EP1485654A1 - Heating system, method for operating a heating system and use thereof - Google Patents

Heating system, method for operating a heating system and use thereof

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EP1485654A1
EP1485654A1 EP03706561A EP03706561A EP1485654A1 EP 1485654 A1 EP1485654 A1 EP 1485654A1 EP 03706561 A EP03706561 A EP 03706561A EP 03706561 A EP03706561 A EP 03706561A EP 1485654 A1 EP1485654 A1 EP 1485654A1
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EP
European Patent Office
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circulation
fluid
storage
systems
pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03706561A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl Heinz Gast
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Gast Karl Heinz
Original Assignee
Gast Karl Heinz
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Filing date
Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/0092Devices for preventing or removing corrosion, slime or scale
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/02Hot-water central heating systems with forced circulation, e.g. by pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/10Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1083Filling valves or arrangements for filling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal

Definitions

  • Heating system method of operating a heating system and use
  • the invention relates to a heating system for generating and distributing thermal energy, the heating system one or more heating circuits for distributing the heat to heat exchangers, such as radiators and / or underfloor heating and / or wall heating and / or hot water heat exchangers, and / or heating circuits for generating Heat, such as by means of collectors and / or boilers and / or heat pumps, and comprises at least one store.
  • heat exchangers such as radiators and / or underfloor heating and / or wall heating and / or hot water heat exchangers
  • heating circuits for generating Heat such as by means of collectors and / or boilers and / or heat pumps, and comprises at least one store.
  • a closed solar system which consists of a pressure accumulator with a glass bubble.
  • the water can flow back from the solar collector into the storage tank through an emptying device.
  • the solar collector can be refilled by means of an additional feed pump connected in parallel to the circulation pump.
  • Such a solar collector system is only suitable for a maximum height of the collector up to 7m and can then only be operated at a reduced temperature. If a higher height is required, the system must be pressurized. This requires pressure storage again.
  • the advantages of an open storage are not available with such a system. In addition, the pressure safety requirements must then be guaranteed.
  • circulation systems such as heating circulation systems, storage connection circulation systems, domestic water heating circulation systems, post-heating circulation systems, heat exchanger circulation systems, storage collector circulation systems, boiler circulation systems, heat pump circulation systems, heat recovery circulation systems, cooling circulation systems, are directly connected to at least one storage facility, so that the storage fluid systems are provided, so that the storage fluid systems are provided or fluid level-increasing devices which introduce the fluid into the circulation system prior to circulation, and / or wherein holding devices hold the fluid in the circulation system, such as cyclic or event-controlled or constant minimal circulation or circulation phases during standstill and / or additional sealing measures of components, such as screw connections, fittings, Valves, and / or the shut-off of circulation systems at a standstill and / or increased quality assurance of circulation system and / or fluid level increasing devices, and / or wherein heating systems with fluid level with an emergency provision device, such as manually operated or for short-term operation pumps, membrane vessels, gas pressure vessels, valves for the water network or domestic waterworks or fluid level increasing devices, or with a connection
  • the invention also relates to a method for operating a heating system, in particular according to claims 1 to 45, which is based on the same object as that Heating system.
  • This object is achieved according to the method by the features specified in the characterizing part of claim 46, namely in that the pressure maintenance is dynamic, such as in that the pressure with dynamic pressure generation (5, 24), such as a circulating pump or a series connection of pumps or via a displacement pump or a pressure pump is built up and held by a counter-pressure generating device (12, 20), such as a valve or a turbine or a paddle wheel or a flow body or flow flaps or adapted lines or nozzles or slide or a distribution device, so that a defined part of the pressure generation is reflected in an increase in pressure in the circulation system and not in an increase in flow, and / or that the dynamically generated pressure energy, such as for pressure maintenance and / or circulation and / or provision and / or for corrosion protection, is recovered, and / or that for emptying and / or area If the fluid is provided in
  • Circulation systems are automatically switched on by the control device, provision phases or flow increase phases, and / or that circulation systems or parts thereof can be emptied to avoid air access, - and / or that in order to protect against frost and / or to avoid boiling of circulation systems, besides solar collector circulation systems also other external or frost-protected systems
  • Circulation systems or parts thereof such as circulation systems for heating and extracting heat from storage masses or storage solar collectors or for heat generation or cooling, can be emptied - and / or that a layer is applied to the fluid level (s) in the heating system, whereby primarily a floating layer ( 15) how paraffin oil is used and / or that the fluid pressure in or in parts of the heating system is changed dynamically to protect against corrosion.
  • Advantageous developments of this method are specified in claims 47 to 76.
  • the invention furthermore relates to the use of devices of the heating system in such a way that devices according to claims 7 to 12 and 16 to 44 are used for pressurized heating systems or other pressureless or pressurized or reduced pressurized circulation systems.
  • a pressureless hot water storage tank offers the advantage of the material-saving design of such storage tanks, since this and the flanges do not have to be designed for overpressure, so that increasingly more expensive corrosion-resistant materials can be used in addition to corrosive materials.
  • Such a memory can also be welded or soldered more easily on site or be installed, whereby a better adaptation to the local space conditions can be achieved.
  • the freedom of choice of the storage material that can be used is greater (e.g. plastic, concrete, steel, stone wall with sealing, etc.)
  • the better accessibility also offers advantages when it comes to maintenance. For example, repairs to the layering system are possible more easily, so that there may also be advantages with regard to the service life or the useful life of the materials used.
  • the storage fluid as a heat transfer fluid in the circulation systems, without the interposition of heat exchangers, a high efficiency of the entire heating system is achieved. Firstly, in the generation of thermal energy in the solar collector, since water has a higher heat capacity than water-glycol mixtures, and secondly, by avoiding the heat exchanger losses.
  • Heat exchangers, safety valves, pressure compensation vessels, material-intensive storage entrances or hand holes, dismantling of the stratification system, ventilation devices can be saved with this overpressure-free heating system.
  • Corrosion protection is better because the oxygen that has penetrated is not oxidized by corrosion on the components, but is converted by active elements. Monitoring the intrusion of oxygen can even interfere with the system to eliminate leaks.
  • the circulation system is at a standstill, there is inert gas in the heating system, so that the air that has entered is not trapped anywhere like a pressure system and there leads to corrosion, but the oxygen that has entered can be actively converted in the inert gas container, since the circulation system is then connected to the inert gas container , All corrosion protection measures in the heating system, such as those mentioned above and others, can be expected to extend the life of the system and thus increase fabric productivity.
  • the aforementioned advantages raise the question of why such heating systems with fluid levels or pressureless systems have not been developed before. The answer lies in a number of problems that had to be solved.
  • Overpressure circulation system is to prevent air from getting through the overpressure.
  • the vacuum is so large that the heat transfer medium
  • Figure 2 A heating system with a fluid level above the drainage level
  • Figure 3 A filling device with series connection
  • Figure 4 A filling device with domestic water system
  • Figure 5 A filling device with a reservoir container
  • FIG. 1 shows a design of a heating system according to the task. It consists of a pressureless memory (14) and several pressureless circulation systems in different designs.
  • the circulation system for the boiler (37) shows a simple embodiment of such a circulation system.
  • the emergency filling device here a manually operated series connection of the circulating pump (34) and a further emergency filling circulating pump (33).
  • the control valve must open the shut-off valve (38).
  • the shut-off valve (38) is closed, and the fluid is kept in circulation by the check valve (35) and the closed shut-off valve (38), thus preventing the entry of air. If the circulation system were not closed, the fluid could slowly escape from the circulation system because the upper part of the
  • Circulation system protrudes beyond the fluid level of the reservoir (14) and is in the low pressure. The higher the circulation system rises above the fluid level, the higher the vacuum. With this vacuum, the circulation system would suck in air and the fluid would escape, and after a certain time the circulation system would no longer be able to be operated by means of the circulation pump. Shutting off the circulation system using the shut-off valves (38, 35) keeps that
  • the control unit (1) only has to open the shut-off valve (38) and release the circulation pump in the event of a circulation request from the heating control system (4), as a result of which the fluid from the reservoir can be circulated with an operating energy similar to that of pressure systems.
  • the availability in the case of lockable circulation systems can be increased even further by keeping the pressure generation for filling and / or for draining and / or for the circulation switched on or switched on during the shutoff process until the shutoff process has ended. Due to the increased pressure, low pressure is reduced or avoided, and the air is kept out of the circulation system.
  • Another variant for the preparation of the fluid in the circulation system is shown in the circulation system for the domestic water heat exchanger (32).
  • the circulation system is filled once during commissioning by means of a manually operated emergency filling pump. From this point on, the fluid is kept in the circulation circuit by cyclically switching on a short circulation phase from the controller (1) when the circulation circuit is at a standstill.
  • the circulation circuit with the circulating pump (26) can also be operated with low operating energy when hot domestic water is required.
  • these can also be triggered in an event-controlled manner, for example by a fluid absence sensor, mounted at a height of the circulating system at which the circulating pump is still active.
  • the screw connections and fittings and valves in the circulating circuits can also be made using additional sealing measures, such as flexible covering hoses or caps or multiple seals or seals that can be pressed on from the outside or a combination of
  • Thread sealants and seals or the application of paints or resins, sealed be so that the readiness of the circulatory system is further increased.
  • a flexible hose or a shrink hose with seals is pulled over the screw connection and / or fittings, a silicone hose being predominantly used as the flexible hose, and a sealant can be applied between the hose or shrink hose and screw connection or fitting.
  • Additional quality measures such as pressing the circulation system with increased pressure or screw locks and / or monitoring the tightness of circulation systems, such as pressure maintenance measurements, fluid level measurements in the circulation system at a standstill, measurements of gas entry, increase the readiness and the installable height of such circulation systems.
  • pressure maintenance measurements such as pressure maintenance measurements, fluid level measurements in the circulation system at a standstill, measurements of gas entry
  • the security of screw connections against loosening for example by means of metal sheets, which are fastened on one side and are bent against a surface such as the wrench surface, also maintains the readiness for a long time.
  • flow sensors also in combination with temperature sensors, enables the filling and circulation of the circulation systems to be controlled and / or regulated and / or monitored in terms of output, flow, flow volume and / or heat quantity. This enables increased operational readiness as well as heat turnover calculations and heat quantity provision according to the heat turnover.
  • displacement pumps for circulation and drainage also improves the operational readiness of the heating system.
  • the circulation system for the heating heat exchanger (29) assumes that this is a complicated, widely branched circulation system which is increased in height compared to the fluid level of the store, with many screw connections, fittings and valves being installed. With such overrackless circulation systems, the problems arise that a large vacuum can occur when the circulation system is at a standstill, due to the greater height. This means that the circulation system cannot be completely gas-tight.
  • a supply device is used in such circulation systems, which first fills the circulation system with fluid in the event of a circulation request and then smoothly transfers it to the circulation operation and pressure maintenance operation.
  • the pressure generation for the filling, circulation and drainage (24) can take place by means of a pump, which is carried out with the aid of the control and sensors such as the flow sensor (27) and a pressure maintaining device controls or regulates the pressure generation according to the functions of filling, circulation and pressure maintenance.
  • the check valve (11) and the drain relief valve (42) maintain the drain during the operation of the circulation system, so that the membrane vessel (40) remains emptied of the fluid.
  • the gas pressure can be released with the pressure relief valve (42), so that the fluid flows from the circulation system into the membrane vessel when the shut-off valve (43) is closed.
  • an upward pressure vessel can also be used.
  • a compressed gas storage system or a domestic waterworks or a pressure pump can also be used to generate pressure.
  • the filling device can be connected to existing pressure generating devices, so that the cost-effectiveness is further increased. because smaller pumps are manufactured in larger numbers. In systems with many circulation systems and thus with many circulation pumps, it can also make sense to connect these circulation pumps for filling in series and to the circulation circuit to be filled.
  • Figure 4 shows another economical way of filling. With the domestic waterworks (46)
  • Water is passed through an oxygen binding unit (74) so that water is fed into the circulation system when the filling valve (47) is open.
  • the check valve (48) regulates the direction of filling.
  • the control device closes the filling valve (47) so that the domestic water system switches off and the circulation system can be operated.
  • Filling with a fluid reservoir (FIG. 5) for example from a container (50) or a fluid heat store, can also be useful.
  • a filling valve (51) fluid is introduced from the reservoir into the circulation system.
  • the reservoir can be built up via a level-controlled valve (49) to the domestic waterworks or to the water network or during the circulation.
  • the filling device can consist of a control device and a displacement pump or a pressure pump. All filling devices can also be used for emergency filling, whereby the valves can be replaced by manually operated slides and the electrically operated or controlled devices by manually operated or manually controlled devices or devices designed for short-term operation.
  • the dynamic drainage consists of a pressure generating device (24) and a counter pressure generating device (20), such as an adjustable or controllable valve, turbine, paddle wheel, flow body, flow flap, adapted line, nozzle, slide, distribution device or the like.
  • a pressure generating device (24) such as an adjustable or controllable valve, turbine, paddle wheel, flow body, flow flap, adapted line, nozzle, slide, distribution device or the like.
  • the currently required pressure can be maintained by means of a control device which regulates the counter pressure generating device depending on the drain in the circulation system and on a drain setpoint which is somewhat above the current boiling pressure value of the circulation system. Due to the additional regulation of the pressure generation depending on
  • Static drainage at a standstill by blocking the circulation system with the help of a lockable counter pressure generating device (20) and the check valve (25) means that the pressure is kept in the circulation system and, for example, does not have to be generated again every time the circulation is briefly interrupted.
  • Venting phases can be switched on. For example, during the circulation, if a flow that is too low is measured, a filling phase or a flow increase phase can be switched on.
  • a further possibility of venting is to shut off the circulation system during filling, so that the pressure of the filling is held and trapped gas is removed at the corresponding venting points with vent valves.
  • These bleed valves However, in addition to the float-controlled valve, they must be combined with an overpressure valve so that on the one hand the gas overpressure in the circulation system is reduced, but on the other hand no air can penetrate if the circulation system is suppressed.
  • the inert gas container (17) which is open towards the storage (14) or stratification pipe (16, 19) can firstly transfer the fluid from the confluent return of the circulation system (29, 9) into the stratification pipe (19, 16) and thus also transfer it into the storage , and secondly, collect the gas from the circulation system, which is entrained in the filling and in the circulation with the fluid flow, and thirdly, the gas can be used again and / or further.
