DE202016103592U1 - System comprising at least one heat storage - Google Patents
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Abstract
System umfassend zumindest einen mit einem Wärmeübertragermedium befüllten Wärmespeicher (1), der mit zumindest einem Wärmeerzeugerkreislauf verbunden ist und an den zumindest ein Wärmeabnehmer (2) mit einem Wärmespeicherentnahmeanschluss (3) und einem Wärmeabnehmerrückflussanschluss (5) angeschlossen ist, und wobei zumindest ein Wärmeerzeugerkreislauf wenigstens einen Wärmeerzeuger (7), eine Wärmeerzeugervorlaufleitung (8) sowie eine Wärmeerzeugerrücklaufleitung (9) aufweist und wobei zumindest jeweils eine Pumpe (10) in der Wärmeerzeugervorlaufleitung (8) und/oder in der Wärmeerzeugerrücklaufleitung (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeerzeugervorlaufleitung (8) zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufs über einen, vorzugsweise im oberen Bereich des Wärmespeichers (1) angeordneten, Hochtemperaturspeicherzulauf (11) in den Wärmespeicher (1) mündet und die Wärmeerzeugerrücklaufleitung (9) dieses Wärmeerzeugerkreislaufs mittels eines unterhalb des Hochtemperaturspeicherzulaufs (11) dieses Wärmeerzeugerkreislaufes, vorzugsweise im unteren Bereich des Wärmespeichers (1) angeordneten, Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss (12) aus dem Wärmespeicher (1) abgeht und dass der Wärmespeicher (1) zumindest einen weiteren, zwischen dem Hochtemperaturspeicherzulauf (11) dieses Wärmeerzeugerkreislaufes und dem Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss (12) dieses Wärmeerzeugerkreislaufes angeordneten Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss (13) aufweist, wobei eine Mitteltemperaturentnahmeleitung (14) mit zwei Enden vorgesehen ist, deren eines Ende mit dem Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss (13) und deren anderes Ende über eine Mischvorrichtung (15) an der Wärmeerzeugerrücklaufleitung (9) angeschlossen ist und wobei zumindest eine Pumpe (10 bzw. 22 bzw. 26 bzw. 30) derart in dem System vorgesehen ist, dass eine Strömung in sämtlichen Leitungen des Systems erzielbar ist.System comprising at least one heat accumulator (1) filled with a heat transfer medium, which is connected to at least one heat generator circuit and to which at least one heat collector (2) is connected to a heat storage removal connection (3) and a heat collector return flow connection (5), and wherein at least one heat generation cycle is at least a heat generator (7), a Wärmeerzeugervorlaufleitung (8) and a heat generator return line (9) and wherein at least one pump (10) in the Wärmeerzeugervorlaufleitung (8) and / or in the heat generator return line (9) is provided, characterized in that the Heat generator supply line (8) at least one heat generator circuit via a, preferably in the upper region of the heat accumulator (1) arranged Hochtemperaturspeicherzulauf (11) in the heat storage (1) opens and the heat generator return line (9) of this heat generator circuit by means of a unterhal b of the high-temperature accumulator inlet (11) of this heat generator circuit, preferably in the lower region of the heat accumulator (1) arranged, Niedertemperaturspeicherantnahmeanschluss (12) from the heat accumulator (1) goes off and that the heat accumulator (1) at least one further between the Hochtemperaturspeicherzulauf (11) of this heat generator cycle and a medium temperature removal line (14) having two ends, one end of which has the middle temperature storage removal port (13) and the other end via a mixing device (15) on the heat generator return line (13). 9) is connected and wherein at least one pump (10 or 22 or 26 or 30) is provided in the system such that a flow in all lines of the system can be achieved.
Description
Die Erfindung betrifft ein System umfassend zumindest einen mit einem Wärmeübertragermedium befüllten Wärmespeicher, der mit zumindest einem Wärmeerzeugerkreislauf verbunden ist und an den zumindest ein Wärmeabnehmer mit einem Wärmespeicherentnahmeanschluss und einem Wärmeabnehmerrückflussanschluss angeschlossen ist, und wobei zumindest ein Wärmeerzeugerkreislauf wenigstens einen Wärmeerzeuger, eine Wärmeerzeugervorlaufleitung sowie eine Wärmeerzeugerrücklaufleitung aufweist und wobei zumindest jeweils eine Pumpe in der Wärmeerzeugervorlaufleitung und/oder in der Wärmeerzeugerrücklaufleitung vorgesehen ist. The invention relates to a system comprising at least one heat accumulator filled with a heat transfer medium, which is connected to at least one heat generator circuit and to which at least one heat consumer is connected to a heat storage removal connection and a heat collector return connection, and wherein at least one heat generator cycle comprises at least one heat generator, a heat generator supply line and a heat generator return line and wherein at least one pump is provided in the heat generator supply line and / or in the heat generator return line.
