwischen den beiden Speichern 1, 2 austauschen
zu können,
ist in der ersten Rohrleitung 10 eine aus zwei Pumpen 13, 14 gebildete
Fördervorrichtung
vorgesehen. Die Pumpen 13, 14 arbeiten in entgegengesetzte
Förderrichtungen,
wobei die in 1 rechte erste Pumpe 13 Wasser
vom ersten Speicher 1 in den zweiten Speicher 2 fördern kann,
während
die linke zweite Pumpe 14 Wasser vom zweiten Speicher 2 in
den ersten Speicher 1 fördern
kann. Beide Pumpen 13, 14 werden durch eine zeichnerisch
nicht dargestellte Steuerung in bekannter Weise angesteuert.To heat energy between the two stores 1 . 2 It is in the first pipeline 10 one of two pumps 13 . 14 formed conveyor provided. The pumps 13 . 14 work in opposite directions, whereby the in 1 right first pump 13 Water from the first store 1 in the second memory 2 can promote while the left second pump 14 Water from the second store 2 in the first store 1 can promote. Both pumps 13 . 14 are controlled by a graphically not shown control in a known manner.
Anstelle
von zwei Pumpen 13, 14 kann auch die in 1 unten
dargestellte Kombination aus zwei Pumpen 13', 14' und einem Umschaltventil 16' verwendet werden,
wobei zur Förderung
von Wasser von rechts nach links in 1 bzw. 2 der
T-Abzweig des Umschaltventils 16' entsprechend des gekrümmten Pfeils 18' geöffnet ist
und die Pumpe 13' fördert. Zur
Förderung
in die entgegengesetzte Richtung von links nach rechts ist das Umschaltventil 18' in gerader
Richtung geöffnet
und die Pumpe 14' wird zum
Fördern
angesteuert.Instead of two pumps 13 . 14 can also be in 1 Below shown combination of two pumps 13 ' . 14 ' and a switching valve 16 ' used to convey water from right to left in 1 respectively. 2 the T-branch of the changeover valve 16 ' according to the curved arrow 18 ' is open and the pump 13 ' promotes. To pump in the opposite direction from left to right is the switching valve 18 ' opened in a straight line and the pump 14 ' is controlled for conveying.
Eine
weitere alternative Fördervorrichtung zeigt
die in 3 unten dargestellte Kombination aus einer Pumpe 15 und
zwei Umschaltventilen 16, 17, wobei zur Förderung
von Wasser von rechts nach links in 1 bzw. 2 die
T-Abzweige der Umschaltventile 16, 17 entsprechend
der gekrümmten Pfeile 18, 19 geöffnet sind.
Zur Förderung
in die entgegengesetzte Richtung von links nach rechts sind die
Umschaltventile 16, 17 entsprechend der geraden
Pfeile 20, 21 geöffnet.Another alternative conveyor shows the in 3 below combination of a pump 15 and two changeover valves 16 . 17 , wherein to promote water from the right to left in 1 respectively. 2 the T-branches of the changeover valves 16 . 17 according to the curved arrows 18 . 19 are open. To pump in the opposite direction from left to right are the switching valves 16 . 17 according to the straight arrows 20 . 21 open.
Die
beiden Speicher 1, 2 sind über eine zweiten Rohrleitung 22 verbunden,
wobei die Anschlüsse für die zweite
Rohrleitung 22 in den Speichern 1, 2 ganz
nach oben in den zweiten Speicherbereich 1o, 2o höherer Temperatur
geführt
sind, in denen sich das Wasser mit der höchsten Temperatur im jeweiligen
Speicher 1, 2 befindet. Die sich entsprechenden bzw.
zueinander korrespondierenden Speicherbereiche 1u, 2u tiefer
Temperatur der beiden Speicher 1, 2 müssen nicht
die gleiche Temperatur aufweisen. Gleiches gilt für die zweiten
Speicherbereiche 1o, 2o höhere Temperatur. So kann beispielsweise
der untere Speicherbereich 1u des ersten Speichers 1 eine Temperatur
von 20°C
und der obere Speicherbereich 1o eine Temperatur von 70°C aufweisen,
während der
untere Speicherbereich 2u des zweiten Speichers 2 eine
Temperatur von 30°C
und der obere Speicherbereich 2o eine Temperatur von 60°C aufweisen
kann.The two memories 1 . 2 are over a second pipeline 22 connected, with the connections for the second pipeline 22 in the stores 1 . 2 all the way up to the second memory area 1o . 2o Higher temperature are performed, in which the water with the highest temperature in the respective memory 1 . 2 located. The corresponding or mutually corresponding memory areas 1u . 2u low temperature of the two memories 1 . 2 do not have to be the same temperature. The same applies to the second memory areas 1o . 2o higher temperature. For example, the lower memory area 1u of the first memory 1 a temperature of 20 ° C and the upper storage area 1o have a temperature of 70 ° C, while the lower storage area 2u of the second memory 2 a temperature of 30 ° C and the upper storage area 2o may have a temperature of 60 ° C.