  • the oxygen will corrode after the system is started up, so that there is essentially an inert gas in the inert gas container.
  • the fluid By opening the drain valve (20) and the drain line with the drain valve (28), the fluid can be exchanged with the inert gas when the circulation system is at a standstill, so that negative pressure in the circulation system is avoided and corrosion protection is provided.
  • the exchange By filling the inert gas container with a slight overpressure, the exchange can be carried out more quickly, so that only slight negative pressures arise during the exchange.
  • there is also a slight positive pressure relative to the atmosphere so that the air can be kept out of the circulation system.
  • the inert gas container (17) can also take over or are integrated in other functions, such as gas removal and / or oxygen binding and / or energy recovery and / or transfer from and to a stratification device and / or the stratification and or the fluid level increase and / or the fluid absorption from emptying and / or from the thermal expansion of the fluid and / or the fluid level increase, wherein an inert gas container can also serve several circulation systems with these functions.
  • the inert gas container (17) has a gas-permeable opening to the storage or to the layering system in or on the storage or fluid container, so that the gas bubbles from the
  • Stratification system or circulation system can be collected in the inert gas container. This also enables the return of the circulation systems to be fed into the storage tank or directly into the stratification channel.
  • the pipes opening into the storage or fluid container or inert gas container (17) and thus the opening fluid are passed over a gas section and via distribution devices (44), such as spray heads, spray pipes, spray plates or drain slots, drain holes, drain windows, over a large area or finely distributed through the Gas space led.
  • distribution devices such as spray heads, spray pipes, spray plates or drain slots, drain holes, drain windows
  • the arrangement of the inert gas container (17) in the circulation system is preferably carried out in the return of the circulation system or in the storage or fluid container or above the storage or fluid container above the stratification system or above return pipes opening into the storage or fluid container.
  • the inert gas container (17) or the gas collecting device or fluid transfer device can also be attached in a floating, submersible or height-adjustable manner or rigidly fastened in or above the reservoir (14) or fluid container or the stratification system (16, 19) or the return of one or more circulation systems.
  • the inert gas container (17) is pressureless or pressurized, so that it matches the design of the reservoir or the arrangement of the inert gas container.
  • the leakage of the inert gas container and the circulation systems can be recognized, so that sealing measures or the activation of oxygen binding units can take place.
  • An increase in pressure over time indicates that negative pressures occur in the circulation system, which creates an air intake.
  • a reduction in the gas pressure indicates that there are leaks that cause an inert gas to escape.
  • the pressure measurements must be carried out under the same conditions as the temperature and filling conditions of the circulation systems, or it must be converted to the same conditions.
  • the water is degassed again by means of the oil layer (15) predominantly with paraffin oil on the storage water, since warm water has a lower solubility and the heated water releases the dissolved gas and this gas can rise to the outside through the oil layer (15) and through which Shielding the water with the oil layer (15) no new gas is absorbed.
  • the oil layer (15) also prevents the edge corrosion of the reservoir when the fluid level changes due to the emptying and filling of the circulation systems. Because the oil layer thickness is greater than the change in water level. The oil layer also prevents evaporation of the storage water and enables free access to the storage.
  • the oil layer can cause the overlying gas to dry out, since when the storage cools, the cooled gas releases moisture, which drops as water drops through the oil layer, but likewise no new moisture can rise through the oil layer.
  • the oil layer can be applied to all fluid levels in the heating system, for example also in the water holding container or inert gas container.
  • the oxygen entered is bound in the inert gas container (17) with an oxygen binding unit so that it cannot corrode on the components.
  • This can be done in a simple embodiment with an iron chip filter (21) which is wetted by the return water of the circulation system, so that the iron chips bind the oxygen in the inert gas container in iron oxide through corrosion.
  • Other structures such as increased iron masses z. B. foams or sheet metal packages or sheet metal rolls or perforated sheets with spaces for water wetting can be used sensibly.
  • the activity and thus the oxygen binding performance can be increased by partially immersing the iron chip filter in the water and by applying an electrical voltage between the iron and the water. This arrangement then forms an electrochemical element, which increases the corrosion on the iron chip filter.
  • This effect can also be produced by means of a metal, such as copper, which lies apart in the voltage series, the copper also being immersed in the water, for example by means of copper wires which protrude into the iron chip filter and are likewise wetted by the return water.
  • a metal such as copper
  • the copper In addition to binding the oxygen from the gas area, the dissolved oxygen is also bound in the water.
  • Magnesium can also be used instead of iron. If the entry of oxygen is very high, the oxygen binding can be increased by means of a hydrogen-supplied combustion unit (18) which binds the oxygen to water by means of hydrogen combustion. This can be done with a burner flame or with a detonating gas reactor or with a fuel cell.
  • FIG. 6 An exemplary embodiment with a detonating gas reaction device integrated in the inert gas container is shown in FIG. 6.
  • the detonating gas reaction takes place in the detonating gas reaction area (53).
  • the underlying hydrogen monitoring area (55) serves to ensure that hydrogen is no longer in the
  • the control device (1) releases a defined amount of hydrogen into the detonating gas reaction area (53) by opening the hydrogen inlet valve (58) from the hydrogen tank (60).
  • the quantity can be determined using the flow sensor (59). Since hydrogen is the lightest gas and the detonating gas reaction area (53) is at the highest point of the inert gas container (l 7), the hydrogen remains in the
  • An igniter (54) tries to ignite the hydrogen. If there is oxygen in the inert gas container (17), an oxyhydrogen reaction takes place, otherwise not.
  • the control device (1) tries to ignite cyclically until a detonating gas reaction is detected by means of a reaction flow sensor (57) attached to the detonating gas reaction area opening. Then the whole process is repeated.
  • the hydrogen monitoring area (55) there is a hydrogen sensor (56) with which it is continuously detected whether hydrogen is in this area due to an error or defect. If hydrogen is detected, the safety valve (52) is opened so that the hydrogen can escape and ignition is prevented. This means that the detonating gas reaction can never go beyond the specified level.
  • the control device (1) determines the amount of hydrogen consumed and normalizes it to the time or the volume of fluid converted, and if a limit value is exceeded, reports on the seals and the reaction cycles are shortened or the detonating gas reaction strengthened.
  • the same effect can be achieved by means of a fuel cell, the hydrogen side of the fuel cell being supplied via a hydrogen tank, the air side being evacuated through the inert gas container, and the circuit of the fuel cell being closed.
  • the control of the hydrogen supply and the circuit and the oxygen determination can take place in the fuel cell by means of the electrical energy generated such as voltage and current.
  • a further protection against corrosion results from the method that the penetrated oxygen or components of the air and therefrom approximately the oxygen is determined, and at If oxygen limit values are exceeded, further strategies, such as warning messages about sealing, oxygen binding or intensification of oxygen binding, can be initiated.
  • the amount of the oxygen binding substance such as hydrogen or iron or magnesium, or the amount of the substance generated in the oxygen binding reaction, such as water or iron oxide, or the energy generated in the reaction, such as flame temperature and burning time, or electrical power or rate of propagation and duration
  • a simplified value such as the duration of the reaction or the duration of the oxygen binding substance supplied or the electrical current generated, can be determined.
  • FIG. 1 Further increased requirements for uncirculated circulation systems and thus also better functionality are shown in FIG. 1 in the exemplary embodiment of the solar collector run-on system (9).
  • Solar collectors can be very high compared to the fluid level of the storage. This can require high operating energy for filling and draining.
  • This problem can be solved by using modern pumps for generating pressure (5) with a high degree of efficiency and by an energy recovery device (12).
  • a small turbine (12) is installed in the inert gas container under the return, which is driven by the flow of the circulation system and which, for example, drives an electric generator.
  • a good efficiency can be achieved by means of an adjustable nozzle, which on the one hand enables pressure to be maintained and on the other hand directs the return jet optimally onto the turbine blades.
  • direct current generators and motors for the pump the obtained direct current can be fed into the pump by a simple control circuit.
  • the solar collector run-on system (9) is filled with the storage fluid with a circulation request from the solar controller with the filling device (5), and the fluid is fed into the stratification pipe (16) of the storage via the return via the energy recovery (12) and the lime-iron chip filter.
  • the stratification pipe (16) of the storage via the return via the energy recovery (12) and the lime-iron chip filter.
  • the fluid is fed into the stratification pipe (16) of the storage via the return via the energy recovery (12) and the lime-iron chip filter.
  • the drainage system is adjusted to the current temperature so that the current pressure in the circulation system is produced just above the boiling pressure of the current temperature. This saves operating energy because the solar circulation system (9) has to be operated in a wide and high temperature range, and then only the pressure energy for the current temperature has to be generated. This can be achieved by regulating or controlling the counterpressure-producing device (12), such as the opening of the nozzle, and simultaneously regulating or controlling the power of the pressure generation, so that the desired flow is established.
  • the counterpressure-producing device (12) such as the opening of the nozzle
  • the solar collector run-on system (9) has the advantage that the efficiency is increased in two ways. Firstly, through the use of water as a heat transport medium, which has a higher heat storage capacity than that
  • the solar energy system is emptied firstly via the return line that ends in the inert gas container in the gas space. If the drain generation for filling, circulation and drainage is shut down, for example by the solar control unit (3) taking away the circulation requirement due to the lack of solar radiation, the gas rises in the return flow from the inert gas container and the fluid runs into the storage. At the same time, the drain valve (10) is opened, so that Circulation system is quickly and completely emptied and is filled with the gas pressure of the inert gas container. This provides corrosion protection as well as frost protection for the circulation system. In addition, the solar collector can no longer boil when the storage tank has reached its heat absorption limit and there is still solar radiation.
  • the two emptying lines are advantageously brought together outside the inert gas container, so that the inert gas container does not require any design variant.
  • the separation of the gas from the fluid during filling or circulation takes place in the case of a return through the stratification pipe leading into the storage fluid.
  • the gas rises in the stratification pipe and is collected in the inert gas container (17). Mixing of the storage by the gas bubbles is avoided, since these rise in the stratification pipe.
  • Safe emptying can be ensured with sensors that detect the malfunction and / or with redundant elements and / or with repetition processes and / or with self-sufficient additional devices with a wide range of design variants, so that, depending on the complexity of the system, the cost-effectiveness of the methods is also given.
  • the redundant thermostat (2) measures the temperature in the lower area of the solar collector and is set so that it agrees with temperatures above the frost area, e.g. B. 5 ° C there. Malfunctions in the circulation system or defects in the drain valve can be caused by the
  • Water absence sensor (7) can be detected.
  • the water absence sensor can be a simple magnetically actuated contact which is switched to a floating position, ie water presence and a position which is gravitationally different, ie water absence, by a position-limited float. If there is no absence of water when emptying, the control device (1) starts the filling device and the emptying is repeated and the absence of water is checked. This process can be repeated several times. If there is still no absence of water, an attempt is made several times to flush the drain line with the drain valve (10) while the drain valve is open, it also being possible to interpose the fill and drain cycles of the circulation system.
  • the frequent repetition of these filling, emptying, rinsing and water-free test cycles can circumvent or solve sporadic malfunctions and reliability malfunctions of the water-free sensor, the control device and the emptying valve as well as releasable blockages, such as frozen pipe sections or dirt or buildup.
  • a maintenance intervention can also be initiated by reporting the acoustic and visual nature of these cycles.
  • the water-free sensor can still be monitored by the flow sensor function of the generator (12) by measuring the amount of water emptied, and in the event of plausibility errors, a redundant drain line with a redundant drain valve can be opened. Even the redundant thermostat (2) can operate at temperatures below the frost protection temperature z. B. 5 ° C control the redundant drain line with the valve.
  • the redundant drain line protects against a blocking malfunction of the drain line and the drain valve that cannot be removed by pressure, heat and repetition.
  • the logging and listing of triggered safety strategies or immediate emptying that has not occurred can indicate defective components at an early stage and cause them to be replaced before a damage event occurs.
  • FIG. 2 In systems in which the water level of the storage system projects into the frost-prone parts of the circulation system, a filling device with the possibility of emptying the circulation system is proposed, as shown in FIG. 2.
  • This solar circulation system (9) is separated from the store with the shut-off valve (43) for emptying.
  • the diaphragm vessel (40) loaded with drain is made drack-free to empty the circulation system by opening the pressure relief valve (42), and the inert gas from the diaphragm vessel can flow back into the inert gas container through the fluid drain in the circulation system.
  • the fluid from the circulation system flows into the membrane vessel and inert gas flows through the return of the circulation system into it. This ensures frost protection.
  • inert gas is drawn in from the inert gas container (17) and placed on the membrane vessel.
  • the fluid is forced back into the circulation system and the inert gas in the circulation system escapes via the return flow into the inert gas container (17).
  • the compressor (41) has constant output, the filling can be ended after a defined time by switching off the compressor. Otherwise, sensor signals, such as fluid level in the membrane vessel or fluid level in the circulation system or inflow volume measured with the flow sensor (6), can also be used to terminate the filling.
  • the pressure in the membrane vessel is held by the non-return valve (11), so that the membrane vessel remains ready for emptying during the circulation and drainage.
  • the shut-off valve (43) is opened for circulation and pressure maintenance (39).
  • the compressor (41) can also be used, such as compressed gas storage tanks, pumps or domestic waterworks with water from which the oxygen was bound, and the water being drained off with the pressure relief valve (42) when the pressure is released.
  • the membrane vessel (40) can also be replaced by a closed water absorption vessel (Fig. 7, 75) with an emptying valve (76) in connection with the circulation system.
  • a closed water absorption vessel Fig. 7, 75
  • an emptying valve (76) in connection with the circulation system.
  • the water receptacle (75) is emptied into the reservoir with a filling device.
  • the water holding vessel (75) is provided with an overflow (78), so that always into the
  • Water can be emptied, even if the filling device should ever fail or water incorrectly flows through the shut-off valve (43).
  • a siphon (77) in the overflow prevents air from entering.
  • the circulation system can be filled with pressure, circulation and pressure maintenance (39), or where a filling device such as a pressure pump is installed directly in the circulation system, the compressor (41) or the pressure system is not required and is replaced by a pipe connection and the drain relief valve (42) is placed in the connection from the membrane vessel or vessel to the circulation system.
  • the membrane vessel or vessel is then emptied by keeping the pressure relief valve (42) open and the shut-off valve (43) closed at the beginning of the filling or the circulation and drainage, so that the membrane vessel (40) or vessel is emptied.
