DE9303700U1

DE9303700U1 - Anordnung einer Fernwärme-Kompaktstation mit Rücklaufauskühlung

Info

Publication number: DE9303700U1
Application number: DE9303700U
Authority: DE
Original assignee: LIMAX OEL GAS FERNWAERMETECHNI
Current assignee: LIMAX OEL GAS FERNWAERMETECHNI
Priority date: 1993-03-13
Filing date: 1993-03-13
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2003-03-14

Description

Anordnung einer Fernwärme - Kompaktstation mit Rücklaufauskühlung Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Fernwärme Kompaktstation mit Rücklaufauskühlung an bestehenden Fernwärmenetzen.

Stand der Technik

Bekannt ist eine Fernwärme - Kompaktstation mit Rücklaufauskühlung in der Bauweise, daß ein Plattenwärmeübertrager zum Wärmeaustausch für das angeschlossene Heizungsnetz dient und ein weiterer Plattenwärmeübertrager, Rücklaufauskühlung, nachgeschaltet ist, welcher zur Brauchwasseraufbereitung benutzt wird. Der Nachteil dieser technischen Lösung liegt in dem zeitlich sehr begrenzten höherem Wirkungsgrad der Anlage und im bestehenbleiben eines überhöhten Anschlußwertes der Fernwärme - Kompaktstation an das Fernwärmenetz.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung einer Fernwärme -Kompaktstation mit Rücklaufauskühlung zu finden, welche den Wirkungsgrad und die Anschlußwerte der Fernwärme - Kompaktstation an das Fernwärmenetz wesentlich verringert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung einer Fernwärme - Kompaktstation mit Rücklaufauskühlung, wobei zur Aufbereitung des Brauchwassers neben der Rücklaufauskühlung ein weiterer Wärmeaustausch stattfindet und für alle Betriebszustände beide Plattenwärmeübertrager energetisch genutzt werden, zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Anordnung gemäß Anspruch 1 realisiert wird.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin begründet, daß durch diese Anordnung der erfinderischen Lösung die energetische Auslastung verbessert wird. Weiterhin ist ein Parallelbetrieb von einer Heizungsanlage und einer Brauchwasseraufbereitung ohne Erhöhung des primärseitigen Volumenstromes möglich, was zur Folge hat, daß geringere Anschlußwerte der Fernwärme - Kompaktstation an das Fernwärmenetz und somit eine Kosteneinsparung des Verbrauchers entsteht. Vorteilhaft ist auch, daß der Fernwärmeliferant ohne Erweiterung seines Fernwärmenetzes Anschlußkapazitäten gewinnt und somit mehr Verbraucher mit der gleichen Kapazität des bestehenden Fernwärmenetzes bedient werden können. Nicht zu vergessen sind die daraus resultierenden umweit - und energiepolitischen Vorteile der erfinderischen Anordnung der Fernwärme - Kompaktstation mit Rücklaufauskühlung.

Ausführungsbeispiel An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt : Fig. 1 : die erfindungsgemäße Fernwärme - Kompaktstation mit Rücklaufkühlung.

Fig. 1 zeigt die schaltungstechnische Darstellung des Aufbaues der erfindungsgemäßen Fernwärme - Kompaktstation mit Rücklaufkühlung, bei der eine separate Heizungsversorgung sowie eine Brauchwasserversorgung realisiert wird. Der Zulauf des Fernwärmenetzes ist über ein elektrisch verstellbares Ventil 10 an dem Eingang der Primärseite des Plattenwärmeübertragers 1 angeschlossen. Der Ausgang des Plattenwärmeübertragers 1 ist an der Rücklauf - Primärseite und einem Dreiwegeventil 11, welches elektrisch verstellbar ist, wobei das Dreiwegeventil 11 weiterhin an dem Eingang der Primärseite des Plattenwärmeübertragers 2 und dem Rücklauf des Primärnetzes , sowie der Rücklauf des Fernwärmenetzes mit dem Ausgang der Primärseite des Plattenwärmeübertragers 2 verbunden. An der Sekundärseite des Plattenwärmeübertragers 1 ist der Zulauf über ein elektrisch verstellbares Ventil 9, einer Pumpe 6 und einem Rückschlagventil 8 und der Rücklauf 15 des Heizungsnetzes, sowie parallel zu dem Heizungsnetz der Wärmetauscher des Warmwasserspeichers 3 über ein Ventil 13, eine Pumpe 4 und einer Rückschlagklappe 7 eingangsseitig an der Primärseite und ausgangsseitig über ein Ventil 14 von der Primärseite des Wärmetauschers des Warmwasserspeichers 3 angeschlossen. Der Plattenwärmeübertrager 2 ist an seiner Sekundärseite mit der Brauchwasseraufbereitung gekoppelt, wobei mit dem Ausgang der Sekundärseite des Plattenwärmeübertragers 2, einer Pumpe 5, einer

