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Die Erfindung betrifft eine Wärmeübergabestation zur Übertragung von Wärmeenergie zwischen einer Wärmequelle und einem reversibel ladbaren Wärmespeicher sowie zwischen einem solchen Wärmespeicher und einem Wärmeabnehmer. Die Erfindung betrifft insbesondere eine solche Wärmeübergabestation, welche für verschiedene Wärmequellen sowie für verschiedene Abnehmer verwendbar und zu diesem Zweck auch mobil ist.
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Die Bereitstellung von Wärmeenergie bei fehlendem Wärmenetzanschluss oder dezentraler Wärmeversorgung und ebenso die Nutzung überschüssiger Wärmeenergie wie beispielsweise Abwärme oder temporär nicht nutzbarer Wärmeenergie von Blockheizkraftwerken oder andere kann mittels mobiler Wärmespeicher realisiert werden. Diese speichern die Wärmeenergie meist nur für einige Stunden oder Tage, um diese zu einem Wärmeabnehmer, der häufig auch Wärmeverbraucher ist, zu transportieren und in dessen Wärmeversorgung einzuspeisen. Die mobilen Wärmespeicher verwenden dafür verschiedenste Speichermedien, wie z.B. Wasser oder andere Fluide, die verschiedene, den Temperaturbereich beeinflussende Zusatzstoffe aufweisen können. Auch Latentwärmespeicher und thermochemische Speicher oder andere Speichermedien bzw. Speicherverfahren werden verwendet, um Wärmeenergie dezentral zu verteilen oder überschüssige Wärmeenergie zu nutzen.
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In der
AT 404 406 B nimmt ein Fahrzeug einen Wärmespeicher auf sowie einen mit dem Speicher verbundenen und an diesen adaptierten Wärmetauscher. Dabei stellte die Kombination aus Wärmespeicher und Wärmetauscher eine feste Einheit dar, um den Be- oder Entladevorgang zu optimieren. Da die Randbedingungen beider Seiten des Wärmetauschers, d. h. dessen Primär- und Sekundärseite, den Wärmeübergang stets beeinflussen und zwar sowohl in die eine als auch in die andere Richtung, kann mit einer solchen Einheit von Wärmespeicher und Wärmetauscher nicht ohne weiteres der Wärmespeicher durch einen anderen ersetzt werden. Auch der Adaption an den Wärmelieferanten sowie den Abnehmer sind Grenzen gesetzt.
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Es besteht somit ein Bedürfnis nach einer Wärmeübergabestation, welche sowohl an die Randbedingungen des Wärmelieferanten und des Wärmeabnehmers als auch auf die Randbedingungen verschiedener thermischer Speichers anpassbar ist, um dabei variabel, effektiv und mit der erforderlichen Sicherheit einsetzbar zu sein.
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Weiter soll die Wärmeübergabestation transportabel sein, um an wechselnden Einsatzorten einsetzbar zu sein.
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Das Konzept der nachfolgend beschriebenen Vorrichtungen ist dahingehend zu beschreiben, dass auf die für Be- und Entladung unterschiedlichen Parameter eingegangen wird, indem dafür getrennte Einheiten ausgebildet sind. Deren wesentliche Komponenten können so auf einen größeren für die Be- bzw. Entladung üblichen Parameterbereich abgestimmt werden, so dass eine effektive Be- bzw. Entladung selbst bei deutlich voneinander abweichenden Randbedingungen der zur Verfügung stehenden Wärmequellen und Wärmeabnehmer und insbesondere auch der Speichervarianten möglich ist.
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Insbesondere eine Anpassung an die Randbedingungen, die durch den Wärmespeicher vorgegeben werden, ist von Vorteil, um dessen Speicherkapazität optimal auszunutzen.
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Nachfolgend werden zur Realisierung des Konzepts verwendete Merkmale beschrieben. Diese wird der Fachmann in verschiedenen Ausführungsformen verschieden miteinander kombinieren, soweit ihm das für einen Anwendungsfall sinnvoll und geeignet erscheint.