  • the drainage relief valve (42) is closed and thus keeps the readiness for emptying of the circulating system open, and the shut-off valve (43) is opened to circulate the storage fluid. If the vessel is operated without excess contamination, readiness for emptying is ensured even in the event of faults if the vessel overflows.
  • Distributor (44) installed.
  • the fluid is distributed in thin flow streams, so that micro gas bubbles can easily escape on the one hand, and on the other hand the iron chip filter underneath is washed bright and maintains its reactivity.
  • the vertical arrangement of a plurality of storage tanks without a rack (FIG. 7) is proposed, the lower stores (66, 67) being closed and the upper store (s) (61) being equipped with inert gas tanks (17).
  • the fluid exchange can take place by means of connections (64, 65, 62, 63) from and to the next higher store. Due to the connections (64, 63) of the stratification pipes (16), the coupled stores behave like a large store, but do not have to be vertically above one another and can also be supplemented by parallel stores.
  • This arrangement has the advantage that the storage can be distributed to building rooms and the insulation losses heat the rooms.
  • the use of the storage network, the connections (62, 63, 64, 65) and the stratification device (16) as feeds and returns for circulation systems saves piping work. Therefore, returns from circulation systems and / or feeds from circulation systems begin in the storage network or in the connections (62, 63, 64, 65) and / or connections for returns from circulation systems are led out of the stratification channels (16).
  • the inert gas container (17) is attached at a height which corresponds to the desired fluid level and is connected to a closed storage device (85) via a fluid-filled or gas-filled line (84).
  • a fluid reservoir (83) can also be installed in the line for fluid compensation when filling and emptying circulation systems and for absorbing the thermal expansion of the fluid.
  • This line advantageously opens into the stratification tube (16) or at the highest point of the store, so that gas bubbles can rise into the inert gas container.
  • the fluid balance can also take place in the connection (84) if it is designed large enough so that the
  • Fluid container (83) can be omitted.
  • Design variants of the arrangement consist in that the inert gas container with the connection and the storage is closed, or that the inert gas container (17) is immersed with an opening in the fluid container (83) or in the connection.
  • Return flows from circulation systems advantageously end in connection (84) and / or feed flows from circulation systems begin in connection (84).
  • Another possibility for a fluid level-increasing device for provision or standby in circulation systems consists of a pressure-maintaining seal between the reservoir or fluid container and the inert gas container or a gas container and a gas pressure in the container.
  • the gas pressure is kept static or can be changed dynamically, such as by means of pressure relief via a valve in a gas storage container and pressure build-up via a compressor with suction from the gas storage container or by means of a membrane vessel, which draws the pressure from a compressor or a domestic waterworks or a pump to build up pressure, and whereby the pressure can be relieved.
  • pressure relief via a valve in a gas storage container and pressure build-up via a compressor with suction from the gas storage container or by means of a membrane vessel, which draws the pressure from a compressor or a domestic waterworks or a pump to build up pressure, and whereby the pressure can be relieved.
  • a membrane vessel which draws the pressure from a compressor or a domestic waterworks or a pump to build up pressure
  • the heat recovery from the waste water is economical by means of the storage tank without rack and the arrangement of containers or double walls or double floors (Fig. 8, 69).
  • the control device (1) measures the temperature in the waste water supply line (71) and the temperature in the waste water area (68). If the temperature in the supply line is higher than in the wastewater area, the wastewater valve (70) is closed. The wastewater flows through the wastewater area and exchanges its heat to the storage tank or partially functions as a storage tank itself. Otherwise, the waste water valve (70) is opened and the waste water flows directly into the waste water discharge line (73).
  • the control device (1) measures the temperature in the waste water supply line (71) and the temperature in the waste water area (68). If the temperature in the supply line is higher than in the wastewater area, the wastewater valve (70) is closed. The wastewater flows through the wastewater area and exchanges its heat to the storage tank or partially functions as a storage tank itself. Otherwise, the waste water valve (70) is opened and the waste water flows directly into the waste water discharge line (73).
  • the temperature in the lower region (67)
  • Heat can be obtained from waste heat or cooling systems from other sources and stored in the storage or fluid container or storage system.
  • heat generation with a heat exchanger or storage heat exchanger which is located in or on the storage unit or storage system or fluid container, and / or that the storage fluid is circulated directly through a heat exchanger or storage heat exchanger, which enables heat generation, is sensible.
  • the heat can be obtained from wastewater, from cooling systems of machines, motors, compressors, generators, electronics, photovoltaic modules, fuel cells, chimneys, exhaust gases, floors, liquid ponds or containers, components such as building parts, boundary components, Privacy protection components, streets, paths, driveways, squares, transparent thermal insulation can be obtained.
  • the heat recovery sources with a light-absorbing and heat-converting layer or layers or foils or admixtures or admixtures or attachments or attachments.
  • the heat sources can be further improved by attaching a transparent attachment or attachments.
  • the fluid is only fed into the heat recovery exchanger if the supplied fluid (72) is warmer than the fluid which is in the heat recovery exchanger (69) or the surroundings of the heat recovery exchanger, or that the storage fluid is only circulated through the heat exchanger or storage heat exchanger when cooler storage fluid than the temperature of the heat recovery source is available.
  • the preheating can be used, for example, for preheating for process water or for preheating for building walls or ceilings, or buffer rooms or greenhouses.
  • the heat exchanger or storage heat exchanger or preheating container can be part of the storage or fluid container or storage combination, for example a double bottom or a double bottom section or a double
  • Wall section or a double wall. Otherwise, separate tanks or heat exchangers or storage heat exchangers must be used.
  • circulation circuits for heating and heat removal from storage masses or storage solar collectors or for heat generation or cooling for frost protection and / or to avoid boiling of circulation systems can be emptied.
  • the heating system can also be used to implement systems which, instead of the fluid heat store (14), are equipped with a fluid gravel store or a storage network (FIG. 8), for example according to claims 33 to 36.
  • Heating systems can also be implemented, in which the fluid heat accumulator is replaced by a fluid container without or without overpack or reduced or with a fluid level, such as a heat exchanger or a storage heat exchanger or an intermediate store or a fluid receiving container or a boiler. This is advantageous, for example, if other storage masses are used to store the heat.
  • networks with the aforementioned types of storage which also have the characteristics of Claims 33 to 36 can be equipped, result in an economical heating system according to the type of claim 1.
  • the proposed heating system can be operated without overracking or reduced, or subject to excess pressure.
  • An over-the-rack heating system should be aimed at, since all advantages such as material savings and gas permeability can then be used. But in the transition phase or with existing heating systems, which can only be converted to over-rack-free operation with great effort, a reduced-pressure or over-racked heating system also makes sense.
  • the heating system can also be operated in negative pressure, the corrosion protection devices according to the invention contributing to this. It is also possible to operate with the combinations of non-racked or partially racked and under-racked in different parts of the heating system.
  • the fluid level or levels can be in the storage and / or in an inert gas container and / or in a fluid container and / or in one or more circulation systems and / or in a connection to the inert gas container and / or in the stratification device and / or are located in fluid receiving containers.
  • the pressure generation capacity or flow rate or the flow volume or the amount of heat of the circulation system is controlled and / or regulated depending on the current raw material resistance.
  • sensors such as temperature sensors, flow or flow sensors (6, 12, 27, 30, 36), drain sensors can be used in the circulation system and / or in the storage or fluid container (14) and / or in and on the inert gas container (17) , Fluid level sensors and fluid freedom or fluid presence sensors (7).
  • sensors such as temperature sensors, flow or flow sensors (6, 12, 27, 30, 36), drain sensors can be used in the circulation system and / or in the storage or fluid container (14) and / or in and on the inert gas container (17) , Fluid level sensors and fluid freedom or fluid presence sensors (7).
  • Circulation systems can be advantageous if a central device, such as a filling device or emergency device or fluid level increasing device, serves all circulation circuits in a heating system simultaneously or independently of one another by switching to the respective circulation circuit. To increase the storage density, it is advantageous to integrate latent storage into the storage or storage system or fluid container or fluid gravel storage.
  • a central device such as a filling device or emergency device or fluid level increasing device

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Abstract

The invention relates to a heating system for generating and distributing thermal energy, comprising one or more circulation systems for distributing the heat, heating circuits for generating heat and at least one storage element (14). For economical storage of large amounts of heat and in order to improve the efficiency of the system, the heating system is dependent on a level of fluid and the circulation systems, e.g. for heating (23-29), storage connection, domestic water heating (26, 30-32), after-heating, heat exchange, storage collectors (5, 7-10), heating boiler (33-38), heating pumps, procurement of heat and cooling, are connected directly to the storage element (14), whereby the storage fluid is used directly by the circulation systems. Supply devices, such as filling devices (26, 30) or (34) or devices increasing the level of fluid, introduce the fluid into the circulation system before circulation and/or supply devices keep the fluid in the circulation system and/or the circulation systems dependent on the level of fluid are provided with a emergency filling device (31, 33). The invention also relates to a method for operating a heating system and to the use thereof.

Description

Heizungssystem, Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems und VerwendungHeating system, method of operating a heating system and use
Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizungssystem zur Erzeugung und Verteilung von Wärmeenergie, wobei das Heizungssystem ein oder mehrere Heizkreise zur Verteilung der Wärme an Wärmetauscher, wie Heizkörper und/oder Fußbodenheizung und/oder Wandheizung und/oder Brauchwasserwärmetauscher, und/oder Heizkreise zur Erzeugung von Wärme, wie mittels Kollektoren und/oder Heizkesseln und/oder Wärmepumpen, und mindestens einen Speicher umfasst.The invention relates to a heating system for generating and distributing thermal energy, the heating system one or more heating circuits for distributing the heat to heat exchangers, such as radiators and / or underfloor heating and / or wall heating and / or hot water heat exchangers, and / or heating circuits for generating Heat, such as by means of collectors and / or boilers and / or heat pumps, and comprises at least one store.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Eingangs definierte Heizungssysteme mit Umlauf- und Speichersystemen hauptsächlich bekannt, welche unter Überdruck stehen. Solche Heizungssysteme haben aber den Nachteil haben, dass Solarumlaufsysteme mittels eines Wärmetauschers an den Speicher angekoppelt werden, um das frostsichere Betreiben mit einem Wasserglykolgemisch zu ermöglichen, woraus Verluste und Wirkungsgradreduzierungen resultieren. Weiterhin sind dabei die Überdruckspeicher entsprechend materialaufwändig mit Handlöchern oder Einstiegen oder Anflanschungen von Wärmetauschern oder Schichtungsrohren mit der entsprechenden Druckstabilität ausgeführt und lassen sich nur sehr schwierig modular aufbauen.From the general prior art, input-defined heating systems with circulation and storage systems are mainly known, which are under pressure. Such heating systems have the disadvantage, however, that solar circulation systems are coupled to the storage tank by means of a heat exchanger in order to enable frost-proof operation with a water glycol mixture, which results in losses and reductions in efficiency. Furthermore, the overpressure accumulators are designed to be material-consuming, with hand holes or entrances or flanges on heat exchangers or stratification pipes with the appropriate pressure stability, and are very difficult to construct modularly.
Um das Verwenden von Wasser-Glykol-Gemischen zu vermeiden, sind aus den Offenlegungsschriften DE 28 39 258 AI, DE 195 15 580 AI und DE 43 38 604 AI Anordnungen bekannt bei denen der Solarkollektor Vom Drucksystem getrennt und der Solarkollektor bei Frostgefahr per Schwerkraft entleert sowie das Wasser in den Kollektor oder in das Überdruckumlaufsystem zurückgepumpt wird. Dies bedeutet zwar, dass man auf einen Wärmetauscher zum Kollektorumlaufsystem verzichten kann, aber es müssen Überdruckspeicher verwendet werden. Mit den folgenden Nachteilen gegenüber überdrucklosen Speichern:In order to avoid the use of water-glycol mixtures, from DE 28 39 258 AI, DE 195 15 580 AI and DE 43 38 604 AI arrangements are known in which the solar collector is separated from the pressure system and the solar collector is emptied by gravity when there is a risk of frost and the water is pumped back into the collector or into the positive pressure circulation system. This means that there is no need for a heat exchanger to the collector circulation system, but overpressure storage must be used. With the following disadvantages compared to non-pressurized memories:
Begrenzte Verwendung von Speichermaterialien (meist nur Stahl) Sicherheitsmaßnahme „geprüfter Überdruck" Ableitung von Überdruck durch Überdruckventile - Ausdehnungsgefäße zur DruckerhaltungLimited use of storage materials (mostly steel only) Safety measure "tested overpressure" Derivation of overpressure through pressure relief valves - expansion vessels for pressure maintenance
Schlechte Zugänglichkeit z. B. zur Montage von Schichtungsrohren Höhere Anforderungen an Materialstärke und SchweißnähtePoor accessibility e.g. B. for the assembly of laminated pipes Higher requirements for material thickness and welds
Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht in der Verwendung von Überdrucklosen Speichern mit druckbehafteten Umlaufsystemen. Dann wird aber der Heizkreis über einen Wärmetauscher im Speicher angebunden. Dies bedeutet ebenfalls Kosten für den Wärmetauscher, Druckverluste im Heizkreis und Wirkungsgradverluste beim Wärmetauscher und im Umlaufsystem.Another known possibility is the use of pressureless stores with pressurized circulation systems. But then the heating circuit is connected to a heat exchanger in the Storage connected. This also means costs for the heat exchanger, pressure losses in the heating circuit and efficiency losses in the heat exchanger and in the circulation system.
Aus der Offenlegungsschrift DE.196 08 405 AI ist eine geschlossene Solaranlage bekannt, die aus einem Druckspeicher mit einer Glasblase besteht. Durch eine Entleerungsvorrichtung kann das Wasser vom Solarkollektor in den Speicher zurückfließen. Durch eine zur Umwälzpumpe parallel geschaltete Zusatzförderpumpe kann der Solarkollektor wieder befüllt werden. Eine solche Solarkollektoranlage ist nur für eine maximale Höhe des Kollektors bis 7m geeignet und kann dann auch nur temperaturreduziert betreiben werden. Ist eine größere Höhe gefordert, so muss die Anlage unter Druck gesetzt werden. Dies erfordert wieder Druckspeicher. Die Vorteile eines offenen Speichers stehen bei einer solchen Anlage nicht zur Verfügung. Außerdem sind dann die Drucksicherheitsanforderungen zu gewährleisten.From the published patent application DE.196 08 405 AI a closed solar system is known which consists of a pressure accumulator with a glass bubble. The water can flow back from the solar collector into the storage tank through an emptying device. The solar collector can be refilled by means of an additional feed pump connected in parallel to the circulation pump. Such a solar collector system is only suitable for a maximum height of the collector up to 7m and can then only be operated at a reduced temperature. If a higher height is required, the system must be pressurized. This requires pressure storage again. The advantages of an open storage are not available with such a system. In addition, the pressure safety requirements must then be guaranteed.
