DE20316026U1

DE20316026U1 - Hot water system has a single heat exchanger connected to the primary heating circuit by a number of parallel pumps with variable output to match the heating requirements of the secondary heating circuit

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Publication number: DE20316026U1
Application number: DE20316026U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: SAILER, ROLAND, DE
Priority date: 2003-10-18
Filing date: 2003-10-18
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2013-10-19

Abstract

A hot water system for variable flow rate requirements has a single heat exchanger (WT) connected to a primary heat source (SP) by a number of pumps (P1, P2, P3) in parallel. The pumps have different output ratings which are individually variable over a set range. The smallest pump has 25 percent to 35 percent of the output of the largest pump. At least two and not more than four pumps are fitted and connected to a controller (SE) which monitors the demand on the secondary water circuit and controls the total output from the pump block accordingly.

Description

Die Erwärmung von Brauchwasser unter Einsatz einer Wärmetauscheranordnung ist insbesondere von Bedeutung in Verbindung mit solarthermischen Anlagen, Fernwärmeversorgung etc., bei welchen ein Warmwasserspeicher, eine Fernwärmezuleitung etc. eine Wärmequelle im Primärkreislauf der Wärmetauscheranordnung bildet. Die Sekundärseite des Wärmetauschers wird von Brauchwasser durchströmt, welcher aus einer unter Druck stehenden Kaltwasser-Zuleitung in den Sekundäreingang der Wärmetauscheranordnung geleitet und beim Durchströmen des Wärmetauschers mittels des durch dessen Primärseite gepumpten Heißwassers des Primärkreislaufs auf eine Temperatur in der Ausgangsleitung des Sekundärkreises erwärmt wird, welche idealerweise einem vorgebbaren Sollwert entspricht. Zur Einhaltung eines solchen vorgebbaren Sollwerts können Eingangs- und/oder Ausgangstemperaturen an Sekundär- und/oder Primärseite der Wärmetauscheranordnung sowie die Brauchwasser-Durchflussmenge gemessen und in einer Steuereinrichtung, welche typischerweise Teil eines Regelkreises ist, ausgewertet werden. Die Steuereinrichtung beeinflusst typischerweise die Förderleistung einer Pumpenanordnung im Primärkreis und/oder die Vorlauftemperatur des Primärkreises der Wärmetauscheranordnung.Heating domestic water using a heat exchanger arrangement is particularly important in connection with solar thermal Plants, district heating supply etc., in which a hot water tank, a district heating supply etc. a source of heat in the primary circuit of The heat exchanger assembly forms. The secondary side of the heat exchanger flows through process water, which from a pressurized cold water supply in the secondary input of the The heat exchanger assembly directed and when flowing through of the heat exchanger by means of through its primary side pumped hot water of the Primary circuit to a temperature in the output line of the secondary circuit heated which ideally corresponds to a specifiable setpoint. To maintain such a predefinable setpoint, input and / or outlet temperatures on the secondary and / or primary side of the heat exchanger arrangement as well as the hot water flow rate measured and in a control device, which is typically part of a control loop can be evaluated. The control device typically influences the delivery rate a pump arrangement in the primary circuit and / or the flow temperature of the primary circuit of the heat exchanger arrangement.

Besondere Probleme ergeben sich in Anlagen, bei welchen der Volumenstrom auf der Sekundärseite der Wärmetauscheranordnung über einen großen Be reich variieren kann. Eine für maximal benötigte Wärmeübertragung ausgelegte Wärmetauscheranordnung ist dann bei nur geringer Entnahme nicht mehr hinreichend fein regelbar und führt insbesondere zu Temperaturschwankungen am sekundärseitigen Ausgang.Particular problems arise in Systems in which the volume flow on the secondary side of the Heat exchanger arrangement over a large loading area can vary. One for maximum needed heat transfer designed heat exchanger arrangement is then no longer sufficiently finely controllable with only a small removal and leads especially regarding temperature fluctuations at the secondary output.