Eine thermische Solaranlage soll einen möglichst hohen solaren Ertrag bringen, um konventionelle Energie zu substituieren. Eine weitere Anforderung besteht darin, den solaren Deckungsgrad zu optimieren, damit weniger nachgeheizt werden muss. Der solare Ertrag und die solare Deckung sind jedoch gegenläufig. Bei steigender Deckung sinkt in der Regel der Ertrag. Beispielsweise durch verschiedene Einbauten wird versucht, die Schichtung innerhalb eines Wärmespeichers zu verbessern, um die Deckungsgrade von Solaranlagen zu steigern. A thermal solar system should bring the highest possible solar yield to substitute conventional energy. Another requirement is to optimize the solar coverage so that less heating is required. The solar yield and the solar cover, however, are in opposite directions. With increasing coverage usually the yield decreases. For example, by various internals is trying to improve the stratification within a heat storage in order to increase the coverage of solar systems.
Bei thermischen Solaranlagen wird nach derzeitigem Stand der Technik in zwei Regelsysteme bzw. Beladestrategien des Flüssigkeitswärmespeichers unterschieden. So wird über eine Temperaturdifferenzregelung eine Pumpe angesteuert. Ist die Kollektortemperatur größer als die von einem Referenzfühler im Flüssigkeitswärmespeicher ermittelte Temperatur, wobei der Referenzfühler in der Regel am tiefsten Punkt des Flüssigkeitswärmespeichers angebracht ist, so wird die Pumpe eingeschaltet. Das Wärmeübertragermedium in den Kollektoren kann durch einen im Speicher innenliegenden Wärmetauscher geführt werden. Das Medium gibt dabei Wärme an den Flüssigkeitswärmespeicher ab und erwärmt diesen. Der Flüssigkeitswärmespeicher wird von unten nach oben geladen. Die Temperaturdifferenz im Kollektorkreis liegt hierbei bei etwa 5–10 K. Dies bedingt einen relativ hohen Durchfluss. Des Weiteren dauert es relativ lange, bis der Flüssigkeitswärmespeicher auf eine Temperatur aufgeheizt ist, die der Nutztemperatur entspricht. Aus diesem Grund muss die Nachheizung wesentlich früher und öfter erfolgen, um die Mindestnutztemperatur zu erreichen. Solche Anlagen werden daher eher im Hinblick auf einen hohen Ertrag und weniger auf einen hohen solaren Deckungsgrad hin optimiert und werden daher als Vorwärmsysteme bezeichnet. Nur bei hoher Einstrahlung und Kollektorfläche im Verhältnis zum Bedarf kann auf eine Nachheizung verzichtet werden. In thermal solar systems, a distinction is made according to the current state of the art in two control systems or loading strategies of the liquid heat storage. Thus, a pump is controlled via a temperature difference control. If the collector temperature is greater than the temperature determined by a reference sensor in the liquid heat storage tank, with the reference sensor usually being located at the lowest point of the liquid heat storage tank, the pump is switched on. The heat transfer medium in the collectors can be passed through an internal heat exchanger in the storage. The medium gives off heat to the liquid heat storage and heats it. The liquid heat storage is loaded from bottom to top. The temperature difference in the collector circuit is about 5-10 K. This causes a relatively high flow. Furthermore, it takes a relatively long time until the liquid heat storage is heated to a temperature corresponding to the useful temperature. For this reason, the after-heating must be done much earlier and more often to reach the minimum use temperature. Such systems are therefore rather optimized for high yield and less for high solar coverage and are therefore referred to as preheating systems. Only with high irradiation and collector surface in relation to the need can be dispensed with a reheating.
Alternativ ist eine Zieltemperaturregelung bekannt. Damit der Wärmespeicher im oberen Bereich schnell die Nutztemperatur erreicht, wird mit der Beladung des Wärmespeichers gewartet, bis der Kollektor die gewünschte Nutztemperatur erreicht hat. Erst dann wird die Pumpe in Betrieb genommen. Im Gegensatz zum Vorwärmsystem wird der Flüssigkeitswärmespeicher von oben beladen. Häufig wird der Kollektor direkt mit dem Medium betrieben, welches sich auch im Flüssigkeitswärmespeicher befindet oder über einen externen Wärmetauscher (Systemtrennung) mit unterschiedlichen Medien betrieben werden kann. Bei dieser Betriebsweise kann der Massenstrom im Kollektorkreis so reduziert werden, dass die Zieltemperatur nach Möglichkeit gehalten wird und die Anlage weniger getaktet werden muss. Hierdurch sind größere Temperaturdifferenzen und geringere Massenströme im Kollektorkreis möglich. Nachteilig ist jedoch, dass unter Umständen die Massenströme die Mindestumlaufmenge im Kollektor unterschreiten können und das Regelverhalten bei bestimmter Einstrahlung instabil werden kann. Zusätzliche Anfahrverluste können zu einer Beeinträchtigung oder Zerstörung der Schichtung in dem Flüssigkeitswärmespeicher führen. Alternatively, a target temperature control is known. So that the heat storage in the upper area quickly reaches the useful temperature, the loading of the heat storage is waited until the collector has reached the desired operating temperature. Only then will the pump be put into operation. In contrast to the preheating system, the liquid heat accumulator is loaded from above. Frequently, the collector is operated directly with the medium, which is also in the liquid heat storage or can be operated via an external heat exchanger (system separation) with different media. In this mode of operation, the mass flow in the collector circuit can be reduced so that the target temperature is kept as far as possible and the system must be less clocked. As a result, larger temperature differences and lower mass flows in the collector circuit are possible. The disadvantage, however, is that under certain circumstances, the mass flows can fall below the minimum circulating volume in the collector and the control behavior can become unstable under certain irradiation. Additional start-up losses can lead to impairment or destruction of the stratification in the liquid heat storage.