Um
bei Bedarf Überschusswärmeenergie enthaltendes
Wasser von einem Speicher in den anderen Speicher umladen zu können, werden
die Pumpen 13, 14 wie nachfolgend beschrieben
angesteuert. Besteht ein Wärmeüberschuss
im ersten Speicher 1, so ist die Temperatur des Wassers
am obersten Temperaturfühler 4 des
ersten Speichers 1 höher
als die des Wassers am entsprechenden obersten Temperaturfühler 12 des
zweiten Speichers 2. Die beiden Temperaturwerte der Temperaturfühler 4, 12 werden
in der Steuerung verglichen, wobei bei Überschreiten eines Sollwerts
in Form eines Temperaturdifferenzsollwerts die Steuerung die zweite Pumpe 14 ansteuert.
Die zweite Pumpe 14 fördert dann
Wasser tiefer Temperatur aus dem unteren ersten Speicherbereich 2u des
zweiten Speichers 2 in den entsprechenden Speicherbereich 1u des
ersten Speichers 1. Hierdurch wird Wasser höherer Temperatur
aus dem oberen, zweiten Speicherbereich 1o höheren Temperaturniveaus
des ersten Speichers 1 verdrängt und gelangt über die
zweite Rohrleitung 22 in den korrespondierenden oberen,
zweiten Speicherbereich 2o des zweiten Speichers 2,
wo es sich entsprechend seiner höheren
Temperatur ganz oben einschichtet. Die zweite Pumpe 14 wird
solange zum Fördern
angesteuert, bis der Absolutwert der Differenz zwischen den an den
beiden obersten Temperaturfühlern 4, 12 gemessene
Temperaturen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes um den Temperaturdifferenzsollwert
liegt, wodurch das relative träge
Zeitverhalten der Temperaturangeleichung in den Speichermedien berücksichtig
wird. Dann wird die zweite Pumpe 14 abgeschaltet, so dass
der Umladevorgang beendet ist.In order to be able to transfer water containing surplus heat energy from one store to the other store when needed, the pumps become 13 . 14 as described below. There is a heat surplus in the first memory 1 So the temperature of the water is at the highest temperature sensor 4 of the first memory 1 higher than that of the water at the corresponding uppermost temperature sensor 12 of the second memory 2 , The two temperature values of the temperature sensor 4 . 12 are compared in the controller, wherein when a setpoint is exceeded in the form of a temperature difference setpoint, the controller controls the second pump 14 controls. The second pump 14 then promotes water lower temperature from the lower first storage area 2u of the second memory 2 in the corresponding memory area 1u of the first memory 1 , As a result, higher temperature water from the upper, second storage area 1o higher temperature levels of the first memory 1 displaces and passes over the second pipeline 22 in the corresponding upper, second storage area 2o of the second memory 2 where it strikes the top according to its higher temperature. The second pump 14 is driven for conveying until the absolute value of the difference between the at the two uppermost temperature sensors 4 . 12 measured temperatures within a predetermined tolerance band is around the temperature difference setpoint, whereby the relative sluggish time response of the temperature management is taken into account in the storage media. Then the second pump 14 switched off, so that the reloading process is completed.
Soll
im umgekehrten Fall in Wasser gebundene Überschusswärme vom zweiten Speicher 2 in den
ersten Speicher 1 umgeladen werden, also wenn die Temperatur
am obersten Temperaturfühler 12 des zweiten
Speichers 2 höher
ist als die des entsprechenden Temperaturfühlers 4 des ersten
Speichers 1, dann wird die erste Pumpe 13 solange
angesteuert, bis ausreichend heißes Wasser aus dem obersten,
zweiten Speicherbereich 2o des zweiten Speichers 2 in
den entsprechenden Speicherbereich 1o des ersten Speicher 1 umgeladen
wurde und die an den obersten Temperaturfühlern 4, 12 gemessenen Temperaturen
wieder innerhalb eines Toleranzbandes um den vorgegebenen Temperaturdifferenzsollwert
liegen wie oben beschrieben.If, in the opposite case, excess heat bound in water from the second memory 2 in the first store 1 be reloaded, so if the temperature at the top temperature sensor 12 of the second memory 2 higher than that of the corresponding temperature sensor 4 of the first memory 1 , then the first pump 13 as long as driven until sufficiently hot water from the top, second storage area 2o of the second memory 2 in the corresponding memory area 1o of the first memory 1 was reloaded and at the top temperature sensors 4 . 12 measured temperatures again within a tolerance band to the predetermined temperature difference setpoint as described above.