Aus der Offenlegungsschrift DE 27 53 810 AI ist bekannt, dass ein Solarkollektorumlaufsystem an einem Speicher betrieben wird, wobei der Speicher geschlossen ist und der Rücklauf in die Gasblase im Speicher mündet. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass keine temperaturabhängige Einschichtung im Speicher erfolgen kann. Zur Umwälzung ist eine relativ starke Pumpe mit entsprechenden Betriebskosten notwendig. Der Durchfϊuss muss so stark erzeugt werden, dass ein so großer Druck im Kollektor erzeugt wird, dass das Wasser im Kollektor nicht schon bei geringen Temperaturen zum Kochen kommt. Dies bedeutet eine starke Durchmischung des Speichers. Aus der Offenlegungsschrift DE 26 14 142 AI ist ein geschlossenes Umlaufsystem für Solaranlagen bekannt, das mit einem Ausgleichsgefäß versehen ist, wobei ein Rücklaufrohr unterhalb des Wasserspiegels im Ausgleichsgefäß endet und ein Magnetventil steuerbares Rücklaufrohr im Gasbereich des Ausgleichsgefäßes mündet. Durch Öffnen des Magnetventils kann sich der Kollektor durch Schwerkraft entleeren. Ein solches Umlaufsystem benötigt aber zum Einbringen der Wärme in den Speicher einen Wärmetauscher mit dem damit verbundenen Nachteilen Druckverluste,From the published patent application DE 27 53 810 AI it is known that a solar collector circulation system is operated on a storage device, the storage device being closed and the return flow opening into the gas bubble in the storage device. This arrangement has the disadvantage that no temperature-dependent stratification can take place in the memory. A relatively powerful pump with corresponding operating costs is necessary for the circulation. The flow must be generated so strongly that the collector is so pressurized that the water in the collector does not boil even at low temperatures. This means that the memory is thoroughly mixed. From the published patent application DE 26 14 142 AI, a closed circulation system for solar systems is known, which is provided with an expansion tank, a return pipe ending below the water level in the expansion tank and a solenoid valve-controlled return pipe opening into the gas area of the expansion tank. By opening the solenoid valve, the collector can empty itself due to gravity. However, such a circulation system requires a heat exchanger to introduce the heat into the store, with the associated disadvantages of pressure losses,
Wirkungsgradverluste, Kosten und Materialaufwand. Die Montage des Ausgleichsgefäßes und der Pumpe muss möglichst kurz unterhalb des Kollektors erfolgen. Da Dachgeschosse heute häufig ausgebaut sind, bedeutet dies die Anbringung dieser Vorrichtung außerhalb des Hauses mit zusätzlichem Aufwand für Isolierung und Abdichtung mit dem Nachteil der schlechten Zugänglichkeit bei der Wartung.Loss of efficiency, costs and material expenditure. The expansion tank and the pump must be installed as short as possible below the collector. Since attics are often expanded today, this means that this device is installed outside the house with additional effort for insulation and sealing with the disadvantage of poor accessibility during maintenance.
Ein weiteres geschlossenes Umlaufsystem mit einem Ausgleichsbehälter ist aus der Patentschrift DE 196 54 037 Cl bekannt. Hier wird über ein strömungsgesteuertes Dreiwegeventil eine Verbindung vom Kollektorvorlauf zu einem Wasserbehälter hergestellt, so dass der Kollektor entleert wird, wenn die Unwälzung zum Stillstand kommt. Auch bei dieser Anlage wird ein Wärmetauscher benötigt mit den schon genannten Nachteilen. Ausgehend von einem Heizungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Heizungssysteme, dieses Heizungssystem so auszubilden, dass größere Wärmemengen wirtschaftlich gespeichert werden können, und der Anlagenwirkungsgrad verbessert wird. Weitere Aufgaben bestehen darin, die Betriebssicherheit und den Korrosionsschutz des Heizungssystems zu verbessern. Ferner soll die freizügigere Verwendung von Materialien erreicht werden. Die Erschließung weiterer Wärmequellen und die Speicherung der Wärme aus diesen Quellen soll das Heizungssystem erweitern.Another closed circulation system with an expansion tank is known from the patent DE 196 54 037 Cl. Here, a flow-controlled three-way valve connects the collector flow to a water tank so that the collector is emptied when the circulation comes to a standstill. This system also requires a heat exchanger with the disadvantages already mentioned. Starting from a heating system according to the preamble of claim 1, the invention is based on the object, avoiding the disadvantages of the known heating systems, to design this heating system in such a way that larger amounts of heat can be stored economically and the system efficiency is improved. Other tasks are to improve the operational safety and corrosion protection of the heating system. Furthermore, the more liberal use of materials is to be achieved. The development of additional heat sources and the storage of heat from these sources should expand the heating system.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, nämlich dadurch, dassAccording to the invention the object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1, namely in that
• das Heizungssystem fluidpegelbehaftet ist,• the heating system has a fluid level,
• und dass Umlaufsysteme, wie Heizungsumlaufsysteme, Speicheranbindungsumlaufsysteme, Brauchwasserheizungsumlaufsysteme, Nachheizungsumlaufsysteme, Wärmetauscherumlaufsysteme, Speicherkollektorumlaufsysteme, Heizkesselumlaufsysteme, Wärmepumpenumlaufsysteme, Wärmegewinnungsumlaufsysteme, Kühlungsumlaufsysteme, direkt an mindestens einen Speicher angeschlossen sind, so dass das Speicherfluid direkt durch die Umlaufsysteme gewälzt wird, wobei Bereitstellungseinrichtungen, wie Befüllungseinrichtungen oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen, das Fluid vor dem Umwälzen in das Umlaufsystem einbringen, und/oder wobei Bereithaltungseinrichtungen das Fluid im Umlaufsystem halten, wie zyklisches oder ereignisgesteuertes oder ständiges Minimalumwälzen oder Umwälzphasen während des Stillstands und/oder zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen von Bauteilen, wie Verschraubungen, Fittinge, Ventile, und/oder das Absperren von Umlaufsystemen im Stillstand und/oder erhöhte Qualitätssicherungen von Umlaufsystem und/oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen, und/oder wobei fluidpegelbehaftete Heizungssysteme mit einer Notbereitstellungseinrichtung, wie handbetätigte oder für Kurzzeitbetrieb ausgelegte Pumpen, Membrangefäße, Gasdruckgefäße, Ventile zum Wassernetz oder Hauswasserwerk oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen, oder mit einem Anschluss für eineAnd that circulation systems, such as heating circulation systems, storage connection circulation systems, domestic water heating circulation systems, post-heating circulation systems, heat exchanger circulation systems, storage collector circulation systems, boiler circulation systems, heat pump circulation systems, heat recovery circulation systems, cooling circulation systems, are directly connected to at least one storage facility, so that the storage fluid systems are provided, so that the storage fluid systems are provided or fluid level-increasing devices which introduce the fluid into the circulation system prior to circulation, and / or wherein holding devices hold the fluid in the circulation system, such as cyclic or event-controlled or constant minimal circulation or circulation phases during standstill and / or additional sealing measures of components, such as screw connections, fittings, Valves, and / or the shut-off of circulation systems at a standstill and / or increased quality assurance of circulation system and / or fluid level increasing devices, and / or wherein heating systems with fluid level with an emergency provision device, such as manually operated or for short-term operation pumps, membrane vessels, gas pressure vessels, valves for the water network or domestic waterworks or fluid level increasing devices, or with a connection for one
Notbereitstellungseinrichtung ausgerüstet sind. Vorteilhafte Weiterbildungen des Heizungssystems sind in den Ansprüchen 2 bis 45 angegeben.Emergency provision facility are equipped. Advantageous further developments of the heating system are specified in claims 2 to 45.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 45, welchem sinngemäß die gleiche Aufgabe zu Grunde liegt wie dem Heizungssystem. Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 46 angegebenen Merkmalen gelöst, nämlich dadurch, dass die Druckhaltung dynamisch ist, wie dadurch dass der Druck mit einer dynamischen Druckerzeugung (5,24), wie eine Umwälzpumpe oder eine Reihenschaltung von Pumpen oder über eine Verdrängeφumpe oder über eine Druckpumpe, aufgebaut wird und über eine gegendruckerzeugende Einrichtung (12,20), wie ein Ventil oder eine Turbinen oder ein Schaufelrad oder ein Strömungsköφer oder Strömungsklappen oder angepasste Leitungen oder Düsen oder Schieber oder eine Verteileinrichtung, gehalten wird, so dass sich ein definierter Teil der Druckerzeugung in einer Druckerhöhung im Umlaufsystem und nicht in einer Durchflusserhöhung niederschlägt, und/oder dass die dynamisch erzeugte Druckenergie, wie zur Druckhaltung und/oder Umwälzung und/oder Bereitstellung und/oder zum Korrosionsschutz wieder zurückgewonnen wird, und/oder dass zur Entleerung und/oder Bereitstellung des Fluids in einem Umlaufsystem das Fluid im Umlaufsystem mit dem Gas aus einem Inertgasbereich oder mit Luft ausgetauscht wird, wobei das Fluid durch den Inertgasbereich und/oder über eine Gasstrecke über dem Speicher läuft oder über eine strömungsverlangsamte Zone oder eine Schichtungseinrichtung (16,19), vorwiegend eine schon anderweitig genutzte Zone oder Schichtungseinrichtung, direkt in den Speicher (14) zurückläuft, - und/oder dass Heizungssysteme Umlaufsysteme oder Teile von Umlaufsystemen entleeren können, welche direkt mit dem Speicher gekoppelt sind, und wobei der Fluidpegel des Speichers in den zu entleerenden Bereich hineinragt, und/oder dass Heizungssysteme zur sicheren Entleerung mit Sensoren die Störung erfasst und/oder mit redundanten Elementen und/oder mit Wiederholvorgängen und/oder mit autarken Zusatzeinrichtungen die Entleerung sicher gewährleistet, und/oder dass zum Korrosionschutz Gas im und/oder außerhalb des Heizungssystems gesammelt wird und der Sauerstoff im Gas gebunden wird, und/oder dass zum Abdichten von Bauteilen, wie von Verschraubungen und/oder Fittingen und/oder Ventilen, über die Bauteile ein flexibler Schlauch oder ein Schrumpfschlauch mit Dichtungen gezogen wird, wobei als flexibler Schlauch vorwiegend ein Silikonschlauch verwendet wird, und/oder dass Einrichtungen zur Bereitstellung und/oder Bereithaltung und/oder Umwälzung und/oder Druckhaltung und/oder Entleerung von Fluid in Umlaufsystemen mittels zentraler und/oder verteilter Einrichtungen in einer Heizungsanlage mehrere Umlaufsysteme gleichzeitig oder durch Umschaltung auf den jeweiligen Umlaufkreis unabhängig voneinander mit vorgenannten Funktionen beaufschlagen, und/oder dass zur Entlüftung das oder Teile des Heizungssytems dynamisch unter Druck gesetzt werden, wie Umlaufsysteme, welche mit Ventilen abgesperrt werden und mit Hilfe der Bereitstellungseinrichtung unter Druck gesetzt wird und über schwimmergesteuerte Entlüftungsventile kombiniert mit einem Überdruckventil entlüftet werden, - und/oder dass bei Abreisen der Strömung oder bei zu geringen Strömungen inThe invention also relates to a method for operating a heating system, in particular according to claims 1 to 45, which is based on the same object as that Heating system. This object is achieved according to the method by the features specified in the characterizing part of claim 46, namely in that the pressure maintenance is dynamic, such as in that the pressure with dynamic pressure generation (5, 24), such as a circulating pump or a series connection of pumps or via a displacement pump or a pressure pump is built up and held by a counter-pressure generating device (12, 20), such as a valve or a turbine or a paddle wheel or a flow body or flow flaps or adapted lines or nozzles or slide or a distribution device, so that a defined part of the pressure generation is reflected in an increase in pressure in the circulation system and not in an increase in flow, and / or that the dynamically generated pressure energy, such as for pressure maintenance and / or circulation and / or provision and / or for corrosion protection, is recovered, and / or that for emptying and / or area If the fluid is provided in a circulation system, the fluid in the circulation system is exchanged with the gas from an inert gas area or with air, the fluid running through the inert gas area and / or over a gas section above the storage device or over a flow-slowed zone or a stratification device (16, 19 ), predominantly a zone or stratification device already used for other purposes, runs directly back into the store (14), and / or that heating systems can empty circulation systems or parts of circulation systems which are directly coupled to the store, and the fluid level of the store in the protrudes into the area to be emptied, and / or that heating systems for safe emptying detects the malfunction with sensors and / or with redundant elements and / or with repetitions and / or with self-sufficient additional devices the emptying is guaranteed, and / or that gas in and / for corrosion protection or outside of the heating system we collected d and the oxygen is bound in the gas, and / or for the sealing of components, such as screw connections and / or fittings and / or valves, a flexible tube or a shrink tube with seals is pulled over the components, with a predominantly flexible tube Silicone hose is used, and / or that devices for providing and / or holding and / or circulating and / or maintaining pressure and / or emptying fluid in circulation systems by means of central and / or distributed devices in a heating system, several circulation systems simultaneously or by switching to the respective one Activate the circulation circuit independently of one another with the aforementioned functions, and / or that the or parts of the heating system are pressurized dynamically for ventilation, such as circulation systems which are shut off with valves and pressurized with the aid of the provision device and are vented via float-controlled vent valves combined with a pressure relief valve, and / or that if the current leaves or if the currents in
Umlaufsystemen automatisch von der Steuereinrichtung Bereitstellungsphasen oder StrömungserhÖhungsphasen eingeschaltet werden, und/oder dass zur Vermeidung von Luftzutritt Umlaufsysteme oder Teile davon entleert werden können, - und/oder dass zum Frostschutz und/oder zum Vermeiden von Kochen von Umlaufsystemen neben Solarkollektorumlaufsystemen auch andere außenliegende oder frostungeschützte Umlaufsysteme oder Teile davon, wie Umlaufsysteme zur Heizung und Wärmeentnahme von Speichermassen oder Speichersolarkollektoren oder zur Wärmegewinnung oder zur Kühlung, entleert werden können, - und/oder dass eine Schicht auf den oder die Fluidpegel im Heizungssystem aufgebracht wird, wobei dazu vorwiegend eine schwimmende Schicht (15) wie Paraffinöl benutzt wird, und/oder dass zum Korrosionschutz der Fluiddruck im oder in Teilen des Heizungssystems dynamisch geändert wird. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 47 bis 76 angegeben.Circulation systems are automatically switched on by the control device, provision phases or flow increase phases, and / or that circulation systems or parts thereof can be emptied to avoid air access, - and / or that in order to protect against frost and / or to avoid boiling of circulation systems, besides solar collector circulation systems also other external or frost-protected systems Circulation systems or parts thereof, such as circulation systems for heating and extracting heat from storage masses or storage solar collectors or for heat generation or cooling, can be emptied - and / or that a layer is applied to the fluid level (s) in the heating system, whereby primarily a floating layer ( 15) how paraffin oil is used and / or that the fluid pressure in or in parts of the heating system is changed dynamically to protect against corrosion. Advantageous developments of this method are specified in claims 47 to 76.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Verwendung von Einrichtungen des Heizungssystems in der Form, dass Einrichtungen nach den Ansprüchen 7 bis 12 und 16 bis 44 für überdruckbehaftete Heizungssysteme oder andere überdrucklose oder überdruckreduzierte oder entleerbare Umlaufsysteme verwendet werden.The invention furthermore relates to the use of devices of the heating system in such a way that devices according to claims 7 to 12 and 16 to 44 are used for pressurized heating systems or other pressureless or pressurized or reduced pressurized circulation systems.