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein System anzugeben, das eine schnellere, optimiertere und effektivere Beladung eines Wärmespeichers ermöglicht, so dass beispielsweise als Wärmeerzeuger ausgebildete Solaranlagen effizienter genutzt werden können. The object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide a system that allows a faster, more optimized and more effective loading of a heat storage, so that, for example, designed as a heat generator solar systems can be used more efficiently.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Wärmeerzeugervorlaufleitung zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufs über einen, vorzugsweise im oberen Bereich des Wärmespeichers angeordneten, Hochtemperaturspeicherzulauf in den Wärmespeicher mündet und die Wärmeerzeugerrücklaufleitung dieses Wärmeerzeugerkreislaufs mittels eines unterhalb des Hochtemperaturspeicherzulaufs dieses Wärmeerzeugerkreislaufes, vorzugsweise im unteren Bereich des Wärmespeichers angeordneten, Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss aus dem Wärmespeicher abgeht und dass der Wärmespeicher zumindest einen weiteren, zwischen dem Hochtemperaturspeicherzulauf dieses Wärmeerzeugerkreislaufes und dem Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss dieses Wärmeerzeugerkreislaufes angeordneten Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss aufweist, wobei eine Mitteltemperaturentnahmeleitung mit zwei Enden vorgesehen ist, deren eines Ende mit dem Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss und deren anderes Ende über eine Mischvorrichtung an der Wärmeerzeugerrücklaufleitung angeschlossen ist und wobei zumindest eine Pumpe derart in dem System vorgesehen ist, dass eine Strömung in sämtlichen Leitungen des Systems erzielbar ist. This object is achieved in that the heat generator supply line at least one heat generator circuit via a, preferably arranged in the upper region of the heat accumulator, Hochtemperaturspeicherzulauf flows into the heat storage and the heat generator return line of this heat generator circuit by means of a below the Hochtemperaturspeicherzulaufs this heat generator circuit, preferably arranged in the lower region of the heat storage, low-temperature storage removal port from the heat accumulator and that the heat storage at least one further arranged between the Hochtemperaturspeicherzulauf this heat generator circuit and the low-temperature storage removal port of this heat generator circuit Mitteltemperaturspeicherestnahmeanschluss, wherein a Mitteltemperaturentnahleitung is provided with two ends, one end of the Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss and the other end over a Mixing device is connected to the heat generator return line and wherein at least one pump is provided in the system such that a flow in all lines of the system can be achieved.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht das Mischen von Volumenströmen, die von mehreren Anschlüssen, nämlich dem Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss und dem Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss bzw. den weiteren Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschlüssen, abgezogen werden. Da das über den jeweiligen Anschluss abgezogene Medium eine andere Temperatur aufweist, kann durch das Mischen der Volumenströme die gewünschte Zieltemperatur erreicht werden. Auf diese Weise werden die zur Verfügung stehenden Temperaturniveaus so genutzt, dass der exergetische Nutzen optimiert wird. Dies führt zu einer Verbesserung der Schichtung im Wärmespeicher und zu einer Erhöhung der Deckung durch eine schnellere Erreichung der Nutztemperatur. Auch ist eine bessere Zuordnung des Temperaturniveaus zu den Wärmeabnehmern bzw. den Wärmeerzeugern möglich. The embodiment according to the invention allows the mixing of volume flows which are withdrawn from a plurality of ports, namely the low-temperature storage-removal connection and the medium-temperature storage-removal connection or the further medium-temperature storage-removal connections. Since the medium drawn off via the respective connection has a different temperature, the desired target temperature can be achieved by mixing the volume flows. In this way, the available temperature levels are used so that the exergetic benefit is optimized. This leads to an improvement of the stratification in the heat accumulator and to an increase in coverage by a faster achievement of the useful temperature. Also, a better allocation of the temperature level to the heat consumers or the heat generators is possible.
Das Wärmespeichermedium kann fest, flüssig oder gasförmig ausgebildet sein. Das Wärmeübertragermedium kann flüssig oder gasförmig ausgebildet sein. Der Wärmespeicher kann auch beispielsweise als Kiesspeicher, als Eisspeicher, als Galisol-Speicher oder dergleichen ausgebildet sein. The heat storage medium may be solid, liquid or gaseous. The heat transfer medium may be liquid or gaseous. The heat accumulator can also be designed, for example, as gravel storage, as ice storage, as Galisol storage or the like.
Der Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufes kann etwa auf halber Höhe des Wärmespeichers angeordnet sein. Durch die Mischvorrichtung können beliebige Kombinationen der beiden Zuflüsse von der Wärmeerzeugerrücklaufleitung und der Mitteltemperaturentnahmeleitung eingestellt werden. The mean temperature storage removal connection of at least one heat generator circuit can be arranged approximately halfway up the heat accumulator. By means of the mixing device it is possible to set any desired combinations of the two inlets from the heat generator return line and the middle temperature extraction line.
Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, bei denen die Wärmeerzeugervorlauftemperatur geregelt wird, wird durch das erfindungsgemäße System die Wärmeerzeugerrücklauftemperatur geregelt. Dies geschieht durch die Mischungen von wenigstens zwei Teilvolumenströmen mit unterschiedlichen Temperaturniveaus. Hierdurch wird im Wärmespeicher eine wesentlich bessere Temperaturdifferenzierung (Schichtung) erreicht. Zusätzlich ist es möglich, durch die Anpassung der Wärmeerzeugerrücklauftemperatur Leistungsänderungen und Schwankungen des Wärmeerzeugers so zu kompensieren, dass eine konstante Wärmeerzeugervorlauftemperatur erreicht wird. In contrast to systems known from the prior art, in which the heat generator supply temperature is regulated, the system according to the invention regulates the heat generator return temperature. This is done by the mixtures of at least two partial volume flows with different temperature levels. As a result, a much better temperature differentiation (stratification) is achieved in the heat storage. Additionally, by adjusting the heat generator return temperature, it is possible to compensate for power changes and variations in the heat generator to achieve a constant heat generator supply temperature.
Über die Stellung der Mischvorrichtung wird über den gewünschten Anschluss, d. h. den Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss und/oder den Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss, das Fluid aus dem Wärmespeicher zum Wärmeerzeuger zurückgeführt. Das erfindungsgemäße System eignet sich insbesondere für Solaranlagen als Wärmeerzeuger. So kann sich die Sonneneinstrahlung sehr schnell ändern. Durch die Möglichkeit, die Temperatur in der zum Wärmeerzeuger geführten Wärmeerzeugerrücklaufleitung gezielt auf eine bestimmte Solltemperatur zu regeln, kann u. a. der Massenstrom für den Wärmeerzeuger sowie das Regelverhalten verbessert und an die Dynamik angepasst werden. Gleichzeitig kann die Schichtung innerhalb des Wärmespeichers und das nutzbare Wärmespeichervolumen maximal genutzt werden. About the position of the mixing device is on the desired connection, d. H. the medium-temperature storage removal port and / or the low-temperature storage withdrawal port, the fluid from the heat accumulator returned to the heat generator. The system according to the invention is particularly suitable for solar systems as heat generators. Sunlight can change very quickly. Due to the ability to control the temperature in the guided to the heat generator heat generator return line targeted to a certain target temperature, u. a. the mass flow for the heat generator and the control behavior are improved and adapted to the dynamics. At the same time, the stratification within the heat accumulator and the usable heat storage volume can be maximally utilized.
Diese Vorteile lassen sich aber auch für andere Wärmeerzeuger nutzen. Vor allem Wärmeerzeuger, die betriebsbedingt mit kleinen Temperaturdifferenzen betrieben werden müssen, wie z. B. eine Wärmepumpe, ein Blockheizkraftwerk oder dergleichen, profitieren von dem erfindungsgemäßen System, da die Massenströme für die Wärmeerzeugung von den Volumenströmen am in etwa oberhalb des Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschlusses des Wärmespeichers befindlichen Pufferspeicher entkoppelt und der Pufferspeicher optimal auf die gewünschte Nutztemperatur mit optimaler Schichtung beladen werden kann. These advantages can also be used for other heat generators. Especially heat generators that must be operated with small temperature differences due to operational reasons, such. As a heat pump, a combined heat and power plant or the like, benefit from the system according to the invention, since the mass flows for heat generation from the volume flows at approximately located above the middle temperature storage removal port of the heat storage buffer decoupled and the buffer can be optimally loaded to the desired operating temperature with optimal stratification ,
Das erfindungsgemäße System stellt eine optimierte Verbindung zwischen einem Wärmeerzeuger, insbesondere einem regenerativen Wärmeerzeuger, und einem Wärmespeicher dar. Hierdurch kann zum einen der Wärmeerzeugerwirkungsgrad und zum anderen der Deckungsgrad bei einem System, bei dem zumindest ein Wärmeerzeuger beispielsweise als thermischer Sonnenkollektor ausgebildet ist, erhöht werden. Ferner ist eine einfache Realisierung von Vorrangschaltungen ohne die Zerstörung der Schichtung innerhalb des Wärmespeichers möglich. Die Volumenströme des Wärmeerzeugers sind über den Pufferspeicher des Wärmespeichers von der Abnehmerseite entkoppelt. The system according to the invention represents an optimized connection between a heat generator, in particular a regenerative heat generator, and a heat accumulator. In this way, on the one hand, the heat generator efficiency and, on the other hand, the degree of coverage in a system in which at least one heat generator is designed, for example, as a thermal solar collector can be increased , Furthermore, a simple realization of priority circuits without the destruction of the stratification within the heat accumulator is possible. The volumetric flows of the heat generator are decoupled via the buffer memory of the heat accumulator from the consumer side.
