DE29912994U1 - Ökonomisch-ökologische Heizzentrale für Einfamilienhäuser, Wohn- und Gewerbeanlagen und Steuerung derselben - Google Patents

Ökonomisch-ökologische Heizzentrale für Einfamilienhäuser, Wohn- und Gewerbeanlagen und Steuerung derselben

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Description

Ökonomisch- ökologische Heizzentrale für Einfamilienhäuser, Wohn- und Gewerbeanlagen und Steuerung derselben
Die Heizzentrale für Einfamilienhäuser, Wohn- und Gewerbeanlagen betrifft ein Heizsystem mit unterschiedlichen, miteinander verketten Energiegewinnungs, erzeugung, und -Verteilungprozessen, welches, bedingt durch seine komplexe Einsetzbarkeit vorrangig für Einfamilienhäuser sowie Wohn- und Gewerbeanlagen einsetzbar ist.
Es ist bekannt, unterschiedliche Methoden alternativer Energie- und Wärmegewinnung miteinander zu verknüpfen.
So ist es möglich, Erdwärme mittels Wärmepumpen nutzbar zu machen und diese Wärmepumpen mittels durch Photovoltaik erzeugter Elektroenergie anzutreiben.
Diese ökologische Energiegewinnung verursacht keine direkten Immissionen.
Es ist die umweitschonende Nutzung vorhandener natürlicher, nicht fossiler Energiequellen.
Die Wärmepumpenanlage gewinnt die Energie entweder durch vertikale bzw. horizontale Erdabsorber oder direkt aus dem Grundwasser über Saug- und Schluckbrunnen.
Die Photovoltaiktechnik nutzt das Sonnenlicht zur Umwandlung in elektrischen Strom.
Die erzeugte Elektroenergie wird zur Deckung des Eigenbedarfs für den Betrieb der Wärmepumpen und Verteilungen genutzt.
Nachteilig bei diesen Heizsystemen ist, daß eine bedarfsgerechte Erzeugung von Wärme und das Zurverfügungstellen derselben an einem definierten Ort im System nicht ohne hohe Verluste an Energie erfolgen kann, da diese Heizsystem die Abnehmer mittels Ringleitungen verbindet und die gesamte Wärme durch Umlauf in der Ringleitung transportiert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Heizsystem zur Verfügung zustellen, welches es ermöglicht, die benötigte Wärme an jedem Ort des Systems ohne große Verluste und ohne zusätzlichen Energieaufwand zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch das Heizsystem gemäß der Schutzansprüche 1 bis 3 gelöst.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem beispielhaften Systemaufbau gemäß Abbildung 1 näher erläutert werden.
Das erfindungsgemäße Heizsystem findet Einsatz zur Gebäudebeheizung und zur Warmwasserbereitung in Einfamilienhäusern, Wohn- und Gewerbeanlagen, in welchen die Versorgung einzelner Objekte unabhängig von einander realisiert werden muß.
Dies können in Einfamilienhäusern einzelne Räume, in Anlagen aber auch einzelne Gebäude mit einzeln zu versorgenden Räumen sein.
Diese einzelnen Verbraucher sind dabei mittels einer Zentralleitung verbunden, an welche jeder einzelne Abnehmer mittels einer Stichleitung angeschlossen
Die Prozeßsteuerung der bedarfsgerechten Wärmeerzeugung und Verteilung besteht in dem erfindungsgemäßen Heizsystem im wesentlichen aus drei Hauptbaugruppen:
1. Meßwerterfassung durch Meßwertaufnehmer und Meßwertumformer
2. Signalumwandlung von analogen zu digitalen Signalen und in umgekehrter Reihenfolge
3. Prozeßrechner
4. Elektromechanische Stellglieder
Dabei wird die vorhandene Innentemperatur eines beliebigen Gebäudes ständig mit der vom Nutzer frei wählbaren Solltemperaturen verglichen. Die gewonnenen Meßwerte werden in einem Meßwertumformer in Analogsignale umgewandelt.
Die von einem bis beliebig vielen Gebäuden (Verbraucher) erzeugten Analogsignale werden in einen Analog- Digitalumwandler in eine digitale Form
gebracht.
Das Wandlungsergebnis wird in einem Ergebnisspeicher abgelegt und bleibt dort solange vorhanden, bis es von einem neuen Wert überschrieben wird. Der umgewandelte Analogwert wird in den Prozeßrechner eingelesen. Durch das Ergebnis im Prozeßrechner wird zum einen über einen Digital-Analogumsetzer ein analoges Stellglied (Motorstellventil) des jeweiligen Verbrauchers angesteuert und zum anderen die jeweils erforderliche Leistungsabgabe der Wärmepumpen bestimmt.
Durch den Einsatz der beschriebenen Steuerung ist eine bedarfsorientierte Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung möglich.
Die Wärmepumpe wird mit der jeweils abgeforderten Wärmemenge bedarfsorientiert mit optimaler Leistungskurve beaufschlagt.
Zur Wärmeverteilung wird nur der Teil des Verteilernetzes mit einer konkreten Wärmemenge beschickt, an dem sich der Verbraucher mit dem konkreten Bedarf befindet.
Die genannte Steuerung trägt damit zur Optimierung der Energieerzeugung und Verteilung bei, wobei Energieverluste minimiert werden.
Die Heizzentrale besteht im wesentlichen aus mindestens zwei Wärmepumpen in Kombination mit der Photovoltaiktechnik, aus Verteilungs-, Steuerungs und Umformungseinrichtungen.
Die Warmwasseraufbereitung kann dabei zentral in der Heizstation oder dezentral für jedes Gebäude einzeln ausgeführt werden. Der Energieverbrauch wird objektbezogen mittels Wärmemengenzähler bzw. Warmwasserzähler erfaßt.
Die mittels des erfindungsgemäßen Heizsystems ökologisch erzeugte Wärmeenergie wird für die Raumheizung vorrangig in Form der Fußbodenheizung mit Einzelraumregelung freigesetzt. Der ökonomische Effekt der Heizzentrale besteht in der Möglichkeit der
Vielfachnutzung. Das bedeutet, je mehr Verbraucher an der Heizzentrale angeschlossen sind um so geringer sind die anteiligen Investitionskosten. Das führt zur Senkung der Baukosten des Einzelnen.
Der Einsatz der Heizzentrale ist vorrangig für Gebäude mit optimal
ausgelegtem Wärmeschutz und in Kombination mit einer automatischen Raumlüftungsanlage gedacht.
Die zeitlich vorhandene überschüssige Energie wird in das öffentliche Netz eingespeist. In Zeiten, wo die Photovoltaikanlage nicht arbeitet wird die benötigte Elektroenergie wieder aus dem Netz entnommen.