Anhand
der in 2 dargestellten Prinzipskizze wird dies nochmals
verdeutlicht. Die in 2 dargestellte Speicheranordnung
gleicht im wesentlichen der in der 1 gezeigten,
so dass für
gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Aus Gründen der
besseren Anschaulichkeit sind nur die für die nachfolgende Erläuterung
wesentlichen Teile gezeichnet.On the basis of in 2 This schematic diagram illustrates this again. In the 2 shown memory arrangement is substantially similar to that in the 1 shown, so that the same reference numerals are used for the same parts. For reasons of better clarity, only the essential parts for the following explanation are drawn.
In 2 a) liegt im ersten Speicher 1 im Speicherbereich 1o höheren Energieniveaus
die Ist-Temperatur
Tist über
dem vorgegebenen Toleranzbereich des Sollwerts der Temperatur Tsoll.
Es ist also im Speicher 1 ein Überschuss an Wärmeenergie
vorhanden. Die Steuerung erkennt dies anhand in 2 zeichnerisch
nicht dargestellter Temperaturfühler
und steuert hierauf die Pumpe 14 an, um Wasser aus dem
unteren, ersten Speicherbereich 2u des Speichers 2 in
den korrespondierenden unteren ersten Speicherbereich 1u des
ersten Speichers 1 zu fördern.
Hierdurch wird kälteres
Wasser aus dem unteren Speicherbereich 1u des ersten Speichers 1 nach
oben verdrängt,
so dass das im oberen Speicherbereich 1o befindliche Wasser
höherer
Temperatur nach oben und über
die Leitung 22 in den korrespondierenden oberen zweiten
Speicherbereich 2o des zweiten Speichers 2 gefördert wird.
Dies geschieht solange, bis sich die Ist-Temperatur Tist des im
ersten Speicher 1 verbleibenden Wassers in dessen oberen
Speicherbereich 1o wieder auf die gewünschte Solltemperatur Tsoll
abgesenkt hat bzw. in dem entsprechenden Toleranzbereich gelangt.In 2 a ) is in the first memory 1 in the storage area 1o higher energy levels, the actual temperature Tact over the predetermined tolerance range of the setpoint of the temperature Tsoll. So it's in memory 1 an excess of heat energy available. The controller recognizes this with reference to 2 graphically not shown temperature sensor and then controls the pump 14 to get water out of the lower, first storage area 2u of the memory 2 in the corresponding lower first storage area 1u of the first memory 1 to promote. As a result, colder water from the lower storage area 1u of the first memory 1 displaced upwards, so that in the upper storage area 1o higher temperature water up and over the pipe 22 in the corresponding upper second memory area 2o of the second memory 2 is encouraged. This happens until the actual temperature Tact of the first memory 1 remaining water in its upper storage area 1o has again lowered to the desired setpoint Tset or reaches the corresponding tolerance range.
In 2 b) ist der umgekehrte Fall dargestellt, also
wenn die Ist-Temperatur Tist im ersten Speicher 1 im Speicherbereich 1o höheren Energieniveaus
unter den vorgegebenen Toleranzbereich des Sollwerts der Temperatur
Tsoll gesunken ist. Es fehlt also im Speicher 1 Wärmeenergie,
die aus dem zweiten Speicher 2 nachgefördert werden muss. Dies erfolgt
ganz analog zum Fall in 2 a),
wobei hier die Pumpe 13 angesteuert wird, um Wasser in umgekehrter
Richtung aus dem unteren, ersten Speicherbereich 1u des
ersten Speichers 1 in den korrespondierenden unteren ersten
Speicherbereich 2u des zweiten Speichers 2 zu
fördern.
Dies geschieht solange, bis das aus dem oberen Speicherbereich 2o des
zweiten Speichers 2 in den korrespondierenden oberen Speicherbereich 1o des
ersten Speichers 1 geförderte
heißere
Wasser die Ist-Temperatur Tist des im oberen Speicherbereich 1o des ersten
Speichers 1 befindlichen Wassers wieder in den Toleranzbereich
der Solltemperatur Tsoll angehoben hat.In 2 B ), the opposite case is shown, that is, when the actual temperature T ist in the first memory 1 in the storage area 1o higher energy levels has fallen below the specified tolerance range of the setpoint of the temperature Tsoll. So it is missing in the memory 1 Heat energy coming from the second store 2 must be funded. This is done analogously to the case in 2 a ), where here the pump 13 is directed to water in reverse direction from the lower, first storage area 1u of the first memory 1 in the corresponding lower first storage area 2u of the second memory 2 to promote. This happens as long as that from the upper memory area 2o of the second memory 2 in the corresponding upper memory area 1o of the first memory 1 Promoted hotter water is the actual temperature Tist of the upper storage area 1o of the first memory 1 water has risen again in the tolerance range of the setpoint Tset.
Die
in 3 gezeigte Speicheranordnung unterscheidet sich
im wesentlichen durch die Art der Verbindung der in 1 oberen
zweiten Rohrleitung 22. Deshalb werden nachfolgend nur
die Unterschiede beschrieben. Gleiche Teile werden mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet.In the 3 shown memory arrangement differs essentially by the type of connection of in 1 upper second pipeline 22 , Therefore, only the differences are described below. Identical parts are identified by the same reference numerals.