Unter dem Pufferbereich wird der Bereich des Wärmespeichers verstanden, der sich in etwa oberhalb des Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschlusses befindet, während der darunter befindliche Bereich des Wärmespeichers als Speicherbereich bezeichnet wird. Ferner erlaubt das System eine Temperaturregelung in der Wärmeerzeugervorlaufleitung durch die Regelung der Temperatur in der zum Wärmeerzeuger führenden Wärmeerzeugerrücklaufleitung des Wärmeerzeugerkreislaufes durch Mischen des über den Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss und den weiteren Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss bzw. den weiteren Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschlüssen abgezogenen Wärmeübertragermediums. Auch ermöglicht das System eine optimierte Anpassung an ein fluktuierendes Energieangebot. Eine Nachheizung, wie zum Beispiel durch einen elektrischen Heizstab, beispielsweise bei nicht hinreichender Sonneneinstrahlung kann reduziert werden. Hierdurch können auch die Bereitschaftsverluste eines Wärmeerzeugers reduziert werden. The buffer area is understood to be the area of the heat accumulator which is located approximately above the middle temperature storage removal connection, while the area below the heat accumulator is referred to as the storage area. Further, the system allows temperature control in the heat generator supply line by controlling the temperature in the heat generator leading to the heat generator return line of the heat generator circuit by mixing over the low-temperature storage removal port and the other medium temperature storage removal port or the further medium temperature storage removal ports withdrawn heat transfer medium. The system also allows an optimized adaptation to a fluctuating energy supply. A reheating, such as by an electric heating element, for example, in case of insufficient sunlight can be reduced. As a result, the standby losses of a heat generator can be reduced.
Dabei kann die Mischvorrichtung zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufes eine Mischeinrichtung umfassen, über die die Mitteltemperaturentnahmeleitung an der Wärmeerzeugerrücklaufleitung angeschlossen ist. Bei der Mischeinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Mehrwegemischventil oder um mehrere kaskadierte Mehrwegemischventile handeln. Ein Mehrwegemischventil weist eine entsprechende Anzahl an Ein- und Ausgängen auf, wobei die Ausgänge getrennt oder auch gemischt ausgebildet sein können. Als Mehrwegemischventil kann beispielsweise ein 3-Mehrwegemischventil vorgesehen sein, das zwei Eingänge und einen Ausgang hat. In this case, the mixing device of at least one heat generator circuit may comprise a mixing device, via which the middle temperature extraction line is connected to the heat generator return line. The mixing device may be, for example, a multi-way mixing valve or multiple cascaded multi-way mixing valves. A multi-way mixing valve has a corresponding number of inputs and outputs, wherein the outputs can be formed separately or mixed. As a multi-way mixing valve, for example, a 3-way mixing valve may be provided which has two inputs and one output.
Dabei kann zwischen der Mischeinrichtung und dem Wärmeerzeuger dieses Wärmeerzeugerkreislaufs eine Pumpe angeordnet sein. In this case, a pump can be arranged between the mixing device and the heat generator of this heat generator circuit.
In zumindest einem Wärmeerzeugerkreislauf kann zumindest eine Bypassleitung zur Rücklauftemperaturanhebung vorgesehen sein, dessen eines Ende von der Wärmeerzeugervorlaufleitung dieses Wärmeerzeugerkreislaufs abzweigt und dessen anderes Ende in die Mischvorrichtung dieses Wärmeerzeugerkreislaufs mündet. Mittels dieser Mischvorrichtung kann der Strömungsquerschnitt der Bypassleitung zur Rücklauftemperaturanhebung sowie der Strömungsquerschnitt der Mitteltemperaturentnahmeleitung gesteuert, insbesondere geregelt, werden. Hierdurch ändern sich die Volumenströme in den verschiedenen Leitungen. Statt einer Mischeinrichtung können auch andere Maßnahmen ergriffen werden, um die Volumenströme unter den verschiedenen Leitungen aufzuteilen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass gleichzeitig mit der Mischvorrichtung der Strömungsquerschnitt der Wärmeerzeugerrücklaufleitung gesteuert, insbesondere geregelt, wird. In at least one heat generator circuit, at least one bypass line for return temperature elevation may be provided, one end of which branches off from the heat generator supply line of this heat generator circuit and the other end opens into the mixing device of this heat generator circuit. By means of this mixing device, the flow cross section of the bypass line to the return temperature increase and the flow cross-section of the medium temperature extraction line can be controlled, in particular regulated, become. As a result, the volume flows in the different lines change. Instead of a mixing device, other measures can be taken to divide the flow rates among the different lines. Of course, it is also possible that the flow cross-section of the heat generator return line is controlled, in particular regulated, simultaneously with the mixing device.
Das andere Ende der Bypassleitung kann zur Rücklauftemperaturanhebung
Es ist aber auch möglich, dass das andere Ende der Bypassleitung zur Rücklauftemperaturanhebung in die Mischeinrichtung mündet. Bei einer solchen Ausgestaltung umfasst die Mischvorrichtung zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufes eine Mischeinrichtung. Mittels dieser Mischeinrichtung kann der Strömungsquerschnitt der Bypassleitung zur Rücklauftemperaturanhebung sowie der Strömungsquerschnitt der Mitteltemperaturentnahmeleitung gesteuert, insbesondere geregelt, werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass gleichzeitig mit der Mischeinrichtung der Strömungsquerschnitt der Wärmeerzeugerrücklaufleitung gesteuert, insbesondere geregelt, wird. Hierdurch ändern sich die Volumenströme in den verschiedenen Leitungen. Statt einer Mischeinrichtung können auch andere Maßnahmen ergriffen werden, um die Volumenströme unter den verschiedenen Leitungen aufzuteilen. In diesem Fall ist die Mischeinrichtung beispielsweise als Mehrzonenverteilventil oder als Mehrzonenmischventil ausgebildet, das drei Eingänge und mindestens einen Ausgang aufweist. But it is also possible that the other end of the bypass line opens to the return temperature increase in the mixing device. In such an embodiment, the mixing device of at least one heat generator circuit comprises a mixing device. By means of this mixing device, the flow cross section of the bypass line to the return temperature increase and the flow cross-section of the medium temperature extraction line can be controlled, in particular regulated, become. Of course, it is also possible that the flow cross-section of the heat generator return line is controlled, in particular regulated, simultaneously with the mixing device. As a result, the volume flows in the different lines change. Instead of a mixing device, other measures can be taken to divide the flow rates among the different lines. In this case, the mixing device is designed for example as a multi-zone distribution valve or as a multi-zone mixing valve having three inputs and at least one output.
