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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lieferung von Wärme an ein
Mehrzahl von einzelnen Wärmebenutzer,
wie Häusern,
Appartementen, und gleichartig, umfassend zum mindesten eine Wärmequelle
für erwärmen von
einer Wärmeübertragungsflüssigkeit,
wie Wasser, ein Zirkulationssystem für Lieferung von Wärmeübertragungsflüssigkeit
an genannten Wärmebenutzer,
und jeder von solchen Benutzer mit Mittel die einen Wärmespeicherbehälter mit
Wärmeübertragungsflüssigkeit
als Wärmespeichermedium
enthalten.
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Genanntes
Zirkulationssystem umfasst Vorlaufleitungen für Lieferung heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
an genannten Benutzer und Rücklaufleitungen
für Rückfuhr kühlerer Wärmeübertragungsflüssigkeit
an die Wärmequelle.
Vorlauf- und Rücklaufleitungen
umfassen Hauptleitungen und Hausanschlußleitungen, wobei genannte
Hausanschlußleitungen
Hauptleitungen mit jeder von genannten Benutzer verbinden. Genanntes
Zirkulationssystem umfasst weiter Durchflußreglungsmittel die Lieferungs-
und Aufladungsmittel enthalten für Lieferung
heißer
Wärmeübertragungsflüssigkeit
an genannten Benutzer und für
Aufladung von genannten Wärmespeicherbehälter, solche
Durchflußreglungsmittel
weiter umfassend Umführungsmittel
für ermöglichen
einem Umführungsdurchfluß von Wärmeübertragungsflüssigkeit
ab Vorlauf- zu Rücklaufleitungen
ohne Passierung durch einen Wärmespeicherbehälter.
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Solche
Heizungsanlagen sind bekannt aus Patentanspruch EPA 0 168 084 und
EUROHEAT & POWER – Fernwärme international
3/1998, Seite 50–52.
Die Vorteile die beansprucht werden für solche Verfahren umfassen
besonders einen höheren energetischen
Nutzungsgrad infolge niedrigere Wärmeverluste der genannten Hausanschlußleitungen. Heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
innerhalb genanntes Wärmespeicherbehälters zirkuliert
durch einen Durchflußsanitärwassererwärmer für Erwärmung von
Sanitärwasser
auf Anfrage und optional durch einen oder mehreren Wärmeabgabekörper, wie
Radiatoren, für
Raumerwärmung
auf Anfrage. Wärmeverluste
von Hausanschlußleitungen
sind niedriger weil solche Leitungen abkühlen während Perioden zwischen aufeinanderfolgenden
Aufladungen von einem Wärmespeicherbehälter, wobei
solche Minderwärmeverluste
großer
sind wenn die Zeitintervalle zwischen Aufladungen länger sind,
besonders wenn die tägliche
Wärmefrage
relativ niedrig ist und das Flüssigkeitsvolumen
von dem Wärmespeicherbehälter relativ
groß ist.
In genannten Referenzen wird Meldung gemacht von Speicherbehälter mit
einem Volumen von 200 Liter.
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Ein
Nachteil von derartigen bekannten Heizungsanlagen ist daß weil die
Wärmeverluste
von Hausanschlußleitungen
niedriger sind, die Wärmeverluste
von Hauptvorlauf- und Rücklaufleitungen hoch
bleiben. Die Temperatur von Flüssigkeit
daß durch
Hauptvorlaufleitungen fließt
wird andauernd auf einem hohen Niveau gehalten, um zu liefern auf Anfrage
von Einzelbenutzer, heiße
Wärmeübertragungsflüssigkeit
mit einer Temperatur daß hoher
ist wie eine bestimmte Minimallieferungstemperatur für Wärmespeicherung.
Solche bestimmte Minimaltemperatur, zum Beispiel 75 Grad Celcius,
wird bestimmt um zureichend hoch zu sein für erwärmen von Sanitärwasser
bis zu einer relativ hohen Temperatur, zum Beispiel 60 Grad Celcius,
nachdem gespeicherte Wärmeübertragungsflüssigkeit
eine Temperatursenkung hat untergangen wegen Wärmeverluste während Speicherung.
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Weil
die Wärmeverluste
von Hauptvorlaufleitungen zur Folge haben daß die Temperatur von Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß durch
solchen Leitungen fließt
abnimmt, wird solchen Fluß andauernd über einem
Minimalniveau gehalten um zu vermeiden daß Vorlauftemperaturen unter
genannter Minimaltemperatur für
Wärmespeicherung
fallen. Während
Perioden daß wenige
oder keine Wärmeübertragungsflüssigkeit
benötigt
ist für
Heizungszwecke, wird den Fluß durch
Hauptvorlaufleitungen andauernd über
genanntem Minimalniveau gehalten durch Wärmeübertragungsflüssigkeit
durch Umführungsleitingen
zu führen
die Hauptvorlaufleitungen mit Hauptrücklaufleitungen verbinden,
solche Umführungsleitungen
thermostatische Ventilmittel enthaltend. Weil heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß umgeführt wird
nicht gekühlt
wird durch Wärmeverbrauch,
verursacht solcher Umführungsfluß hohe Temperaturen
von Flüssigkeit
daß durch
Hauptrücklaufleitungen
fließt,
wodurch die Wärmeverluste
von Hauptrücklaufleitungen
zunehmen.