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Der nachfolgend verwendete Begriff der Temperaturspreizung bezeichnet jenen Temperaturunterschied, welcher zwischen zwei verschiedenen, markanten Stellen in dem Kreislauf oder den Kreisläufen der Wärmeübergabestation vorliegt oder angewendet wird, beispielsweise zwischen den kundenseitigen Eingängen des Vor- und Rücklaufs in den Wärmeüberträger. Eine andere Temperaturspreizung liegt innerhalb des Wärmeüberträgers vor, wie beispielsweise zwischen den Eingängen der kunden- und speicherseitigen Vorläufe oder zwischen den korrespondierenden Rückläufen.
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Die Begriffe der Vor- und Rückläufe werden hier im für die Fluidik üblichen Sinn, d. h. auf die Richtung des jeweiligen Kreislaufs bezogen, verwendet. Bei der Beladeeinheit ist der wärmere, vom Kunden zum Wärmeüberträger bzw. von dort zum Speicher führende Zweig des betrachteten Kreislaufs der Vorlauf. Bei der Entladeeinheit sind die wärmeren Vorläufe jene vom Wärmeüberträger zum Kunden bzw. vom Speicher zum Wärmeüberträger führenden Zweige.
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In vergleichbarer Weise unterscheiden sich Primär- und Sekundärkreislauf bzw. Primär- und Sekundärseite je nach Art der Einheit. In der Beladeeinheit ist die kundenseitige Anordnung die Primärseite und die speicherseitige Anordnung die Sekundärseite. In der Entladeeinheit ist es umgekehrt.
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Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, dass für die Beladeeinheit und Entladeeinheit der Wärmeübergabestation auf die für Beladung bzw. Entladung bekannte oder gewünschte Parameter angepasste Wärmeüberträger verwendet werden. Diese können optional unterschiedlich sein. Sie können beispielsweise des gleichen Typs sein und sich hinsichtlich ihrer Parameter unterscheiden, wie z. B. des Flusstyps, der Massen- und Volumenflussraten, des verfügbaren Druckbereichs und des Druckgefälles, der verwendeten Materialien, der Höhe und des Temperaturbereichs der Temperaturspreizung oder anderen Merkmalen. Auch unterschiedliche Typen des Wärmeüberträgers sind möglich.
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Neben den getrennten Einheiten werden auch jene Anordnungen von fluidischen und messtechnischen Komponenten auf die konkret anliegenden Randbedingungen angepasst, welche im Rahmen der jeweiligen Einheit durch den Wärmeüberträger fluidisch voneinander getrennt und der Anschlussseite des Wärmespeichers bzw. der Anschlussseite der Wärmequelle bzw. des Wärmeabnehmers (nachfolgend zusammenfassend und zur Unterscheidung auch als Kundenseite oder kundenseitig bezeichnet) zugeordnet werden. Auch bei den kundenseitigen und speicherseitigen Anordnungen ist eine optimierte Anpassung der Komponenten an sich sowie deren Zusammenwirken möglich.
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Innerhalb einer der beiden Einheiten weist die jeweils speicherseitige Anordnung sowohl der Beladeeinheit als auch der Entladeeinheit erfindungsgemäß zumindest eine Pumpe zur Förderung des Wärmeträgers und einen Druckbegrenzer auf, deren Ausführung und Parameter auf Speichertypen abgestimmt sein können. Weiter sind jeweils eine Entlüftungsvorrichtung zum Abscheiden von Gasen aus dem Wärmeträger zumindest in der speicherseitigen Anordnung integriert.
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Eine Anpassung der Pumpe beispielsweise in der Beladeeinheit erfolgt über die Drehzahl. Diese kann so gewählt sein, dass ein optimaler Volumenstrom in Abhängigkeit von der Dimensionierung der Rohrleitungen eingestellt und eine gewünschte, beispielsweise eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird. Damit in Verbindung ist eine gewünschte Wärmeleistung übertragbar. Um darüber hinaus Druckverluste in der Wärmeübergabestation auszugleichen, ist es von Vorteil, wenn die speicherseitige Pumpe eine, bezogen auf den zu realisierenden Volumenstrom, Leistungsreserve aufweist. Die Bemessung des Volumenstroms und damit der Pumpe kann auf der Basis einer gewünschten Beladetemperatur erfolgen, mit welcher der Wärmespeicher beladen werden soll. Als Pumpe kann beispielsweise eine Umwälzpumpe verwendet werden, welche für beide Einheiten im Vorlauf der speicherseitigen Anordnung installiert ist.