Mit den vorgenannten Ansprüchen ergeben sich nachfolgend beschriebenen Vorteile. Bei heutigen Heizungssystemen werden zur solaren Speicherung zur Vermeidung hoher Taktung des Heizkessels, als Zwischenspeicher bei Abschaltungsnotwendigkeit z. B. bei Wärmepumpen, zur Anbindung von Frischwasserstationen usw. zunehmend Wasserspeicher eingebaut. Der Einsatz von überdrucklosen Fluidwärmespeichem bei dem Heizungssystem verbessert die Wirtschaftlichkeit und die Funktionen, wie größere Wärmespeichervolumen, Zusatzeinbauten für Schichtung, Einbauten von Sensoren oder zur Wärmerückgewinnung.The advantages described below result in the advantages described below. In today's heating systems are used for solar storage to avoid high clocking of the boiler, as a buffer when it is necessary to switch off. B. in heat pumps, for connecting fresh water stations, etc. increasingly installed water storage. The use of non-pressurized fluid heat storage in the heating system improves the economy and functions, such as larger heat storage volumes, additional installations for layering, installation of sensors or for heat recovery.
Außerdem bietet ein überdruckloser Warmwasserspeicher den Vorteil der materialsparenden Bauweise solcher Speicher, da dieser und die Anflanschungen nicht für Überdruck ausgelegt werden muss, so dass neben korrodierenden Materialien auch zunehmend teurere korrosionsfeste Materialien eingesetzt werden können. Ein solcher Speicher kann auch einfacher vor Ort geschweißt oder gelötet oder montiert werden, wodurch eine bessere Anpassung an die örtlichen Raumgegebenheiten erreicht werden kann. Außerdem ist die Wahlfreiheit des verwendbaren Speichermaterials größer (z. B. Kunststoff, Beton, Stahl, Steinmauer mit Abdichtung, usw.)In addition, a pressureless hot water storage tank offers the advantage of the material-saving design of such storage tanks, since this and the flanges do not have to be designed for overpressure, so that increasingly more expensive corrosion-resistant materials can be used in addition to corrosive materials. Such a memory can also be welded or soldered more easily on site or be installed, whereby a better adaptation to the local space conditions can be achieved. In addition, the freedom of choice of the storage material that can be used is greater (e.g. plastic, concrete, steel, stone wall with sealing, etc.)
Auch die Modulbauweise solcher Speicher ist einfacher oder überhaupt erst durchführbar. Dadurch können größere Speicher vor Ort eingebracht werden und zusammen montiert werden.The modular design of such memories is also easier or can only be carried out in the first place. This means that larger storage tanks can be installed on site and assembled together.
Diese erweiterten Möglichkeiten kann zu preisgünstigeren Speichern führen, so dass zu einer optimalen Nutzung der Solarenergie größere Speicher eingesetzt werden können, und somit eine Heizungsunterstützung durch die Solarenergie besser gegeben ist. Weiterhin ist bei einem überdrucklosen Speicher die Zugänglichkeit besser gewährleistet. So kann dies z. B. dazu genutzt werden, um Schichtungssysteme oder Latentzusatzspeicher integrieren zu können.These expanded options can lead to cheaper storage facilities, so that larger storage facilities can be used for optimal use of solar energy, thus providing better heating support from solar energy. Furthermore, the accessibility is better guaranteed in the case of a pressureless memory. So this can e.g. B. can be used to integrate stratification systems or additional latent storage.
Auch bei der Wartung bietet die bessere Zugänglichkeit Vorteile, z. B. sind Reparaturen am Schichtungssystem einfacher möglich, so dass sich auch Vorteile hinsichtlich der Lebensdauer bzw. der Nutzungsdauer der eingesetzten Materialien ergeben können.The better accessibility also offers advantages when it comes to maintenance. For example, repairs to the layering system are possible more easily, so that there may also be advantages with regard to the service life or the useful life of the materials used.
Mit der direkten Nutzung des Speicherfluids als Wärmeträgerflüssigkeit in den Umlaufsystemen, ohne Zwischenschaltung von Wärmetauschern, wird ein hoher Wirkungsgrad der gesamten Heizungsanlage erreicht. Erstens bei der Gewinnung der Wärmeenergie im Solarkollektor, da Wasser eine höhere Wärmekapazität gegenüber Wasserglykolgemischen hat und zweitens durch Vermeidung der Wärmetauscherverluste.With the direct use of the storage fluid as a heat transfer fluid in the circulation systems, without the interposition of heat exchangers, a high efficiency of the entire heating system is achieved. Firstly, in the generation of thermal energy in the solar collector, since water has a higher heat capacity than water-glycol mixtures, and secondly, by avoiding the heat exchanger losses.
Bei der Abgabe der Wärme in den Heizkreisen können ebenfalls Wärmetauscherverluste durch die direkte Umwälzung des Speicherwassers vermieden werden.When the heat is given off in the heating circuits, heat exchanger losses due to the direct circulation of the storage water can also be avoided.
Wärmetauscher, Sicherheitsventile, Druckausgleichsgefäße, materialaufwendige Speichereinstiege bzw. Handlöcher, Zerlegbarköit des Schichtungssystems, Entlüftungsvorrichtungen können bei diesem überdrucklosem Heizungssystem eingespart werden.Heat exchangers, safety valves, pressure compensation vessels, material-intensive storage entrances or hand holes, dismantling of the stratification system, ventilation devices can be saved with this overpressure-free heating system.
Der Korrosionsschutz ist besser, da der eingedrungene Sauerstoff nicht durch Korrosion an den Bauteilen oxidiert, sondern durch aktive Elemente umgewandelt wird. Eine Überwachung des eingedrungenen Sauerstoffs kann sogar zu einem Eingriff in das System veranlassen, damit undichte Stellen beseitigt werden. Im Stillstand des Umlaufsystems befindet sich bei dem Heizungssystem Inertgas, so dass eingedrungene Luft nicht irgendwo eingeschlossen ist wie bei einem Drucksystem und dort zu Korrosion fuhrt, sondern der eingedrungene Sauerstoff kann aktiv im Inertgasbehälter umgewandelt werden, da das Umlaufsystem dann mit dem Inertgasbehälter in Verbindung steht. Alle Korrosionsschutzmaßnahmen des Heizungssystems, wie die vorgenannten und weitere, lassen eine höhere Lebensdauer der Anlage erwarten und steigern damit die Stoffproduktivität. Die vorgenanten Vorteile lassen die Frage aufkommen, warum nicht schon früher solche fluidpegelbehaftete oder überdrucklosen Heizungssysteme entwickelt wurden. Die Antwort liegt in einer Reihe von Problemen, die gelöst werden mussten.Corrosion protection is better because the oxygen that has penetrated is not oxidized by corrosion on the components, but is converted by active elements. Monitoring the intrusion of oxygen can even interfere with the system to eliminate leaks. When the circulation system is at a standstill, there is inert gas in the heating system, so that the air that has entered is not trapped anywhere like a pressure system and there leads to corrosion, but the oxygen that has entered can be actively converted in the inert gas container, since the circulation system is then connected to the inert gas container , All corrosion protection measures in the heating system, such as those mentioned above and others, can be expected to extend the life of the system and thus increase fabric productivity. The aforementioned advantages raise the question of why such heating systems with fluid levels or pressureless systems have not been developed before. The answer lies in a number of problems that had to be solved.
Der Korrosionsschutz solcher Anlagen ist bisher nicht gegeben, da überdrucklose Umlaufsysteme in den Unterdmck geraten können und dadurch leicht Luft gezogen werden kann. Der Sinn einesThe protection against corrosion of such systems has not been provided to date, since pressureless circulation systems can get into the low pressure and air can thus be easily drawn. The meaning of one
Überdruckumlaufsystems ist es ja überhaupt das Endringen von Luft durch den Überdruck zu verhindern.Overpressure circulation system is to prevent air from getting through the overpressure.
Durch die leicht eindringende Luft ist die Betriebssicherheit der Umwälzung nicht in dem Maße gegeben, wie das bei heutigen Systemen notwendig ist, um auch die Wartungskosten gering zu halten. Bei den unter Unterdmck stehenden Umlaufsystemen funktioniert die Entlüftung mitDue to the easily penetrating air, the operational reliability of the circulation is not as high as is necessary with today's systems in order to keep maintenance costs low. In the case of the circulation systems under reduced pressure, the ventilation also works
Entlüftungsautomaten oder Entlüftungsventilen nicht, da diese Einrichtungen bei Unterdmck denAutomatic venting devices or venting valves are not, as these devices at Unterdmck den
Zutritt von Luft geradezu fördern würden.Would promote air access.
Bei Höhen über 7m beispielsweise von Kollektoren ist der Unterdmck so groß, dass der WärmeträgerAt heights above 7m, for example, of collectors, the vacuum is so large that the heat transfer medium
Wasser schon bei niedrigen Temperaturen zum Kochen kommt und somit eine Ernte höherer Temperaturniveaus durch die gestörte Umwälzung unmöglich wäre.Water comes to a boil even at low temperatures and harvesting higher temperature levels would be impossible due to the disturbed circulation.
Die Anwendung leistungsstarker Pumpen zur Lösung dieses Problems ist auf Gmnd der höherenThe use of powerful pumps to solve this problem is based on the higher ones
Betriebskosten und fehlender Standardpumpen für den erhöhten Temperaturbereich nicht wirtschaftlich.Operating costs and the lack of standard pumps for the increased temperature range are not economical.
Die Befüllung von überdmcklosen Umlaufsystemen erfordert leistungsstarke Umwälzungen, welche die Schichtung des Speichers durchmischen kann.The filling of high-pressure circulation systems requires high-performance circulation, which can mix the stratification of the storage tank.
Es gibt bisher kein umfassendes Lösungskonzept für unterschiedliche Anlagen (z. B. unterschiedlicheSo far there is no comprehensive solution concept for different systems (e.g. different ones
Speicherhöhen oder sehr hoch angebrachte Kollektoren.).Storage heights or very high mounted collectors.).
