DE3105373A1 - Heizungsanlage - Google Patents
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT "* Unser Zeichen
Berlin und München VPA gj P 4 0 1 0 DE
Heizungsanlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist bereits eine Heizungsanlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art bekannt. Die bekannte
Anlage arbeitet im bivalenten Parallelbetrieb. Oberhalb eines vorgegebenen sogenannten Bivalenzpunktes,
wird der flüssige Wärmeträger von der Wärmepumpe allein aufgeheizt. Unterhalb des Bivalenzpunktes
heizen die Wärmepumpe und die zweite Wärmequelle den flüssigen Wärmeträger gemeinsam auf. Als Bivalenzpunkt
wird hierbei derjenige Punkt verstanden, bei dem der anstehende Wärmebedarf gerade noch von
der Wärmepumpe alleine gedeckt werden kann. Die bekannte Heizungsanlage ist jedoch vornehmlich für
Niedertemperaturheizungen vorgesehen, beispielsweise für Fußbodenheizungen, bei welchen die Temperatur
des flüssigen Wärmeträgers im Vorlaufstrang nicht wesentlich höher liegt als die von der Wärmepumpe
höchstens erzeugbare Temperatur des flüssigen Wärmeträgers, beispielsweise + 550C
Die Umwälzpumpe ist von Hand nur zu dem Zweck stufenlos
regelbar, um die maximal mögliche Umwälzmenge unterhalb des Strömungsrauschens einstellen zu können
(Siemens Luft- Wasser- Wärmepumpe, Technische Information, IKVK/6/11, September 198o).
Es ist auch bereits bekannt, die Regelung der Pumpenleistung einer Heizungsanlage durch Drosselung der
Bee 2b Bes / o9.o1.1981
- sr- - VPA 81 P h 0 1 0 DE
Wassermenge mittels eines Absperrorgans in der Druckleitung oder in der Pumpe vorzunehmen und
ferner durch Änderung der Drehzahl mittels polumschaltbarer Elektromotore oder durch gruppenweisen
Betrieb mehrerer Pumpen (Recknagel, Sprenger, Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, 6o. Jahrgang
79/80, Seite 599, Verlag R. Oldenbourg, München, Wien).
Bei einer bekannten Warmwasser-Heizungsanlage ist zwischen Vorlauf und Rücklauf ein Differenzdruckregler
vorgesehen, der ein Überströmventil enthält. Das Überströmventil öffnet beim Überschreiten eines
vorgegebenen Ansprechpunktes des Differenzdruckes (EP-OOO1826).
Es ist ferner bekannt, eine Heizfeuerung abhängig vom Druck- oder der Temperatur des Kältemittels im
Verdampfer einer Wärmepumpe ein- und auszuschalten. (DE-OS 28 55 485).
Weiterhin ist bei einer Zentralheizung mit einer Wärmepumpe und einem Warmwasserspeicher bekannt,
der Wärmepumpe eine Umgehungsleitung mit einem in Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur des Wassers
betätigbaren Ventil parallel zu schalten, das geöffnet ist, wenn die Rücklauftemperatur nur wenig
unterhalb der mit der Wärmepumpe erreichbaren Vorlauftemperatur liegt. Bei geschlossenem Ventil ist
die Wärmepumpe abgeschaltet (DE-OS 25 58 511).
Aufgabe der Erfindung ist es, die Heizungsanlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art
auf besonders einfache Weise so auszubilden, daß sie über den Niedertemperaturbereich hinaus im bivalenten
Parallelbetrieb betreibbar ist.
- -y- VPA 81 Ρ40 1 ODE
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene
Ausbildung gelöst.
Durch diese Ausbildung ist es möglich, bei hoher Vorlauftemperatur im Vorlaufstrang, durch Drosselung
der Förderleistung der Umwälzpumpe, eine solche Temperaturspreizung
in der Wärmeabgabeeinrichtung zu erreichen, daß sich in der Rücklaufleitung eine
Rücklauftemperatür ergibt, welche die Wärmepumpe
noch auf ein höheres Niveau anzuheben vermag, bei welcher also die Wärmepumpe noch imstande ist, Heizarbeit
zu leisten. Hohe, die Wärmepumpe beaufschlagende Rücklauftemperatüren des flüssigen Wärmeträgers
würden im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe zu unzulässig hohen Drücken bzw. Temperaturen des
Kältemittels führen, bei welchen Betriebswerten die Sicherheitseinrichtungen der Wärmepumpe ansprechen
und den Heizbetrieb der Wärmepumpe stillsetzen wurden.