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Der mit der Pumpe verfügbare Volumenstrom ist in Verbindung mit der gewünschten und realisierbaren Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf des quellseitigen Kreislaufs Basis für die Wahl und Dimensionierung des Wärmeüberträgers.
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Die Ableitung von Gasen aus dem Wärmeträger ist zumindest für die speicherseitige Anordnung von Vorteil, entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung auch in der kundenseitigen Anordnung mittels geeigneter Entlüftungsvorrichtung möglich.
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Die Entlüftungsvorrichtungen können in den betreffenden Anordnungen im jeweils kälteren Zweig deren Kreisläufe, d. h. im jeweiligen Rücklauf, angeordnet sein.
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Mittels des Druckbegrenzers kann ein Druckanstieg begrenzt werden, welcher infolge der Temperaturerhöhung und damit verbundenen Volumenausdehnung des Wärmeträgers auftreten kann. Liegt die Druckerhöhung innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches, welcher durch den Druckbegrenzer definiert ist, kann auf eine Volumenkompensation verzichtet werden. Auch der Druckbegrenzer kann für beide Einheiten im speicherseitigen Vorlauf integriert sein.
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Als weiteres Merkmal umfasst die Wärmeübergabestation zumindest eine, optional auch mehrere Steuereinheiten, die ausgebildet ist bzw. sind, um die einzelne Komponenten jeder Einheit sowie deren Zusammenwirken und das Zusammenwirken beider Einheiten zu steuern und soweit erforderlich zu regeln. Soweit dafür auch Messungen mittels Sensoren der jeweiligen Einheit und Anordnung durchzuführend sind, werden diese ebenfalls durch die betreffende Steuereinheit durchgeführt und einer Auswertung zugeführt. Die jeweiligen Sensoren stehen zu diesem Zweck augenscheinlich mit der betreffenden Steuereinheit in Wirkverbindung.
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Als weiteres Merkmal der Wärmeübergabestation sind die Beladeeinheit, die Entladeeinheit und die Steuereinheit von einem geeigneten Ständerwerk gehalten. Das Ständerwerk und die Halterungen für die genannten Einheiten und deren Komponenten sind bevorzugt derart ausgebildet, dass die Wärmeübergabestation mobil verwendbar und zu diesem Zweck auch mit einem geeigneten Fahrzeug transportierbar ist. Die mit einem Transport verbundene mechanische Belastung wie insbesondere Erschütterungen und seitlich angreifende Kräfte stellen höhere Anforderungen an die Standsicherheit und die Standfestigkeit im Vergleich zu ortsfesten Anlagen. Die Wärmeübergabestation kann so ohne Beeinflussung oder gar Schädigung ihrer Bestandteile verladen, transportiert und am Einsatzort aufgestellt werden. Am Einsatzort kann die dort vorhandene Wärmequelle oder der Wärmespeicher oder der Wärmeabnehmer an die dafür an der Wärmeübergabestation angeordneten Anschlüsse fluidisch angeschlossen und die Wärmeübergabestation mit Wärmeenergie be- oder entladen werden.
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Entsprechend einer Ausgestaltungsform kann die Wärmeübergabestation auch durch ein Gehäuse umschlossen sein. Material und Form des Gehäuses sind an die Anforderungen der in Frage kommenden Anwendungen und an die zu schützenden Einheiten angepasst
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Beladeeinheit speicherseitig einen Regelkreis zur Regelung der Beladetemperatur des Wärmespeichers auf, d. h. der Vorlauftemperatur eingangs des Wärmespeichers. Eine solche Regelung gestattet eine optimale Speicherung der Wärmeenergie im Wärmespeicher. Dementsprechend weist die Beladeeinheit sekundärseitig, d. h. in diesem Fall speicherseitig, einen Regelkreis auf.