Im Folgenden werden das Heizungssystem und das Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems an Hand der Zeichnungen, in welcher mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt zum Teil in schematischer Darstellung:The heating system and the method for operating a heating system are explained in more detail below with reference to the drawings, in which several exemplary embodiments are shown. The drawing shows partly in a schematic representation:
Figurl: Ein Heizungssystem mit überdmcklosem FluidwärmespeicherFigurl: A heating system with immaculate fluid heat storage
Figur2: Ein Heizungssystem mit einem Fluidpegel über dem EntleemngspegelFigure 2: A heating system with a fluid level above the drainage level
Figur3: Eine Befüllungseinrichtung mit Reihenschaltung Figur4: Eine Befüllungseinrichtung mit HauswasserwerkFigure 3: A filling device with series connection Figure 4: A filling device with domestic water system
Figur5: Eine Befüllungseinrichtung mit ReservoirbehälterFigure 5: A filling device with a reservoir container
Figurö: Ein KnallgasreaktorFigurö: A detonating gas reactor
Figur7: Eine EntleerangseinrichtungFigure7: An emptying device
Figur8: Einen Speicherverbund mit Wärmerückgewinnung Figur9: Eine Fluidpegelerhöhungseinrichtung Eine der Aufgabenstellung gemäße Ausführung einer Heizungsanlage zeigt Figur 1. Sie besteht aus einem überdrucklosem Speicher (14) und mehreren überdrucklosen Umlaufsystemen in unterschiedlicher Ausführung. Eine einfache Ausführung eines solchen Umlaufsystems zeigt das Umlaufsystem für den Heizkessel (37). Bei der Inbetriebnahme der Anlage wird das Umlaufsystem mit der NotbefuUungseinrichtung, hier eine handbetätigte Reihenschaltung der Umwälzpumpe (34) und einer weiteren Notbefüllungsumwälzpumpe (33), befüllt. Dazu muss von der Steuemng das Absperrventil (38) geöffnet werden. Nach der Befüllung wird das Absperrventil (38) geschlossen, und über das Rückschlagventil (35) sowie das geschlossene Absperrventil (38) wird das Fluid im Umlaufkreis gehalten, und somit der Zutritt von Luft verhindert. Würde das Umlaufsystem nicht verschlossen, könnte das Fluid langsam aus dem Umlaufsystem entweichen, da der obere Teil desFigure 8: A storage system with heat recovery Figure 9: A fluid level increasing device FIG. 1 shows a design of a heating system according to the task. It consists of a pressureless memory (14) and several pressureless circulation systems in different designs. The circulation system for the boiler (37) shows a simple embodiment of such a circulation system. When the system is started up, the circulation system is filled with the emergency filling device, here a manually operated series connection of the circulating pump (34) and a further emergency filling circulating pump (33). To do this, the control valve must open the shut-off valve (38). After filling, the shut-off valve (38) is closed, and the fluid is kept in circulation by the check valve (35) and the closed shut-off valve (38), thus preventing the entry of air. If the circulation system were not closed, the fluid could slowly escape from the circulation system because the upper part of the
Umlaufsystems über den Fluidpegel des Speichers (14) hinausragt und sich im Unterdmck befände. Je höher das Umlaufsystem gegenüber dem Fluidpegel in die Höhe ragt, desto höher ist der Unterdmck. Durch diesen Unterdmck würde das Umlaufsystem Luft ansaugen, und das Fluid würde entweichen, und das Umlaufsystem wäre nach einer gewissen Zeit mittels der Umwälzpumpe nicht mehr betreibbar. Das Absperren des Umlaufsystems mittels der Absperrventile (38,35) hält dasCirculation system protrudes beyond the fluid level of the reservoir (14) and is in the low pressure. The higher the circulation system rises above the fluid level, the higher the vacuum. With this vacuum, the circulation system would suck in air and the fluid would escape, and after a certain time the circulation system would no longer be able to be operated by means of the circulation pump. Shutting off the circulation system using the shut-off valves (38, 35) keeps that
Umlaufsystem betriebsbereit. Somit muss die Steuemng (1) bei einer Umwälzanforderung der Heizungssteuerung (4) nur das Absperrventil (38) öffnen und die Umwälzpumpe freigeben, wodurch das Fluid aus dem Speicher mit einer Betriebsenergie ähnlich von Drucksystemen umgewälzt werden kann. Die Bereithaltung bei absperrbaren Umlaufsystemen kann noch gesteigert werden, indem beim Absperrvorgang die Dmckerzeugung für die Befüllung und/oder für die Drackhaltung und/oder für die Umwälzung eingeschaltet bleibt oder zugeschaltet wird bis der Absperrvorgang beendet ist. Durch den erhöhten Dmck wird Unterdmck reduziert bzw. vermieden, und die Luft wird aus dem Umlaufsystem gehalten. Eine weitere Ausführungsvariante für die Bereithaltung des Fluids im Umlaufsystem wird im Umlaufsystem für den Brauchwasserwärmetauscher (32) dargestellt. Mittels einer handbetätigten Notbefüllungspumpe wird das Umlaufsystem bei der Inbetriebnahme einmal befüllt. Ab diesem Zeitpunkt wird das Fluid im Umlaufkreis gehalten, indem bei Stillstand des Umlaufkreises zyklisch eine kurze Umwälzphase von der Steuerung (1) eingeschaltet wird. Dadurch ist der Umlaufkreis mit der Umwälzpumpe (26) bei einer Anfordemng für warmes Brauchwasser ebenfalls mit geringer Betriebsenergie betreibbar. Um die Anzahl der im Stillstand eingeschalteten Umwälzphasen zu minimieren können diese auch ereignisgesteuert beispielsweise durch einen Fluidabwesenheitssensor ausgelöst werden, angebracht in einer Höhe des Umlaufsystems bei dem die Umwälzpumpe noch wirkt. Die Verschraubungen und Fittings und Ventile in den Umlaufkreisen können auch zusätzlich mit Hilfe von zusätzlichen Abdichtungsmaßnahmen, wie flexible Überziehschläuche oder -Kappen oder Mehrfachdichtungen oder von außen anpressbare Dichtungen oder Kombination vonCirculation system ready for operation. Thus, the control unit (1) only has to open the shut-off valve (38) and release the circulation pump in the event of a circulation request from the heating control system (4), as a result of which the fluid from the reservoir can be circulated with an operating energy similar to that of pressure systems. The availability in the case of lockable circulation systems can be increased even further by keeping the pressure generation for filling and / or for draining and / or for the circulation switched on or switched on during the shutoff process until the shutoff process has ended. Due to the increased pressure, low pressure is reduced or avoided, and the air is kept out of the circulation system. Another variant for the preparation of the fluid in the circulation system is shown in the circulation system for the domestic water heat exchanger (32). The circulation system is filled once during commissioning by means of a manually operated emergency filling pump. From this point on, the fluid is kept in the circulation circuit by cyclically switching on a short circulation phase from the controller (1) when the circulation circuit is at a standstill. As a result, the circulation circuit with the circulating pump (26) can also be operated with low operating energy when hot domestic water is required. In order to minimize the number of circulating phases switched on at a standstill, these can also be triggered in an event-controlled manner, for example by a fluid absence sensor, mounted at a height of the circulating system at which the circulating pump is still active. The screw connections and fittings and valves in the circulating circuits can also be made using additional sealing measures, such as flexible covering hoses or caps or multiple seals or seals that can be pressed on from the outside or a combination of
Gewindedichtfüllstoffen und Dichtungen oder dem Aufbringen von Lacken oder Harzen, abgedichtet werden, so dass die Bereitschaft des Umlaufsystems weiter erhöht wird. Zur Abdichtung wird über die Verschraubung und/oder Fittings ein flexibler Schlauch oder ein Schrumpfschlauch mit Dichtungen gezogen, wobei als flexibler Schlauch vorwiegend ein Silikonschlauch verwendet wird, und wobei zwischen Schlauch oder Schrumpfschlauch und Verschraubung oder Fitting eine Dichtungsmasse aufgebracht sein kann.Thread sealants and seals or the application of paints or resins, sealed be so that the readiness of the circulatory system is further increased. For sealing, a flexible hose or a shrink hose with seals is pulled over the screw connection and / or fittings, a silicone hose being predominantly used as the flexible hose, and a sealant can be applied between the hose or shrink hose and screw connection or fitting.
Auch zusätzliche Qualitätsmaßnahmen, wie das Abdrücken des Umlaufsystems mit erhöhtem Dmck oder Verschraubungssicherungen und/oder Überwachungen der Dichtheit von Umlaufsystemen, wie Druckhaltemessungen, Fluidpegelmessungen im Umlaufsystem im Stillstand, Messungen des Gaseintrags, steigern die Bereitschaft und die installierbare Höhe solcher Umlaufsysteme. Auch die Sichemng von Verschraubungen gegenüber dem Lösen beispielsweise mittels Blechen, welche an einer Seite festgemacht sind und gegen eine Fläche wie die Schraubenschlüsselfläche gebogen werden, hält die Bereitschaft längere Zeit aufrecht.Additional quality measures, such as pressing the circulation system with increased pressure or screw locks and / or monitoring the tightness of circulation systems, such as pressure maintenance measurements, fluid level measurements in the circulation system at a standstill, measurements of gas entry, increase the readiness and the installable height of such circulation systems. The security of screw connections against loosening, for example by means of metal sheets, which are fastened on one side and are bent against a surface such as the wrench surface, also maintains the readiness for a long time.
Die Überwachung der Umwälzung mittels einfacher Strömungssensoren (30,36), wie strömungsbetätigter und vorzugsstellungsgehaltener Klappen oder Platten, welche stellungsabhängig beispielsweise magnetisch ein Signal liefern, sichert die Pumpe vor der Zerstömng und liefert eine Meldung zur Betätigung der Notbefüllung.The monitoring of the circulation by means of simple flow sensors (30, 36), such as flow-actuated and preferred-position flaps or plates, which, depending on the position, magnetically provide a signal, for example, secures the pump against destruction and provides a message for actuating the emergency filling.
Auch der Einsatz von Strömungssensoren auch in Kombination von Temperatursensoren ermöglicht, dass die Befüllung und Umwälzung der Umlaufsysteme leistungs-, strömungs-, durchflussvolumen-, und/oder wärmemengengesteuert und oder -geregelt und/oder -überwacht werden kann. Dies ermöglicht eine gesteigerte Betriebsbereitschaft sowie Wärmeumsatzberechnungen sowie Wärmemengenbereitstellung entsprechend dem Wärmeumsatz.The use of flow sensors, also in combination with temperature sensors, enables the filling and circulation of the circulation systems to be controlled and / or regulated and / or monitored in terms of output, flow, flow volume and / or heat quantity. This enables increased operational readiness as well as heat turnover calculations and heat quantity provision according to the heat turnover.
Auch der Einsatz von Verdrängeφumpen zur Umwälzung und Drackhaltung verbessert die Betriebsbereitschaft des Heizungssystems.The use of displacement pumps for circulation and drainage also improves the operational readiness of the heating system.
Beim Umlaufsystem für die Heizungswärmetauscher (29) wird davon ausgegangen, dass dies ein kompliziertes, weitverzweigtes und von der Höhe gegenüber dem Fluidpegel des Speichers gesteigertes Umlaufsystem ist, wobei viele Verschraubungen, Fittings, und Ventile eingebaut sind. Bei solchen überdracklosen Umlaufsystemen treten die Probleme auf, dass im Stillstand des Umlaufsystems auf Gmnd der größeren Höhe ein großer Unterdmck auftreten kann. Dadurch kann eine vollständige Gasdichtheit des Umlaufsystems nicht erreicht werden.The circulation system for the heating heat exchanger (29) assumes that this is a complicated, widely branched circulation system which is increased in height compared to the fluid level of the store, with many screw connections, fittings and valves being installed. With such overrackless circulation systems, the problems arise that a large vacuum can occur when the circulation system is at a standstill, due to the greater height. This means that the circulation system cannot be completely gas-tight.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass bei solchen Umlaufsystemen eine Bereitstellungseinrichtung eingesetzt wird, welche bei einer Umwälzanforderang zuerst das Umlaufsystem mit Fluid befüllt und dann gleitend in den Umwälzbetrieb und Druckhaltebetrieb überleitet. Die Dmckerzeugung für die Befüllung, Umwälzung und Drackhaltung (24) kann mittels einer Pumpe erfolgen, welche mit Hilfe der Steuerung und von Sensoren wie dem Strömungssensor (27) und einer Druckhalteeinrichtung die Dmckerzeugung entsprechend den Funktionen der Befüllung, Umwälzung und Druckhaltung steuert oder regelt.According to the invention, this problem is solved in that a supply device is used in such circulation systems, which first fills the circulation system with fluid in the event of a circulation request and then smoothly transfers it to the circulation operation and pressure maintenance operation. The pressure generation for the filling, circulation and drainage (24) can take place by means of a pump, which is carried out with the aid of the control and sensors such as the flow sensor (27) and a pressure maintaining device controls or regulates the pressure generation according to the functions of filling, circulation and pressure maintenance.
Für die Befüllungseinrichtung können aber auch bei einer Umwälzanforderung oder bei keiner Bereitschaft des Umlaufsystems eingeleitete und auf Umwälzbetrieb und Druckhaltebetrieb übergeleitete alternative Dmckerzeugungseinrichtungen wie ein Membrangefäß (Fig. 2) verwendet werden. Hierbei erzeugt ein Verdichter (41), welcher beispielsweise das Gas aus dem Inertgasbehälter (17) ansaugt, einen Gasdruck, so dass das Fluid im Membrangefaß (40) verdrängt wird und bei geschlossenem Absperrventil (43) das Umlaufsystem befüllt. Das Rückschlagventil (11) und das Drackentspannungsventil (42) halten den Drack während des Betriebs des Umlaufsystems aufrecht, so dass das Membrangefäß (40) vom Fluid entleert bleibt. Zur Entleerung des Umlaufsystems kann der Gasdruck mit dem Drackentspannungsventil (42) entspannt werden, so dass das Fluid aus dem Umlaufsystem bei geschlossenem Absperrventil (43) in das Membrangefäß läuft. Anstatt des Membrangefäßes kann auch ein nach oben gerichtetes Druckgefäß verwendet werden. Zur Dmckerzeugung kann auch ein Druckgasspeichersystem oder ein Hauswasserwerk oder eine Druckpumpe eingesetzt werden. Dadurch kann die Befüllungseinrichtung an schon vorhandene Dmckerzeugungseinrichtungen angeschlossen werden, so dass die Wirtschaftlichkeit weiter gesteigert wird Auch die Befüllungseinrichtung, bestehend aus einer Reihenschaltung von Standardumwälzpumpen (Fig. 3) und der adäquaten Ansteuemng der Pumpen durch eine Steuereinrichtung, ist gegenüber einer großen Pumpe wirtschaftlicher, da kleinere Pumpen in größeren Stückzahlen gefertigt werden. Bei Anlagen mit vielen Umlaufsystemen und damit mit vielen Umwälzpumpen kann es auch sinnvoll sein, diese Umwälzpumpen zur Befüllung in Reihe und auf den zu befüllenden Umlaufkreis zu schalten. Figur 4 zeigt eine weitere wirtschaftliche Art der Befüllung. Mit dem Hauswasserwerk (46) wirdFor the filling device, however, alternative pressure-generating devices, such as a membrane vessel (FIG. 2), which have been initiated and transferred to the circulating mode and the pressure-maintaining mode can also be used when there is a circulation requirement or when the circulation system is not ready. A compressor (41), which draws the gas from the inert gas container (17), for example, generates a gas pressure so that the fluid in the membrane vessel (40) is displaced and fills the circulation system when the shut-off valve (43) is closed. The check valve (11) and the drain relief valve (42) maintain the drain during the operation of the circulation system, so that the membrane vessel (40) remains emptied of the fluid. To empty the circulation system, the gas pressure can be released with the pressure relief valve (42), so that the fluid flows from the circulation system into the membrane vessel when the shut-off valve (43) is closed. Instead of the membrane vessel, an upward pressure vessel can also be used. A compressed gas storage system or a domestic waterworks or a pressure pump can also be used to generate pressure. As a result, the filling device can be connected to existing pressure generating devices, so that the cost-effectiveness is further increased. because smaller pumps are manufactured in larger numbers. In systems with many circulation systems and thus with many circulation pumps, it can also make sense to connect these circulation pumps for filling in series and to the circulation circuit to be filled. Figure 4 shows another economical way of filling. With the domestic waterworks (46)
Wasser über eine Sauerstoffbindungseinheit (74) geleitet, so dass bei geöffnetem Befüllungsventil (47) Wasser in das Umlaufsystem geführt wird. Das Rückschlagventil (48) regelt dabei die Richtung der Befüllung. Nach der Befüllung des Umlaufsystems schließt die Steuereinrichtung das Befüllungsventil (47), so dass das Hauswasserwerk abschaltet, und das Umlaufsystem betrieben werden kann. Auch die Befüllung mit einem Fluidreservoir (Fig. 5) beispielsweise aus einem Behälter (50) oder einem Fluidwärmespeicher kann sinnvoll sein. Hierbei wird zur Befüllung mit einem Befüllungsventil (51 ) Fluid aus dem Reservoir in das Umlaufsystem gegeben. Der Aufbau des Reservoirs kann über ein pegelgesteuertes Ventil (49) zum Hauswasserwerk oder zum Wassernetz oder bei der Umwälzung erfolgen. Lassen sich keine der vorgenannten Befüllungseinrichtungen nutzen kann die Befüllungseinrichtung aus einer Steuereinrichtung und einer Verdrängeφumpe oder einer Druckpumpe bestehen. Alle Befüllungseinrichtungen können auch zur Notbefüllung dienen, wobei die Ventile durch handbetätigte Schieber und die elektrisch betätigten oder gesteuerten Einrichtungen durch handbetätigte oder handgesteuerte Einrichtungen oder für Kurzzeitbetrieb ausgelegte Einrichtungen ersetzt sein können.Water is passed through an oxygen binding unit (74) so that water is fed into the circulation system when the filling valve (47) is open. The check valve (48) regulates the direction of filling. After the circulation system has been filled, the control device closes the filling valve (47) so that the domestic water system switches off and the circulation system can be operated. Filling with a fluid reservoir (FIG. 5), for example from a container (50) or a fluid heat store, can also be useful. For filling with a filling valve (51), fluid is introduced from the reservoir into the circulation system. The reservoir can be built up via a level-controlled valve (49) to the domestic waterworks or to the water network or during the circulation. If none of the aforementioned filling devices can be used, the filling device can consist of a control device and a displacement pump or a pressure pump. All filling devices can also be used for emergency filling, whereby the valves can be replaced by manually operated slides and the electrically operated or controlled devices by manually operated or manually controlled devices or devices designed for short-term operation.