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Hohe
Temperaturen von Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß durch
Hauptrücklaufleitungen rückkehrt
nach der Wärmequelle
können
der energetische Nutzungsgrad weiter mindern wegen eines niedrigeren
Energieumwandlungsgrades von Wärmeerzeugung,
besonders wann die Wärmequelle Wärmeerzeugungsmittel
enthaltet mit einem Energieumwandlungswirkungsgrad und/oder Wärmerückgewinnungsgrad
daß niedriger
wird wenn genannte Rücklauftemperatur
zunehmt, zum Beispiel Wärmepumpen,
kondensierende Wärmezurückgewinnungserwärmer, Rankinezyklus
Wärme-Kraft
Anlagen, zwischengekühlte
Gasturbine Wärme-Kraft Anlagen,
Sonnenkollektoren, und gleichartig. Solche Wärmeerzeugungsmittel haben große Energieeinsparungspotential
wegen eines hohen Verhältnis
zwischen nutzbar erzeugter Wärme
und primären (Brennstoff)
Verbrauch. Solche Energieeinsparungen sind auch von großem Vorteil
für Minderung
von Emissionen von Brennstoffeuerung.
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Wegen
der Verminderung von energetische Wirkungsgrad verursacht durch
hohe Temperaturen innerhalb Hauptvorlauf- und Rücklaufleitungen ist es im allgemeinen
notwendig daß solche
Leitungen eine hohen Wärmedämmungsgrad
haben um zu vermeiden das Energieeinsparungen sehr niedrig oder
sogar negativ werden, besonders wenn die tägliche Wärmefrage niedrig ist und/oder
die Benutzer liegen in einem Gebiet mit lockerer Bebauung. Solcher
hohe Wärmedämmungsgrad
hat den Nachteil die Investitions- und (indirekt) Wartungskosten
zu erhöhen.
Die Ursachen von solchen Kostenerhöhungen enthalten einen höheren Preis
pro Meter Leitung und höhere Anlagekosten
weil ein großerer
Außer(Mantel)diameter
die Flexibilität
und dadurch die Handlichkeit während
Montage verringert.
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Andere
Nachteile von solche Heizungsanlagen sind bezogen auf die Größe von dem
Wärmespeicherbehälter, weil
ein größerer Behälter höhere Wärmeverluste
und höhere
Kosten verursacht, und die Anwendung solcher Anlagen beschränkt wenn genannte
Wärmebenutzer
beschränkten
Raum haben in einer sonst vorteilhafte Stelle.
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Ein
Ziel der Erfindung ist es den energetischen Nutzungsgrad solcher
Heizungsanlagen zu bessern durch starke Verminderung von Wärmeverluste
von Hauptvorlauf- und Rücklaufleitungen
und durch Verminderung von Rückkehrtemperaturen nach
der Wärmequelle,
besonders während
Jahresperioden mit weniger oder keiner Raumheizungsfrage. Ein anderes
Ziel der Erfindung ist es die Investitions- und Wartungskosten zu
vermindern durch Verminderung von dem Wärmedämmungsgrad von Hauptvorlauf-
und Rücklaufleitungen
ohne Verminderung von den Energieeinsparungen bis unerwünschte niedrige
Niveaus. Ein anderes Ziel der Erfindung ist es die Größe von Wärmespeicherbehälter stark
zu vermindern um die genannten Nachteile von große Wärmespeicherbehälter zu
vermeiden oder zu vermindern.
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Erfindungsgemäß wird die
vorgeschlagene Heizungsanlage dadurch gekennzeichnet daß es wenigen
oder keinen kontinuierlicher Umführungsdurchfluß gibt flußabwärts von
Hauptvorlaufleitungen während
Zeiten daß keine
Wärmeübertragungsflüssigkeit geliefert
wird an irgend einem Wärmebenutzer
der flußabwärts angeschlossen
ist an solche Hauptvorlaufleitungen. Während solchen Zeiten vermindert die
Temperatur von Flüssigkeit
innerhalb solchen Hauptvorlaufleitungen, wodurch die Wärmeverluste von
solchen Leitungen vermindert werden. Erfindungsgemäß wird die
Dauer von solchen Temperaturminderungszeiten (Abkühlzeitspanne),
und dadurch die Verminderung von Wärmeverluste, erhöht durch
gleichzeitige Aufladung von Wärmespeicherbehälter einer
Mehrzahl von genannte angeschlossene Wärmebenutzer, so daß solche
aufgeladenen Wärmespeicherbehälter ungefähr völlig aufgeladen sind
auf ungefähr
dieselbe Zeit, wodurch die Zeitspanne bis Erschöpfung von irgend einem Wärmespeicherbehälter von
genannten angeschlossenen Benutzer im Durchschnitt länger ist
als wenn Wärmespeicherbehälter aufgeladen
werden auf individueller Frage.