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Es lassen sich Temperaturen und Volumenströme für die Primär- und die Sekundärseite der Beladeeinheit angeben, mit welchen die gewünschte Beladetemperatur erreicht wird. Im tatsächlichen Betriebseinsatz kann jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass diese Parameter auf beiden Seiten des Wärmeüberträgers so anliegen. Als Stellgröße für die gewünschte Beladetemperatur kann daher erfindungsgemäß der sekundärseitige Volumenstrom genutzt werden. Dieser ist geeignet, die Beladetemperatur unabhängig von anliegenden primärseitigen Parametern zu regeln. Dementsprechend ist der Regelkreis für die Beladetemperatur derart ausgebildet, dass die Beladetemperatur die Regelgröße und der speicherseitige Volumenstrom die Stellgröße ist. Augenscheinlich ist der Wärmeüberträger derart konfiguriert, dass der mögliche Regelbereich abgedeckt werden kann.
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Ein solcher Regelkreis kann beispielsweise durch eine Umwälzpumpe realisiert werden, welche temperaturgeregelt arbeiten. Derartige Pumpen verfügen über ein entsprechendes Temperaturmodul, dessen Temperatursensor die Temperatur im Volumenstrom misst, und einen integrierten Regler, welcher den Volumenstrom entsprechend den hinterlegten Kennlinien automatisch anpasst und so den tatsächlichen Bedarf der jeweiligen Anlage ermöglicht.
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Zur Vermeidung der Beeinflussung Temperaturmessung und damit der Regelung aufgrund äußerer Temperatureinflüsse ist die Messanordnung zur Temperaturmessung des Volumenstroms, gegebenenfalls die Pumpe mit Temperaturmodul derart installiert, dass ein Wärmeeintrag von dem Wärmeüberträger, beispielsweise durch Wärmestrahlung oder durch Wärmeleitung über die Rohrleitungen vermieden, zumindest jedoch signifikant vermindert wird. Das ist durch einen ausreichenden Abstand, durch eine Abschirmung oder verwendete Materialien möglich. Dadurch wird der Stromverbrauch gesenkt und das Regelverhalten verbessert. Außerdem werden die Strömungsgeräusche im Vergleich zu Thermostatventilen o. ä. reduziert.
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Die Wärmeübergabestation ist bevorzugt remote überwachbar und betreibbar, beispielsweise ist der Umfang der übertragenen Wärmemengen zu ermitteln. Ein remoter Betrieb der Wärmeübergabestation schließt ein, dass Messsignale der Sensorik der Wärmeübergabestation und/oder Steuer- und/oder Regelungssignale zu einem räumlich entfernten Computer und zurück mittels Fernübertragung übermittelt werden können. Zu diesem Zweck umfasst die Wärmeübergabestation ein geeignetes Kommunikationsmodul. Das Kommunikationsmodul ist unter anderem an die Art der verwendeten Fernübertragung, an den Umfang und den Grad der Verarbeitungs- bzw. Vorverarbeitung der Daten aus der Wärmeübergabestation und an die Anforderungen hinsichtlich der Steuerung und Regelung angepasst.