Dabei kann der Wärmeerzeuger zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufs als ein Wärmeübertrager ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung ist der Wärmeerzeuger auf der einen Seite in einen ersten Wärmeerzeugerkreislauf integriert. Auf der anderen Seite ist der Wärmeerzeuger Bestandteil eines zweiten Wärmeerzeugerkreislaufes, der einen Wärmeerzeuger und eine Pumpe aufweist. Bei einer solchen Ausgestaltung erfolgt eine Trennung in einen Wärmeerzeugerprimärkreislauf und in einen Wärmeerzeugersekundärkreislauf. In this case, the heat generator of at least one heat generator circuit may be formed as a heat exchanger. In such an embodiment, the heat generator is integrated on one side in a first heat generator circuit. On the other hand, the heat generator is part of a second heat generator circuit having a heat generator and a pump. In such an embodiment, a separation takes place into a heat generator primary circuit and into a heat generator secondary circuit.
Zur Beeinflussung der Strömung des Mediums kann die Mischvorrichtung zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufes sowohl in der Wärmeerzeugerrücklaufleitung als auch in der Mitteltemperaturentnahmeleitung jeweils zumindest eine Pumpe und jeweils zumindest ein Rückschlagventil umfassen. In order to influence the flow of the medium, the mixing device of at least one heat generator circuit may comprise at least one pump and at least one non-return valve both in the heat generator return line and in the middle temperature extraction line.
Sofern eine Bypassleitung vorgesehen ist, kann zur Beeinflussung der Strömung des Mediums in der Bypassleitung die Mischvorrichtung zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufes in der Bypassleitung zur Rücklauftemperaturanhebung zumindest eine Pumpe und zumindest ein Rückschlagventil umfassen. If a bypass line is provided, to influence the flow of the medium in the bypass line, the mixing device may comprise at least one heat generator circuit in the bypass line for return temperature increase at least one pump and at least one check valve.
Alternativ kann die Mischvorrichtung zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufes sowohl in der Wärmeerzeugerrücklaufleitung als auch in der Mitteltemperaturentnahmeleitung jeweils ein Ventil umfassen. Eine solche Ausgestaltung bietet sich beispielsweise bei Verwendung einer zentralen Pumpe in der Wärmeerzeugerrücklaufleitung an. Alternatively, the mixing device of at least one heat generator circuit may each comprise a valve both in the heat generator return line and in the middle temperature extraction line. Such a configuration lends itself, for example, when using a central pump in the heat generator return line.
Auch kann die Mischvorrichtung zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufes in der Bypassleitung zur Rücklauftemperaturanhebung ein Ventil umfassen. Mittels des Ventils kann der Strömungsquerschnitt der Bypassleitung beeinflusst werden. Also, the mixing device may comprise at least one heat generator circuit in the bypass line to the return temperature increase a valve. By means of the valve, the flow cross section of the bypass line can be influenced.
In zumindest einem Wärmeerzeugerkreislauf kann zumindest eine Mitteltemperaturvorlaufleitungsabzweigung vorgesehen sein, deren eines Ende in einer Verteileinrichtung von der Wärmeerzeugervorlaufleitung abzweigt und deren anderes Ende mit einem an dem Wärmespeicher vorgesehenen Mitteltemperatur-Abzweigungszuführanschluss verbunden ist. Der Mitteltemperatur-Abzweigungszuführanschluss ist unterhalb des Wärmeabnehmerrückflussanschlusses dieses Wärmeerzeugerkreislaufs und oberhalb des Niedertemperaturspeicherentnahmeanschlusses dieses Wärmeerzeugerkreislaufs angeordnet. Durch die Verteileinrichtung kann der Strömungsquerschnitt des in Fließrichtung gesehen hinter der Verteileinrichtung befindlichen Teils der Wärmeerzeugervorlaufleitung und der Strömungsquerschnitt der Mitteltemperaturvorlaufleitungsabzweigung gesteuert, insbesondere geregelt, werden. Bei der Verteileinrichtung kann es sich beispielsweise um ein 3-Mehrwegeschaltventil oder um ein einfaches Umschaltventil handeln. In at least one heat generator circuit may be provided at least one Mitteltemperaturvorlaufleitungsabzweigung whose one end branches off in a distributor of the Wärmeerzeugervorlaufleitung and the other end is connected to a provided on the heat accumulator Mitteltemperatur Abzweigungszuführanschluss. The middle temperature branch supply port is located below the heat pickup return port of that heat generator circuit and above the low temperature storage removal port of that heat generator circuit. By means of the distributor device, the flow cross-section of the part of the heat generator supply line located downstream of the distributor device and the flow cross section of the middle temperature supply line branch line can be controlled, in particular regulated. The distribution device can be, for example, a 3-way switching valve or a simple change-over valve.