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Während Zeiten
zwischen gleichzeitigen Aufladungsbetriebe, kann irgend einer von
genannten Benutzer eine Frage für
Sanitärheißwasser
haben daß Erschöpfung von
heißer
Wärmeübertragungsflüssigkeit
innerhalb seines Wärmespeicherbehälters verursacht,
besonders wenn solche Frage für eine
Dusche oder Bade ist, und wenn das Flüssigkeitsenthaltungsvolumen
des Wärmespeicherbehälters relativ klein
ist. Wenn die Temperatur von Flüssigkeit,
innerhalb (einer) Hauptvorlaufleitung(en) flußaufwärts von solchem Benutzer, erniedrigt
ist unter eine bestimmte Minimumtemperatur für Lieferung heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
an genannte Benutzer, dann kann das Volumen Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß umgeführt werden
sollte bevor Lieferung von Wärmeübertragungsflüssigkeit
mit einer genügend
hohen Temperatur stattfinden kann, sehr groß sein. Während der Zeitspanne solches Umführungsbetrieb,
im Folgendes zu referieren als Umführungszeitspanne, wird die
Wärmeübertragungsflüssigkeit
für erwärmen von
Sanitärwasser
bezogen aus dem Wärmespeicherbehälter. Das (Rest)volumen
von heißer
Flüssigkeit
innerhalb genanntes Wärmespeicherbehälters bei
Anfang von dem Bypaßfluß wird bestimmt
um zureichend zu sein für
Erwärmung
einem Maximumfluß Sanitärwasser während genannter
Umführungszeitspanne,
um eine ununterbrochene Lieferung von Sanitärheißwasser sicher zu stellen während solcher
Frageperiode. Ein Problem solches Betriebsmodus ist daß wenn das Volumen
Flüssigkeit
daß umgeführt werden
sollte groß ist,
genannte Umführungszeitspanne,
und dadurch genanntes Restvolumen, auch groß kann sein, wodurch Großeerfordernisse
und Wärmeverluste von
Wärmespeicherbehälter zunehmen.
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Erfindungsgemäß werden
solche Nachteile minimiert durch Reglungsmittel zu enthalten die
so geregelt werden daß eine
hohe Temperatur instandgehalten wird von Wärmeübertragungsflüssigkeit
innerhalb Hauptvorlaufleitungen flußaufwärts von solche abgekühlte Hauptvorlaufleitungen,
dadurch die Umführungszeitspanne
verringerend durch Verringerung von dem Volumen Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß umgeführt werden
sollte. Solche Hauptvorlaufleitungen und übereinstimmende Rücklaufleitungen
werden in dem Folgenden angegeben durch Zufügung von dem Wort "Lieferung".
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Erfindungsgemäß werden
weiter Umführungsmittel
verschafft für
Verringerung von Umführungszeitspanne
durch große
Vermehrung von dem Umführungsfluß durch
genannte abgekühlte
Hauptvorlaufleitungen. Verschaffung von solche Hochflußumführungsvermögen enthaltet
Maximierung von dem Fluß durch
Umführungsventilen
von individuellen Wärmebenutzer
und enthalten möglich
Umführungsventilen
die Hauptvorlauf und Rücklaufleitungen
verbinden und/oder enthalten möglich
Zentralregelmittel für
gleichzeitig öffnen
von individuelle Umführungsventilen
einer Mehrzahl von Wärmebenutzer.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beschrieben,
anhand die begleitenden Zeichnungen, für ein Ausführungsbeispiel von einer erfindungsgemäßen Heizunganlage.
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1 ist
eine schematische Darstellung von einer Heizungsanlage enthaltend
eine Wärmequelle und
ein Zirkulationssystem für
Lieferung heißer
Wärmeübertragungsflüssigkeit
an eine Mehrzahl von Wärmebenutzer.
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2 ist
ein schematische Darstellung von Apparatur für empfangen und benützen heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
durch einen Wärmebenutzer.
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1 zeigt
schematisch ein Zirkulationssystem mit Vorlaufleitungen die dargestellt
sind durch volle Linien und angezeigt durch Numeralien mit einer
Zufügung
D, und Rücklaufleitungen
die dargestellt sind durch gebrochene Linien und angezeigt durch
Numeralien mit einer Zufügung
R. Genanntes Zirkulationssystem enthält eine Hauptlieferungsringvorlaufleitung 1D und
eine Hauptlieferungsringrücklaufleitung 1R die
die Wärmequelle 2 verbinden
mit (Beispiele von) Gruppen von Wärmebenutzer G1, G2, G3, G4,
jeder Gruppe mit zum Mindesten eine Hauptabzweigleitung die verbunden
ist durch Hausanschlußleitungen
mit jeder von genannte Benutzer. Solche Benutzer sind versehen von
Apparatur, nicht angezeigt in 1, für empfangen
und benützen
heißer
Wärmeübertragungsflüssigkeit.
Zirkulationspumpe 4 verseht Zirkulation von Wärmeübertragungsflüssigkeit
durch Vorlauf und Rücklaufleitungen.
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Hauptlieferungsringvorlaufleitung 1D hat mindestens
zwei Verbindungen mit Wärmequelle 2. Während Perioden
daß wenige
oder keine Wärmeübertragungsflüssigkeit
geliefert wird an genannte Benutzer, wird Zirkulationspumpe 3 derartig
geregelt daß heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
zirkuliert durch genannte Hauptlieferungsringvorlaufleitung 1D und
Wärmequelle 2,
wobei genannte Wärmequelle solche
zirkulierende Flüssigkeit
erwärmt
um zu kompensieren für
Wärmeverluste
von Hauptlieferungsringvorlaufleitung 1D, um andauernd
bei jeder Verbindung mit einer Hauptabzweigvorlaufleitung heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
zu liefern mit einer Temperatur innerhalb eines kleinen Bereich
von zum Beispiel 3 Graden. Es ist bekannt daß Heizungsanlagen die solche
Hauptlieferungsringvorlaufleitungen enthalten auch als Vorteil haben
die Zuverlässigkeit von
der Anlage zu erhöhen
durch Unterhaltung von der Lieferung von Wärmeübertragungsflüssigkeit
an die meisten oder allen Wärmebenutzer
wann eine Sektion von der Hauptlieferungsringvorlaufleitungen abgeschlossen
wird für
Wartung oder Reparatur.