In der DE 101 30 805 C1 ist eine Anordnung zur Warmwasserbereitung von Brauchwasser beschrieben, bei welcher die Wärmetauscheranordnung mehrere gleiche parallele Wärmetauscher enthält und jeder Wärmetauscher im Primärkreis einer eigenen Umwälzpumpe zugeordnet ist. Bei geringer Wasserentnahme auf Sekundärseite ist primärseitig nur ein erster Wärmetauscher mit der zugeordneten Umwälzpumpe in Betrieb. Bei steigendem sekundärseitigem Durchfluss wird ein zweiter und dritter Wärmetauscher durch Betrieb der zugeordneten Umwälzpumpen zugeschaltet. Die Umwälzpumpen sind ebenso wie ein Mischventil in der primärseitigen Vorlaufleitung zwischen dem Speicher und den Wärmetauschern angeordnet.In the DE 101 30 805 C1 An arrangement for hot water preparation of process water is described, in which the heat exchanger arrangement contains several identical heat exchangers in parallel and each heat exchanger in the primary circuit is assigned to its own circulation pump. If there is little water withdrawal on the secondary side, only a first heat exchanger with the associated circulation pump is in operation on the primary side. When the secondary flow increases, a second and third heat exchanger is switched on by operating the assigned circulation pumps. The circulation pumps, like a mixing valve, are arranged in the primary-side flow line between the storage tank and the heat exchangers.

Die DE 100 32 714 A1 beschreibt eine Anordnung und ein Verfahren zur Bereitstellung von warmem Brauchwasser unter Einsatz eines Mischventils in der Vorlaufleitung des Primärkreislaufs, um Temperaturschwankungen am primärseitigen Eingang eines Wärmetauschers gering zu halten.The DE 100 32 714 A1 describes an arrangement and a method for providing hot service water using a mixing valve in the flow line of the primary circuit in order to keep temperature fluctuations at the primary inlet of a heat exchanger low.

Bei einer aus der DE 100 48 912 A1 bekannten Anordnung zum Bereitstellen warmen Brauchwassers sind mehrere Wärmetauscher mit jeweils einzeln zugeordneten steuerbaren Umwälzpumpen vorgesehen, wobei die einzelnen Wärmetauscher ausgehend von geringer sekundärseitiger Warmwasserentnahme und Betrieb nur eines Wärmetauschers mit steigender Entnahme weitere Wärmetauscher sukzessive zugeschaltet werden.With one from the DE 100 48 912 A1 Known arrangement for providing hot domestic water, several heat exchangers are provided, each with individually assigned controllable circulation pumps, the individual heat exchangers being switched on successively, starting from low secondary-side hot water withdrawal and operation of only one heat exchanger with increasing withdrawal, further heat exchangers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Anordnung zur Erwärmung von Brauchwasser über eine Wärmetauscheranordnung anzugeben.The invention has for its object a advantageous arrangement for heating of process water over specify a heat exchanger arrangement.

Die Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.The invention is described in claim 1. The dependent Expectations contain advantageous refinements and developments of the invention.

Die Kombination einer Pumpenanordnung aus mehreren einzeln in ihrer Förderleistung veränderlich steuerbaren Pumpen, deren maximale Förderleistungen unterschiedlich sind, mit einem gemeinsamen Wärmetauscher führt überraschend zu einer besonders gleichmäßigen Temperatur des Brauchwassers in der Ausgangsleitung der Sekundärseite des Wärmetauschers und zu einem vorteilhaft geringen Regelaufwand. Insbesondere bei einer stärkeren Veränderung des sekundärseitigen Volumenstroms, welche zu einem Zu- oder Abschalten einer Pumpe im Primärkreis führt, zeigt die Anordnung den Vorteil, dass durch den einheitlichen Wärmetauscher keine Ausgangstemperaturschwankungen durch Zuschalten eines zuvor abgekühlten Wärmetauschers auftreten und dass auch keine nennenswerten Druckschwankungen auftreten, da der Übergang zwischen zwei Pumpen mittels der Steuereinrichtung gleitend erfolgen kann.The combination of a pump arrangement several individually in their funding capacity mutable controllable pumps whose maximum delivery rates differ are with a common heat exchanger leads surprisingly to a particularly uniform temperature of the domestic water in the outlet pipe of the secondary side of the heat exchanger and for an advantageously low control effort. Especially at a stronger one change of the secondary Volume flow, which leads to a pump being switched on or off in the primary circuit leads, the arrangement shows the advantage that through the uniform heat exchanger no output temperature fluctuations by connecting one beforehand cooled heat exchanger occur and that there are no significant pressure fluctuations, since the transition between two pumps by means of the control device can.

Durch die Einwirkung der mehreren parallel geschalteten Pumpen auf einen gemeinsamen Wärmetauscher ist eine besonders gleichmäßige Veränderung des Volumenstroms auf der Primärseite möglich, was vorteilhafterweise zu besonders geringen Schwankungen in der Ausgangsleitung des Sekundärkreises führt. Durch die unterschiedliche maximale Förderleistungen der mehreren Pumpen kann insbesondere auch bei geringer in Anspruch genommener Wärmeübertragungsleistung durch Einsatz einer Pumpe niedriger maximaler Förderleistung eine hinreichend feine Steuerung des primärseitigen Volumenstroms durch den Wärmetauscher erfolgen. Durch die Staffelung der Pumpen leistung kann mit wenigen Pumpen eine feine Steuerbarkeit bei geringem Volumenstrom erreicht werden. Vorteilhafterweise können dabei kostengünstige, an dem allgemeinen Stromnetz betreibbare Pumpen mit Drehzahlsteuerung durch üblicher Halbwellen-Unterdrückung eingesetzt werden. Die maximale Förderleistung der leistungsschwächsten der mehreren Pumpen beträgt vorteilhafterweise maximal 35 %, insbesondere maximal 25 %, vorzugsweise maximal 20 % des maximalen, für die Anordnung vorgesehenen Volumenstroms durch die Primärseite des Wärmetauschers. Vorteilhafterweise beträgt die maximale Förderleistung der leistungsstärksten Pumpe wenigstens 250 % der maximalen Förderleistung der leistungsschwächsten Pumpe.A particularly uniform change in the volume flow on the primary side is possible due to the action of the several pumps connected in parallel on a common heat exchanger, which advantageously leads to particularly small fluctuations in the output line of the secondary circuit. Due to the different maximum delivery capacities of the several pumps, a sufficiently fine control of the primary-side volume flow through the heat exchanger can take place, in particular even when the heat transfer capacity is low, by using a pump with a lower maximum delivery capacity. By staggering the pump output, fine controllability with a low volume flow can be achieved with just a few pumps. In this case, it is advantageously possible to use inexpensive pumps which can be operated on the general power network and have speed control by means of conventional half-wave suppression. The maximum delivery rate of the least powerful of the several pumps is advantageously a maximum of 35%, in particular a maximum of 25%, preferably a maximum of 20% of the maximum volume flow provided for the arrangement through the primary side of the heat exchanger. The maximum conveyor track is advantageously tion of the most powerful pump at least 250% of the maximum delivery rate of the least powerful pump.

Die maximalen Förderleistungen sind in erster Näherung mit den Nennleistungen der Pumpen identisch, können aber von diesen je nach Strömungswiderstand von Komponenten im Primärkreis mehr oder weniger abweichen.The maximum funding is first approximation identical to the nominal outputs of the pumps, but can vary depending on these flow resistance of components in the primary circuit more or less.

Vorzugsweise sind die mehreren Pumpen der Pumpenanordnung jeweils nur einzeln betrieben, wobei die verschiedenen Pumpen unterschiedliche Bereiche des gesamten primärseitigen Förderleistungsbereichs abdecken. Es zeigt sich, dass die Steuerung und/oder Regelung der Einzelpumpen an einem gemeinsamen Wärmetauscher vorteilhaft ist gegenüber der gleichzeitigen Regelung mehrerer paralleler Primärströme mit jeweils separaten Pumpen und Wärmetauschern. Die unterschiedlichen Bereiche können vorteilhafterweise überlappen, wobei bei sich veränderndem primärseitigem Förderleistungsbedarf der Wechsel zwischen zwei Pumpen vorübergehend abweichend von dem bevorzugten Einzelbetrieb der Pumpen eine steigende Förderleistung der einen Pumpe mit einer abnehmenden Förderleistung der anderen Pumpe einhergehen und durch die Steuereinrichtung koordiniert sein kann.Preferably, the multiple pumps are the Pump arrangement operated only individually, the different Pump different areas of the entire primary Capacity range cover. It turns out that the control and / or regulation of the Single pumps on a common heat exchanger is advantageous over the simultaneous control of several parallel primary currents with separate pumps and Heat exchangers. The different areas can advantageously overlap, being with changing primary side Capacity needs the change between two pumps is temporarily different from that preferred individual operation of the pumps an increasing delivery rate one pump with a decreasing flow rate of the other pump can go hand in hand and can be coordinated by the control device.

Vorteilhafterweise liegen die Steigerungsfaktoren von einer Pumpe zur nächststärkeren Pumpe (leistungsbenachbarte Pumpen) vorteilhafterweise zwischen 2 und 6, insbesondere zwischen 2,5 und 5. Die Steigerungsfaktoren liegen im arithmetischen Mittel vorzugsweise zwischen 2,5 und 5. Bei Vorliegen zweier leistungsgleicher Pumpen ist der Faktor dann F=1. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen alle Pumpen unterschiedliche maximale Förderleistungen auf.The increase factors are advantageously from one pump to the next stronger pump (neighboring power Pumps) advantageously between 2 and 6, in particular between 2.5 and 5. The increase factors are in the arithmetic mean preferably between 2.5 and 5. If there are two equals Pumping is then the factor F = 1. According to a preferred embodiment all pumps have different maximum delivery rates.

Bei Vorliegen einer an sich bekannten Bypassleitung zwischen Rücklaufleitung und Vorlaufleitung im Primärkreis ist vorteilhafterweise anstelle des gebräuchlichen, in der Vorlaufleitung eingefügten Mischventils ein Verteilventil in die Rücklaufleitung eingefügt, welches in Abhängigkeit von der Temperatur der Wärmeflüssigkeit in der Vorlaufleitung eine Verteilung des Volumenstroms auf die Bypassleitung und den Rücklauf-Eingang des Wärmespeichers in der Weise vornimmt, dass bei höheren Rücklauftemperaturen ein größerer Anteil in die Bypassleitung geführt wird als bei niedrigen Rücklauftemperaturen. Hierdurch kann die Temperatur der in den Wärmetauscher eintretenden Wärmeflüssigkeit innerhalb eines Sollbereichs gehalten werden.If there is a known Bypass line between return line and flow line in the primary circuit is advantageously instead of the usual, in the flow line inserted mixing valve a distribution valve inserted into the return line, which dependent on on the temperature of the heat fluid in the flow line a distribution of the volume flow to the Bypass line and the return inlet of the heat accumulator in such a way that at higher return temperatures a larger proportion led into the bypass line than at low return temperatures. hereby can be the temperature of the in the heat exchanger entering heat fluid be kept within a target range.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:The invention is based on of a preferred embodiment illustrated in detail with reference to the figures. It shows:

1 den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Anordnung, 1 the basic structure of an arrangement according to the invention,

2 ein Beispieldiagramm zur veränderlichen Pumpensteuerung. 2 an example diagram for variable pump control.

In 1 ist ein Aufbau einer erfindungsgemäßen Anordnung skizziert, welcher an einer Wärmetauscheranordnung primärseitig eine Wärmequelle, z. B. einen Wärmespeicher SP als Wärmequelle aufweist, aus welchem heißes Wasser als Speicherflüssigkeit über eine Vorlaufleitung VL auf den Eingang der Primärseite WP einer Wärmetauscheranordnung WT geleitet ist. Der primärseitige Ausgang der Wärmetauscheranordnung ist über eine Rücklaufleitung RL wieder zum Speicher SP zurückgeführt. Bei Speisung aus einem Fernwärmesystem kann der Speicher entfallen. Der Einfachheit halber ist im folgenden jeweils nur auf die Anordnung mit einem Speicher Bezug genommen. Die Ausführungen sind aber ohne weiteres auf eine Fernwärmeanordnung oder eine andere Wärmequelle übertragbar.In 1 a structure of an arrangement according to the invention is outlined, which on a heat exchanger arrangement on the primary side a heat source, for. B. has a heat accumulator SP as a heat source, from which hot water as storage liquid is passed via a flow line VL to the input of the primary side WP of a heat exchanger arrangement WT. The primary-side output of the heat exchanger arrangement is fed back to the store SP via a return line RL. The storage can be omitted when supplying from a district heating system. For the sake of simplicity, only the arrangement with one memory is referred to below. However, the statements are readily transferable to a district heating arrangement or another heat source.

Der Sekundärseite der Wärmetauscheranordnung ist aus einer Kaltwasserleitung KW kaltes Brauchwasser zugeführt, welches nach Durchströmen der Sekundärseite WS der Wärmetauscheranordnung an deren sekundärseitigem Ausgang erwärmt austritt und z B. über eine Warmwasserleitung WW an Zapfstellen als Warmwasser entnommen werden kann.The secondary side of the heat exchanger assembly cold hot water is supplied from a cold water pipe KW, which after flowing through the secondary side WS of the heat exchanger arrangement on their secondary side Output warmed exits and e.g. via a hot water pipe WW can be taken as hot water at taps can.

Während auf der Sekundärseite der Wärmetauscheranordnung das Brauchwasser in der Kaltwasserleitung unter Druck steht und die Warmwasserleitung WW im Entnahmefall weitgehend drucklos ist, so dass Brauchwasser unter dem Druck in der Kaltwasserleitung durch die Sekundärseite WS der Wärmetauscheranordnung in die Warmwasserleitung strömt, ist im Primärkreislauf zur Umwälzung der Speicherflüssigkeit eine veränderlich steuerbare Pumpenanordnung PA vorgesehen.While on the secondary side the heat exchanger arrangement the process water in the cold water pipe is under pressure and the hot water pipe WW is largely depressurized in the event of withdrawal, so that process water passes through under pressure in the cold water pipe the secondary side WS of the heat exchanger arrangement flows into the hot water pipe, is in the primary circuit for revolution the storage fluid one changeable controllable pump arrangement PA provided.

Für den Verbraucher ist von Bedeutung, dass bei Warmwasserentnahme einer Zapfstelle Temperaturschwankungen und Druckschwankungen möglichst ge ring sind, auch wenn er den Volumenstrom entnommenen Warmwassers verändert.For It is important to the consumer that when hot water is drawn a Tap temperature fluctuations and pressure fluctuations if possible ge ring, even if it is the volume flow of hot water drawn changed.

Zur Einstellung und/oder Regelung einer weitgehend konstanten Brauchwassertemperatur am Ausgang der Wärmetauscheranordnung ist es an sich gebräuchlich, mehrere in der gesamten Anordnung gewonnene Messwerte in einer Steuereinrichtung SE nach Steuervorgaben und/oder Regelalgorithmen zu Steuersignalen SS für die Pumpenanordnung zu verknüpfen. Derartige Messwerte können insbesondere die Vorlauftemperatur T1V der Speicherflüssigkeit am primärseitigen Eingang der Wärmetauscheranordnung, die Rücklauftemperatur T1A der Speicherflüssigkeit am primärseitigen Ausgang der Wärmetauscheranordnung, die Kaltwassertemperatur T2E am sekundärseitigen Eingang der Wärmetauscheranordnung, der Warmwassertemperatur T2A am sekundärseitigen Ausgang der Wärmetauscheranordnung oder der sekundärseitige Brauchwasser-Volumenstrom VSS durch die Wärmetauscheranordnung sein. Sensoren und Messfühler für diese Größen sind allgemein bekannt.For setting and / or regulation a largely constant hot water temperature at the outlet of the The heat exchanger assembly is it common in itself several measured values obtained in the entire arrangement in one control device SE according to control requirements and / or control algorithms for control signals SS for to link the pump arrangement. Such measured values can in particular the flow temperature T1V of the storage liquid on the primary side Entrance of the heat exchanger arrangement, the return temperature T1A of the storage liquid on the primary side Output of the heat exchanger arrangement, the cold water temperature T2E at the secondary inlet of the heat exchanger arrangement, the hot water temperature T2A at the secondary outlet of the heat exchanger arrangement or the secondary side Process water volume flow VSS through the heat exchanger arrangement. Sensors and sensors for this Sizes are well known.

Die Verwendung nur eines über den gesamten Volumenstrombereich immer durchströmten Wärmetauschers anstelle mehrerer, je nach Bedarf an Wärmestrom PQ von der Primärseite zur Sekundärseite der Wärmetauscheranordnung zuschaltbarer oder abschaltbarer separater Wärmetauscher vermeidet auf vorteilhafte Weise die beim Zu- und Abschalten von Wärmetauschern auftretenden Druckschwankungen in der Warmwasserleitung sowie die Temperaturschwankungen beim Zuschalten eines einzelnen abgekühlten Wärmetauschers. Der im Sinne der Erfindung einzige Wärmetauscher kann dabei durchaus modular aufgebaut sein. Wesentlich ist die gemeinsame Verbindungsleitung zu der Pumpenanordnung und das fehlen der Zu- oder Abschaltung einzelner Teile der Wärmetauscheranordnung beim Durchfahren des gesamten Volumenstrombereichs.The use of only one heat that always flows through the entire volume flow range Metauschers instead of several, depending on the need for heat flow PQ from the primary side to the secondary side of the heat exchanger arrangement, which can be switched on or off, advantageously avoids the pressure fluctuations in the hot water line which occur when switching on and off heat exchangers and the temperature fluctuations when switching on a single cooled heat exchanger. The only heat exchanger in the sense of the invention can be of modular construction. What is essential is the common connecting line to the pump arrangement and the lack of connection or disconnection of individual parts of the heat exchanger arrangement when passing through the entire volume flow range.

Die veränderlich steuerbare Pumpenanordnung PA enthält mehrere, im Beispielsfall drei Einzelpumpen P1, P2, P3 mit unterschiedlichen maximalen Förderleistungen. Die Pumpen sind parallel geschaltet und über eine gemeinsame Verbindungsleitung VL mit dem Wärmetauscher WT verbunden. Die Pumpenanordnung liegt vorteilhafterweise am Ausgang der Primärseite des Wärmetauschers, so dass beim Zuschalten einer zuvor ausgekühlten Pumpe, insbesondere bei einer leistungsstärkeren größeren Pumpe keine Temperaturschwankung am primärseitigen Eingang des Wärmetauschers auftritt, welche Anlass zu Regelschwankungen sein könnte.The variably controllable pump arrangement PA contains several, in the example three individual pumps P1, P2, P3 with different maximum funding. The pumps are connected in parallel and via a common connecting line VL with the heat exchanger WT connected. The pump arrangement is advantageously at the exit the primary side the heat exchanger, so that when switching on a previously cooled pump, especially when a more powerful one larger pump no temperature fluctuation at the primary inlet of the heat exchanger occurs, which could give rise to control fluctuations.

Die maximalen Förderleistungen VM1, VM2, VM3 der mehreren Pumpen P1, P2, P3 sind vorteilhafterweise deutlich verschieden. Im Beispiel der 2 ist angenommen, dass die maximale Förderleistung bei der leistungsstärksten Pumpe P1 das 3-fache der zweiten Pumpe P2 und das 9-fache der leistungsschwächsten Pumpe P3 entsprechend Leistungssteigerungsfaktoren von jeweils F12=VM1/VM2=3 und F23=VM2/VM3=3 beträgt. Typischerweise ist das kleinste Leistungsinkrement einer Pumpe mit veränderlich steuerbarer Leistung an deren maximale Förderleistung geknüpft und beträgt z. B. einige Prozent der maximalen Förderleistung. Durch die weite Staffelung der maximalen Förderleistungen der mehreren Pumpen ist dann eine besonders im Bereich geringen Volumenstroms wesentliche fein unterteilte Steuerung des primärseitigen Volumenstroms möglich, z. B. im Bereich von wenigen Promille des im wesentlichen durch die leistungsstärkste Pumpe P1 bestimmten maximalen Volumenstroms durch die Sekundärseite des Wärmetauschers, was wiederum zu besonders geringen Schwankungen der Temperatur T21 am sekundärseitigen Ausgang des Wärmetauschers führt. Durch die Staffelung der Pumpenleistung kann ein großer Gesamtbereich des Volumenstroms mit nur wenigen Pumpen erreicht und dennoch in allen Teilbereichen eine hinreichend feine relative Steuerung des Volumenstroms vorgenommen werden.The maximum delivery rates VM1, VM2, VM3 of the plurality of pumps P1, P2, P3 are advantageously significantly different. In the example of the 2 It is assumed that the maximum delivery rate for the most powerful pump P1 is 3 times that of the second pump P2 and 9 times that of the weakest pump P3 according to performance increase factors of F12 = VM1 / VM2 = 3 and F23 = VM2 / VM3 = 3, respectively. Typically, the smallest power increment of a pump with variably controllable power is linked to its maximum delivery rate and is z. B. a few percent of the maximum output. Due to the wide staggering of the maximum delivery rates of the several pumps, a finely divided control of the primary-side volume flow, particularly in the area of low volume flow, is then possible. B. in the range of a few parts per thousand of the maximum volume flow through the secondary side of the heat exchanger determined essentially by the most powerful pump P1, which in turn leads to particularly small fluctuations in the temperature T21 at the secondary-side outlet of the heat exchanger. By staggering the pump output, a large total area of the volume flow can be achieved with just a few pumps and nevertheless a sufficiently fine relative control of the volume flow can be carried out in all partial areas.