Dabei können zumindest zwei Wärmeerzeugerkreisläufe mit jeweils zumindest einem Wärmeerzeuger vorgesehen sein, wobei der Hochtemperaturspeicherzulauf der Wärmeerzeugervorlaufleitung des ersten Wärmeabnehmerkreislaufs an oberster Stelle im Wärmespeicher, insbesondere im oberen Bereich des Wärmespeichers, angeordnet ist, wobei darunter der Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss der Mitteltemperaturentnahmeleitung des ersten Wärmeabnehmerkreislaufs und der Hochtemperaturspeicherzulauf der Wärmeerzeugervorlaufleitung eines weiteren Wärmeabnehmerkreislaufs, vorzugsweise in etwa auf gleicher Höhe, angeordnet sind, wobei darunter oder in etwa auf gleicher Höhe der Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss der Wärmeerzeugerrücklaufleitung des ersten Wärmeabnehmerkreislaufs und vorzugsweise darunter der Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss der Mitteltemperaturentnahmeleitung des weiteren Wärmeabnehmerkreislaufs angeordnet sind und wobei darunter an unterster Stelle im Wärmespeicher, insbesondere im unteren Bereich des Wärmespeichers, der Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss der Wärmeerzeugerrücklaufleitung des weiteren Wärmeabnehmerkreislaufs angeordnet ist. In this case, at least two heat generator circuits can be provided, each with at least one heat generator, the Hochtemperaturspeicherzulauf the Wärmeerzeugervorlaufleitung the first heat pickup circuit is located at the top of the heat storage, especially in the upper part of the heat storage, including the Mitteltemperaturspeicherantnahmeanschluss the Mitteltemperaturentnahmeleitung the first heat pickup and the Hochtemperaturspeicherzulauf the Heat generator supply line of another heat consumer cycle, preferably at about the same height, are arranged below and at about the same level of Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss the heat generator return line of the first heat pickup circuit and preferably below the Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss the Mitteltemperaturentnahleitung of the other heat pickup circuit and including below at the bottom in W Härmespeicher, in particular in the lower region of the heat accumulator, the low-temperature storage removal connection of the heat generator return line of the further heat consumer circuit is arranged.
Dabei kann zumindest ein Wärmeabnehmerkreislauf als geschlossener Kreislauf ausgebildet sein. In this case, at least one heat consumer cycle can be formed as a closed circuit.
Dabei kann zumindest ein Wärmeerzeugerkreislauf als geschlossener Kreislauf ausgebildet sein. In this case, at least one heat generator circuit can be designed as a closed circuit.
Zumindest ein Wärmeabnehmer kann Bestandteil eines Wärmeabnehmerkreislaufs sein, wobei der Wärmeabnehmerkreislauf wenigstens einen von dem, vorzugsweise als Flüssigkeit ausgebildeten, Fluid durchströmten Wärmeabnehmer, eine den Wärmespeicherentnahmeanschluss mit dem Wärmeabnehmer verbindende Wärmeabnehmervorlaufleitung und eine den Wärmeabnehmer mit dem Wärmeabnehmerrückflussanschluss verbindende Wärmeabnehmerrücklaufleitung und vorzugsweise wenigstens eine Pumpe aufweist. At least one heat consumer may be part of a heat consumer cycle, the heat consumer cycle having at least one of the, preferably designed as a liquid fluid heat consumer, a heat storage removal connection to the heat consumer connecting Wärmeabnehmervorlaufleitung and the heat consumer with the Wärmeenehmerrückflussanschluss connecting Wärmeknehmerrücklaufleitung and preferably at least one pump.
Sofern eine Pumpe vorgesehen ist, kann diese in der Wärmeabnehmervorlaufleitung oder in der Wärmeabnehmerrücklaufleitung angeordnet sein. Sofern beispielsweise zwei Pumpen vorgesehen sind, kann eine Pumpe in der Wärmeabnehmervorlaufleitung und die andere Pumpe in der Wärmeabnehmerrücklaufleitung angeordnet sein. If a pump is provided, it may be arranged in the heat consumer feed line or in the heat consumer return line. For example, if two pumps are provided, one pump may be disposed in the heat consumer feed line and the other pump may be located in the heat receiver return line.