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Lieferung
heißer
Wärmeübertragungsflüssigkeit
für gleichzeitige
Aufladung von einer Mehrzahl von Wärmebenutzer wird vorzugsweise
zeitbestimmt um Wärmespeicherbehälter zu
haben mit genügend heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
um Niedrigvolumen Fragen zu erfüllen
während
Perioden zwischen nachfolgende gleichzeitige Aufladungsbetriebe.
Solche Niedrigvolumenfragen sind zum Beispiel für Sanitärwassererwärmung für die Hände waschen oder das Geschirr
aufwaschen, oder für
Raumerwärmung
um die Raumtemperaturen auf einem etwa konstanten Niveau zu halten.
Auf Tagen ohne Raumerwärmungsfrage,
und wenn Wärmespeicherbehälter ein
relativ kleines Volumen von zum Beispiel 40 Liter Flüssigkeit
enthalten, kann solche Zeitbestimmung zum Beispiel 4 gleichzeitige
Aufladungsbetriebe pro Tag enthalten. Auf Tagen mit Raumerwärmungsfrage,
kann die Anzahl von solche Aufladungsbetriebe vermehrt werden bis
mehr als 20 pro Tag. Das Flüssigkeitsenthaltendvolumen
von Wärmespeicherbehälter kann
vorteilhaft erhöht
werden bis zum Beispiel 80 Liter, für Benutzer mit einer größeren Totalfrage
an Niedrigvolumensanitärwasserfragen, und/oder
mit größerem Raumerwärmungsbedarf, und/oder
mit längeren
Hausanschlußleitungen.
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Gleichzeitige
Aufladung von Wärmespeicherbehälter kann
für angrenzende
Benutzer aufeinanderfolgen, um die Flußdruckverluste in Hauptvorlaufleitungen
während
solche Aufladungsbetriebe zu vermindern. Die Zeitbestimmung von
solchen Betriebe wird vorzugsweise geregelt durch einen oder mehreren
Zentralelektronensystemregler, nicht angegeben in 1,
die durch drahtlose und/oder leitungsgebundene Übertragungsmittel verbunden
sind mit Benutzer von einer Gruppe oder mit allen Benutzer von der
Heizungsanlage. Solche Kommunikationsmitteln können auch vorteilhaft genutzt
werden für
Zentralregistrierung von dem Energieverbrauch von Wärmebenutzer.
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Wenn
Benutzer eine Hochvolumenfrage für heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
haben, zum Beispiel für
Sanitärwasserheizung
für eine
warme Dusche oder Bad, oder für Raumerwärmung während einer
Aufwärmungsperiode
nach einer Nacht mit niedriger Raumthermostateinstellung, dann wird es
sehr wahrscheinlich daß den
Wärmespeicherbehälter, besonders
einen kleinen Behälter,
erschöpft wird
während
solcher Frage. Zusätzliche
heiße
Wärmeübertragungsflüssigkeit
um solche Frage zu erfüllen
und für
individuelle Neuaufladung von genanntem Wärmespeicherbehälter wird
dann geliefert zwischen zwei auf einander folgenden gleichzeitigen
Aufladungsbetriebe, wodurch die Häufigkeit zunimmt und die mittlere
Abkühlzeitspanne
abnimmt, wodurch die Wärmeverluste
solcher Leitungen zunehmen. Jedoch, weil solche Hochvolumenfragen
meistens während
beschränkter
Perioden eines Tages stattfinden, besonders während früher Morgens und später Abende,
werden mittlere Abkühlzeitspannen
während
sonstiger Tagesperioden wenig ermindert, wodurch die tägliche Wärmeverlusteverringerung
hoch bleibt.
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Wenn
solche Hochvolumenfrage für
Sanitärwassererwärmung ist,
ist es aus Komfortgründe
notwendig um während
solcher Frageperiode einen ununterbrochenen Santärwarmwasserfluß zu schaffen, besonders
wenn solche Frage eine heiße
Dusche betrifft.
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Mittel
werden versehen zur Anpassung von dem Umführungsfluß für Lieferung von heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
für Sanitärwassererwärmung bevor
den Wärmespeicherbehälter erschöpft ist
von heißer
Wärmeübertragungsflüssigkeit.
Solche Mittel werden in folgendes beschrieben für die in 1 gezeigte
Beispiele von Benutzergruppen.
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Benutzergruppe
G1 ist kennzeichnend für eine
kleine Anzahl Wärmebenutzer,
zum Beispiel Häuser
wie 6 in einer Reihe von sechs Häusern, geliegen neben Hauptlieferungsringleitungen 1D, 1R. Heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß durch Hauptlieferungsringvorlaufleitungen 1D fließt wird
an solche Benutzer geliefert durch Hauptabzweigvorlaufleitung 5D und
Hausanschlußvorlaufleitungen wie 7D.