Zweckmäßige Aus- und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel wird an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Schema einer Heizungsanlage
zeigt.
In einem ersten Heizkreis für einen flüssigen Wärmeträger ist eine Wärmepumpe 1 über eine Vorlaufleitung
2 und eine Rücklaufleitung 3 mit einem Pufferspeicher
4 verbunden.
In einem zweiten Heizkreis ist der flüssige Wärmeträger
aus dem Pufferspeicher 4 über einen Vorlaufstrang 5 einer Wärmeabgabeeinrichtung 6 zuführbar
- k. - VPA 81 P ** 0 1 0 DE
und über einen Rücklaufstrang 7 zum Pufferspeicher 4 zurückführbar.
Im Vorlaufstrang 5 ist eine in ihrer Förderleistung stufenlos regelbare Umwälzpumpe 8 angeordnet und
ferner ein Mehrwegemischer 9, von dem eine Verbindungsleitung 1o zum Rücklaufstrang 7 führt.
In den zweiten Heizkreis 4 bis 1o ist für einen bivalenten
Parallelbetrieb mit der Wärmepumpe 1 eine
zweite Wärmequelle 11 einbeziehbar und einschaltbar.
Die zweite Wärmequelle 11 kann beispielsweise ein handelsüblicher, mit fossilen Brennstoffen beheizbarer
Heizkessel sein. Eine Leitung 12 verbindet die Wärmequelle 11 mit einem Dreiwegeventil 13, das sich
im Vorlaufstrang 5 befindet. Eine Leitung 14 verbindet
die Wärmequelle 11 direkt mit dem Abschnitt des VorlaufStranges 5, der hinter dem Dreiwegeventil 12
liegt.
2o
2o
Wirkungsweise:
Solange die Wärmepumpe 1 den Wärmebedarf an der Wärmeabgabeeinrichtung
6 alleine zu decken vermag, ist die zweite Wärmequelle 11 außer Betrieb.
Gleich jedoch, ob die zweite Wärmequelle 11 eingeschaltet ist oder nicht, wird in jedem Fall der von
der Wärmepumpe 1 aufgeheizte flüssige Wärmeträger über die Vorlaufleitung 2 dem Pufferspeicher 4 zugeführt
und zwar ziemlich weit oben, um eine Temperaturschichtung im Pufferspeicher 4 zu erreichen.
Die durch die Vorlaufleitung 2 abfließende Menge flüssigen Wärmeträgers wird aus dem unteren und somit
kälteren Bereich des Pufferspeichers 4 über die
- 5- - VPA 81 P ^ 0 1 0 DE
Rücklaufleitung 3 ersetzt.
Im Maße des an der Wärmeabgabeeinrichtung 6 auftretenden Wärmebedarfs, wird aus dem oberen Bereich
des Pufferspeichers 4 mittels der Umwälzpumpe 8 flüssiger Wärmeträger entnommen und über den Vorlaufstrang
5 der Wärmeabgabeeinrichtung 6 zugeführt. Der unter mehr oder minder großer Wärmeabgabe in der
Wärmeabgabeeinrichtung 6 abgekühlte Wärmeträger fließt durch den Rücklaufstrang 7 in den Pufferspeicher
4 zurück. Der Rücklauf erfolgt in den unteren, kühleren Bereich des Pufferspeichers 4.
Reicht die Heizarbeit der Wärmepumpe 1 nicht mehr aus, den Wärmebedarf an der Wärmeabgabeeinrichtung
6 zu decken, wird die zweite Wärmequelle 11 eingeschaltet und in den zweiten Heizkreis 4 bis 1o einbezogen.
Zu diesem Zweck wird das Dreiwegeventil 13 so gestellt, daß der flüssige Wärmeträger durch die
Leitung 12 der zweiten Wärmequelle 11 zufließt und durch die Leitung 14 in den Vorlaufstrang 5 zurückfließt.
Je nach mindestens einem im ersten Heizkreis herrsehenden
Betriebswert, wird die Förderleistung der Umwälzpumpe 8 in der Weise gesteuert, daß die Wärmepumpe
1, bei eingeschalteter und in den zweiten Heizkreis 4 bis 1o einbezogener zweiter Wärmequelle
11, noch Heizarbeit leisten kann, 3o
Es ist möglich, die Förderleistung der Umwälzpumpe 8 abhängig von der Temperatur des Wärmeträgers in
der Vorlaufleitung 2, in der Rücklaufleitung 3 oder
einen Wert zu regeln, der von der Temperatur in der Vorlaufleitung 2 und der Rücklaufleitung 3 bestimmt
ist.