Rückschlagklappe 16 und eiern Ventil 12 eine Verbindung zum Warmwasserspeicher 3 hergestellt ist und der Eingang der Sekundärseite des Plattenwärmeübertragers 2 mit dem Warmwasserspeicher 3 verbunden ist.

Die Brauchwasseraufbereitung wird mit Trinkwasser über den Warmwasserspeicher 3 versorgt. Der Warmwasserspeicher 3 ist im Ausführungsbeispiel mit einem Doppelwandspeicher ausgeführt. Die elektrisch verstellbaren Ventile 10, 11 und 9 werden durch einen Regler angesteuert.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung einer Fernwärme - Kompaktstation mit Rücklaufkühlung ( genannt Anlage ) stellt sich wie folgt dar :

Im Regelfall stehen der Anlage Primärvorlauftemperaturen Tl von 90"C bis 140"C zur Verfügung, welche über den Plattenwärmeübertrager 1 nicht unter 60*C bis 70"C ausgekühlt werden. Diese Temperaturen sind aber noch ausreichend um 10 gradiges Trinkwasser ( Brauchwasser ) auf 50^eC bis 70"C zu erwärmen. Somit wird eine höhere energetische Auslastung des Primärmediums durch eine weitere Temperatursenkung T3 des Rücklaufes in dem Plattenwärmeübertrager 2 erreicht. Das bedeutet, mit einem kleinerem Volumenstrom V(Gesamt), aber größerer Temperaturspreizung T(Diff) wird eine größere Leistung der Anlage möglich.

T(Diff) = Primärvorlauftemperatur - Rücklauftemperatur

Wärmestrom

V(Gesamt) =

Wärmekoeffezient &khgr; T(Diff)

Bei der Betrachtung der Volumenströme muß davon ausgegangen

werden, daß die gesamte Menge sowohl über den Plattenwärmeübertrager 1, als auch über den Plattenwärmeübertrager 2, unter Beachtung der entsprechenden Druckverluste geführt werden muß, um die erforderliche Leistung des Plattenwärmeübertragers 2 für die Brauchwasseraufbereitung zu erreichen. Zu bedenken ist außerdem der veränderliche primärseitige Volumenstrom durch die witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung. Das bedeutet, bei steigender Außentemperatur sinkt der Sollwert für die Heizungsvorlauftemperatur T3 und damit der erforderliche primärseitige Volumenstrom.

Bei der Auslegung der Anlage wird davon ausgegangen, daß der maximale Volumenstrom für die Brauchwasseraufbereitung und Gebäudeheizung gleichzusetzen ist mit dem maximal notwendigen Volumenstrom der Gebäudeheizung.

Ein gleichzeitiges Betreiben der Brauchwasseraufbereitung und der Gebäudeheizung ohne eine daraus resultierende Volumenstromerhöhung ( bei in größeren Wohnhgebäuden notwendiger Parallelbetrieb von Heizung und Brauchwasseraufbereitung ) wird durch die Auskühlung des Rücklaufes des Plattenwärmeübertragers über den Plattenwärmeübertrager 2 ermöglicht. In Abhängigkeit von der Außentemperatur wird eine definierte Heizungsvorlauftemperatur T5 als Sollwert vorgegeben. Beeinflußt wird diese Regelgröße über das elektrisch verstellbare Ventil 9. Die sekundärseitige Vorlauftemperatur T3 wird durch das elektrisch verstellbare Ventil 10 in selber Abhängigkeit geregelt. Auf grund einer niedrigeren Vorlauftemperatur T3 durch Minderung des primärseitigen Volumenstromes und der daraus resultierenden niedrigeren Rücklauftemperatur T4 des Sekundärkreises ( Plattentauscher 1 - Warmwasserspeicher 3 ) ergibt sich außerdem eine Absenkung der primärseitigen Rücklauftemperatur aus

