DE3220697A1 - Bivalently operated heating plant - Google Patents
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Abstract
Description
Bivalent betriebene HeizanlageBivalent heating system
Die Erfindung bezieht sich auf eine bivalent betriebene Heizanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 .The invention relates to a bivalent heating system with the features of the preamble of patent claim 1 .
Derartige Heizanlagen sind bekannt. Gegenüber dem monovalenten Betrieb wird beim Bivalenzbetrieb unterhalb einer gewissen Außentemperatur, unterhalb der die Nutzung beispielsweise durch eine Wärmepumpe nicht mehr sinnvoll ist, die Wärmeerzeugung von einem konventionellen Heizkessel übernommen. Neben der Wärmepumpe oder einem Kaminkessel und dem Heizkessel weisen die " bivalent betriebenen Heizanlagen häufig auch einen Pufferspeicher auf. Dieser Pufferspeicher ist insbesondere für Wärmepumpenanlagen zweckmäßig, weil sich die Leistungsabgabe einer Wärmepumpe nur nach den Betriebsbedingungen (Wärmequellen- und Nutzwärme-Temperatur) richtet und darüberhinaus nicht regelbar ist. Diese Eigenschaft einer Wärmepumpenanlage hat zur Folge, daß insbesondere bei Luft-Wasser-Wärmepumpen in der Übergangszeit mit gemäßigter Lufttemperatur oftmals sehr hohe Wärmepumpen-Heizleistungen erreicht werden zu einem Zeitpunkt, wo nur ein geringer Teil dieser Leistung gebraucht wird. Dies führt zum sogenannten "Takten" der Wärmepumpe, d.h. zu einem kurzfristigen An- und Ausschalten der Wärmepumpe, um durch kurze Lauf- und lange Stillstands-Zeiten dem verminderten Wärmebedarf gerecht zu werden. Dieses Takten beansprucht den Kompressor übermäßig, so daß es bereits nach relativ kurzen Betriebszeiten zu einem Ausfall des Kompressors kommen kann. Durch Einschalten des Pufferspeichers und der damit einhergehenden Vergrößerung des Anlagenvolumens läßt sich ein gleichmäßigerer TemperaturverlaufSuch heating systems are known. Compared to monovalent operation, bivalence operation is below a certain outside temperature, below which it can no longer be used by a heat pump, for example it makes sense to take over the heat generation from a conventional boiler. Next to the heat pump or a chimney boiler and the boiler, the "bivalent operated heating systems often also have a buffer storage on. This buffer storage is particularly useful for heat pump systems because the power output a heat pump only according to the operating conditions (heat source and useful heat temperature) and beyond that it cannot be regulated. This property of a heat pump system has the consequence that especially in the case of air-water heat pumps in the transition period with moderate air temperatures high heat pump heating outputs are achieved at a time when only a small part of this output is needed. This leads to the so-called "cycling" of the heat pump, i.e. switching it on and off for a short time the heat pump in order to meet the reduced heat demand through short running times and long downtimes to become. This pulsing puts too much strain on the compressor, so that it takes only a relatively short time Operating times can lead to a failure of the compressor. By switching on the buffer memory and the accompanying increase in the system volume allows a more uniform temperature profile
erreichen, so daß das Takten der Wärmepumpe vermieden wird.reach, so that the clocking of the heat pump is avoided.
Pufferspeicher werden aber auch deswegen angewendet, um die Sperrezeiten der Elektrizitäts-Versorgungsunternehmen zu überwinden. Um Spitzen im Stromverbrauch auszugleichen, geben diese Versorgungsunternehmen den Wärmepumpen-Betreibern häufig Stillstandszeiten vor, an denen die Wärmepumpe nicht betrieben werden darf. Diese Zeiträume können durch einen Pufferspeicher überbrückt werden.Buffer tanks are also used because to overcome electricity utility shutdowns. To compensate for peaks in power consumption, these supply companies often specify downtimes for the heat pump operators which the heat pump may not be operated. These periods can be bridged by a buffer tank will.