Wann die Flüssigkeitstemperatur
innerhalb Hauptabzweigvorlaufleitung 5D bis unter eine
bestimmte Temperatur abnimmt, zum Beispiel unter 70 Graden Celcius,
dann kann das Volumen Flüssigkeit das
bypaßt
werden sollte, um heiße
Wärmeübertragungsflüssigkeit
zu liefern mit mindestens genannter Temperatur, an einen Benutzer
der weitest von Hauptlieferungsringvorlaufleitungen 1D liegt,
zum Beispiel 15 Liter sein. Solchen Benutzer ist versehen mit einem
individuellen Umführungsventil 26,
nicht angegeben in 1, welches durch einen beschränkten Fluß durch
Hausanschlußleitung 8D eine maximum
Flußkapazität von nur
10 Liter pro Minute haben kann. Die Umführungszeitspanne ist dann anderthalb
Minuten. Das Restvolumen vom Wärmespeicherbehälter wird
dann bestimmt um heiße
Flüssigkeit
zu liefern für
erwärmen
von einem maximum Fluß Sanitärwarmwasser
während
solche Zeitspanne, zum Beispiel 9 Liter.
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Benutzergruppen
G2, G3 und G4 enthalten größere Anzahlen
Benutzer die weiter liegen von Hauptringleitungen 1D, 1R.
Das Flüssigkeitsvolumen innerhalb
Hauptvorlaufleitungen die Benutzer verbinden mit Hauptlieferungsringvorlaufleitungen 1D,
und dadurch das Volumen Wärmeübertragungsflüssigkeit daß umgeführt sollte
innerhalb genannter bestimmter Umführungszeitspanne von anderthalb
Minuten, kann dann sehr viel größer sein.
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Für Benutzer
von Gruppe G2, die zwei Reihen von sechs Häusern wie 7 enthaltet, kann
solches Umführungsvolumen
zum Beispiel 50 Liter sein. Umführungsmittel
die Hauptvorlaufleitung 8D verbinden mit Hauptrücklaufleitung 8R werden
versehen flußabwärts von
Hauptvorlaufleitung 8D, um die Umführungsflußkapazität in Vergleich mit dem Maximumfluß durch
das Umführungsventil
eines individuellen Benutzer stark zu vergrößern, um die Umführungszeitspanne
unter anderthalb Minuten zu halten. Genannte Umführungsmittel enthalten Umführungsventil 9 und
Temperaturfühler 10.
Umführungsventil 9 wird
geregelt zu öffnen
wenn einer des Benutzers von G2 eine Frage signaliert für Lieferung
heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
und wenn Temperaturfühler 10 fühlt daß Wärmeübertragungsflüssigkeit innerhalb
Hauptvorlaufleitung 8D unter einer bestimmten Minimumtemperatur
für Lieferung
heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
an Benutzer ist. Das Signal für
solche Benutzerfrage kann übertragen werden
durch obengenannte Kommunikationsmittel zwischen Zentralregler und
genannten Benutzer, oder als Alternative durch Druckfühlmittel,
nicht angegeben in 1, die eine plötzliche
Druckänderung in
Hauptabzweigvorlaufleitung 8D signaliert. Umführungsventil 9 wird
geregelt um zu schließen
wenn Temperaturfühler 10 eine
Temperatur fühlt
daß über genannter
bestimmter Minimumtemperatur ist.
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Benutzergruppe
G3 ist kennzeichnend für eine
noch größere Anzahl
Wärmebenutzer
die noch weiter von Hauptlieferungsringleitungen 1D, 1R geliegen
können
sein. Weil durch eine Temperaturabnahme von aller Flüssigkeit
innerhalb Vorlaufleitung 11D das benötigtes Umführungsvolumen sehr hoch kann
sein, zum Beispiel mehr als 100 Liter, wird Umführungsventil 12 geregelt
andauernd Wärmeübertragungsflüssigkeit
um zu führen
von Hauptlieferungsabzweigvorlaufleitung 11D zu übereinstimmender
Rücklaufleitung 11R,
um die Flüssigkeitstemperatur
innerhalb Hauptlieferungsabzweigvorlaufleitung 11D hoch
zu halten, um das Volumen zu verringern von Wärmeübertragungsflüssigkeit
das umgeführt werden
sollte innerhalb genannter bestimmter Zeitspanne von anderthalb
Minuten. Genannte Bypassmittel 12 können sehr einfach und dadurch
billig sein, zum Beispiel eine feste Öffnung enthaltend.
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Mittel
zur starker Erhöhung
von dem Umführungsfluß im Vergleich
mit dem Maximumfluß durch ein
individuelles Umführungsventile
kann, als Alternative zu den Umführungsmittel 9, 10,
die für
G2 gezeigt werden, den vorgenannten Zentralsystemregler enthalten
die individuelle Umführungsventile
einer Mehrzahl von Benutzer flußabwärts von
Hauptvorlaufleitung 13D regeln, um zu öffnen wenn ein solcher Benutzer
eine Frage meldet für
Lieferung von heißer
Wärmeübertragungsflüssigkeit,
und wenn die Kühlzeitspanne
seit einer vorgehenden Lieferung zu irgendeinem genannten Benutzer
eine bestimmte Limite überschreitet.
Solche Limite wird bestimmt um ähnlich
zu sein mit der Zeitdauer für
die Temperatur von Flüssigkeit
innerhalb Hauptabzweigvorlaufleitung 13D unterhalb genannte
bestimmte Minimumvorlauftemperatur zu senken. Solche alternativen Mittel
für starke
Erhöhung
von dem Umführungsfluß haben
den Vorteil die Notwendigkeit von Umführungsventilmittel 9, 10,
zu vermeiden, wodurch, besonders wenn solche Mittel außer einem
Gebäude liegen
sollen, die Investitions- und Wartungskosten erheblich können vermindern.