dem Plattenwärmeübertrager 1 und damit eine größere
Temperaturdifferenz T(Diff) . Dieses Zusammenwirken des
primärseitigen Volumenstromes und der Temperaturen wird in der
mittleren logarthmischen Temperaturdifferenz LMTD und einer
Abhängigkeit der thermischen Länge eines Plattenwärmeubertragres erkennbar.

T(x) = Tl - T3
T(y) = T2 - T4

T(x) - T(y)

LMTD =

T(x)

LN

T(y)

Daraus folgt je größer T(x) und T(y) desto kleiner der
primärseitige Volumenstrom und umgekehrt.
Je nach spezifischen Parametern erreicht der

Plattenwärmeübertrager 2 bei Unterschreitung einer Mindestmenge
( durch Minderbedarf der Gebäudeheizung über

Plattenwärmeübertrager 1 ) nicht mehr die erforderliche Leistung für die Brauchwasseraufbereitung, so daß ein absinken der
Temperatur im Warmwasserspeicher 3 unter den eingestellten
Sollwert die Folge ist. Damit wird durch den Regler die
Boilerladung des Warmwasserspeichers 3 aktiviert. Die
Vorlaufsolltemperatur T3 wird auf 75*C gesetzt und
durch Erhöhung des primärseitigen Volumenstromes über das
elektrisch verstellbare Ventil 10 geregelt. Gleichfalls wird die Pumpe 4 aktiviert und erwäärmt den Warmwasserspeicher 3 über den

Wärmetauscher des Warmwasserspeichers 3 bis auf den vorgegebenen Sollwert.

Durch die Erhöhung des Volumenstromes auf der Primärseite über das Ventil 10 erreicht der Plattenwärmeübertrager 2 wieder seine notwendige Leistung. Die Temperatur im Warmwasserspeicher 3 wird so durch das Zusammenwirken beider Speicherladesysteme innerhalb kürzester Zeit ( durch doppelte Ladeleistung ) auf seinen Sollwert geregelt. Siebst im Sommerbetrieb, wo nur die Brauchwasseraufbereitung aktiviert wird, ist eine optimale Energieauslastung möglich.

Eventuelle Leistungsspitzen, welche vor allem aus der Brauchwasseraufbereitung resultieren, können so durch einen bedingten Betrieb der Anlage im Speichervorgang abgefangen werden, ohne die Gebäudeheizung zu beeinträchtigen.

Claims

Schutzansprüche

1.) Anordnung einer Fernwärme - Kompaktstation mit Rücklaufauskühlung unter Verwendung von zwei nacheinander geschalteten Wärmeaustauschern, insbesondere Plattentwärmeübertrager bekannter Bauart, wobei an dem ersten Wärmeaustauscher auf der Sekundärseite eine Heitzungsversorgung und an dem nachgeschalteten Wärmeaustauscher, welcher den Rücklauf kühlt, auf der Sekundärseite eine Brauchwasseraufbereitung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Plattenwärmeübertrager (1) sekundärseitig parallel zu der angeschlossenen Heizungsversorgung ein Warmwasserspeicher (3) primärseitig geschaltet ist und an einem Plattenwärmeübertrager (2) sekundärseitig eine Brauchwasseraufbereitung über einen Warmwasserspeicher (3) an dessen Sekundärseite angeschlossen ist.

2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmwasserspeicher (3) als Doppelwandspeicher oder Registerspeicher oder Speicher mit außenliegendem Wärmetauscher bekannter Bauart ausgeführt ist.

3.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zulauf eines Fernwärmenetzes an der Primärseite des Plattenwärmeübertrager (1) angeschlossen ist und der Rüchlauf des Fernwärmenetzes an der Primärseite mit dem Plattenwärmeübertrager (2) verbunden ist.