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In einer weiteren Ausführungsvariante ist zumindest einer der Wärmeüberträger ein Plattenwärmeüberträger. Optional sind beide Wärmeüberträger dieser Art. Plattenwärmetauscher haben neben ihrer kompakten Bauweise und hohem Wärmeübertragungskoeffizienten den Vorteil des verringerten Drucks innerhalb des Wärmetauschers, im Vergleich zu anderen Arten von Wärmetauschern. In Folge kann der Druck des Wärmeträgers in beiden Einheiten auf 0,1 MPa, bevorzugt auf 0,08 MPa, weiter bevorzugt 0,05 MPa begrenzt werden. Damit ist die Betriebssicherheit der Wärmeübergabestation höher.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Wärmeübergabestation ist zumindest eine, optional jede Entlüftungsvorrichtung ein Mikroblasenabscheider zur automatischen Abscheidung von Gaseinschlüssen im Wärmeträger. Mikroblasenabscheider separieren permanent Gasblasen aus Flüssigkeiten und führen diese unmittelbar ab, wodurch die Effektivität und Betriebssicherheit verbessert werden kann. Die Mikroblasenabscheider sind bevorzugt im Rücklauf angeordnet und dort in der Beladeeinheit sowohl speicherseitig als auch, soweit vorhanden, kundenseitig in unmittelbarer Nähe zum Wärmeüberträger. In der Entladeeinheit ist der Mikroblasenabscheider ebenfalls im Rücklauf angeordnet, ein kundenseitiger im Unterschied zur Beladeeinheit jedoch in der Nähe des kundenseitigen Eingangs.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Wärmeübergabestation weist zumindest die Beladeeinheit speicherseitig einen Schlammabscheider auf. Die Spaltmaße von Hocheffizienzpumpen sind sehr gering, so dass bereits kleinste Teilchen im Volumenstrom zu deren Beschädigung führen können. Mittels eines Schlammabscheiders werden Schwebteilchen im Volumenstrom abgesetzt, ohne den Durchfluss zu reduzieren oder einen Widerstand im Volumenstrom zu erzeugen, wie es von Filtern bekannt ist. Sofern einer Ausführungsform entsprechend ein Magnetschlammabscheider verwendet wird, kann auch schädliches Magnetit abgeschieden werden. Ein solcher Schlammabscheider kann in der Beladeeinheit im Rücklauf der speicherseitigen Anordnung integriert sein.
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Weiter kann die Wärmeübergabestation ein Ausdehnungsgefäß zur Regulierung von Druckschwankungen aufgrund von Temperaturschwankungen aufweisen. Dieses kann in beiden Einheiten im Rücklauf der speicherseitigen Anordnung integriert sein.
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Von Vorteil sind darüber hinaus Wärmemengenzähler zur Ermittlung und gegebenenfalls Abrechnung der in den Speicher geladenen und an den Abnehmer gelieferten Wärmeleistung. Zu diesem Zweck können Wärmemengenzähler in der Beladeeinheit und/oder der Entladeeinheit angeordnet sein. Die Wärmemengenzähler können im speicherseitigen Rücklauf der Beladeeinheit und/oder im abnehmerseitigen Rücklauf der Entladeeinheit angeordnet sein.
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Die Wärmeübergabestation kann darüber hinaus über eine sicherheitstechnische Ausrüstung verfügen, wie beispielsweise einen Sicherheitstemperaturbegrenzer auf der Kundenseite sowie Thermometer und Manometer in Vor- und Rücklauf, Sicherheitstemperaturwächter und -begrenzer, Sicherheitsventil sowie Sicherheitsdruckbegrenzer und andere entsprechend den fachmännischen Regelungen.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
- 1 das Blockschaltbild einer Beladeeinheit und
- 2 das Blockschaltbild einer Entladeeinheit.
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Die Zeichnungen zeigen die Vorrichtung nur schematisch in dem Umfang, wie es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist. Sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Maßstäblichkeit.
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Das Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nur beispielhaft und nicht beschränkend verdeutlichen. Der Fachmann würde die zuvor in den verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung und nachfolgend in dem Ausführungsbeispiel realisierten Merkmale in weiteren Ausführungsformen kombinieren, soweit es ihm zweckdienlich und sinnvoll erscheint.
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1 stellt eine Beladeeinheit 100 einer Wärmeübergabestation dar, welche kundenseitig an eine Wärmequelle 101 und speicherseitig an einen Wärmespeicher 102 angeschlossen ist. Wärmequelle 101 und Wärmespeicher 102 sind nicht Bestandteil der Beladeeinheit 100.
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Die Beladeeinheit 100 umfasst einen Wärmeüberträger 110, der beispielhaft jedoch nicht beschränkend im Gegenstrombetrieb arbeitet und die kundenseitigen Anordnung 111 von fluidischen Komponenten von der speicherseitigen Anordnung 112 fluidischer Komponenten fluidisch trennt.