Dabei kann zumindest ein Wärmespeicher aus wenigstens zwei Wärmespeicherteilbereichen bestehen, wobei ein Wärmespeicherteilbereich und ein weiterer Wärmespeicherteilbereich über eine Leitung miteinander verbunden sind, deren eines Ende im oberen Bereich aus dem Wärmespeicherteilbereich abgeht und deren anderes Ende im unteren Bereich des weiteren Wärmespeicherteilbereichs mündet, wobei die Wärmeerzeugervorlaufleitung zumindest eines Wärmeerzeugerkreislaufs über einen, vorzugsweise im oberen Bereich des Wärmespeicherteilbereichs angeordneten, Hochtemperaturspeicherzulauf in den Wärmespeicherteilbereich mündet und die Wärmeerzeugerrücklaufleitung dieses Wärmeerzeugerkreislaufs über einen im unteren Bereich des Wärmespeicherteilbereichs angeordneten Niedertemperaturspeicherentnahmeanschluss aus dem Wärmespeicherteilbereich abgeht und wobei der Wärmespeicherteilbereich zumindest einen weiteren unterhalb des Hochtemperaturspeicherzulaufs dieses Wärmeerzeugerkreislaufes angeordneten Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss aufweist, der mit einem Ende der Mitteltemperaturentnahmeleitung verbunden ist, wobei das andere Ende der Mitteltemperaturentnahmeleitung über die Mischvorrichtung an der Wärmeerzeugerrücklaufleitung angeschlossen ist und wobei eine Pumpe zwischen der Mischvorrichtung und dem Wärmeerzeuger dieses Wärmeerzeugerkreislaufs angeordnet ist. At least one heat accumulator may consist of at least two heat storage subregions, wherein one heat storage subregion and another heat accumulation subregion are connected to one another via a line whose one end terminates in the upper region from the heat storage subregion and the other end terminates in the lower region of the further heat storage subregion, wherein the heat generator feed line at least one heat generator circuit via a, preferably arranged in the upper region of the heat storage section, Hochtemperaturspeicherzulauf in the heat storage section opens and the heat generator return line of this heat generator circuit via a arranged in the lower region of the heat storage section low-temperature storage removal port the heat storage subregion and wherein the heat storage subregion has at least one further medium temperature accumulation removal port located below the high temperature accumulation inlet of said heat generation circuit connected to one end of the center temperature removal line, the other end of the medium temperature withdrawal line being connected to the heat generator return line via the mixing device and a pump between the mixing device and the heat generator of this heat generator circuit is arranged.
Im Folgenden werden in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention illustrated in the drawings are explained below. Show it:
In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. In all figures the same reference numerals are used for identical or similar components.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das System sowohl für den Wärmeerzeuger
Sofern die Systemtrennung innerhalb des Wärmespeichers
Das Trinkwasser kann aber auch über einen externen Wärmeübertrager (Frischwasserstation) im Durchfluss erwärmt werden. Sofern das System ausschließlich zum Zweck der Erwärmung von Trinkwasser genutzt wird, kann der Wärmespeicher
Der Wärmeerzeugerkreislauf weist einen Wärmeerzeuger
Wie
Der Teil der Wärmeerzeugerrücklaufleitung
Die Mischvorrichtung
Die in
In den Figuren ist das in der Wärmeerzeugervorlaufleitung
Bestandteil des Wärmeerzeugerkreislaufs ist die Wärmeerzeugervorlaufleitung
Der oberhalb des Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschlusses
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
In den
Ist die Mitteltemperatur, d. h. die Temperatur des über den Mitteltemperaturspeicherentnahmeanschluss
In
Ist die Mitteltemperatur höher als die Solltemperatur in der Wärmeerzeugerrücklaufleitung
In
Sobald die Temperatur im unteren Bereich des Wärmespeichers
Bei einer solchen Ausgestaltung ist der Wärmeerzeuger
Durch unterschiedliche Drehzahlen der Pumpen können die Temperaturdifferenzen im Wärmeerzeugerprimärkreislauf und Wärmeerzeugersekundärkreislauf entkoppelt und aufeinander abgestimmt werden. Dies bedeutet in bestimmten Anwendungsfällen einen zusätzlichen Freiheitsgrad. Trotz der Systemtrennung ist das Grundprinzip unverändert, bedeutet aber in bestimmten Anwendungsfällen einen zusätzlichen Freiheitsgrad. By different speeds of the pumps, the temperature differences in the heat generator primary circuit and heat generator secondary circuit can be decoupled and matched. This means an additional degree of freedom in certain applications. Despite the system separation, the basic principle is unchanged, but in certain applications means an additional degree of freedom.
Der in
Der in
Wie
In jedem Wärmeerzeugerkreislauf ist jeweils ein Wärmeerzeuger
Der Wärmeerzeugerkreis mit dem niedrigeren Temperaturniveau des Wärmeerzeugers
Durch die Anordnung des Hochtemperaturspeicherzulaufs
Die Mitteltemperaturentnahmeleitungen
In
In
Die Leitung
In
In
In
Wie den Figuren zu entnehmen ist, ist den verschiedenen Komponenten der jeweiligen Mischvorrichtung
Claims (17)
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---|---|---|---|
DE202016103592.9U DE202016103592U1 (en) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | System comprising at least one heat storage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE202016103592.9U DE202016103592U1 (en) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | System comprising at least one heat storage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202016103592U1 true DE202016103592U1 (en) | 2016-08-18 |
Family
ID=56889988
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DE202016103592.9U Active DE202016103592U1 (en) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | System comprising at least one heat storage |
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DE (1) | DE202016103592U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115226641A (en) * | 2022-07-29 | 2022-10-25 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Method and device for adjusting temperature of pet cabin, electronic equipment and storage medium |
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2016
- 2016-07-05 DE DE202016103592.9U patent/DE202016103592U1/en active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115226641A (en) * | 2022-07-29 | 2022-10-25 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Method and device for adjusting temperature of pet cabin, electronic equipment and storage medium |
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---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |