DE2610471A1 - Central heating system with heat storage - has individual low temp. systems brought up to slightly above output temp. - Google Patents

Central heating system with heat storage - has individual low temp. systems brought up to slightly above output temp.

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Abstract

The efficiency improvement system is for central heating systems, having low temperature systems within the control circuit. The low temperature systems have a storage ability, so that at least one system can be temporarily switched-off, when a system with high heat requirements within the circuit becomes active. The low temperature systems include underfloor-, wall-, and water heating, and in addition the hating for a swimming pool. The individual low temperature systems are brought up to a temperature slightly above the output temperature, so that after switching-off, the desired output temperature is reached. The cut-off system returns heating energy into the circuit via a heat exchanger, which is then fed to other systems, via a common intermediate storage.

Description

Verfahren zur Optimierung einer Gebäudeheizung Process for optimizing a building heating system

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung einer Gebäudeheizung mit in einem Regelkreis schaltbaren Niedrigtemperatur-Heizsystemen.The invention relates to a method for optimizing a building heating system with low-temperature heating systems that can be switched in a control circuit.

BekannteWärmeverteilerstationen, die mit dem Vor- und Rücklauf des Wärmeerzeugers, beispielsweise eines Ö1-, Gas-oder Elektrokessels, verbunden sind, enthalten mehrere Regelkreise mit Umwälzpumpe und Mischventil, welche den einzelnen Abnahmekreisen der Heizanlage zugeordnet sind.Well-known heat distribution stations that are connected to the flow and return of the Heat generator, for example an oil, gas or electric boiler, are connected, contain several control loops with circulation pump and mixing valve, which control the individual Approval circles of the heating system are assigned.

Der Heizkessel muß dabei so ausgelegt werden, daß die abgegebene Wärmeleistung auch dann ausreicht, wenn zufällig sämtliche Abnahmekreise oder Heizsysteme Wärme anfordern.The boiler must be designed so that the heat output It is also sufficient if all of the acceptance circuits or heating systems happen to have heat request.

Dies bedingt eine unökonomisch hohe Auslegung der Kesselleistung und im Falle der Ölbefeuerung auch des zugehörigen Tankvolumens. Außerdem ergeben sich bei den vorbekannten Anlagen wesentliche Schwierigkeiten, wenn nicht nur mit einer Primärheizquelle sondern zusätzlich mit einer durch Solarenergie gespeisten Sekundärheizquelle gearbeitet werden soll, welche wegen der relativ hohen Investitionskosten zur Erreichung günstiger Betriebskosten eine besonders ökonomische Wärmenutzung verlangt.This requires an uneconomically high design of the boiler output and in the case of oil firing, also the associated tank volume. Also arise in the previously known systems substantial difficulties, if not only with one Primary heating source but also with one through solar energy fed secondary heating source should be worked, which because of the relatively high Investment costs to achieve low operating costs are particularly economical Heat utilization required.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren zur Optimierung einer Gebäudeheizung mit in einem Regelkreis schaltbaren Heizsystemen, insbesondere Niedrigtemperatur-Heizsystemen anzugeben, welches eine Verringerung der bereitgestellten Heizleistung und eine günstige Anpassung an die Voraussetzungen zur Ausnutzung von Solarenergie ermöglicht. Das Kennzeichnende der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Niedrigtemperatur-Heizsysteme eine solche Speicherfähigkeit aufweisen, daß wenigstens ein Heizsystem vorübergehend abgeschaltet werden kann, wenn ein anderes Heizsystem mit hohem Wärmebedarf im Regelkreis Heizenergie anfordert. Eine solche Optimierung kann beispielsweise davon ausgehen, daß in einem Wohnhaus mit Schwimmhalle als Niedrigtemperatur-Heizsysteme eine Fußbodenheizung, eine Warmlüftung der Schwimmhalle zur Steuerung der Luftfeuchtigkeit, eine Beckenwasserbeheizung, eine Fußbodenheizung der Schwimmhalle sowie eine Wandheizung der Schwimmhalle vorhanden sind. Nach den bisher beachteten Grundsätzen wurde der Heizkessel so ausgelegt, daß er im wesentlichen die Summenleistung der einzelnen Heizsysteme abgeben kann. Die Erfindung macht demgegenüber von der Tatsache Gebrauch, daß die Verwendung von Niedrigtemperatur-Heizsystemen mit hinreichender Speicherfähigkeit dann eine zeitperiodische oder durch eine Vorrangschaltung bestimmte Abschaltung einzelner oder mehrerer Systeme erlaubt, wenn ein bevorrechtigtes System, beispielsweise die Warmlüftung, Wärmeenergie anfordert. Durch dieses Verfahren ergibt sich eine sehr wesentliche Energieeinsparung und eine ökonomische Ausnutzung vorhandener Anschlußle is tungen.The invention is based on the object of providing a method for Optimization of building heating with heating systems that can be switched in a control circuit, in particular to indicate low-temperature heating systems, which is a reduction the provided heating power and a favorable adaptation to the requirements allows for the use of solar energy. The distinguishing feature of the invention is it can be seen that the low-temperature heating systems have such a storage capacity show that at least one heating system can be switched off temporarily, if another heating system with a high heat requirement in the control circuit requests heating energy. Such an optimization can, for example, assume that in a residential building with a swimming pool as low-temperature heating systems, underfloor heating and warm ventilation the swimming pool to control the humidity, a pool water heater, there is underfloor heating in the swimming pool and wall heating in the swimming pool are. In accordance with the principles previously observed, the boiler was designed in such a way that that it can essentially deliver the total output of the individual heating systems. The invention makes against it use of the fact that the use of low-temperature heating systems with sufficient storage capacity then a periodic shutdown or a shutdown determined by a priority circuit single or multiple systems allowed if a privileged system, for example the warm ventilation, requests heat energy. This procedure results in a very substantial energy savings and an economical use of existing connections activities.

Die speicherfähigen Nledrigtemperatur-Heizsysteme können zweckmäßig die verschiedensten Arten von Fußbodenheizungen, Wandheizungen, Deckenheizungen, Warmwasserheizungen u.ä. speicherfähig ausbildbare Heizungen im Wohn- bzw.The storable low temperature heating systems can be expedient the most diverse types of underfloor heating, wall heating, ceiling heating, Hot water heaters, etc. storable heaters in the living room or

Gewerbebereich umfassen. Eine besonders günstige zusätzliche Speicherung kann durch den Wasserinhalt eines Schwimmbeckens über die Beckenwasserbeheizung erreicht werden.Include commercial area. A particularly cheap additional storage can through the water content of a swimming pool via the pool water heating can be achieved.

Es kann außerdem dabei zweckmäßig sein, die einzelnen speicherfähigen Niedrigtemperatur-Heizsysteme derart aufzuheizen, daß sie in ihrer Temperatur etwas oberhalb der geforderten Abgabe temperatur liegen, und diese vorgeschriebene Temperatur erst nach dem Abschalten eines solchen Niedrigttçmperatur-Heizsystems bei langsamem Temperaturabfall erreichen. Die geringe Überschreitung der vorgegebenen Abgabetemperatur wird dabei im allgemeinen nicht als störend empfunden. Sie ermöglicht jedoch eine zusätzliche, wesentliche Wärmespeicherung, die gegebenenfalls zweckmäßig auch in der Weise ausgenutzt werden kann, daß die von der Heizenergie abgesperrten Niedrigtemperatur-Heizsysteme über einen zugeordneten Wärmetauscher Heizenergie in das Heizsystem zurückliefern, welche dann in andere vorrangige Niedrigtemperatur-Heizsysteme, gegebenenfalls über einen gemeinsamen Zwischenspeicher, abgegeben wird.It can also be useful to save the individual Heat low-temperature heating systems in such a way that they are somewhat in their temperature above the required delivery temperature, and this prescribed temperature only after switching off such a low-temperature heating system at slow Reach temperature drop. The slight excess of the specified dispensing temperature is doing in general not perceived as annoying. It enables however, an additional, essential heat storage, which may be useful can also be exploited in such a way that the closed off from the heating energy Low-temperature heating systems using an assigned heat exchanger for heating energy return them to the heating system, which are then transferred to other priority low-temperature heating systems, if necessary via a common buffer store.

Es wird somit angestrebt, die innerhalb des Gebäudes benötigte Brauchwärme in solchen Systemen zu erzeugen und von diesen abzugeben, welche durch ihre hinreichende Speicherfähigkeit eine zeitweise Abschaltung von der Heizenergiezufuhr erlauben, so daß die an der Wärmeverteilerstation zur Verfügung stehende Heizenergie jeweils kurzzeitig in vollem Umfange für bevorrechtigte Heizsysteme abgerufen werden kann.The aim is therefore to generate the domestic heat required within the building to be produced in such systems and to be given off by them, which by their sufficient Storage capacity allow a temporary shutdown of the heating energy supply, so that the heating energy available at the heat distribution station in each case can be called up briefly in full for preferred heating systems.

Eine wichtige Anwendung des neuen Verfahrens kann darin bestehen, daß eine Primärheizquelle, beispielsweise in Form eines Elektro-, Gas- oder ölkessel, mit einer durch Solarenergie gespeisten Sekundärheizquelle beispielsweise in Form eines Sonnenkollektors kombiniert wird. Dabei erscheint es vorteilhaft, bei einer Heizenergieanforderung aus einem der Niedrigtemperatur-Heizsysteme zunächst festzustellen, ob nach der gegebenen Rücklauftemperatur des Niedrigtemperatur-Heizsystems und der vorhandenen Speichertemperatur des Solarspeichers eine Wärmeabgabe aus dem Solarspeicher möglich ist. Die Primärheizquelle bzw. deren Speicher wird nur dann zur Wärmeabgabe herangezogen, wenn die Solarheizquelle bzw. der Solarspeicher keine ausreichende Vorlauftemperatur für das entsprechende Niedrigtemperatur-Heizsystem liefern können. Eine solche Ausbildung bedeutet eine optimale Nutzung der Solarenergie bei beschränktem Einsatz der unbedingt erforderlichen Primärheizenergie.An important application of the new process can be: that a primary heating source, for example in the form of an electric, gas or oil boiler, with a secondary heating source fed by solar energy, for example in the form a solar collector is combined. It seems advantageous for one First determine the heating energy requirement from one of the low-temperature heating systems, if according to the given return temperature of the low-temperature heating system and the existing storage tank temperature of the solar storage tank, a heat release from the solar storage tank is possible. The primary heat source or its storage unit is only then used to give off heat used when the solar heating source or the solar storage tank is not sufficient Can supply flow temperature for the corresponding low-temperature heating system. Such a training means an optimal use of solar energy with limited Use of the absolutely necessary primary heating energy.

Es kann zweckmäßig sein, wenn die Primärheizquelle und die Sekundärheizquelle die einzelnen Niedrigtemperatur-Heizsysteme nach Vorrangschaltung der Wärmeanforderung speisen, wobei die abgeschalteten Systeme, wie bereits dargestellt, hinreichende Speicherkapazitäten zur Vermeidung unerwünschter Temperaturschwankungen aufweisen. Besonders günstig erscheint auch im Zusammenhang der Verwertung von Primär- und Sekundärenergie die Verwendung des Wasserinhaltes eines Schwimmbeckens als größter Wärmespeicher.It can be useful if the primary heating source and the secondary heating source the individual low-temperature heating systems according to priority switching of the heat request feed, with the shutdown systems, as already shown, sufficient Have storage capacities to avoid undesirable temperature fluctuations. It also appears particularly favorable in connection with the recycling of primary and Secondary energy the use of the water content of a swimming pool as the largest Heat storage.

In der Zeichnung ist ein Blockschema des Verfahrens gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Primärheizquelle und einer durch Solarenergie gespeisten Sekundärheizquelle dargestellt.In the drawing is a block diagram of the method according to the invention using one primary heating source and one powered by solar energy Secondary heating source shown.

Man erkennt einen nach üblicher Ausbildung in Dachlage angeordneten Sonnenkollektor 1, welcher die Sekundärenergie in einen Solarspeicher 2 liefert. Dieser Sonnenkollektor 1 bildet die Sekundärheizquelle. Als Primärheizquelle ist ein Heizkessel 3 vorgesehen, welcher wahlweise als Elektrokessel,Gaskessel oder Ölkessel ausgebildet sein kann. Dieser Heizkessel 3 liefert entsprechend erhitztes Wasser in eine zentrale Optimierungsstation 4, welche die einzelnen Niedrigtemperatur-Heizsysteme 5, 6, j, 8 und 9 mit entsprechender Vorrangschaltung versorgt.One recognizes one arranged according to the usual training in the roof position Solar collector 1, which supplies the secondary energy to a solar storage tank 2. This solar collector 1 forms the secondary heating source. As the primary heating source is a boiler 3 is provided, which can optionally be used as an electric boiler, gas boiler or Oil boiler can be formed. This boiler 3 supplies accordingly heated Water in a central optimization station 4, which the individual low-temperature heating systems 5, 6, j, 8 and 9 are supplied with the appropriate priority circuit.

Das Niedrigtemperatur-Heizsystem 5 ist die Fußbodenheizung des Wohnhauses, während die Systeme 6 und 7 die Wandflächenheizung bzw. die M bodenheizung der Schwimmhalle darstellen. Das System 8 ist das Heizsystem zur Erwärmung des Beckenwassers in der Schwimrnhalle. Das Heizsystem 9 ist die nicht als speicherfähig ausgebildete Warmlufterzeugung zur Feuchtigkeitsregulierung im Innenraum der Schwimmhalle. Die Systeme 4, 5, 6, 7 und 8 sind in der beschriebenen Weise als hinreichend wärmespeicherfähige Systeme ausgebildet, welche einzeln oder gruppenweise von der zentralen Optimierungsstation 4 abgeschaltet werden können, wenn z.B. das System 9, welches über keine hinreichende Speicherfähigkeit verfügt, Heizenergie anfordert. Die Abschaltung einzelner Systeme kann vorteihaft auch zeitperiodisch beispielsweise als Nachtspeicherung erfolgen.The low temperature heating system 5 is the underfloor heating of the house, while systems 6 and 7 have wall heating and floor heating in the swimming pool hall represent. System 8 is the heating system for heating the pool water in the Swimming pool. The heating system 9 is the hot air generation that is not designed as storable for moisture regulation in the interior of the swimming pool. Systems 4, 5, 6, 7 and 8 are in the manner described as sufficiently heat storage systems formed, which individually or in groups from the central optimization station 4 can be switched off if, for example, the system 9, which does not have sufficient Has storage capacity, requests heating energy. The shutdown of individual systems can advantageously also take place periodically, for example as night storage.

Dabei erscheint es wesentlich, daß die nichtspeichernden Systeme in vielen Fällen, wie beispielsweise im vorliegenden Ausführungsbeispiel, die Warmlufterzeugung für den Innenraum der Schwimmhalle im allgemeinen nur kurzzeitig jeweils innerhalb eines Bruchteiles der Gesamtbetriebsdauer der Anlage eingesetzt werden müssen. Für derartige Zeiten reicht jedoch die Speicherkapazität der übrigen Systeme durchaus hin, so daß ohne wesentlichen Temperaturabfall durch Abschaltung der nicht bevorrechtigten Systeme eine genügende Heizenergie für die bevorrechtigten Systeme bzw. für das bevorrechtigte System zur Verfügung steht.It seems essential that the non-storing systems in many cases, such as in the present embodiment, the generation of hot air for the interior of the swimming pool in general only briefly within a fraction of the total operating time of the system must be used. For such times, however, the storage capacity of the other systems is definitely sufficient so that without a significant drop in temperature by switching off the non-privileged Systems have sufficient heating energy for the privileged systems or for the preferred system is available.

Der Solarwärmespeicher 2 ist ebenso wie der Heizkessel 3 mit einem Warmwasserspeicher 10 verbunden, welcher warmes Wasser zur Bildung von Mischwasser in einen Mischwasserspeicher 11 abgibt.The solar heat storage 2 is just like the boiler 3 with a Hot water tank 10 connected, which warm water to form mixed water releases into a mixed water tank 11.

Aus einem Kaltwasserreservoir 12 erfolgt bei Bedarf ein Kaltwasserzusatz zum Mischwasserspeicher 11 bzw. zum Solarspeicher 2.If necessary, cold water is added from a cold water reservoir 12 to mixed water storage tank 11 or solar storage tank 2.

Die Ausbildung der Niedrigtemperatur-Heizsysteme als Speicherheizung mit entsprechender Speicherkapazität kann in den bekannten Ausführungsformen unter Verwendung von in Wärmedämmstolfen eingebetteten Rohrschlangen oder dergleichen erfolgen.The formation of the low-temperature heating systems as storage heating with a corresponding storage capacity can in the known embodiments under Use of pipe coils or the like embedded in thermal insulation bars take place.

Durch die Anwendung der Erfindung ergibt sich die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Verwertung der Sonnenenergie als Heizquelle für eine Ganzjahresheizung, wobei im Sommerbetrieb die durch die Solarenergie gespeiste Sekundärheizquelle, besonders in Ländern mit hoher, durchschnittlicher Sonneneinstrahlung, zeitweise als einzige Energiequelle ausreicht.By applying the invention there is the possibility of a economic utilization of solar energy as a heating source for year-round heating, whereby in summer operation the secondary heating source fed by solar energy, especially in countries with high, average solar radiation, at times is sufficient as the only source of energy.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (7)

Ansprüche 1. Verfahren zur Optimierung einer Gebäudeheizung mit in einem Regelkreis schaltbaren Niedrigtemperatur-Heizsystemen, d a d u r c h -- e k e n n z e i c h n e t , daß die Niedrigtemperatur-Heizsysteme eine solche Speicherfähigkeit aufweisen, daß wenigstens ein eizsystem vorübergehend abgeschaltet werden kann, wenn ein anderes Heizsystem mit hohen Wärmebedarf im Regelkreis Heizenergie anfordert. Claims 1. A method for optimizing a building heating system with in a control circuit switchable low-temperature heating systems, d a d u r c h - e it is not stated that the low-temperature heating systems have such a storage capacity show that at least one heating system can be switched off temporarily, if another heating system with a high heat requirement in the control circuit requests heating energy. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c x g e -k e n n z e i c h n e t , daß die speicherfähigen Niedrigtemperatur-Heizsysteme Fußbodenheizung, Wandheizung, Warmwasserheizung sind.2. The method according to claim 1, d a d u r c x g e -k e n n z e i c h n e t that the storable low-temperature heating systems underfloor heating, wall heating, Hot water heating are. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß als zusätzliches speicherfähiges iedritemperatur-I-ieizsyste die Beckenwasserheizung eines Schwimmbeckens vorgesehen ist.3. The method according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h N e t that the pool water heating system is an additional storable low-temperature heating system a swimming pool is provided. 4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die einzelnen speicherfähigen Niedrigtemperatur-Heizsysteme derart aufgeheizt werden, daß sie in ihrer Temperatur etwas oberhalb der geforderten Abgabetemperatur liegen, und daß nach dem Abschalten eines solchen Niedrigtemperatur-Heizsystems die gewünschte Abgabetemperatur erreicht wird.4. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the individual storable low-temperature heating systems are heated in this way be that their temperature is slightly above the required delivery temperature lie, and that after switching off such a low-temperature heating system the desired dispensing temperature is reached. 5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die von der Heizenergie abgesperrten Niedrigtemperatur-Heizsysteme über einen zugeordneten Wärmetauscher Heizenergie in das Heizsystem zurückliefern, welche dann in andere vorrangige Niedrigtemperatur-Heizsysteme, gegebenenfalls über einen gemeinsamen Zwischenspeicher, abgegeben wird.5. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the low-temperature heating systems shut off from the heating energy an associated heat exchanger deliver heating energy back into the heating system, which then to other priority low-temperature heating systems, possibly via one common buffer, is delivered. 6. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -1K e n n z e i c h n e t , daß eine Primärheizquelle und eine durch Solarenergie gespeiste Sekundärheizquelle in einer derartigen Auswahlschaltung kombiniert sind, daß bei einer Heizenergieanforderung aus einem Niedrigtemperatur-Heizsystem zunächst geprüft wird, ob nach der gegebenen Rücklauftemperatur des Niedritemperatur-Heizsystems und der vorhandenen Speichertemperatur des Solarspeichers eine Wärmeabgabe aus dem Solarspeicher möglich ist, und daß die Primärheizquelle bzw. deren Speicher nur dann zur Wärmeabgabe herangezogen wird, wenn die Solarheizquelle bzw.6. The method of claim 1, d a d u r c h g e -1K e n n z e i c h n e t that a primary heating source and a solar powered secondary heating source are combined in such a selection circuit that when there is a heating energy request from a low-temperature heating system it is first checked whether according to the given Return temperature of the low-temperature heating system and the existing storage tank temperature of the solar storage tank heat output from the solar storage tank is possible, and that the Primary heating source or its storage is only used for heat dissipation, if the solar heating source resp. der Solarspeicher keine ausreichende Vorlauftemperatur für das Niedrigtemperatur-Heizsystem liefern können. the solar storage tank does not have a sufficient flow temperature for the low-temperature heating system can deliver. 7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c n g e -k e n n z e i c h n e t , d? die Primärheizquelle und die Sekundärheizquelle die einzelnen Niedrigtemperatur-Heizsysteme nach Vorrangschaltung der Wärmeanforderung speisen, wobei die abgeschalteten Systeme eine hinreichende Speicrerkapazität zur Vermeldung unerwünschter Temperaturschankungen aufweisen.7. The method according to claim 6, d a d u r c n g e -k e n n z e i c h n e t, d? the primary heating source and the secondary heating source the individual low-temperature heating systems feed according to the priority switching of the heat demand, whereby the switched-off systems Sufficient storage capacity to avoid undesirable temperature fluctuations exhibit. :3 Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wasserinhalt eines Schwimmbeckens als größter Wärmespeicher vorgesehen ist.: 3 Method according to claim 6 or 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the water content of a swimming pool acts as the largest heat store is provided.
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