EP1172616A2 - Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers - Google Patents

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EP1172616A2 EP01115665A EP01115665A EP1172616A2 EP 1172616 A2 EP1172616 A2 EP 1172616A2 EP 01115665 A EP01115665 A EP 01115665A EP 01115665 A EP01115665 A EP 01115665A EP 1172616 A2 EP1172616 A2 EP 1172616A2
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Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • a Heat demand usually from one in the middle of the height of the stratified storage tank arranged temperature sensor is detected, causes heating. This comes in Heat generator in operation, and a charge pump is started, which over the Cold water extraction draws in cool water and conveys it to the heat exchanger. That warmed up Water is then fed to the uppermost area of the stratified storage tank.
  • the Heating is usually not ended until the stratified storage is complete is heated, i.e. that in the lowest area of the stratified storage a certain Temperature is exceeded.
  • the detection of the temperature in the lowest area of the Layered storage can either be arranged directly in this area Temperature sensor or indirectly by detecting the temperature of the top one Area of the stratified storage flowing hot water.
  • the performance of the heat exchanger or one of these is required knowing the source of heat. This may result from the Performance of the heat exchanger at a certain throughput Temperature increase and the inlet temperature of the hot water to the temperature in the lowest area of the stratified storage tank can be closed.
  • the aim of the invention is to propose a method of the type mentioned in the opening paragraph in which this disadvantage can be avoided.
  • the proposed measures make it possible to use only one stratified storage Heat part, so that if necessary one is sufficient for certain needs large amount of process water can be withdrawn without the disadvantage of being high Radiation losses have to be accepted.
  • Another object of the invention is to provide a device for carrying out the propose method according to the invention.
  • the charging can essentially limited to the range above this temperature sensor be, which is prevented by the reheating for the predetermined time that alone the heat radiation triggers a recharge after a short time and this causes the heat source to cycle frequently.
  • the time period of the controller can be set by the timer of the control only partial charging should take place, whereas at the other times if there is one A full charge of the storage tank takes place when heat is requested.
  • the features of claim 3 have the advantage that a complete Charging of the memory can be detected very easily, with monitoring or recording the power of the heat source and the flow can be dispensed with.
  • a cold water inlet 2 opens into the lowest region 25 of a stratified storage tank 1, a cold water drain 4 leading away from this area, in which a circulation pump 5 is arranged and which leads to a heat exchanger 6, which is not shown by a Heat source is applied. From this a hot water inlet 7 leads to the top one Area 26 of the store 1. Next, a hot water pipe 3 leads from the top one Area of memory 1 away.
  • a temperature sensor 14 is arranged, which has a Signal line 24 is connected to a controller 10. To this is about another Signal line 23 connected a further temperature sensor 13, which is in a larger Distance 27 from the bottom of the memory is arranged. This is expedient Temperature sensor 13 arranged at a height of about 2/3 to 3/4 of the total height.
  • Another temperature sensor 12 is arranged in the area of the hot water inlet 7 is provided for detecting the inlet temperature of the hot water in the memory 1 and is connected to the controller 10 via a signal line 22.
  • the controller 10 is provided with a timer 11 with which one or more Periods can be specified in which only partial charging of the memory 1 he follows.
  • the controller 10 is further connected to the circulation pump 5 via a control line 21.
  • the temperature in the area of the temperature sensor 13 is triggered, promotes the circulation pump 5 cool water from the lowest area of the storage tank 1 via the cold water drain 4 to the heat exchanger 6, which is acted upon by a heat source, not shown is.
  • the water heated in the heat exchanger flows into the uppermost area of the Memory 1.
  • charging is only ended when it is in the lowest area of memory 1, i.e. a certain temperature in the area of the temperature sensor 14 is reached.
  • the charge gets too ends at a point in time that is a predetermined time, e.g. 5 to 10min after reaching a predetermined temperature is in the range of the temperature sensor 13.