Wird anstelle einer Wärmepumpe ein Kamin- oder anderer Festbrennstoffkessel verwendet, so kann die bei Kesselbetrieb übermäßig anfallende Wärme, die ansonsten nutzlos verpufft, in einem Pufferspeicher aufgefangen werden, was eine Brennstoffeinsparung mit sich bringt.If a chimney or other solid fuel boiler is used instead of a heat pump, this can be used when the boiler is in operation Excessive heat, which otherwise evaporates uselessly, is collected in a buffer storage tank, which brings a fuel saving with it.
Durch den Einsatz eines Pufferspeichers erhöht sich allerdings der Verrohrungsaufwand und wird damit auch die Installation entsprechend erschwert. Zwangsläufig ist der erhöhte Verrohrungsaufwand auch mit entsprechenden Wärmeverlusten verbunden.However, the use of a buffer memory increases the piping effort and is thus also the Installation made more difficult. Inevitably, the increased piping effort is also associated with the corresponding Associated with heat losses.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine bivalent betriebene Heizanlage zu schaffen, welche kompakt aufgebaut und einfach montierbar ist sowie eine erhebliche Verringerung des Verrohrungsaufwands mit sich bringt.The object of the invention is to provide a bivalent operated To create a heating system that is compact and easy to assemble, as well as a significant reduction of the piping effort.
Nach Maßgabe der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen in den Unteransprüchen angegeben sind.According to the invention, this object is given by the characterizing part of claim 1 Measures solved, with appropriate refinements being specified in the subclaims.
Nach Maßgabe der Erfindung wird der Brenner in den Pufferspeicher integriert, wodurch der Heizkessel entfallen kann bzw. Heizkessel und Pufferspeicher zu einerAccording to the invention, the burner is integrated into the buffer storage tank, which means that the boiler is no longer required can or boiler and buffer storage to one
Baueinheit integriert werden. Durch Zusammenfassung dieser beiden Geräte, also Pufferspeicher und Heizkessel, vereinfacht sich der Verrohrungsaufwand und die Installation erheblich. Zugleich vereinfacht sich auch die Regelung der Heizanlage und werden Wärmeverluste minimiert. Gegenüber den konventionellen Heizanlagen spart man sich beispielsweise bei einem Wärmepumpenbetrieb ein Ausdehnungsgefäß einschließlich Sicherheitsventil, sowie die üblichen Dreiwege-Magnetventile. Zugleich resultiert aus dem Einbau des Brenners in den Pufferspeicher ein außerordentlich kompakter Aufbau der Heizanlage.Component to be integrated. By summary of these two devices, i.e. the buffer storage tank and the boiler, The piping effort and the installation are considerably simplified. At the same time, it also simplifies the control of the heating system and heat losses are minimized. Compared to conventional heating systems For example, you can save an expansion vessel including a safety valve when using a heat pump, as well as the usual three-way solenoid valves. At the same time results from the installation of the burner in the Buffer storage is an extremely compact design of the heating system.
Zweckmäßigerweise ist lediglich die Brennkammer des Brenners in den Pufferkessel eingebaut, wohingegen der Brennervorbau von außen am Pufferkessel befestigt ist. Zweckmäßig ist weiter die Anordnung des Brenners am unteren Ende des Pufferkessels und die Ummantelung der Baueinheit durch eine isolierte Stahlblechverkleidung. Appropriately, only the combustion chamber of the burner is built into the buffer boiler, whereas the Burner stem is attached to the outside of the buffer tank. The arrangement of the burner is also expedient at the lower end of the buffer tank and the casing of the structural unit by an insulated sheet steel cladding.
Für den Wirkungsgrad der Heizanlage wirkt es sich günstig aus, daß der Rauchgasabzug des Brenners den Pufferkessel durchsetzt. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, einen Zugregler insbesondere in Form einer selbsttätig zugregelnden Klappe vorzusehen.For the efficiency of the heating system, it has a favorable effect that the flue gas vent of the burner the buffer boiler interspersed. In this context, it is expedient to use a tension regulator, in particular in the form of a to provide an automatic draft-regulating flap.