Bei Höhen des Umlaufsystems von 10m über dem Fluidpegel des Speichers (14) herrscht in diesem Höhenbereich des Umlaufsystems ein Unterdmck, der nahe bei Null liegt 0. Dies würde bedeuten, dass die Siedetemperatur des Wassers entsprechend sinkt. Bei Umlaufsystemen, welche trotzdem mit einer höheren Temperatur betrieben werden müssen und für Umlaufsysteme, welche über 10 m hinausragen muss eine Drackhaltung für den entsprechenden Druck sorgen. Die dynamische Drackhaltung besteht aus einer Dmckerzeugungseinrichtung (24) und einer gegendrackerzeugenden Einrichtung (20), wie ein einstellbares oder regelbares Ventil, Turbine, Schaufelrad, Strömungsköφer, Strömungsklappe, angepasste Leitung, Düse, Schieber, Verteileinrichtung oder ähnliches. Dadurch schlägt sich die Dmckerzeugung nicht in einer Strömungserhöhung, sondern in der gewünschten Dmckerhöhung im Umlaufsystem nieder (Fig. 1).At heights of the circulation system of 10 m above the fluid level of the reservoir (14), there is an underpressure in this height region of the circulation system which is close to zero. This would mean that the boiling point of the water drops accordingly. For circulation systems that still have to be operated at a higher temperature and for circulation systems that protrude over 10 m, drainage must ensure the appropriate pressure. The dynamic drainage consists of a pressure generating device (24) and a counter pressure generating device (20), such as an adjustable or controllable valve, turbine, paddle wheel, flow body, flow flap, adapted line, nozzle, slide, distribution device or the like. As a result, the pressure generation is not reflected in an increase in flow, but in the desired increase in pressure in the circulation system (FIG. 1).
Mittels einer Regeleinrichtung, welche die gegendrackerzeugende Einrichtung abhängig vom Drack im Umlaufsystem und von einem Dracksollwert, welcher etwas über dem aktuellen Siededruckwert des Umlaufsystems liegt, hinsichtlich seines Widerstandes regelt, kann der aktuell notwendige Druck eingehalten werden. Durch die zusätzliche Regelung der Dmckerzeugung abhängig vomThe currently required pressure can be maintained by means of a control device which regulates the counter pressure generating device depending on the drain in the circulation system and on a drain setpoint which is somewhat above the current boiling pressure value of the circulation system. Due to the additional regulation of the pressure generation depending on
Strömungsistwert des Umlaufsystems und dem Strömungssollwert der benötigten Umwälzung kann Betriebsenergie gegenüber fest eingestellten Worstcaseeinstellungen eingespart werden. Eine statische Drackhaltung im Stillstand mittels der Absperrung des Umlaufsystems mit Hilfe einer verschließbaren gegendrackerzeugenden Einrichtung (20) und des Rückschlagventils (25) bewirkt, dass der Dmck im Umlaufsystem gehalten wird und beispielsweise bei kurzen Unterbrechungen der Umwälzung nicht jedes Mal erneut erzeugt werden muss. Durch Einschalten der Dmckerzeugung für Befüllung, Drackhaltung und Umwälzung während des Absperrens des Umlaufsystems wird Unterdmck im Umlaufsystem vermieden, und die Luft aus dem Umlaufsystem draußen gehalten.Actual flow value of the circulation system and the flow setpoint of the required circulation can save operating energy compared to fixed worst case settings. Static drainage at a standstill by blocking the circulation system with the help of a lockable counter pressure generating device (20) and the check valve (25) means that the pressure is kept in the circulation system and, for example, does not have to be generated again every time the circulation is briefly interrupted. By switching on the pressure generation for filling, drainage and circulation while the circulation system is shut off, low pressure in the circulation system is avoided and the air from the circulation system is kept outside.
Bei weitverzweigten und entlüftungstechnisch schwierigen Umlaufsystemen könnenWith widely branching and difficult ventilation systems
Entlüftungsphasen eingeschaltet werden. Beispielsweise kann bei der Umwälzung, wenn eine zu geringe Strömung gemessen wird, eine Befüllungsphase oder eine Strömungserhöhungsphase eingeschaltet werden. Eine weitere Möglichkeit der Entlüftung besteht durch Absperren des Umlaufsystems bei der Befüllung, so dass der Dmck der Befüllung gehalten wird und eingeschlossenes Gas an den entsprechenden Entlüftungspunkten mit Entlüftungsventilen abgeführt wird. Diese Entlüftungsventile müssen aber neben dem schwimmergesteuerten Ventil mit einem Überdmckventil kombiniert werden, so dass einerseits der Gasüberdrack im Umlaufsystem abgebaut wird, aber andrerseits keine Luft bei Unterdrück des Umlaufsystems eindringen kann.Venting phases can be switched on. For example, during the circulation, if a flow that is too low is measured, a filling phase or a flow increase phase can be switched on. A further possibility of venting is to shut off the circulation system during filling, so that the pressure of the filling is held and trapped gas is removed at the corresponding venting points with vent valves. These bleed valves However, in addition to the float-controlled valve, they must be combined with an overpressure valve so that on the one hand the gas overpressure in the circulation system is reduced, but on the other hand no air can penetrate if the circulation system is suppressed.
Da überdmcklose Umlaufsysteme in den Unterdmck geraten können oder zum betriebskostenminimalem Betreiben im Unterdmck gefahren werden, stehen sie Überdrucksystemen diametral gegenüber, da der Sinn des Überdrucks in der Femhaltung der Luft aus dem Umlaufsystem und somit in einem wirkungsvollem Korrosionsschutz besteht. Bei diesem Heizungssystem wurde dieses Problem mit Hilfe eines Inertgasbehälters (17) gelöst, (Fig.1 ,2,6) welcher über dem Speicher ( 14) über den Schichtungsrohren ( 16, 19) angebracht ist. Der zum Speicher (14) oder Schichtungsrohr (16,19) hin geöffnete Inertgasbehälter (17) kann erstens das Fluid aus dem einmündenden Rücklauf des Umlaufsystems (29, 9) in das Schichtungsrohr (19,16) übergeben und damit auch in den Speicher übergeben, und zweitens das Gas aus dem Umlaufsystem sammeln, welches bei der Befüllung und bei der Umwälzung mit der Fluidströmung mitgerissen wird, und drittens kann das Gas wieder und/oder weiter verwendet werden.Since pressure-free circulation systems can get into the negative pressure or are driven to operate at low operating costs in the negative pressure, they are diametrically opposed to positive pressure systems, since the meaning of the positive pressure is to hold the air from the circulating system and thus effective corrosion protection. In this heating system, this problem was solved with the aid of an inert gas container (17) (Fig. 1, 2.6) which is attached above the reservoir (14) above the stratification pipes (16, 19). The inert gas container (17) which is open towards the storage (14) or stratification pipe (16, 19) can firstly transfer the fluid from the confluent return of the circulation system (29, 9) into the stratification pipe (19, 16) and thus also transfer it into the storage , and secondly, collect the gas from the circulation system, which is entrained in the filling and in the circulation with the fluid flow, and thirdly, the gas can be used again and / or further.
In einer einfachen Ausführung des Korrosionsschutzes wird nach der Inbetriebnahme der Anlage der Sauerstoff korrodieren, so dass sich im Inertgasbehälter im wesentlichen ein Inertgas befindet. Durch Öffnen des Drackhalteventils (20) und der Entleerangsleitung mit dem Entleerangsventil (28) kann das Fluid mit dem Inertgas im Stillstand des Umlaufsystems ausgetauscht werden, so dass Unterdruck im Umlaufsystem vermieden wird und damit ein Korrosionsschutz gegeben ist. Durch Befüllen des Inertgasbehälters mit einem leichten Überdruck kann der Austausch schneller erfolgen, so dass während des Austausche nur geringe Unterdrücke entstehen. Außerdem ist damit beim gasgefüllten Zustand des Umlaufsystems im Umlaufsystem ebenfalls ein leichter Überdruck gegenüber der Atmosphäre gegeben, so dass die Luft aus dem Umlaufsystem gehalten werden kann. Neben den Funktionen der Gassammlung und/oder des Fluidgasaustausches kann der Inertgasbehälter (17) auch weitere Funktionen übernehmen bzw. sind in ihm integriert, wie Gasabsondemng und/oder der Sauerstoffbindung und/oder der Energierückgewinnung und/oder Überleitung von und in eine Schichtungseinrichtung und/oder der Schichtung und oder die Fluidpegelerhöhung und/oder der Fluidaufhahme aus Entleemng und/oder aus der Wärmeausdehnung des Fluids und/oder der Fluidpegelerhöhung, wobei ein Inertgasbehälter auch mehrere Umlaufsysteme mit diesen Funktionen bedienen kann.In a simple version of the corrosion protection, the oxygen will corrode after the system is started up, so that there is essentially an inert gas in the inert gas container. By opening the drain valve (20) and the drain line with the drain valve (28), the fluid can be exchanged with the inert gas when the circulation system is at a standstill, so that negative pressure in the circulation system is avoided and corrosion protection is provided. By filling the inert gas container with a slight overpressure, the exchange can be carried out more quickly, so that only slight negative pressures arise during the exchange. In addition, with the gas-filled state of the circulation system in the circulation system, there is also a slight positive pressure relative to the atmosphere, so that the air can be kept out of the circulation system. In addition to the functions of gas collection and / or fluid gas exchange, the inert gas container (17) can also take over or are integrated in other functions, such as gas removal and / or oxygen binding and / or energy recovery and / or transfer from and to a stratification device and / or the stratification and or the fluid level increase and / or the fluid absorption from emptying and / or from the thermal expansion of the fluid and / or the fluid level increase, wherein an inert gas container can also serve several circulation systems with these functions.
Die Anordnung der Funktionen im oder vom Speicher räumlich entfernt und/oder räumlich verteilt in unterschiedlichen Behältern, und dass diese miteinander und mit dem Speicher oder mit dem Schichtungssystem mit Überleitvorrichtungen verbunden sind, welche auch mittels Ventilen geschaltet sein können, erleichtert die räumliche Unterbringung bei verschiedenen Gegebenheiten. Auch die Gassammlung im, neben oder über oder in dem Fluidspeicher oder Fluidbehälter oder im Umlaufsystem verbessert die Anordnungsflexibilität.The arrangement of the functions in or from the store spatially and / or spatially distributed in different containers, and the fact that these are connected to one another and to the store or to the stratification system with transfer devices, which can also be switched by means of valves, facilitates the spatial accommodation in different conditions. Also the Gas collection in, next to or above or in the fluid reservoir or fluid container or in the circulation system improves the arrangement flexibility.
Der Inertgasbehälter (17) verfügt über eine gasdurchlässige Öffnung zu dem Speicher oder zu dem Schichtungssystem im oder am Speicher oder Fluidbehälter, so dass die Gasblasen aus demThe inert gas container (17) has a gas-permeable opening to the storage or to the layering system in or on the storage or fluid container, so that the gas bubbles from the
Schichtungssystem bzw. Umlaufsystem im Inertgasbehälter gesammelt werden. Dadurch ist auch die Zuführung der Rückläufe der Umlaufsysteme im Speicher oder direkt im Schichtungskanal möglich. Zur Gasabsonderang werden die in den Speicher oder Fluidbehälter oder Inertgasbehälter (17) einmündenden Rohre und damit das einmündende Fluid über eine Gasstrecke und über Verteilungseinrichtungen (44), wie Sprühköpfe, Sprührohre, Sprühplatten oder Ablaufschlitze, Ablauflöcher, Ablauffenster, großflächig oder fein verteilt durch den Gasraum geführt. Dadurch können im Fluid enthaltene Mikro- oder Makrogasblasen leicht aus dem Fluid entweichen und werden im Inertgasbehälter gesammelt, wobei die Verteileinrichtungen auch gasgetrennt und trichterförmig ausgeführt sind, so dass Makroblasen nach oben entweichen können, und sich eine automatische Adaption an die aktuelle Strömung ergibt.Stratification system or circulation system can be collected in the inert gas container. This also enables the return of the circulation systems to be fed into the storage tank or directly into the stratification channel. For gas separation, the pipes opening into the storage or fluid container or inert gas container (17) and thus the opening fluid are passed over a gas section and via distribution devices (44), such as spray heads, spray pipes, spray plates or drain slots, drain holes, drain windows, over a large area or finely distributed through the Gas space led. As a result, micro or macro gas bubbles contained in the fluid can easily escape from the fluid and are collected in the inert gas container, the distribution devices also being gas-separated and funnel-shaped, so that macro bubbles can escape upwards, and an automatic adaptation to the current flow results.