Claims (3)

1. Heizzentrale für Einfamilienhäuser, Wohn- und Gewerbeanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versorgung der einzelnen Verbraucher mit Wärmeenergie, welche durch mittels photovoltaisch erzeugten Stromes betriebene Wärmepumpen gewonnen wird, die einzelnen Verbraucher mittels einer Zentralleitung verbunden sind, an welche jeder einzelne Abnehmer mittels einer Stichleitung angeschlossen ist und die Verteilung prozessgesteuert erfolgt.
2. Steuerung der Heizzentrale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßsteuerung der bedarfsgerechten Wärmeerzeugung und Verteilung aus Meßwerterfassung durch Meßwertaufnehmer und Meßwertumformer, Signalumwandlung von analogen zu digitalen Signalen und in umgekehrter Reihenfolge, Prozeßrechner und elektromechanischen Stellgliedern besteht, mittels derer die vorhandene Innentemperatur eines beliebigen Gebäudes ständig mit der vom Nutzer frei wählbaren Solltemperaturen verglichen wird, die gewonnenen Meßwerte in einem Meßwertumformer in Analogsignale umgewandelt werden, die von einem bis beliebig vielen Gebäuden (Verbraucher) erzeugten Analogsignale in einen Analog-Digitalumwandler in eine digitale Form gebracht werden, das Wandlungsergebnis in einem Ergebnisspeicher abgelegt wird und dort solange vorhanden ist, bis es von einem neuen Wert überschrieben wird, der umgewandelte Analogwert in den Prozeßrechner eingelesen ist und über einen Digital-Analogumsetzer ein analoges Stellglied des jeweiligen Verbrauchers angesteuert wird und zum anderen die jeweils erforderliche Leistungsabgabe der Wärmepumpen bestimmt.
3. Heizzentrale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmeverteilung nur der Teil des Verteilernetzes mit einer konkreten Wärmemenge beschickt wird, an dem sich der Verbraucher mit dem konkreten Bedarf befindet.
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