- « - VPA 81 P ^ °■ 1
Zum Regeln der Förderleistung der Wärmepumpe 1 kann auch die Temperatur mindestens einer ausgewählten
Stelle im Pufferspeicher 4 herangezogen werden.
Es ist ferner möglich, die Förderleistung der Umwälzpumpe 1 abhängig von einem Wert zu regeln, der
aus den Temperaturen in der Vorlaufleitung 2, in der Rücklaufleitung 3 und im Pufferspeicher gebildet
ist.
1o
1o
Der Kondensationsdruck und/oder die Kondensationstemperatur im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe
1 können ebenfalls zur Regelung der Förderleistung der Umwälzpumpe 8 verwendet werden.
Die Förderleistung der Umwälzpumpe 8, gleich nach welchen Betriebswerten die Regelung erfolgt, muß so
geregelt werden, daß die Wärmepumpe 1 noch betriebsfähig bleibt.
Wenn also beispielsweise der Betriebsdruck oder die Temperatur im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe
vorgegebene Grenzwerte erreichen, wird die Förderleistung der Umwälzpumpe 8 herabgesetzt. Hierdurch
ergibt sich ein höherer Auskühlungsgrad des flüssigen Wärmeträgers in der Wärmeabgabeeinrichtung
Von der Wärmeabgabeeinrichtung 6 fließt demnach kühlerer Wärmeträger als zuvor in den Pufferspeicher
4 zurück und somit kühlerer Wärmeträger aus dem Pufferspeicher 4 der Wärmepumpe 1 zu. Hierdurch
erhöht sich die Wärmeabfuhr am Kondensator der Wärmepumpe 1. Die Folge davon ist, daß, wie ge-•
wollt, die Kondensationstemperatur und damit der Kondensationsdruck im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe
1 auf Werte sinkt, bei welchen die Wärmepumpe 1 weiter betrieben werden kann.
Die Schaltung ist lediglich so zu treffen, daß steigenden Betriebswerten im ersten Heizkreis 1 bis 4,
sinkende Förderleistungen der Umwälzpumpe 8 entsprechen.
6 Patentansprüche
1 Figur
1 Figur
AO
Leerseite
Claims (6)
1.1. in einem ersten Heizkreis für einen flüssigen Wärmeträger ist eine Wärmepumpe (1) über eine Vor-
und eine Rücklaufleitung (2 bzw.3) mit einem Pufferspeicher
(4) verbunden,
1.2. in einem zweiten Heizkreis ist der flüssige Wärmeträger vom Pufferspeicher (4) über einen Vorlaufstrang
(5) einer Wärmeabgabeeinrichtung (6) zuführbar und über einen Rücklaufstrang (7) zum Pufferspeicher
(4) zurückführbar,
1.3. im Vorlaufstrang (5) befindet sich eine in
ihrer Förderleistung stufenlos regelbare Umwälzpumpe (8) und ein Mehrwegemischer (9), von dem eine
Verbindungsleitung (1o) zum Rücklaufstrang (7) geführt
ist,
1.4. in den zweiten Heizkreis (4 bis 1o) ist für einen bivalenten Parallelbetrieb mit der Wärmepumpe
(1) eine zweite Wärmequelle (11) einbeziehbar und einschaltbar,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
1.5. die Förderleistung der Umwälzpumpe (8) ist abhängig von wenigstens einem im ersten Heizkreis
(1 bis 4) herrschenden Betriebswert regelbar.
2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung
der Umwälzpumpe (8) abhängig von der von der Wärmepumpe (1) erzeugten Temperatur des flüssigen Wärmeträgers
in der Vorlaufleitung (2) regelbar ist.
3. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Umwälzpumpe (1) abhängig von der Kondensations-
- 9. - VPA 81 P 4 0 1 0 DE
temperatur oder dem Kondensationsdruck in der Wärmepumpe (1) regelbar ist.
4. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung
der Umwälzpumpe (8) abhängig von einem Wert regelbar ist, der aus der Temperatur in der Vorlaufleitung
(2) und der Temperatur in der Rücklaufleitung (3) gebildet ist.
5. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung
der Umwälzpumpe (8) abhängig von der Temperatur mindestens einer ausgewählten Stelle im Pufferspeicher (4)
regelbar ist.
6. Heizungsanlage nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, da durch
gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Umwälzpumpe (8) abhängig von
einem Wert regelbar ist, der aus der Temperatur in der Vorlaufleitung (2), in der Rücklaufleitung (3)
und im Pufferspeicher (4) gebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE (1) | DE3105373A1 (de) |
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Legal Events
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