Sehr vorteilhaft ist es schließlich, am oberen Ende des Pufferkessels einen Flansch vorzusehen, um einen Wärmetauscher für eine Wärmepumpe oder eine Wärmerückgewinnungsanlage zu befestigen. Hierzu können übliche Brauchwasser-Wärmepumpenaggregate angeschlossen werden, eventuell mit erhöhter Heizleistung. Das Aggregat erwärmt direkt das Heizungswasser. Diese Zuschaltung dient aber nur für kühle Sommerabende und in der gemäßigtenFinally, it is very advantageous to provide a flange at the upper end of the buffer tank in order to To attach heat exchangers for a heat pump or a heat recovery system. Usual Domestic hot water heat pump units can be connected, possibly with increased heating output. The unit heats up the heating water directly. This connection is only used for cool summer evenings and in the moderate
<η <η
Übergangszeit.Transition period.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show in it
Fig. 1 ein Schaltbild einer konventionellen bivalent betriebenen Heizanlage,Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional bivalent operated heating system,
Fig. 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pufferkessels,Fig. 2 shows an embodiment of the invention Buffer boiler,
Fig. 3 ein Schaltbild einer Heizungsanlage unter Verwendung des Pufferkessels sowieFig. 3 is a circuit diagram of a heating system using the buffer boiler and
Fig. 4 ein Schaltbild einer Heizungsanlage mit zugeschaltetem -Brauchwasser speicher .Fig. 4 is a circuit diagram of a heating system with switched on - Domestic hot water storage tank.
Die in Fig. 1 dargestellte konventionelle bivalent betriebene Heizanlage umfaßt eine Wärmepumpe 1, einen der Wärmepumpe nachgeschalteten Pufferspeicher 2 und einen unabhängig vom Pufferspeicher 2 geschalteten Heizkessel 3. Der Vorlauf und der Rücklauf der"Wärmepumpe 1 münden im Pufferspeicher 2, wobei die Zuladung des Pufferspeichers über eine Ladepumpe 4 erfolgt. An den Pufferspeicher 2 ist ein Heizkreis 6 mit einem Mischer 5 angeschlossen. Hinter dem Pufferspeicher 2 münden in die Heizkreisleitungen auch die entsprechenden Leitungen für den Vorlauf und Rücklauf des Heizkessels 3. Im Heizkreis 6 ist schließlich noch eine Heizungs-Umwälzpumpe 7 vorgesehen. Über die Steuerungseinheit 8 erfolgt die Umsteuerung von Wärmepumpenbetrieb auf Heizkesselbetrieb und umgekehrt. Ferner ist für die Wärmepumpe 1 ein eigenes Ausdehnungsgefäß 9 mit einem Sicherheitsventil 10 vorgesehen. Anstelle der Wärmepumpe 1 kann · auch dem Pufferspeicher 2 ein Kamin- oder anderer Festbrennstoff kessel zugeschaltet sein.The conventional bivalent heating system shown in Fig. 1 comprises a heat pump 1, a buffer tank 2 connected downstream of the heat pump and a boiler 3 connected independently of the buffer tank 2 via a charge pump. 4 to the buffer memory 2, a heating circuit 6 is connected with a mixer. 5 open out behind the buffer memory 2 in the Heizkreisleitungen the corresponding lines for the supply and return of the boiler 3. in the heating circuit 6 is finally a heating Circulation pump 7. The control unit 8 is used to switch from heat pump operation to boiler operation and vice versa. Furthermore, a separate expansion vessel 9 with a safety valve 10 is provided for the heat pump 1. Instead of the heat pump 1, the buffer store 2 can also use a chimney or other solid fuel switch on boiler t be.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Pufferkessel 11 sind nun der konventionelle Heizkessel 3 und der konventionelle Pufferspeicher 2 durch Einbau des Brenners in den Pufferspeicher zu einer Baueinheit integriert. I_n seiner einfachsten Ausführungsform umfaßt der Pufferkessel 11 einen Speicherbehälter 12, der über Füße 2M- am Boden abgestützt ist. Im unteren Bereich und zwar zweckmäßigerweise am unteren Ende des Speicherbehälters 12 ist der schematisch mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnete Brenner angeordnet. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, befindet sich die Brennkammer- 14 innerhalb des Speicherbehälters 12f so daß die Brennkammer durch das Heizungswasser umgeben ist. Im übrigen ist der Brenner am Außenmantel des Speicherbehälters 12 angeordnet. Von der Brennkammer' 14 erstreckt sich ein Rauchgasabzug 15 durch den Speicherbehälter 12. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Rauchgasabzug 15 schräg nach oben und mündet etwa mittig im Mantel des Speicherbehälters 12. Eine Zugregelung 16 ist vorgesehen, die zweckmäßigerweise durch eine in Fig. 2 nur schematisch dargestellte selbsttätig zugregelnde Klappe 17 gebildet ist.In the case of the buffer boiler 11 shown in FIG. 2, the conventional heating boiler 3 and the conventional buffer store 2 are now integrated into one structural unit by installing the burner in the buffer store. In its simplest embodiment, the buffer tank 11 comprises a storage container 12 which is supported on the floor by means of feet 2M-. In the lower area, expediently at the lower end of the storage container 12, the burner, which is indicated schematically by the reference numeral 13, is arranged. As can be seen from Fig. 2, the combustion chamber 14 is located within the storage container 12 f so that the combustion chamber is surrounded by the heating water. In addition, the burner is arranged on the outer jacket of the storage container 12. From the combustion chamber 14, a flue gas outlet 15 extends through the storage container 12. In the illustrated embodiment, the flue gas outlet 15 extends obliquely upwards and opens approximately in the middle of the jacket of the storage container 12. A draft control 16 is provided, which is expediently provided by a device shown in FIG only schematically shown automatically draft-regulating flap 17 is formed.
Aus Fig. 2 gehen auch die übereinander und am oberen Speicherende angeordneten Anschlüsse für den Vorlauf bzw. Rücklauf des in Fig. 2 nicht dargestellten Heizkreises und der Wärmepumpe bzw. des Kaminkessels hervor. Diese Anschlüsse 18 befinden sich im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der.Rückseite des Speicherbehälters 12, sind also dem Brenner 13 gegenüberliegend angeordnet.From Fig. 2, the connections for the flow and / or flow, which are arranged one above the other and at the upper end of the storage tank, also go. Return of the heating circuit, not shown in FIG. 2, and the heat pump or the chimney boiler. These In the exemplary embodiment shown, connections 18 are located on the rear side of the storage container 12 so arranged opposite the burner 13.
Wahlweise kann im oberen Bereich des Speicherbehälters 12 ein Wärmetauscher 19 für eine Wärmepumpe oder eine Wärmerückgewinnungsanlage angeschlossen werden. Hierzu ist im oberen Bereich des Speicherbehälters 12 ein Flansch 20 vorgesehen, um ein entsprechendes auch nachträgliches Anflanschen eines Zusatzgeräts zu ermöglichen. Optionally, a heat exchanger 19 for a heat pump or a Heat recovery system can be connected. For this purpose, a is in the upper area of the storage container 12 Flange 20 is provided in order to enable an additional device to be flange-mounted accordingly, even at a later date.
I V ♦ IV ♦
Wie aus Fig. 2 weiter hervorgeht, ist der Pufferkessel, der etwa 300 1 faßt, durch eine isolierte Verkleidung 21 umgeben, die auch den Brenner 13 einschließt. Zweckmäßig wird die isolierte Verkleidung 21 durch einen isolierten Stahlblech-Mantel gebildet.As can also be seen from Fig. 2, the buffer tank, which holds about 300 l, surrounded by an insulated cladding 21, which also includes the burner 13. Appropriate the insulated cladding 21 is formed by an insulated sheet steel jacket.
Aus dem Schaltbild gemäß Fig. 3 ist der Anschluß des Heizkreises 5 sowie der Wärmepumpe 1 an den Pufferkessel 11 über die vier Anschlüsse 18 ersichtlich. Der Brenner mit der innerhalb des Pufferkessels angeordneten Brennkammer 14 ist wiederum mit 13 dargestellt. Die Steuerungseinheit 8 ist mit der Wärmepumpe 1, dem Brenner 13, .dem Mischer 5 und dem Pufferkessel 11 verbunden, um einerseits die für die Steuerung wesentlichen Werte aufzunehmen und die Aggregate entsprechend ein- bzw. abzuschalten.From the circuit diagram of FIG. 3, the connection of the heating circuit 5 and the heat pump 1 to the buffer boiler 11 can be seen from the four connections 18. The burner with the arranged inside the buffer tank Combustion chamber 14 is again shown at 13. The control unit 8 is connected to the heat pump 1, the burner 13, the mixer 5 and the buffer boiler 11, on the one hand to record the values essential for the control and the units accordingly on or off.
Wie der Darstellung in Fig. 3 ohne weiteres zu entnehmen ist, vereinfacht sich die Verrohrung der Heizanlage wesentlich. Beispielsweise entfällt im Vergleich zum Schaltbild in Fig. 1 unter anderem das Ausdehnungsgefäß 9, das Sicherheitsventil 10 und ein Dreiwege-Magnetventil. Durch die Zusammenfassung des Heizkessels 3 und des Pufferspeichers 2 zu einem einzigen Gerät bzw. Baueinheit resultiert ein außerordentlich kompakter Aufbau der Heizanlage. «As the illustration in Fig. 3 can be seen without further ado, the piping of the heating system is simplified essential. For example, in comparison to the circuit diagram in FIG. 1, the expansion vessel, among other things, is omitted 9, the safety valve 10 and a three-way solenoid valve. By combining the boiler 3 and the buffer memory 2 to a single device or Unit results in an extremely compact construction of the heating system. «
Es versteht sich, daß anstelle der Wärmepumpe 1 auch ein nicht dargestellter Kamin- oder anderer Festbrennstoffkessel an den Pufferspeicher 2 angeschlossen werden kann. Bei Bedarf ist auch die gleichzeitige Verwendung einer Wärmepumpe 1 und eines Festbrennstoffkessels möglich.It goes without saying that instead of the heat pump 1, a chimney boiler, not shown, or other solid fuel boiler can be connected to the buffer tank 2. If necessary, it can also be used at the same time a heat pump 1 and a solid fuel boiler possible.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Schaltbild mit dem Pufferkessel 11, wobei im Vergleich zum Schaltbild in Fig. 3 ein Brauchwasserspeicher 22 dazugeschaltet ist. Da es sich beim Brauchwasserspeicher 22 um eine konventionelleFIG. 4 shows a further circuit diagram with the buffer tank 11, with, in comparison to the circuit diagram in FIG a domestic water storage tank 22 is connected. Since the water heater 22 is a conventional one
Baueinheit handelt, bedarf es hierzu keiner näheren Beschreibung. There is no need for a detailed description.
Der Übersichtlichkeit halber sind die entsprechenden Anschlüsse für die Fühler und die Entlüftung in den Figuren nicht gezeigt, da deren Anordnung nicht kritisch ist. Lediglich beispielshalber ist in den Fig. 3 und 4 der mit der Steuerungseinheit 8 gekoppelte Thermostat 23 dargestellt, der dem Pufferkessel 11 zugeordnet ist.For the sake of clarity, the corresponding connections for the sensors and ventilation are in the Figures not shown as their arrangement is not critical. Only by way of example is shown in FIGS. 3 and 4 the thermostat 23, which is coupled to the control unit 8 and which is assigned to the buffer tank 11, is shown.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823220697 DE3220697A1 (en) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | Bivalently operated heating plant |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19823220697 DE3220697A1 (en) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | Bivalently operated heating plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3220697A1 true DE3220697A1 (en) | 1983-12-08 |
Family
ID=6165061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823220697 Withdrawn DE3220697A1 (en) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | Bivalently operated heating plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE3220697A1 (en) |
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