  • a predetermined time e.g. 5 to 10min after reaching a predetermined temperature is in the range of the temperature sensor 13.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers (1) bei dem neben der Temperatur des einströmenden Warmwassers die Temperatur in einer bestimmten Höhe des Schichtenspeichers (1) erfaßt und der Speicher (1) bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur durch Zufuhr von Warmwasser aufgeladen wird, bis die Temperatur im untersten Bereich des Speichers einen bestimmten Wert erreicht hat. Um die Abstrahlungsverluste zu vermindern ist vorgesehen, daß zu bestimmten Zeiten der Speicher (1) nur zum Teil aufgeladen wird, wobei nach der Erreichung einer bestimmten Temperatur in einem bestimmten Abstand vom Boden des Speichers die Ladung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit beendet wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei herkömmlichen Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers wird nach einer Wärmeanforderung, die meist von einem in der Höhenmitte des Schichtenspeichers angeordneten Temperaturfühler erfaßt wird, eine Aufheizung veranlaßt. Dabei geht ein Wärmeerzeuger in Betrieb, und es wird eine Ladepumpe in Gang gesetzt, die über den Kaltwasserabzug kühles Wasser ansaugt und zum Wärmetauscher fördert. Das erwärmte Wasser wird danach dem obersten Bereich des Schichtenspeichers zugeführt. Die Aufheizung wird dabei normalerweise erst beendet, bis der Schichtenspeicher vollständig aufgeheizt ist, d.h. daß im untersten Bereich des Schichtenspeichers eine bestimmte Temperatur überschritten ist. Die Erfassung der Temperatur im untersten Bereich des Schichtenspeiches kann dabei entweder direkt mittels eines in diesem Bereich angeordneten Temperaturfühlers oder indirekt durch Erfassung der Temperatur des in den obersten Bereich des Schichtenspeichers einströmenden Warmwassers erfolgen. In letzterem Fall ist es allerdings erforderlich die Leistung des Wärmetauschers oder einer diesen beaufschlagenden Wärmequelle genau zu kennen. Dadurch kann aufgrund der durch die Leistung des Wärmetauschers bei einem bestimmten Durchsatz bedingten Temperaturerhöhung und der Zulauftemperatur des Warmwassers auf die Temperatur im untersten Bereich des Schichtenspeichers geschlossen werden.
Unter verschiedenen Bedingungen ist es jedoch nicht erforderlich, den Speicher vollständig aufzuladen. So ist es beispielsweise am Abend nicht erforderlich, den Speicher vollständig aufzuladen. Eine vollständige Aufladung des Speichers bewirkt, daß dieser ein entsprechend hohes Temperaturniveau aufweist und daher entsprechend hohe Abstrahlungsverluste entstehen.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem dieser Nachteil vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich den Schichtenspeicher nur zu einem Teil aufzuheizen, sodaß zwar bei Bedarf eine für bestimmte Bedarfsformen ausreichend große Menge an Brauchwasser entnommen werden kann, ohne deshalb den Nachteil hoher Abstrahlungsverluste in Kauf nehmen zu müssen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen.
Ausgehend von einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2 werden daher die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 vorgeschlagen.
Durch die Anordnung eines Temperaturfühlers im angegebenen Bereich kann die Aufladung im wesentlichen auf den oberhalb dieses Temperaturfühlers liegenden Bereich beschränkt werden, wobei durch die Nachheizung für die vorgegebene Zeit, verhindert wird, daß allein durch die Wärmeabstrahlung nach kurzer Zeit eine abermalige Aufladung ausgelöst wird und es so zu einem häufigen Takten der Wärmequelle kommt.
Durch die Zeitschaltuhr der Steuerung kann die Zeitspanne festgelegt werden, während der lediglich eine Teilaufladung erfolgen soll, wogegen zu den übrigen Zeiten bei Vorliegen einer Wärmeanforderung eine vollständige Aufladung des Speichers erfolgt.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß eine vollständige Aufladung des Speichers sehr einfach erfaßt werden kann, wobei auf eine Überwachung oder Erfassung der Leistung der Wärmequelle und des Durchflusses verzichtet werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen Schichtenspeicher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
In den untersten Bereich 25 eines Schichtenspeichers 1 mündet ein Kaltwasserzulauf 2, wobei aus diesem Bereich ein Kaltwasserabzug 4 wegführt, in dem eine Umwälzpumpe 5 angeordnet ist und die zu einem Wärmetauscher 6 führt, der von einer nicht dargestellten Wärmequelle beaufschlagt ist. Von diesem führt ein Warmwasserzulauf 7 in den obersten Bereich 26 des Speichers 1. Weiter führt eine Brauchwasserleitung 3 aus dem obersten Bereich des Speichers 1 weg.
Im untersten Bereich des Speichers 1 ist ein Temperaturfühler 14 angeordnet, der über eine Signalleitung 24 mit einer Steuerung 10 verbunden ist. An diese ist über eine weitere Signalleitung 23 ein weiterer Temperaturfühler 13 angeschlossen, der in einem größeren Abstand 27 vom Boden des Speichers angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist dieser Temperaturfühler 13 in einer Höhe von ca. 2/3 bis 3/4 der Gesamthöhe angeordnet.