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Benutzergruppe
G4 ist kennzeichnend für Mehrstockige
Gebäude
die Appartemente wie 14 enthalten. Heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß durch
Hauptlieferungsringvorlaufleitung 1D fließt wird an
solche Benutzer geliefert durch Hauptabzweigvorlaufleitung 15D die
flußabwärts verbunden
ist mit einer Mehrzahl von Hauptabzweigvorlaufleitungen wie 16D,
welche jeder durch Hausanschlußvorlaufleitungen
wie 17D verbunden sind mit Heizungsapparatur innerhalb
jeder von genannten Appartementen. Ventilmittel die versehen werden
um dem Umführungsfluß im Vergleich
zum Maximumfluß durch
ein individuelles Umführungsventil
stark zu erhöhen
verbinden Hauptvorlaufleitung 15D mit Hauptrücklaufleitung 15R am
Flußabwärtsende
von Vorlaufleitung 15D. Genannte Mittel enthalten Umführungsventil 18 und
Temperaturfühler 19 die
die gleichartige Wirkung haben als vorgehend beschrieben für Umführungsmittel 9, 10.
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Vorlauf
und Rücklaufleitungen
einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage
können
vorteilhaft angepasst werden um hohen Energienutzungsgrades und
niedrige Investitions- und Wartungskosten zu schaffen.
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Hausanschlußleitungen
wie 7D, 7R, und Hauptabzweigleitungen wie 5D, 5R,
und 8D, 8R, und 13D, 13R, enthalten
vorzugsweise wärmegedämmte flüssigkeitsenthaltende
(Medium)Röhre
die wenige oder keine Problemen haben mit häufigen großen Temperaturänderungen,
zum Beispiel biegbare Leitungen die Kunststoffmediumröhre enthalten.
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Eine
erhebliche Kostenverminderung kann bekommen werden durch Verringerung
der Wärmedämmung und
dadurch den Manteldiameter solcher Leitungen. Weil die zeitmittlere
Flüssigkeitstemperatur
innerhalb solcher Leitungen niedrig ist, wird solche Anpassung die
Wärmeverluste
nur wenig erhöhen.
Eine erste Kostenverringerung resultiert wegen verringerten Gewichtes
und größerer Biegsamkeit solcher
Leitungen. Eine zweite Kostenverringerung, und viel bessere Zuverlässigkeit,
resultiert wegen Vorgefertigung von Verbindungen zwischen solcher Hauptleitung
und eine Mehrzahl von Hausanschlußleitungen, und Anpassung von
solchen Verbindungen um solche vorgefertigte Kombination von Leitungen
zu transportieren als Rolle, besonders durch solche Haupt- und Hausanschlußleitungen
in Parallele zu verbinden. Vorgefertigte Verbindungen sind besonders
vorteilhaft wenn genannte Leitungen Leitungen enthalten für elektronische
Kommunikation zwischen Benutzer und vorgenanntem Zentralsystemregler.
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Genanntes
Zirkulationssystem darf vorteilhaft Rücklaufleitungen enthalten mit
Mediumröhre die
Innendiameter haben die größer sind
als der Innendiameter von Mediumröhre von Vorlaufleitungen mit
gleichen Numeralien, zum Beispiel zwischen anderthalb und zweimal
so groß,
und die verringerte Wärmedämmung haben,
wodurch die Kosten solcher Leitungen verringert werden. Weil die
zeitmittlere Temperatur von Wärmeübertragungsflüssigkeit
innerhalb Rücklaufleitungen
sehr niedrig ist verursacht solche verringerte Wärmedämmung nur wenig Zunahme von
Wärmeverluste.
Andere Vorteile von solcher Zunahme vom Innendiameter von Rücklaufleitungen
sind bezogen auf stark verringerten Flußdruckverluste innerhalb Rücklaufleitungen.
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Wärmequelle 2 enthaltet
Wärmeerzeugungsmittel 20 für Erwärmung von
Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß auf
einer niedrigen Temperatur, zum Beispiel 25 Grad Celcius, zur Wärmequelle
rückkehrt.
Solche Wärmeerzeugungsmittel
haben vorzugsweise einen Energieumwandlungswirkungsgrad und/oder
Wärmezurückgewinnungsgrad
daß höhere Energieeinsparungen
gibt wenn die (gemittelte) Wärmeerzeugungstemperatur
verringert wird, zum Beispiel eine Mehrzahl von Wärmepumpen
die nachfolgend geschaltet sind für stufenweise Erwärmung von Wärmeübertragungsflüssigkeit,
wobei solche Wärmepumpen
Wärme entziehen
an einer Wärmequelle mit
niedriger Temperatur, nicht angegeben in 1, wie Grundwasser,
Oberflächenwasser,
Abfallwasser, und/oder gleichartig. Andere Beispiele von solchen Wärmeerzeugungsmittel 20 enthalten
Kondensormittel von Rankinezyklus Wärme-Kraft Anlagen, Sonnenkollektoren
mit einem Wärmezurückgewinnungsgrad
daß zunehmt
wenn die Temperatur von der Wärmeübertragungsflüssigkeit
erniedrigt wird, und gleichartig.