Die
zweite Rohrleitung 22 ist hier an den beiden Speichern 1, 2 zusätzlich in
mittleren, dritten Speicherbereichen 1m, 2m mittleren
Energieniveaus über
Leitungsabzweige 23, 24 angeschlossen, die von
je einem Abzweigungspunkt der zweiten Rohrleitung 22 abzweigen.
In den Speichern 1, 2 sind benachbart der Anschlüsse für die Leitungsabzweige 23, 24 Einschichtvorrichtungen
in Form von Schichtlanzen 25, 26 angeordnet, welche
im wesentlichen von den mittleren, dritten Speicherbereichen 1m, 2m in
die oberen, zweiten Speicherbereiche 1o, 2o reichen.
Anstelle von Schichtlanzen 25, 26 können auch andere,
an sich bekannte Einschichtvorrichtungen vorgesehen werden, z.B.
Prallplatten, U-förmige Schichtrohre,
Einschichtbleche etc.The second pipeline 22 is here at the two stores 1 . 2 additionally in middle, third storage areas 1m . 2m mean energy levels via line branches 23 . 24 connected, each by a branch point of the second pipeline 22 branch. In the stores 1 . 2 are adjacent to the connections for the line branches 23 . 24 Single-layer devices in the form of layer lances 25 . 26 arranged, which essentially from the middle, third storage areas 1m . 2m in the upper, second storage areas 1o . 2o pass. Instead of layer lances 25 . 26 It is also possible to provide other single-layer devices known per se, for example impact plates, U-shaped layer tubes, single-layer plates, etc.
Um
das Wasser höherer
Temperatur aus dem oberen, zweiten Speicherbereich 1o, 2o eines Speichers 1, 2 in
den dritten Speicherbereich 1m, 2m des anderen
Speichers 2, 1 zielgerichtet verschieben zu können, sind
in der zweiten Rohrleitung 22 und den Leitungsabzweigen 23, 24 zwischen
dem Abzweigungspunkt und den Speichern 1, 2 jeweils
als Einwegventile 27–30 ausgebildete
Steuermittel angeordnet. Die in der zweiten Rohrleitung 22 mit
den oberen, zweiten Speicherbereichen 1o, 2o verbundenen
Entlade-Einwegventile 27, 28 ermöglichen
lediglich eine Entnahme von Wasser höherer Temperatur aus den zweiten
Speicherbereichen 1o, 2o, während die in den Leitungsabzweigen 23, 24 sitzenden Belade-Einwegventile 29, 30 nur
eine Zufuhr von Wasser in den dritten Speicherbereich 1m, 2m aus dem
zweiten Speicherbereich 1o, 2o des jeweils anderen
Speicher 1, 2 erlauben. Es ist aber auch möglich, die
Orientierung der Einwegventile an einem oder beiden Speichern zu
vertauschen, so dass der Energiefluss in die Speicherbereiche des
einen oder der beiden Speicher geändert würde.To get the higher temperature water from the upper, second storage area 1o . 2o a memory 1 . 2 in the third memory area 1m . 2m the other memory 2 . 1 to be able to move purposefully are in the second pipeline 22 and the line branches 23 . 24 between the branch point and the memories 1 . 2 each as one-way valves 27 - 30 arranged control means arranged. The in the second pipeline 22 with the upper, second storage areas 1o . 2o connected discharge-one-way valves 27 . 28 only allow removal of higher temperature water from the second storage areas 1o . 2o while in the line branches 23 . 24 seated loading one-way valves 29 . 30 only a supply of water in the third storage area 1m . 2m from the second memory area 1o . 2o the other memory 1 . 2 allow. But it is also possible to swap the orientation of the one-way valves at one or both memories, so that the energy flow would be changed into the memory areas of one or both memories.
Bei
Wärmeüberschuss
im ersten Speicher 1 wird, wie bereits zu 1 beschrieben,
durch Ansteuern der zweiten Pumpe 14 kaltes Wasser aus dem
zweiten Speicher 2 über
die erste Rohrleitung 10 in den ersten Speicher 1 umgeladen.
Hierdurch wird heißes
Wasser aus dem zweiten Speicherbereich 1o des ersten Speichers 1 über das
Entlade-Einwegventil 27, die zweite Rohrleitung 22 und das
Belade-Einwegventile 30 des zweiten Speichers 2 in
den zweiten Speicher 2 umgeladen. Dort wird es mittels
der Schichtlanze 26 in die entsprechende Temperaturschicht
des zweiten Speichers 2 eingeschichtet. Dies ist grundsätzlich auch
ohne Schichtlanze 26 möglich,
jedoch wird durch die Schichtlanze 26 ein schnelleres Einschichten
des umgeladenen Wassers ermöglicht.With excess heat in the first store 1 will, as already 1 described by driving the second pump 14 cold water from the second store 2 over the first pipeline 10 in the first store 1 transhipped. As a result, hot water from the second storage area 1o of the first memory 1 via the discharge one-way valve 27 , the second pipeline 22 and the loading one-way valves 30 of the second memory 2 in the second memory 2 transhipped. There it becomes by means of the layer lance 26 in the corresponding temperature layer of the second memory 2 sandwiched. This is basically also without layer lance 26 possible, however, is caused by the layer lance 26 allows a faster layering of the reloaded water.