Die Pumpen sind vorteilhafterweise überwiegend einzeln betrieben und decken Volumenstrom-Teilbereiche PV1, PV2 und PV3 des gesamten primärseitigen Volumenstrombereichs von O bis PVmax ab. Insbesondere sind vorteilhafterweise die leistungsstärkeren Pumpen in den den leistungsschwächeren Pumpen zugeordneten Teilbereichen abgeschaltet. Die Teilbereiche PV1, PV2, PV3 überlappen vorteilhafterweise in dem Sinne, dass beim Betrieb der Pumpenanordnung bei einer Teilbereichsgrenze nicht ständig zwischen zwei Pumpen umgeschaltet wird, sondern ein Schalthystereseverhalten vorliegt. Der Betriebswechsel zwischen einer leistungsschwächeren und einer leistungsstärkeren Pumpe beim Durchlaufen einer Teilbereichsgrenze erfolgt vorzugsweise gleitend, indem eine Pumpe schrittweise angefahren und die andere schrittweise zurückgefahren wird. Bei jeweils einzelnem Betrieb ist der maximale Volumenstrom durch die maximale Förderleistung der leistungsstärksten Pumpe bestimmt. In anderer Ausführung können auch verschiedene Pumpen gleichzeitig betrieben sein, so dass sich deren maximale Förderleistungen summieren.The pumps are advantageously predominant individually operated and cover volume flow sub-areas PV1, PV2 and PV3 of the entire primary Volume flow range from O to PVmax. In particular, are advantageous the more powerful Pumps in the less powerful Sections assigned to pumps switched off. The subareas PV1, PV2, PV3 overlap advantageously in the sense that when operating the pump arrangement not constantly switched between two pumps at a partial range limit but there is a switching hysteresis behavior. The change of company between a poorer and a more powerful pump when passing through a partial area boundary, sliding is preferably carried out, by gradually starting up one pump and gradually reducing the other becomes. The maximum volume flow is for individual operation through the maximum delivery rate the most powerful Pump determined. In another version can also different pumps can be operated simultaneously, so that their maximum funding sum up.

Das Diagramm nach 2 zeigt auf der Abszisse den Sollwert VS des primärseitigen Volumenstroms, auf der Ordinate rechts auf die jeweilige maximale Drehzahl DM bezogenen zugeordnete Drehzahl (Kurven DZ1, DZ2, DZ3) der einzelnen Pumpen und auf der Ordinate links den tatsächlichen Volumenstrom V (Kurven V1, V2, V3) der einzelnen Pumpen sowie den gesamten Volumenstrom VG, welcher an den Übergabebereichen zwischen zwei Pumpen im wesentlichen schwankungsfrei dem Sollwert folgt.The diagram after 2 shows the setpoint VS of the primary-side volume flow on the abscissa, the assigned speed (curves DZ1, DZ2, DZ3) of the individual pumps based on the ordinate on the right on the ordinate and the actual volume flow V (curves V1, V2, V3) of the individual pumps and the total volume flow VG, which follows the setpoint at the transfer areas between two pumps essentially without fluctuations.

Da für die Zufuhr von Speicherflüssigkeit durch die gemeinsame Verbindungsleitung VL zwischen Pumpenanordnung PA und Wärmetauscher WT nur der gesamte Volumenstrom maßgebend ist und durch die Anordnung der Pumpenanordnung in der Rücklaufleitung ein Betriebswechsel zwischen zwei Pumpen die Vorlauftemperatur T1V nicht beeinflusst, ist die gewünschte Wärmezufuhr zum Wärmetauscher besonders präzise und gleichmäßig einstellbar, insbesondere auch bei Verwendung des Temperaturwerts T1V als Störgröße in einem Regelalgorithmus der Steuereinrichtung SE.As for the supply of storage fluid through the common connecting line VL between pump arrangement PA and heat exchanger WT only the entire volume flow is decisive and by the arrangement of the pump arrangement in the return line a change of operation between two pumps the flow temperature T1V is not affected, is the desired one heat to the heat exchanger particularly precise and evenly adjustable, especially when using the temperature value T1V as a disturbance variable in one Control algorithm of the control device SE.