Ein weiterer Temperaturfühler 12 ist im Bereich des Warmwasserzulaufs 7 angeordnet, der zur Erfassung der Einlauftemperatur des Warmwassers in den Speicher 1 vorgesehen ist und über eine Signalleitung 22 mit der Steuerung 10 verbunden ist.
Die Steuerung 10 ist mit einer Zeitschaltuhr 11 versehen, mit der ein oder mehrere Zeiträume festgelegt werden können, in denen lediglich eine Teil-Aufladung des Speichers 1 erfolgt.
Die Steuerung 10 ist weiter über eine Steuerleitung 21 mit der Umwälzpumpe 5 verbunden.
Im Betrieb strömt bei einer Zapfung von Brauchwasser über die Brauchwasserleitung 3 kaltes Wasser über den Kaltwasserzulauf 2 in den untersten Bereich des Speichers 1 ein.
Bei Vorliegen einer Wärmeanforderung, die bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur im Bereich des Temperaturfühlers 13 ausgelöst wird, fördert die Umwälzpumpe 5 kühles Wasser aus dem untersten Bereich des Speichers 1 über den Kaltwasserabzug 4 zum Wärmetauscher 6, wobei dieser von einer nicht dargestellten Wärmequelle beaufschlagt ist.
Das in dem Wärmetauscher erwärmte Wasser strömt dabei in den obersten Bereich des Speichers 1 ein.
Bei einer Voll-Aufladung wird die Aufladung erst dann beendet, wenn im untersten Bereich des Speichers 1, d.h. im Bereich des Temperaturfühlers 14 eine bestimmte Temperatur erreicht ist.
Bei einer Teil-Aufladung des Speichers 1, z.B. in den Abendstunden, wird die Aufladung zu einem Zeitpunkt beendet, der eine vorgegebene Zeit, z.B. 5 bis 10min, nach dem Erreichen einer vorbestimmten Temperatur im Bereich des Temperaturfühlers 13 liegt. Durch Nachladung während der vorbestimmten Zeit nach dem Erreichen der vorgegebenen Temperatur am Temperaturfühler 13 ist sichergestellt, daß nach Beendigung der Teil-Ladung nicht bereits eine sehr kleine Brauchwasserentnahme oder die Wärmeabstrahlung zu einer neuerlichen Ladung führt, was insbesondere bei einer Feuerstelle als Wärmequelle für den Wärmetauscher 6 sehr nachteilig wäre und zu einem erhöhten Schadstoffausstoß führen würde.
Dabei werden durch die Teil-Ladung des Speichers zu Zeiten zu denen keine größeren Brauchwasser-Zapfungen zu erwarten sind, die Abstrahlungsverluste vermindert, da eben nicht der gesamte Speicher auf einem hohen Temperaturniveau gehalten wird.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers (1) bei dem neben der Temperatur des einströmenden Warmwassers die Temperatur in einer bestimmten Höhe des Schichtenspeichers (1) erfaßt und der Speicher (1) bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur durch Zufuhr von Warmwasser aufgeladen wird, bis die Temperatur im untersten Bereich des Speichers einen bestimmten Wert erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß zu bestimmten Zeiten der Speicher (1) nur zum Teil aufgeladen wird, wobei nach der Erreichung einer bestimmten Temperatur in einem bestimmten Abstand vom Boden des Speichers die Ladung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit beendet wird.
  2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen Schichtenspeicher (1) mit einem in dessen untersten Bereich mündenden Kaltwasserzulauf, einen aus diesem Bereich wegführenden Kaltwasserabzug, der zu einem Wärmetauscher (6) führt und einen in den obersten Bereich des Speichers (1) aus dem eine Brauchwasserleitung (3) wegführt, mündenden Warmwasserzulauf (7), der an den Wärmetauscher (6) angeschlossen ist, wobei mindestens ein Temperaturfühler (13) zwischen dem Boden und dem oberen Abschluß des Speichers (1) angeordnet ist, der mit einer Steuerung (10) verbunden ist und ein weiterer Temperaturfühler (12), ebenfalls mit der Steuerung (10) verbundener Temperaturfühler (12) zur Erfassung der Zulauftemperatur vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Boden und dem oberen Abschluß des Speichers (1) vorgesehene Temperaturfühler (13) zwischen dem dem obersten Drittel und dem obersten Viertel der Höhe des Speichers 1 angeordnet ist und die Steuerung mit einer Zeitschaltuhr (11) versehen ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im untersten Bereich des Speichers (1) ein weiterer mit der Steuerung (10) verbundener Temperaturfühler (14) angeordnet ist.
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