Auch
bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
kann anstelle von zwei Förderpumpen 13, 14 die
in 3 unten gezeigte und oben beschriebene Ein-Pumpen-Lösung 15 mit
Umschaltventilen 16, 17 verwendet werden.Also at the in 3 embodiment shown may instead of two feed pumps 13 . 14 in the 3 shown below and described above one-pump solution 15 with changeover valves 16 . 17 be used.
Die
in den 1 und 3 gezeigte Speicheranordnung
aus zwei Speichern 1, 2 kann zum einen als sogenannte
Master-Slave-Anlage bzw. Hauptspeicher-Nebenspeicher-Anlage betrieben werden,
wie in 4 gezeigt. Dort wird neben dem in 4 linken,
als Hauptspeicher 31 dienendem Speicher der rechte Speicher
als Nebenspeicher 32 zur zusätzlichen Wärmeenergiespeicherung verwendet. Der
Hauptspeicher 31 ist in an sich bekannter Weise mit einer
als Heizung 33 ausgebildeten Heizquelle verbunden, welche überwiegend
den Hauptspeicher 31 mit heißem Wasser versorgt. Ein Heizkreis 34 wird im
wesentlichen aus dem Hauptspeicher 31 über eine Vorlaufleitung 34v mit
heißem
Wasser versorgt, wobei über
eine Rücklaufleitung 34r abgekühltes Wasser
aus dem Heizkreis 34 wieder in den Hauptspeicher 31 gelangt.The in the 1 and 3 shown memory arrangement of two memories 1 . 2 can be operated on the one hand as a so-called master-slave system or main memory secondary storage system, as in 4 shown. There will be next to the in 4 left, as main memory 31 serving memory, the right memory as a secondary memory 32 used for additional thermal energy storage. The main memory 31 is in a conventional manner with a heating 33 trained heating source connected, which predominantly the main memory 31 supplied with hot water. A heating circuit 34 is essentially from the main memory 31 via a flow line 34v supplied with hot water, using a return line 34r cooled water from the heating circuit 34 back to main memory 31 arrives.
Wie
in 4 erkennbar, entspricht der Aufbau des Hauptspeichers 31 und
des Nebenspeichers 32 im wesentlichen dem des ersten bzw.
zweiten Speichers 1, 2 in 3. Bei dem
Hauptspeicher 31 liegen die Anschlüsse für die zweite Rohrleitung 22 und
einen Leitungsabzweig zum ersten Hauptspeicher jedoch tiefer als
in der in 1 und 2 gezeigten
Ausführung.
Auch ist die Flussrichtung von Einwegventilen 35, 36 zwischen
dem Abzweigungspunkt der zweiten Leitung 22 und dem Hauptspeicher 32 vertauscht
zu 3. Dem Hauptspeicher 31 kann also heißes Wasser über das
untere Einwegventil 36 entnommen werden, während ihm über das
obere Einwegventil 35 heißes Wasser aus dem Nebenspeicher
zugeführt
werden kann. Das dem Hauptspeicher 31 aus dem Nebenspeicher 32 zugeführte heiße Wasser
kann dann über
die Schichtlanze 25 in den Hauptspeicher 31 eingeschichtet
werden. Hierdurch kann durch den Heizkreis 34 heißes Wasser
am Anschluss der Vorlaufleitung 34v des ersten Speichers 31 (bei
F2 in 4) entnommen werden und gleichzeitig Energie aus
dem Nebenspeicher 32 über
das Belade-Einwegventil 35 in den Hauptspeicher 31 eingeladen
werden. Das Wasser im Hauptspeicher 31 kann auch über einen
internen Wäremetauscher 5' aufgeheizt
werden. Um die Temperaturen in unterschiedlichen Speicherbereichen
des Hauptspeichers 31 und des Nebenspeichers 32 messen
zu können, sind
Temperaturfühler
F1 bis F6 vorgesehen, die in an sich bekannter Weise mit der Anlagensteuerung verbunden
sind. Die Umladung zwischen dem Hauptspeicher 31 und dem
Nebenspeicher 32 erfolgt dann grundsätzlich über die Ansteuerung der Pumpen 13, 14 wie
oben beschrieben. Mit der in 4 gezeigten Speichervorrichtung
lässt sich
der Umladevorgang aufgrund unterschiedlicher Ausgangssituationen
gestalten.As in 4 Recognizable, corresponds to the structure of the main memory 31 and the secondary storage 32 essentially that of the first and second memory 1 . 2 in 3 , At the main memory 31 are the connections for the second pipeline 22 and a line branch to the first main memory but lower than in the 1 and 2 shown execution. Also, the flow direction of one-way valves 35 . 36 between the branch point of the second line 22 and the main memory 32 exchanged too 3 , The main memory 31 So can hot water through the lower one-way valve 36 be removed while holding over the upper one-way valve 35 hot water can be supplied from the secondary storage. The main memory 31 from the secondary storage 32 supplied hot water can then over the layer lance 25 in the main memory 31 be layered. This can be done by the heating circuit 34 hot water at the connection of the supply line 34v of the first memory 31 (at F2 in 4 ) and at the same time energy from the secondary storage 32 via the loading one-way valve 35 in the main memory 31 be invited. The water in the main storage 31 can also have an internal heat exchanger 5 ' be heated. To the temperatures in different memory areas of the main memory 31 and the secondary storage 32 To be able to measure temperature sensors F1 to F6 are provided, which are connected in a conventional manner with the plant control. The transhipment between the main memory 31 and the secondary storage 32 is then basically via the control of the pump 13 . 14 as described above. With the in 4 The memory device shown can be designed the Umladevorgang due to different starting situations.
