DE3243312A1 - Heating plant for buildings - Google Patents

Heating plant for buildings

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DE3243312A1 DE19823243312 DE3243312A DE3243312A1 DE 3243312 A1 DE3243312 A1 DE 3243312A1 DE 19823243312 DE19823243312 DE 19823243312 DE 3243312 A DE3243312 A DE 3243312A DE 3243312 A1 DE3243312 A1 DE 3243312A1
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Walter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Scheu
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Abstract

Heating plant for a building with a concrete roof receiving and storing heat from the surroundings and from which the heat is withdrawn via a heat pump and is delivered to heating devices of the building. The building walls are provided with an external insulation, so that the building walls and the intermediate floors act as a heat reservoir. A control is provided for the heat pump and, in dependence on an external temperature and in dependence on the residual heat stored in the building, controls the switch-on times and switch-on duration of the heat pump such that they lie in a given section of time in which electric current is offered at the most favourable tariff.

Description

DR.- ING. H. H. WILHELME= ΟΪΡΙ.Γ-ΓΝΌ. Η. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 · G Y M N A S I U M ST R AS S E" 31 B -ΤΕΓΕΤΟΝ (0711) 291133/29 2857DR.- ING. H. H. WILHELME = ΟΪΡΙ.Γ-ΓΝΌ. Η. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 · G Y M N A S I U M ST R AS S E "31 B -ΤΕΓΕΤΟΝ (0711) 291133/29 2857

Anmelder: -2- P 6550 Applicant: -2- P 6550

Dipl.-Ing. Walter Scheu
Bubenhaldenstraße 65
Dipl.-Ing. Walter Scheu
Bubenhaldenstrasse 65

7000 Stuttgart 307000 Stuttgart 30

Heizungsanlage für GebäudeHeating system for buildings

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage für Gebäude mit einer an eine Wärmequelle angeschlossenen Wärmepumpe, die mit in den Räumen des Gebäudes befindlichen Heizeinrichtungen verbunden ist/ wobei die Gebäudewände mit einer Außenisolierung versehen sind.The invention relates to a heating system for buildings with a heat pump connected to a heat source, which is included in the Heating devices located in the rooms of the building / whereby the building walls are provided with external insulation.

Bei einer Heizungsanlage der genannten Art dient z.B. das massive Betondach, das gegenüber dem Gebäudeinnern isoliert ist, als sogenannter Kaltspeicher, dem für die Heizung des Gebäudeinnern Wärme entzogen wird. Das Gebäude selbst, dessen Wände mit einer Außenisolierung versehen sind, dient mit seinen Wänden, Decken ,und Zwischendecken dagegen als sogenannter Wärmespeicher. Es istIn a heating system of the type mentioned, for example, the massive Concrete roof, which is insulated from the inside of the building, as a so-called cold storage tank, which is used to heat the inside of the building Heat is withdrawn. The building itself, the walls of which are provided with external insulation, serves with its walls, ceilings , and false ceilings, on the other hand, as so-called heat storage. It is

bekannt, die Wärmepumpe so zu steuern, daß sie dann eingeschaltet wird, wenn die Temperatur im Gebäudeinnern unter einen vorgegebenen Wert absinkt.known to control the heat pump so that it is switched on when the temperature inside the building below a predetermined Value drops.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für eine Heizungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, die Einschalthäufigkeit der Wärmepumpe zu verringern und außerdem die Einschaltzeiten und die -dauer in Bereiche zu verlegen, in welchen von den Elektrizitätsversorgungsunternehmen elektrischerThe invention is based on the object of creating a control for a heating system of the type mentioned at the outset, which makes it possible to to reduce the switch-on frequency of the heat pump and also to relocate the switch-on times and duration to areas, in which of the electricity supply companies electrical

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Strom zu günstigen Tarifen angeboten wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für die Wärmepumpe eine Steuerung vorgesehen ist, die abhängig von der mittels eines außen am Gebäude angebrachten Witterungsfühlers erfaßten Außentemperatur und abhängig von der in dem Gebäude gespeicherten und durch einen im Gebäude angebrachten Temperaturfühler erfaßten Restwärme die Einschaltzeiten und -dauer der Wärmepumpe steuert und auf einen vorgewählten Zeitabschnitt begrenzt.Electricity is offered at low tariffs. This object is achieved in that a control is provided for the heat pump which depends on the means attached to the outside of the building Outside temperature detected by the outside temperature sensor and depending on the one stored in the building and one in the building The attached temperature sensor recorded residual heat during the switch-on times control and duration of the heat pump and limited to a preselected time period.

Die Steuerung ist so ausgebildet, daß sie durch Erfassen der Außentemperatur und der noch vorhandenen Restwärme den voraussichtlichen Wärmebedarf für den nächsten Tag berechnet, so daß dann mittels der Wärmepumpe die Aufheizung des Gebäudes mit einer Energiemenge erfolgt, die für den Wärmebedarf des folgenden Tages ausreicht. Dabei erfolgt die Einschaltung der Wärmepumpe zu Zeitabschnitten, in denen ein verbilligter Stromtarif angeboten wird, insbesondere in Zeitabschnitten, in welchen der sogenannte Nachtstromtarif gilt. Die benötigte elektrische Energie wird somit zu Zeiten bezogen, zu welchen sie zu günstigen Bedingungen zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere wird aber auch die Einschalthäufigkeit der Wärmepumpe wesentlich reduziert, so daß die Lebensdauer der Wärmepumpe erhöht wird, die bekanntlich auch wesentlich von der Einschalthäufigkeit abhängig ist.The control is designed so that by detecting the Outside temperature and the residual heat still present calculates the expected heat demand for the next day, see above that then by means of the heat pump the heating of the building takes place with an amount of energy that is necessary for the heat demand of the following Day is enough. The heat pump is switched on at times when a reduced electricity tariff is offered especially in periods in which the so-called night electricity tariff applies. The required electrical energy is thus at times when it is made available on favorable terms. In particular, however, the switch-on frequency is also increased the heat pump is significantly reduced, so that the service life of the heat pump is increased, which is known as well is essentially dependent on the frequency of switch-on.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich als der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten Heizungsanlage.Further features and advantages of the invention emerge as the following description of a heating system shown in the drawing.

Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein Wohngebäude mit einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage in schematischer Darstellung .The drawing shows a cross section through a residential building with a heating system according to the invention in a schematic representation .

In der Zeichnung ist ein Gebäude dargestellt, insbesondere ein Wohnhaus, dessen Wände, soweit sie über dem Erdreich liegen, mit einer Isolierung 6 außen verkleidet sind. Die innerhalb des Erdreichs liegenden Gebäudeteile, d.h. der Boden, die Wände und dieIn the drawing, a building is shown, in particular a Residential house, the walls of which, as far as they are above the ground, are clad with insulation 6 on the outside. Those within the ground lying parts of the building, i.e. the floor, the walls and the

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Zwischendecke sind aus Beton hergestellt. Die darüber liegenden Geschoßwände können massive Mauerwände oder ebenfalls Beton sein. Auch die Geschoßdecken sind aus Beton hergestellt. Insgesamt wird somit ein massiver Baukörper erhalten, der mit der außenliegenden Isolierung und dem Erdreich isoliert ist, so daß dieser massive Baukörper einen sogenannten außenliegenden Vollwärmeschutz erhält und damit als ein Warmspeicher wirkt. Innerhalb des Wohnbereiches des Gebäudes sind Fußbodenheizungen 15 im Estrich verlegt, über die das Beheizen der Innenräume erfolgt.False ceilings are made of concrete. The storey walls above can be solid walls or concrete. The ceilings are also made of concrete. Overall, a massive structure is thus obtained, which with the external Insulation and the ground is insulated, so that this massive structure receives a so-called external full thermal protection and thus acts as a hot storage tank. Underfloor heating 15 are laid in the screed within the living area of the building, over which is used to heat the interiors.

Die Fußbodenheizungen 15 werden über einen eine Pumpe 10 enthaltenden Kreislauf von einer Wärmepumpe 1 mit Heizmedium, insbesondere Heißwasser versorgt. Die Wärmepumpe 1 entzieht die benötigte Wärme einer Flüssigkeit, insbesondere einer Sole, die in einem Kreislauf ^ Rohrleitungssystem. 8 geführt ist, die sich in einem massiven Betondach 5 befinden. Das massive Betondach 5 besteht aus einzelnen massiven Betonplatten, die auf ihrer dem Gebäudeinnern zugekehrten Seite mit einer Isolation 6 versehen sind, auf die dann eine Auskleidung 15 folgt.The underfloor heating 15 are via a pump 10 containing Circuit supplied by a heat pump 1 with heating medium, in particular hot water. The heat pump 1 extracts the required heat a liquid, in particular a brine, which is in a circuit ^ Piping system. 8, which are located in a massive concrete roof 5. The massive concrete roof 5 consists of individual massive concrete slabs, which are provided on their side facing the building interior with an insulation 6, on which then a lining 15 follows.

Die Wärmepumpe ist außerdem an ein im Erdreich, d.h. der beim Erstellen des Hauses notwendigen Baugrube, verlegtes Rohrleitungssystem angeschlossen, in welchem ebenfalls eine Sole fließt, über ein Mehrwegeventil 11 und eine Pumpe 9 kann eines der beiden Rohrleitungssysteme 8 oder 14 an die Wärmepumpe angeschlossen werden. Dabei wird jeweils das Rohrleitungssystem 8 oder 14 an die Wärmepumpe angeschlossen, das das höhere Temperaturniveau besitzt. In dem Regelfall wird dies das Rohrleitungssystem 8 des Daches 5 sein, jedoch bei schneebedecktem Dach und tiefen Temperaturen kann dies ohne weiteres das Rohrleitungssystem 14 des Erdreiches sein. Das Mehrwegeventil 11 wird über eine Temperaturdifferenzschältung 7 gesteuert, dem ein in dem Rohrleitungssystem 8 angeordneter Temperaturfühler 12 und ein in dem Rohrleitungssystem 14 angeordneter Temperaturfühler 13 zugeordnet sind.The heat pump is also connected to one in the ground, i.e. the one when creating of the house necessary excavation, connected pipeline system in which a brine also flows over a multi-way valve 11 and a pump 9 can be one of the two pipeline systems 8 or 14 can be connected to the heat pump. The piping system 8 or 14 is connected to the heat pump connected, which has the higher temperature level. As a rule, this will be the pipeline system 8 of the roof 5, however, with a snow-covered roof and low temperatures, this can easily be the pipeline system 14 of the ground. That Multi-way valve 11 is operated via a temperature differential circuit 7 controlled, the one arranged in the pipeline system 8 temperature sensor 12 and one arranged in the pipeline system 14 Temperature sensor 13 are assigned.

Für den Betrieb der Wärmepumpe 1, mit der auch die beiden Umwälzpumpen 9 und 10 eingeschaltet werden, ist eine Steuerung 2 vorge-For the operation of the heat pump 1, with which the two circulation pumps 9 and 10 are switched on, a controller 2 is available.

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sehen, die die Wärmepumpe 1 in einer bestimmten Weise steuert. Der Steuerung 2 werden über einen Temperaturfühler 4, der innerhalb des Gebäudes und insbesondere innerhalb der Fußbodenheizung, angeordnet ist, Informationen zugeführt, die einen Aufschluß über die in dem Gebäude noch gespeicherten Restwärmeanteil geben. Außerdem ist die Steuerung an einen Witterungsfühler 3 angeschlossen, der in einer bestimmten Höhe außerhalb des Gebäudes angeordnet ist und der insbesondere vor einerdirekten Sonneneinstrahlung zu schützen ist. Die von dem Temperaturfühler 4 und dem Witterungsfühler 3 der Steuerung 2 zugeführten Informationen werden in der Steuerung 2 verarbeitet und geben Aufschluß darüber, welcher Energiebedarf für den nächstfolgenden Zeitabschnitt notwendig ist, insbesondere den folgenden Tag. Dabei wird davon ausgegangen, daß zu einem bestimmten Zeitabschnitt ein Angebot an elektrischer Energie vorliegt, das gegenüber den übrigen Zeitabschnitten verbilligt ist, insbesondere der sogenannte Nachttarif. Das Steuergerät 2 bestimmt dann aufgrund der ihm zugeleiteten Informationen, wieviel Energie während dieses Zeitabschnittes mit dem verbilligten Energieangebot durch Betrieb der Wärmepumpe 1 in das Gebäude eingeführt werden muß.see which controls the heat pump 1 in a certain way. The control 2 are via a temperature sensor 4, which is within of the building and in particular within the underfloor heating, is supplied with information that provides information about the residual heat that is still stored in the building. In addition, the control is connected to an outside sensor 3, which is arranged at a certain height outside the building and which is in particular in front of direct sunlight is to be protected. The information supplied by the temperature sensor 4 and the outside sensor 3 of the controller 2 is stored in the Control 2 processes and provides information about which energy requirement is necessary for the next period of time, especially the following day. It is assumed that at a certain period of time there will be a supply of electrical There is energy that is cheaper compared to the other time periods, in particular the so-called night tariff. The control unit 2 then determines, on the basis of the information sent to it, how much energy during this period of time with the cheaper one Energy supply must be introduced into the building by operating the heat pump 1.

Die Steuerung 2 ist zweckmäßig mit einem Zeitglied versehen, das den Einschaltzeitpunkt für die Wärmepumpe 1 und damit auch für ■ die beiden Umwälzpumpen 9 und 10 derart festlegt, daß die für die gewünschte Wärmemenge ermittelte notwendige Einschaltdauer in eine Zeit verlegt wird, die mit dem Zeitabschnitt endet, in welchem das Angebot an verbilligter elektrischer Energie vorliegt.The controller 2 is expediently provided with a timing element that sets the switch-on time for the heat pump 1 and thus also for ■ the two circulating pumps 9 and 10 so that the required duty cycle determined for the desired amount of heat in a time is relocated that ends with the period in which the supply of cheaper electrical energy is available.

Die Steuerung 2 bewirkt außerdem noch ein Einschalten der Wärmepumpe außerhalb des vorgewählten Zeitabschnittes dann, wenn durch den Witterungsfühler 3 und den Temperaturfühler ein außergewöhnlicher erhöhter Wärmebedarf festgestellt wird, der nicht durch die innerhalb des Gebäudekörpers gespeicherte Wärmemenge gedeckt werden kann, beispielsweise dann, wenn die Temperaturen an dem Witterungsfühler 3 und dem im Gebäudeinnern befindlichen Temperaturfühler 4 jeweils festgelegte Temperaturgrenzen unterschreiten.The control 2 also causes the heat pump to be switched on outside of the preselected time period, if an exceptional one is caused by the outside sensor 3 and the temperature sensor increased heat demand is determined, which is not covered by the amount of heat stored within the building structure can be, for example, when the temperatures at the outside sensor 3 and the temperature sensor located inside the building 4 fall below the specified temperature limits.

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Claims (2)

PatentansprücheClaims 1.) Heizungsanlage für ein Gebäude mit einer an eine Wärmequelle angeschlossenen Wärmepumpe, die mit in den Räumen des Gebäudes befindlichen Heizeinrichtungen verbunden ist, wobei die Gebäudewände mit einer Außenisolierung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wärmepumpe (1) eine Steuerung (2) vorgesehen ist, die abhängig von der mittels eines außen am Gebäude angebrachten Witterungsfühlers (3) erfaßten Außentemperatur und abhängig von der in dem Gebäude gespeicherten und durch einen innen im Gebäude angebrachten Temperaturfühler (4) erfaßten Restwärme die Einschaltzeiten und Einschaltdauer der Wärmepumpe (1) steuert und auf einen vorgewählten Zeitabschnitt begrenzt.1.) Heating system for a building with one to one heat source connected heat pump which is connected to heating devices located in the rooms of the building, the Building walls are provided with external insulation, characterized in that a control (2) for the heat pump (1) is provided that depends on the outside temperature detected by means of a weather sensor (3) attached to the outside of the building and depending on the temperature sensor stored in the building and installed inside the building (4) the detected residual heat controls the switch-on times and switch-on duration of the heat pump (1) and for a preselected period of time limited. 2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (2) ein Zeitglied enthält, das den Einschaltzeitpunkt der Wärmepumpe (1) derart festlegt, daß die ermittelte, erforderliche Einschaltdauer zu einer vorgewählten Zeit endet.2. Heating system according to claim 1, characterized in that the control (2) contains a timer which the switch-on time the heat pump (1) so that the determined, required duty cycle to a preselected Time ends. -2--2-
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