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Wärmequelle 2 enthaltet
vorzugsweise auch Erzeugungsmittel 21 für weiter erwärmen von
Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß zu
einer Temperatur von Wärmeübertragungsflüssigkeit
daß Wärmequelle 2 verlasst
und durch Hauptlieferungsringvorlaufleitung 1D fließt. Solche
Mittel dürfen
vorteilhaft Wärmeerzeugungsprozessen
enthalten wofür
den energetischen Nutzungsgrad kaum verringert wann solche Ausgangstemperatur
erhöht
wird, zum Beispiel Gasmotor Wärme-Kraft
Anlagen, brennstoffgefeuerte Kesselanlagen, und gleichartig.
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Wärmequelle 2 darf
als Alternative Wärmeerzeugungsmittel
enthalten die genannte Effekten von erste und zweite Wärmeerzeugung
kombinieren in einer einzelnen Anlage, zum Beispiel eine Wärme-Kraft Anlage die
einen integrierten kondensierenden Wärmetauscher enthalten für Wärmerückgewinnung
aus Abgas, oder eine Wärme-Kraft
Anlage die eine zwischengekühlten
Gasturbine enthalten.
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Nicht
angegeben in 1 sind Hilfeapparatur, wohl
bekannt an Fachleute, zum Beispiel Wärmespeicherbehälter, Pumpen,
Ventile, und gleichartig.
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Alternative
Ausführungen
von erfindungsgemäßigen Heizungsanlagen
dürfen
eine Wärmequelle enthalten
die an einen niedrigen Anzahl Baueinheiten liefern, zum Beispiel
eine Wärmequelle
für Lieferung
an Appartementen 14 eines mehrstockigen Appartementenblockes,
und mit solcher Wärmequelle innerhalb
des Appartementenblockes geliegen. Als Alternative darf die Ausführung die
in 1 ist angegeben Teil sein von einer größeren Heizungsanlage, zum
Beispiel mit Wärmequelle 2 die
durch Vorlauf- und
Rücklaufleitungen
verbunden ist mit einer weitentfernte Wärmequelle, zum Beispiel Abfallwärme von
einer industriellen Anlage oder einer Elektrizitätszentrale.
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2 ist
ein schematische Darstellung von Apparatur für empfangen und nutzen heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
durch einen Wärmebenutzer, die
einen Wärmespeicherbehälter 22 und
Durchflußwassererwärmer 23 für erwärmen von
Sanitärwasser enthalten,
mit vorzugsweise einer gemeinsamen Umfassung von Wärmedämmungsmaterial 24,
um während
Perioden zwischen Abnahmen von Sanitärheißwasser die Temperatur von
Sanitärwassererwärmer 23 hoch
zu halten, wodurch die Vorteile geschafft werden von momentane Verfügbarkeit
von Sanitärheißwasser
und verringerte Wärmeverluste
von genanntem Erwärmer
zwischen Abnahmen von Sanitärwarmwasser.
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Wärmespeicherbehälter 22 enthaltet
Wärmeübertragungsflüssigkeit
mit einer vorzugsweisen stratifierten Temperaturverteilung, wobei
eine Obenzone von heißer
Flüssigkeit
getrennt ist von eine Unterzone von kühlerer Flüssigkeit durch eine Schicht Flüssigkeit 25 mit
einer steilen Temperaturgradiente, wobei solche Trennungsschicht
nach unten bewegt wann den Wärmespeicherbehälter aufgeladen
wird, und nach oben bewegt wann heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
abgenommen wird für
Sanitärwassererwärmung und/oder
für Versorgung
von Raumerwärmung.
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Wenn
durch hervorgenannte Regelmittel ein Signal wird empfangen für anfangen
von einem gleichzeitigen Aufladungsbetrieb, wird Umführungsregelventil 26 aktiviert
um zu öffnen
und einen Fluß von
Wärmeübertragungsflüssigkeit
durch Umführungsleitung 27 zu
verursachen, wobei solcher Fluß vorzugsweise
so hoch ist als zulässig
auf Gründe
die den maximum Fluß durch
Hausanschlußvorlaufleitung 7D begrenzen,
Gründe
wie zum Beispiel Flußdruckverluste
oder Vermeidung von hohen Geräuschniveaus.
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Umführungsleitung 27 enthaltet
wahlweise Durchflußbegrenzer 28 um
solche Durchflußbegrenzung
zu versorgen. Wenn Temperaturfühler 29 angebt
daß die
Temperatur von Flüssigkeit
daß umgeführt wird
höher ist
als eine bestimmte Temperatur, wird Umführungsregelventil 26 aktiviert
um zu schließen
und wird Regelventil 30 aktiviert um zu öffnen, dadurch
verursachend daß heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
fließt
durch Hausanschlußvorlaufleitung 7D und
durch Leitung 31 zu Wärmespeicherbehälter 22,
und damit verursachend daß kühlere Wärmeübertragungsflüssigkeit
aus genanntem Wärmespeicherbehälter durch
Leitung 32 und durch Hausanschlußrücklaufleitung 7R fließt, dadurch
verursachend daß den
Wärmespeicherbehälter aufgeladen wird.
Die Flußgeschwindigkeit
während
aufladen wird vorzugsweise über
einem bestimmten Niveau gehalten, durch Flußbegrenzer 33 und
durch betrieben von Zirkulationspumpe 4 von Wärmequelle 2 so
daß während solches
Aufladungsbetriebes die Druckdifferenz über genanntem Durchflußbegrenzer
innerhalb eines relativ schmalen Bereiches gehalten wird. Der Aufladungsbetrieb
wird beendet durch Regelmittel die Temperaturfühler 34 in das Unterteil
von Speicherbehälter 22 enthaltet,
und Ventile 30 aktiviert um zu schließen.
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Ein
Signal für
individuelle Aufladung von einem Wärmespeicherbehälter wird
gegeben durch eine Temperaturfühler 35 die
eine Aufwärtsbewegung
von Trennungsschicht 25 detektiert, damit angebend daß heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
innerhalb Speicherbehälters 22 unter
ein bestimmtes Minimumvolumen vermindert ist. Solches bestimmte Volumen
wird bestimmt um heißer
Wärmeübertragungsflüssigkeit
zu versorgen für
erwärmen
von einem hohen (höchsten)
Fluß von
Sanitärwasser
während
hervorgenannter Umführungszeitspanne
von anderthalb Minuten, um eine unerwünschte Temperaturverringerung
zu vermeiden von Sanitärwasser daß Sanitärwassererwärmer 23 verlasst
während
einer Sanitärwarmwasserentziehung,
besonders wann solche Entziehung ist für eine warme Dusche.
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Am
Anfang von einer Sanitärwarmwasserentziehung
aus einem Ausgang wie Hahn 36 oder Duschekopf 37,
wird durch Flußfühlermittel 38 innerhalb
des Sekundärkreislaufes
von Sanitärwassererwärmer 23,
vorzugsweise ein Gegenstromwärmetauscher,
Regelventil 39 und Zirkulationspumpe 40 aktiviert
so daß heiße Wärmeübertragungsflüssigkeit
zirkuliert von das Obenteil des Speicherbehälters 22 durch die
Primärseite
von Sanitärwassererwärmer 23.
Regelventil 39 wird thermostatisch geregelt durch Temperaturfühler 47 um
der Temperatur von erwärmten
Sanitärwasser
innerhalb eines schmalen Temperaturbereiches ungefähr konstant
zu halten. Sanitärwassererwärmung kann
als Alternative geregelt werden durch Mittel die an Fachleute bekannt
sind.
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Raumerwärmung wird
versorgt durch ein Direktsystem daß Mindestens einen Radiatorheizkörper enthaltet
durch welchen Wärmeübertragungsflüssigkeit
zirkuliert. Als Alternative kann ein Indirektsystem versehen werden
inklusiv einen Wärmetauscher
für Übertragung
von Wärme
von Wärmeübertragungsflüssigkeit
zu Sekundärwasser
daß durch genannten
Radiatorheizkörper(n)
zirkuliert. Als Alternative kann Raumerwärmung durch andere bekannte
Systemen versorgt werden, zum Beispiel ein Luftkreissystem oder
ein Bodenheizungssystem.
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Regelmittel
für Versorgung
von Raumerwärmung
kann zum Beispiel einen Zentralraumthermostat 42 enthalten
die Regelventil 43 und Zirkulationspumpe aktiviert um heißer Wärmeübertragungsflüssigkeit
zu zirkulieren durch zum Mindestens einen Radiatorheizkörper. Solche
Regelmittel können
auch oder als Alternative Thermostatventile enthalten, nicht gezeigt
in 2, für
den oder jeden Radiatorheizkörper.
Zirkulierende Wärmeübertragungsflüssigkeit
für Raumerwärmung wird
im Allgemeinen entzieht von dem Obenteil des Speicherbehälters 22 und
kühlere
Wärmeübertragungsflüssigkeit
kehrt zurück
nach dem Unterteil des genanntes Behälters. Wenn eine Raumerwärmungsfrage
geschieht während
Aufladung von genanntem Wärmespeicherbehälter, dann
kann Zirkulation von Wärmeübertragungsflüssigkeit
durch Raumerwärmungkörper parallel
sein an Zirkulation von Wärmeübertragungsflüssigkeit
für Aufladung
von Wärmespeicherbehälter 22, oder
Vorrangreglungsapparatur kann versehen werden für schließen von Reglerventil 43.
Vorrangreglungsmittel können
auch versehen werden für
schließen
von genanntem Reglerventil während
eine Entziehung von Sanitärwarmwasser.
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Durch
Anpassung von Flußbegrenzer 33 und Druckniveaus
im Zirkulationssystem um die Flußgeschwindigkeit während Lieferung
von Wärmeübertragungsflüssigkeit
an einen Benutzer innerhalb eines relativ schmalen Bereiches zu
halten, kann der Wärmezähler eines
Benutzers vorteilhaft einen einfachen billigen Wasserzähler 44 enthalten
die das akkumuliertes Volumen von Wärmeübertragungsflüssigkeit das
an einem Benutzer geliefert wird registriert, mit einem elektronischen
Zähler
der während
Lieferungsperioden die zeitintegrierte Temperaturdifferenz registriert
die gefühlt
wird durch Temperaturfühler 29 und 46.
Solcher Wärmezähler, der
hohe Meßgenauigkeit
gibt, kann viel billiger sein dann bekannte Wärmezähler die Durchflußzähler für registrieren
von dem zeitintegrierten Produkt von Fluß und Temperatur.
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Benutzer
enthalten vorzugsweise eine individuelle elektronische Reglereinheit,
nicht gezeigt in 2, daß in Kommunikation ist mit
einigen oder allen hervorgenannten Fühler und Reglungsmittel, und der
in Kommunikation ist mit hervorgenanntem(n) Zentralsystemregler(n).