In
einem ersten Fall (Speicherfall) weist das Wasser im Hauptspeicher 31 im
oberen, zweiten Speicherbereich 31o am Temperaturfühler F2
die für den
Heizkreisvorlauf 34v erforderliche Temperatur auf, beispielsweise
60°C. Wird
dem Hauptspeicher 31 nun über den Wärmetauscher 5' Wärmeenergie zugeführt, beispielsweise
von einer an diesen angeschlossenen Solaranlage, so wird das Wasser
im unteren ersten Speicherbereich 31u des Hauptspeichers 31 erhitzt.
Steigt die Temperatur im mittleren, dritten Speicherbereich 31m am
Temperaturfühler
F3 dann über
einen vorgegebenen Sollwert in Form eines absoluten Temperatursollwerts,
z.B. 55°C,
so wird die Pumpe 13 angesteuert, so dass Wasser aus dem
Bereich 32u des Nebenspeichers 32 in den ersten,
unteren Speicherbereich 31u des Hauptspeichers 31 gefördert und
daraufhin Wasser über
das Entlade-Einwegventil 36, die Leitung 22 und
das Belade-Einwegventil 29 in den mittleren Speicherbereich 32m des
Nebenspeichers 32 gefördert
wird. Dort wird es mittels der als Schichtlanze 26 ausgebildeten
Einschichtvorrichtung in den optimalen Speicherbereich des Nebenspeichers 32 eingeschichtet.
Hierdurch kann dem Hauptspeicher 31 zugeführte und
dort nicht benötigte, überschüssige Wärmeenergie
schnell in den Nebenspeicher 32 umgeladen werden. Vorbedingung
für diesen
Fall ist, dass das Wasser im unteren, ersten Speicherbereich 32u des
Nebenspeichers 32 am Temperaturfühler F6 niedrigere Temperatur
aufweist als das Wasser im Speicherbereich 31u des Hauptspeichers 31,
also z.B. 45°C
gegenüber
den ca. 55°C
des Hauptspeicher-Speicherbereichs 31u, der Nebenspeicher 32 also
noch Wärmeenergie
aus dem Hauptspeicher 31 aufnehmen kann.In a first case (memory case) points the water in the main memory 31 in the upper, second storage area 31o at the temperature sensor F2 for the heating circuit flow 34v required temperature, for example, 60 ° C. Is the main memory 31 now over the heat exchanger 5 ' Heat energy supplied, for example, from a solar system connected to these, the water is in the lower first storage area 31u of the main memory 31 heated. If the temperature rises in the middle, third storage area 31m at the temperature sensor F3 then over a predetermined setpoint in the form of an absolute temperature setpoint, eg 55 ° C, then the pump 13 controlled, leaving water out of the area 32u the secondary storage 32 in the first, lower memory area 31u of the main memory 31 conveyed and then water through the discharge one-way valve 36 , The administration 22 and the loading one-way valve 29 in the middle storage area 32m the secondary storage 32 is encouraged. There it is using the as a layer lance 26 trained single-layer device in the optimal memory area of the secondary memory 32 sandwiched. This allows the main memory 31 supplied and not needed, excess heat energy quickly into the auxiliary storage 32 be reloaded. Precondition for this case is that the water in the lower, first storage area 32u the secondary storage 32 at the temperature sensor F6 lower temperature than the water in the storage area 31u of the main memory 31 eg 45 ° C compared to the 55 ° C of the main memory memory area 31u , the secondary store 32 So still heat energy from the main memory 31 can record.