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Beide Anordnungen 111, 112 umfassen Rohrleitungen 113, welche von jeweils zwei kundenseitigen Anschlüssen 114 zum Wärmeüberträger 110 führen und von diesem wieder zurück zu den Anschlüssen 114 verlaufen. Die Rohrleitungen 113 haben beispielhaft jedoch nicht beschränkend die Nennweite DN 65. Die Rohrleitungen 113 bilden in Verbindung mit dem Wärmeüberträger 110 und der Wärmequelle 101 einen kundenseitigen Kreislauf 111' sowie einen speicherseitigen Kreislauf 112'. Beide Kreisläufe 111', 112' werden durch den zentralen Wärmeüberträger 110 miteinander kombiniert, ohne dass die Wärmeträger beider Kreisläufe 111', 112' vermischt werden.
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Im Vorlauf VL des kundenseitigen Kreislaufs 111' wird von der Wärmequelle 101 mittels einer dort ausgebildeten Umwälzpumpe (nicht dargestellt) ein Wärmeträger (nicht dargestellt), beispielhaft jedoch nicht beschränkend Wasser mit einer Vorlauftemperatur von 95°C, eingeleitet. Das Wasser wird zum Wärmeüberträger 110 und über den Rücklauf RL zur Wärmequelle 101 zurück transportiert. Nach dem Durchlaufen des Kreislaufs 111' hat der Wärmeträger am Anschluss 114 des Rücklaufs RL eine Austritts- oder Rücklauftemperatur von beispielsweise 50°C.
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Die Vorlauftemperatur wird mittels eines Sicherheitstemperaturbegrenzers 115, beispielhaft jedoch nicht beschränkend, auf 110°C begrenzt. Nach dem Durchfließen des Wärmeüberträgers 110 passiert der Wärmeträger einen Mikroblasenabscheider als Entlüftungsvorrichtung 116.
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Als Wärmeüberträger 110 ist ein Plattenwärmeüberträger verwendet, für dessen Dimensionierung ein Volumenstrom von beispielhaft jedoch nicht beschränkend 20 m3/h und eine Temperaturspreizung von 55 K zwischen Vor- und Rücklauf aufseiten der Wärmequelle 101 zugrunde gelegt wurde.
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Der speicherseitige Kreislauf 112', umfasst im Rücklauf RL nacheinander vom Anschluss 114 ausgehend einen Wärmemengenzähler 117, ein Ausgleichsbehälter 118, einen Magnet-Schlamm-Abscheider 119, eine Mikroblasenabscheider 116 und mündet im Wärmeüberträger 110.
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Der zugehörige Vorlauf VL umfasst vom Wärmeüberträger 110 ausgehend nachaneinander eine temperaturgeregelte Umwälzpumpe 120, welche zum Zweck der Temperaturregelung ein Temperaturmodul 121 aufweist. Diese sekundärseitige Umwälzpumpe 120 realisiert ebenfalls einen Volumenstrom von mindestens 20 m3/h. Sie hat eine Leistungsreserve, um Druckverluste in der Anlagenkonfiguration ausgleichen zu können.
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Weiter umfasst der speicherseitige Kreislauf 112' ein Sicherheitsventil 121, welches beispielhaft jedoch nicht beschränkend bei einem Druck von 0,1 MPa öffnet. Es folgen ein Sicherheitstemperaturwächter 122 und ein Sicherheitstemperaturbegrenzer 123. Ersterer ist auf beispielhaft jedoch nicht beschränkend 90°C und Letzterer auf 95°C eingestellt. Ein Druckbereichsbegrenzer 124 gewährleistet die Einhaltung des Systemdrucks im Bereich von beispielhaft jedoch nicht beschränkend 0,03 MPa bis 0,08 MPa. Der Kreislauf 112' umfasst weitere Sensoren, Ventile und andere Komponenten 125 zur Überwachung und/oder Regelung der Systemparameter.
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Die Eintrittstemperatur des diesseitigen Wärmeträgers in den Rücklauf RL am zugehörigen Anschluss 114 des Wärmespeichers 102 beträgt beispielhaft jedoch nicht beschränkend 30°C. Mit den genannten Komponenten und Parametern der Primär- und der Sekundärseite wird eine gewünschte Beladetemperatur von beispielsweise 85°C erzielt.