In der Gesamtanordnung kann in an sich bekannter Weise eine die Warmwasserleitung auf den sekundärseitigen Eingang des Wärmetauschers zurückführende Zirkulationsleitung ZL mit einer Zirkulationspumpe PZ vorgesehen sein. Zwischen Rücklaufleitung RL und Vorlaufleitung VL im Primärkreis ist im Beispiel der 1 eine Bypassleitung eingefügt, über welche rücklaufende Speicherflüssigkeit der niedrigen Temperatur T1A der den Speicher mit der Temperatur TV entnommenen Flüssigkeit zugemischt wird und dadurch die Temperatur am primärseitigen Eingang gegenüber TV auf die Temperatur T1V reduziert wird. Hierfür ist in die Rücklaufleitung RL ein temperaturgesteuertes Verteilventil VV eingefügt, welches in Abhängigkeit von der Temperatur T1V den Volumenstrom in der Rücklaufleitung in einen ersten Teilstrom zum Wärmespeicher und einen zweiten Teilstrom in die Bypassleitung aufteilt, wobei der zweite Teilstrom bei höheren Rücklauftemperaturen größer ist als bei niedrigeren Rücklauftemperaturen. Hierdurch kann die Temperatur der in dem Speicher eintretenden Wärmeflüssigkeit in einem Sollbereich gehalten werden. Durch die Anordnung in der kälteren Rücklaufleitung RL ist die Lebensdauer eines solchen Verteilventils höher als die eines in der Vorlaufleitung angeordneten Mischventils. Das Verteilventil in der Rücklaufleitung ist auch unabhängig von der Leistungsstaffelung der Pumpenanordnung vorteilhaft realisierbar.In the overall arrangement, a circulation line ZL returning the hot water line to the secondary-side inlet of the heat exchanger can be provided in a manner known per se with a circulation pump PZ. Between return line RL and flow line VL in the primary circuit is in the example 1 a bypass line is inserted, via which the returning storage liquid of the low temperature T1A is mixed with the liquid removed from the storage tank at the temperature TV, and the temperature at the primary-side inlet is therefore reduced to the temperature T1V with respect to TV. For this purpose, a temperature-controlled distribution valve VV is inserted into the return line RL, which, depending on the temperature T1V, converts the volume flow in the return line into a first partial flow to the heat store and one divides the second partial flow into the bypass line, the second partial flow being higher at higher return temperatures than at lower return temperatures. As a result, the temperature of the heat fluid entering the memory can be kept in a desired range. Due to the arrangement in the colder return line RL, the service life of such a distribution valve is longer than that of a mixing valve arranged in the supply line. The distribution valve in the return line can also be advantageously implemented independently of the power grading of the pump arrangement.

Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.The above and those specified in the claims and the features that can be seen in the illustrations are both individual and can also be advantageously implemented in various combinations. The invention is not based on the exemplary embodiments described limited, but in the context of professional Can s changeable in many ways.

Claims

Arrangement for heating domestic water in the secondary circuit of a heat exchanger arrangement, through the primary circuit of which hot water can be conveyed from a heat source by means of a pump arrangement, the delivery capacity of the pump arrangement being variable via a control device to achieve a desired temperature of the domestic water and containing several pumps which are located in a primary circuit are parallel, characterized in that the several pumps have different maximum delivery rates and interact with a common heat exchanger via a common connecting line.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the maximum output the least performing Pump maximum 35%, in particular maximum 25% of the maximum primary volume flow through the heat exchanger is.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the increase factors of neighboring pumps between 2 and 6, in particular between 2.5 and 5.

Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the arithmetic mean of the increase factors between neighboring performance Pumping is between 2.5 and 5.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that there are at least two and a maximum of four pumps.

Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pump assembly in the return line of the primary circuit is arranged.

Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that that feed line and return line of the primary circuit are connected by a bypass line and that in the return line a distribution valve between the pump assembly and the heat source is arranged, which is a temperature-dependent distribution of the pump output current on the bypass line and the heat source causes.

Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the pumps are operated individually by the control device.

Arrangement according to claim 8, characterized in that about the entire delivery range the operating ranges of different pumps overlap.

Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the control device a measured value of the temperature of the hot water in the primary circuit supplied is.

Arrangement according to claim 10, characterized in that the control device is part of a control loop for input a specifiable hot water temperature in the outlet line of the secondary circuit and that the measured value of the temperature of the hot water in the primary circuit is the Control activated as a disturbance variable is.