In
einem zweiten Fall (Heizfall) weist das Wasser im Hauptspeicher 31 im
oberen, zweiten Speicherbereich 31o am Temperaturfühler F2
nicht die für
den Heizkreisvorlauf 34v erforderliche Temperatur auf,
also beispielsweise nur 50°C
statt gewünschter
60°C. Sinkt
diese Temperatur nun weiter unter einen Sollwert in Form eines Temperatursollwerts,
z.B. 50°C,
so muss das Wasser in diesem Speicherbereich 31o schnell
aufgeheizt werden. Hierzu wird die Pumpe 14 angesteuert
und dadurch heißes
Wasser aus dem zweiten, oberen Speicherbereich 32o höheren Energieniveaus
des Nebenspeichers 32 über
das Entlade-Einwegventil 27,
die Leitung 22 und das Belade-Einwegventil 35 in
den oberen Speicherbereich 31o des Hauptspeichers 31 gefördert, so
dass anschließend
heißes
Wasser der geforderten Temperatur aus dem Hauptspeicher 31 entnommen
werden kann. Hierdurch kann dem Hauptspeicher 31 schnell
benötigte
Wärmeenergie aus
dem Nebenspeicher 32 zugeführt werden. Vorbedingung für diesen
Fall ist, dass das Wasser im oberen, zweiten Speicherbereich 32o des
Nebenspeichers 32 am Temperaturfühler F5 höhere Temperatur aufweist als
das Wasser im oberen, zweiten Speicherbereich 31o des Hauptspeichers 31 am Temperaturfühler F2,
also z.B. 65°C
gegenüber
den 50°C
des Hauptspeicher-Speicherbereichs 31o.In a second case (heating case), the water points in the main memory 31 in the upper, second storage area 31o at the temperature sensor F2 not for the heating circuit flow 34v required temperature, so for example only 50 ° C instead of the desired 60 ° C. If this temperature now falls below a setpoint in the form of a temperature setpoint, eg 50 ° C, then the water must be in this storage area 31o be heated up quickly. For this purpose, the pump 14 controlled and thereby hot water from the second, upper storage area 32o higher energy levels of the secondary storage 32 via the discharge one-way valve 27 , The administration 22 and the loading one-way valve 35 in the upper memory area 31o of the main memory 31 promoted, so that then hot water of the required temperature from the main memory 31 can be removed. This allows the main memory 31 quickly needed heat energy from the secondary storage 32 be supplied. Precondition for this case is that the water in the upper, second storage area 32o the secondary storage 32 at the temperature sensor F5 has higher temperature than the water in the upper second storage area 31o of the main memory 31 at the temperature sensor F2, so for example 65 ° C compared to the 50 ° C of the main memory storage area 31o ,
Heißes Wasser
kann aus dem in 4 obersten Bereich (bei F1)
des Hauptspeichers 31 auch zu einem Verbraucher in Form
eines an sich bekannten Plattenwärmetauschers 37 entnommen
werden, wobei das verbrauchte respektive abgekühlte Wasser dem Hauptspeicher 31 dann
wieder zugeführt
wird.Hot water can be from the in 4 topmost area (at F1) of the main memory 31 also to a consumer in the form of a known plate heat exchanger 37 be removed, the spent or cooled water to the main memory 31 then fed again.
Alternativ
zu der in 4 gezeigten Anordnung kann die
in den 1 bis 3 gezeigte Speicheranordnung
aus zwei Speichern 1, 2 auch derart betrieben
werden, dass beide Speicher 1, 2 gleichberechtigt
durch äußere Heizquellen
mit heißem
Wasser versorgt werden und beide heißes Wasser an andere Elemente
eines oder mehrerer Heizkreise abgeben können, z.B. wenn beide Speicher 1, 2 entfernt voneinander
in zwei Häusern
einer Wohnanlage installiert sind.Alternatively to the in 4 the arrangement shown in the 1 to 3 shown memory arrangement of two memories 1 . 2 also be operated such that both memory 1 . 2 be supplied equally by external heat sources with hot water and both can deliver hot water to other elements of one or more heating circuits, for example, if both memory 1 . 2 are installed away from each other in two houses of a residential complex.
Die
in 5 gezeigte Speicheranordnung unterscheidet sich
von der in 3 gezeigten im wesentlichen
durch die Anbindung eines weiteren, dritten Speichers 38 an
den ersten Speicher 1 und den zweiten Speicher 2.
Deshalb werden nachfolgend nur die Unterschiede beschrieben, während gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet werden.In the 5 shown memory arrangement differs from that in 3 shown essentially by the connection of another, third memory 38 to the first memory 1 and the second memory 2 , Therefore, only the differences will be described below, while the same parts are identified by the same reference numerals.
Der
dritte Speicher 38 ist über
eine dritte Rohrleitung 39 und zwei Umschaltventile 40, 41 an die
erste Rohrleitung 10 angeschlossen, wobei die Umschaltventile 40, 41 zwischen
den Pumpen 13, 14 und jeweils einem Speicher 1 bzw. 2 angeordnet sind.
Eine vierte Rohrleitung 42 ist an die zweite Rohrleitung 22 angeschlossen,
so dass über
ein Entlade-Einwegventil 44 Wärmeenergie aus einem zweiten,
oberen Speicherbereich 38o höheren Wärmeenergieniveaus des dritten
Speichers 38 heißes
Wasser in den oder die entsprechenden Speicherbereiche 1o, 2o der
beiden anderen Speicher 1, 2 umgeladen werden
kann. Über
einen Leitungsabzweig 43 und ein Belade-Einwegventile 45 des
dritten Speichers 38 kann Wärmeenergie in den dritten,
mittleren Speicherbereich 38m mit mittlerem Wärmeenergieniveau
des dritten Speichers 3 eingebracht werden.The third memory 38 is over a third pipeline 39 and two changeover valves 40 . 41 to the first pipeline 10 connected, with the switching valves 40 . 41 between the pumps 13 . 14 and one memory each 1 respectively. 2 are arranged. A fourth pipeline 42 is to the second pipeline 22 connected, so via a discharge one-way valve 44 Heat energy from a second, upper storage area 38o higher heat energy levels of the third memory 38 hot water in or the corresponding memory areas 1o . 2o the other two memories 1 . 2 can be reloaded. Via a line branch 43 and a loading one-way valve 45 of the third memory 38 can heat energy in the third, middle storage area 38m with medium heat energy level of the third memory 3 be introduced.
Die
Umschaltventile 40, 41 können dabei so geschaltet werden,
dass Wasser aus dem ersten Speicherbereich 1u, 2u, 38u eines
der drei Speicher 1, 2, 38 in den entsprechenden
bzw. korrespondierenden ersten Speicherbereich eines der beiden
anderen Speicher gelangt. So kann z.B. durch Öffnen des Umschaltventils 40 in
gerader Richtung und des Umschaltventils 41 in die durch
den gekrümmten Pfeil
gezeigte Richtung und durch Ansteuern der ersten Pumpe 13 Wasser
aus dem unteren, ersten Speicherbereich 1u des ersten Speichers 1 über die dritte
Rohrleitung 39 in den unteren, ersten Speicherbereich 38u des
dritten Speichers 3 gefördert
werden. Über
das Entlade-Einwegventil 44 des dritten Speichers 38,
die vierte Rohrleitung 42, die zweite Rohrleitung 22 und
das Belade-Einwegventil 29 des ersten Speichers 1 gelangt
dann Wasser höherer Temperatur
aus dem oberen, zweiten Speicherbereich 38o des dritten
Speichers 38 in den mittleren, dritten Speicherbereich 1m des
ersten Speichers 1. Für
die anderen möglichen
Umladerichtungen müssen
die Umschaltventile 40, 41 und die Pumpen 13, 14 dann
entsprechend geschaltet bzw. angesteuert werden, was durch die oben
beschriebene Steuerung erfolgt.The changeover valves 40 . 41 can be switched so that water from the first storage area 1u . 2u . 38u one of the three stores 1 . 2 . 38 enters the corresponding or corresponding first memory area of one of the other two memories. For example, by opening the change-over valve 40 in a straight line and the switching valve 41 in the direction shown by the curved arrow and by driving the first pump 13 Water from the lower, first storage area 1u of the first memory 1 over the third pipeline 39 in the lower, first storage area 38u of the third memory 3 be encouraged. About the discharge one-way valve 44 of the third memory 38 , the fourth pipeline 42 , the second pipeline 22 and the loading one-way valve 29 of the first memory 1 then passes water of higher temperature from the upper, second storage area 38o of the third memory 38 in the middle, third memory area 1m of the first memory 1 , For the other possible transfer directions, the changeover valves must 40 . 41 and the pumps 13 . 14 then be switched or controlled accordingly, which is done by the control described above.
Die
Umschaltventile 40, 41 können aber auch so angesteuert
werden, dass Wasser aus dem ersten Speicherbereich eines der Speicher
in die entsprechenden Speicherbereiche der anderen Speicher gefördert wird,
so dass aus den zweiten Speicherbereichen der anderen Speicher entsprechend
heißes
Wasser in den einen Speicher umgeladen wird.The changeover valves 40 . 41 but can also be controlled so that water is conveyed from the first memory area of the memory in the corresponding memory areas of the other memory, so that from the second memory areas of the other memory correspondingly hot water is transferred to the one memory.
Auf
die in 5 gezeigte Art und Weise lassen sich erfindungsgemäße Speicheranordnungen mit
weiteren, beliebig vielen Speichern aufbauen und die Wärmeenergie
bedarfsgerecht und optimal zwischen den Speichern umschichten.On the in 5 As shown, memory arrangements according to the invention can be constructed with further, as many memories as desired and the heat energy can be optimally and optimally switched between the memories.