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Zum Betrieb und zur Steuerung und Regelung der Beladeeinheit umfasst die Wärmeübergabestation 100 eine Steuereinheit 130, welche zu diesem Zweck in Wirkverbindung mit den beschriebenen Komponenten der Beladeeinheit 100 steht.
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2 zeigt die zur zuvor beschriebenen Beladeeinheit 100 gehörigen Entladeeinheit 200 der Wärmeübergabestation. Auch hier beeinflussen die kundenseitigen Parameter den Wärmeübergang und damit den Entladevorgang.
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Der grundlegende Aufbau der Entladeeinheit 200 mit kundenseitiger Anordnung 211 und kundenseitigem Kreislauf 211' sowie Speicherseitiger Anordnung 212 und speicherseitigem Kreislauf 212', die mittels des Wärmeüberträgers 210 miteinander verknüpft sind, entspricht dem der Beladeeinheit 100, so dass auf die dortigen Darlegungen verwiesen werden kann.
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Die Entladeeinheit 200 unterscheidet sich von der Beladeeinheit 100 hinsichtlich des Typs des Wärmeüberträgers 210. Dieser ist im Ausführungsbeispiel zwar ebenfalls als Plattenwärmeüberträger ausgeführt, jedoch mit solchen Kennwerten, welche insbesondere an die Temperaturen und der zu übertragenen Wärmeleistung der Entladung angepasst sind. So ist die Temperaturspreizung der Entladeeinheit 200 über den Wärmeüberträger 200 mit 32,5 K deutlich höher als jene der Beladeeinheit 100, die bei 10 K liegt. Auch die übertragene Leistung der Entladeeinheit 200 ist im Ausführungsbeispiel mit 410 W deutlich geringer als jede der Beladeeinheit 100, die bei 1250 W liegt. Diese Werte sind entsprechend den jeweiligen kunden- und speicherseitigen Anforderungen adaptierbar.
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Weiter sind die Mikroblasenabscheider 216 im Rücklauf RL angeordnet.
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Aufgrund der umgekehrten Richtung der Wärmeübertragung ist auch der Wärmezähler 217 in der Entladeeinheit 200 im kundenseitigen Kreislauf 211' angeordnet und ebenfalls im Rücklauf RL.
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Mangels zu gewährleistender Beladetemperatur ist es nicht erforderlich, die Beladetemperatur über den mit der speicherseitig angeordneten Pumpe 220 erzielten Volumenstrom zu regeln. Deren Auslegungsvolumenstrom entspricht mit 20 m3/h beispielhaft jedoch nicht beschränkend dem der Beladeeinheit 100. Eine geringe Leistungsreserve ist auch hier bemessen. Im Ausführungsbeispiel wurde beispielhaft jedoch nicht beschränkend eine einstufige Trockenläuferpumpe verwendet.
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Im Ausführungsbeispiel liegen die Ein- und Austrittstemperaturen des Wärmeüberträgers an den jeweiligen Anschlüssen 214 der beiden Kreisläufe 211', 212' bei folgenden Werten:
- - speicherseitiger Kreislauf 212': Eintrittstemperatur 85°C, Austrittstemperatur 70°C;
- - kundenseitiger Kreislauf 211': Eintrittstemperatur 35°C, Austrittstemperatur 55°C.
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Hinsichtlich der weiteren Komponenten wie dem Sicherheitsventil 221, welches auch hier beispielhaft jedoch nicht beschränkend bei einem Druck von 0,1 MPa öffnet, dem Sicherheitstemperaturwächter 222 und dem Sicherheitstemperaturbegrenzer 223, welche beide beispielhaft jedoch nicht beschränkend ebenfalls auf 90°C und Letzterer auf 95°C eingestellt sind, und des Druckbereichsbegrenzer 224 wird auf die Darlegungen zur Beladeeinheit 100 verwiesen. Gleiches gilt für die weiteren Sensoren, Ventile und andere Komponenten 225 der Entladeeinheit 200 zu, welche zur Überwachung und/oder Regelung der Systemparameter dienen, sowie für die Steuereinheit 130. Letztere dient im Ausführungsbeispiel der Steuerung, Regelung und Messung beider Einheiten (100, 200) im Remote-Betrieb.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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