Die Anordnung des Inertgasbehälters (17) im Umlaufsystem erfolgt vorzugsweise im Rücklauf des Umlaufsystems oder im Speicher oder Fluidbehälter oder oberhalb des Speichers oder Fluidbehälters oberhalb des Schichtungssystems oder oberhalb in den Speicher oder Fluidbehälter einmündender Rücklaufrohre. Der Inertgasbehälter (17) oder die Gasauffangvorrichtung oder Fluidüberleitvorrichtung kann auch schwimmend, tauchend oder höhenverstellbar oder starr befestigt im oder oberhalb des Speichers (14) oder Fluidbehälters oder des Schichtungssystems (16,19) oder des Rücklaufs eines oder mehrerer Umlaufsysteme angebracht werden.The arrangement of the inert gas container (17) in the circulation system is preferably carried out in the return of the circulation system or in the storage or fluid container or above the storage or fluid container above the stratification system or above return pipes opening into the storage or fluid container. The inert gas container (17) or the gas collecting device or fluid transfer device can also be attached in a floating, submersible or height-adjustable manner or rigidly fastened in or above the reservoir (14) or fluid container or the stratification system (16, 19) or the return of one or more circulation systems.
Der Inertgasbehälter (17) ist überdrucklos oder druckbehaftet ausgeführt, so dass er entsprechend zu der Ausführung des Speichers oder zu der Anordnung des Inertgasbehälters passt.The inert gas container (17) is pressureless or pressurized, so that it matches the design of the reservoir or the arrangement of the inert gas container.
Mit einer genauen Dracküberwachung des Gasdruckes im Inertgasbehälters über die Zeit kann die Undichtheit des Inertgasbehälters und der Umlaufsysteme erkannt werden, so dass Abdichtungsmaßnahmen oder die Aktivierung von Sauerstoffbindungseinheiten erfolgen kann. Eine Erhöhung des Drucks über die Zeit zeigt an, dass im Umlaufsystem Unterdrücke auftreten, wodurch ein Lufteintrag entsteht. Eine Erniedrigung des Gasdracks zeigt an, dass es Leckagen gibt, welche einen Inertgasaustritt bedingen. Außerdem müssen die Druckmessungen bei gleichen Bedingungen wie Temperatur und Befüllungszustände der Umlaufsysteme erfolgen, oder es muss eine Umrechnung auf gleiche Bedingungen erfolgen.With a precise pressure monitoring of the gas pressure in the inert gas container over time, the leakage of the inert gas container and the circulation systems can be recognized, so that sealing measures or the activation of oxygen binding units can take place. An increase in pressure over time indicates that negative pressures occur in the circulation system, which creates an air intake. A reduction in the gas pressure indicates that there are leaks that cause an inert gas to escape. In addition, the pressure measurements must be carried out under the same conditions as the temperature and filling conditions of the circulation systems, or it must be converted to the same conditions.
Ist eine vollständige Dichtheit des Umlaufsystems beispielsweise durch Verwendung von vielenIs a complete tightness of the circulation system, for example, by using many
Ventilen oder gasdurchlässiger Rohre nicht zu gewährleisten, tritt das Problem auf, dass Kohlendioxid und Sauerstoff eingetragen wird. Beim Befüllen und Umwälzen der Umlaufsysteme werden diese Gase teilweise im Fluid gelöst. Das Lösen von Kohlendioxid in Wasser erzeugt Kohlensäure, welches zur Korrosion der Bauteile führt. Bei heutigen Heizungssystemen wird deshalb kein Stickstoff- Kohlendioxidgemisch als Inertgas verwendet, obwohl beide Gase Inertgase sind. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass der Rücklauf über einen Kalkfilter (21) geführt wird, so dass die Kohlensäure neutralisiert wird.Failure to ensure valves or gas permeable pipes creates the problem of carbon dioxide and oxygen is introduced. When the circulation systems are filled and circulated, these gases are partially dissolved in the fluid. Dissolving carbon dioxide in water creates carbonic acid, which leads to corrosion of the components. In today's heating systems, therefore, no nitrogen-carbon dioxide mixture is used as the inert gas, although both gases are inert gases. This problem is solved by passing the return line over a lime filter (21) so that the carbon dioxide is neutralized.
Zusätzlich wird das Wasser wieder mittels der Olschicht (15) vorwiegend mit Paraffinöl auf dem Speicherwasser entgast, da warmes Wasser eine geringeres Lösungsvermögen besitzt und das erwärmte Wasser das gelöste Gas abgibt und diese Gas durch die Olschicht (15) nach außen aufsteigen kann und durch die Abschirmung des Wassers mit der Olschicht (15) kein neues Gas aufgenommen wird. Die Olschicht (15) verhindert auch die Randkorrosion des Speichers bei Fluidpegeländerungen durch die Entleerung und Befüllung der Umlaufsysteme. Dadurch dass die Ölschichtdicke größer als die Wasseφegeländerung ist. Außerdem verhindert die Olschicht die Verdunstung des Speicherwassers und ermöglicht die freie Zugänglichkeit zum Speicher. Zusätzlich kann die Olschicht eine Austrocknung des darüber liegenden Gases erzeugen, da bei der Abkühlung des Speichers das abgekühlte Gas Feuchtigkeit abgibt, welche als Wassertropfen durch die Olschicht versinken aber ebenfalls durch die Olschicht keine neue Feuchtigkeit aufsteigen kann. Die Olschicht ist auf alle Fluidpegel im Heizungssystem aufbringbar, beispielsweise auch im Wasseraufhahmebehälter oder Inertgasbehälter.In addition, the water is degassed again by means of the oil layer (15) predominantly with paraffin oil on the storage water, since warm water has a lower solubility and the heated water releases the dissolved gas and this gas can rise to the outside through the oil layer (15) and through which Shielding the water with the oil layer (15) no new gas is absorbed. The oil layer (15) also prevents the edge corrosion of the reservoir when the fluid level changes due to the emptying and filling of the circulation systems. Because the oil layer thickness is greater than the change in water level. The oil layer also prevents evaporation of the storage water and enables free access to the storage. In addition, the oil layer can cause the overlying gas to dry out, since when the storage cools, the cooled gas releases moisture, which drops as water drops through the oil layer, but likewise no new moisture can rise through the oil layer. The oil layer can be applied to all fluid levels in the heating system, for example also in the water holding container or inert gas container.
Der eingetragene Sauerstoff wird im Inertgasbehälter (17) mit einer Sauerstoffbindungseinheit gebunden, so dass er nicht an den Bauteilen korrodieren kann. Dies kann in einer einfachen Ausführung mit einem Eisenspanfilter (21) erfolgen, welcher vom Rücklaufwasser des Umlaufsystems benetzt wird, so dass die Eisenspäne durch Korrosion den Sauerstoff im Inertgasbehälter in Eisenoxid binden. Auch andere Gebilde wie oberflächenvergrößerte Eisenmassen z. B. Schaumeisen oder Blechpakete oder Blechrollen oder Lochblechen mit Räumen für die Wasserbenetzung können sinnvoll verwendet werden. Die Aktivität und damit die Sauerstoffbindungsleistung kann durch teilweises Eintauchen des Eisenspanfϊlters in das Wasser und durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen dem Eisen und dem Wasser erhöht werden. Diese Anordnung bildet dann ein elektrochemisches Element, wodurch die Korrosion am Eisenspanfilter gesteigert wird. Auch mittels eines in der Spannungsreihe auseinanderliegenden Metalls wie Kupfer kann dieser Effekt erzeugt werden, wobei das Kupfer ebenfalls in das Wasser eintaucht beispielsweise mittels Kupferdrähten, welche in den Eisenspanfilter hineinragen und ebenfalls vom Rücklaufwasser benetzt sind. Neben der Bindung des Sauerstoffs aus dem Gasbereich erfolgt auch die Bindung des gelösten Sauerstoffs im Wasser. Statt des Eisens kann auch Magnesium verwendet werden. Ist der Eintrag des Sauerstoffs sehr hoch kann die Sauerstoffbindung mittels einer wasserstoffversorgten Verbrennungseinheit (18) gesteigert werden, welche den Sauerstoff mittels einer Wasserstoffverbrennung zu Wasser bindet. Dies kann mit einer Brennerflamme oder mit einem Knallgasreaktor oder mit einer Brennstoffzelle erfolgen.The oxygen entered is bound in the inert gas container (17) with an oxygen binding unit so that it cannot corrode on the components. This can be done in a simple embodiment with an iron chip filter (21) which is wetted by the return water of the circulation system, so that the iron chips bind the oxygen in the inert gas container in iron oxide through corrosion. Other structures such as increased iron masses z. B. foams or sheet metal packages or sheet metal rolls or perforated sheets with spaces for water wetting can be used sensibly. The activity and thus the oxygen binding performance can be increased by partially immersing the iron chip filter in the water and by applying an electrical voltage between the iron and the water. This arrangement then forms an electrochemical element, which increases the corrosion on the iron chip filter. This effect can also be produced by means of a metal, such as copper, which lies apart in the voltage series, the copper also being immersed in the water, for example by means of copper wires which protrude into the iron chip filter and are likewise wetted by the return water. In addition to binding the oxygen from the gas area, the dissolved oxygen is also bound in the water. Magnesium can also be used instead of iron. If the entry of oxygen is very high, the oxygen binding can be increased by means of a hydrogen-supplied combustion unit (18) which binds the oxygen to water by means of hydrogen combustion. This can be done with a burner flame or with a detonating gas reactor or with a fuel cell.
Ein Ausführangsbeispiel mit einem in den Inertgasbehälter integrierte Knallgasreaktionseinrichtung zeigt Figur 6. Im Inertgasbehälter (17) sind an der höchsten Stelle 2 Bereiche ausgeformt. Im Knallgasreaktionsbereich (53) findet die Knallgasreaktion statt. Der damnter liegende Wasserstoffüberwachungsbereich (55) dient der Sicherheit, dass sich nicht mehr Wasserstoff imAn exemplary embodiment with a detonating gas reaction device integrated in the inert gas container is shown in FIG. 6. In the inert gas container (17), two areas are formed at the highest point. The detonating gas reaction takes place in the detonating gas reaction area (53). The underlying hydrogen monitoring area (55) serves to ensure that hydrogen is no longer in the
Behälter befindet als für die definierte Knallgasreaktion gewünscht ist. Die Steuereinrichtung (1) lässt durch Öffnen des Wasserstoffeinlassventils (58) aus dem Wasserstofftank (60) eine definierte Menge an Wasserstoff in den Knallgasreaktionsbereich (53). Die Menge kann über den Strömungssensor (59) ermittelt werden. Da Wasserstoff das leichteste Gas ist und sich der Knallgasreaktionsbereich (53) an der höchsten Stelle des Inertgasbehälters(l 7) befindet, bleibt der Wasserstoff imContainer is located as is desired for the defined detonating gas reaction. The control device (1) releases a defined amount of hydrogen into the detonating gas reaction area (53) by opening the hydrogen inlet valve (58) from the hydrogen tank (60). The quantity can be determined using the flow sensor (59). Since hydrogen is the lightest gas and the detonating gas reaction area (53) is at the highest point of the inert gas container (l 7), the hydrogen remains in the
Knallgasreaktionsbereich (53). Mittels eines Zünders (54) wird versucht den Wasserstoff zu zünden. Befindet sich Sauerstoff im Inertgasbehälter (17), findet eine Knallgasreaktion statt, andernfalls nicht. Die Steuereinrichtung (1) versucht solange zyklisch zu zünden bis eine Knallgasreaktion mittels eines Reaktionsströmungssensors (57), angebracht an der Knallgasreaktionsbereichsöffnung, detektiert wird. Dann wird der ganze Vorgang wiederholt.Oxygen reaction area (53). An igniter (54) tries to ignite the hydrogen. If there is oxygen in the inert gas container (17), an oxyhydrogen reaction takes place, otherwise not. The control device (1) tries to ignite cyclically until a detonating gas reaction is detected by means of a reaction flow sensor (57) attached to the detonating gas reaction area opening. Then the whole process is repeated.
Im Wasserstoffüberwachungsbereichs(55) befindet sich ein Wasserstoffsensor (56) mit welchem laufend detektiert wird, ob durch einen Fehler oder Defekt sich Wasserstoff in diesem Bereich befindet. Wenn Wasserstoff detektiert wird, wird das Sicherheitsventil (52) geöffnet, so dass der Wasserstoff entweichen kann, und das Zünden wird unterbunden. Dadurch kann die Knallgasreaktion nie über das bestimmte Maß hinausgehen.In the hydrogen monitoring area (55) there is a hydrogen sensor (56) with which it is continuously detected whether hydrogen is in this area due to an error or defect. If hydrogen is detected, the safety valve (52) is opened so that the hydrogen can escape and ignition is prevented. This means that the detonating gas reaction can never go beyond the specified level.
Zur Bestimmung der Dichtheit der Umlaufsysteme und des Inertgasbehälters wird von der Steuereinrichtung (1) die Menge des verbrauchten Wasserstoffs ermittelt und auf die Zeit oder das umgesetzte Fluidvolumen normiert, und bei Überschreiten eines Grenzwertes Meldungen zur Abdichtungen abgegeben, und die Reaktionszyklen verkürzt, oder die Knallgasreaktion verstärkt. Der gleiche Effekt kann mittels einer Brennstoffzelle erfüllt werden, wobei die Wasserstoffseite der Brennstoffzelle über einen Wasserstofftank versorgt wird, und die Luftseite durch den Inertgasbehälter evakuiert ist, und der Stromkreis der Brennstoffzelle geschlossen wird. Die Steuerung der Wasserstoffversorgung und des Stromkreises und die Sauerstoffbestimmung kann bei der Brennstoffzelle mittels der erzeugten elektrischen Energie wie Spannung und Strom erfolgen. Ein weiterer Korrosionsschutz ergibt sich durch das Verfahren, dass der eingedrungene Sauerstoff oder Bestandteile der Luft und daraus näherungsweise der Sauerstoff bestimmt wird, und bei Überschreiten von Sauerstoffgrenzwerten weitere Strategien, wie Warnmeldungen zur Abdichtung, Sauerstoffbindung oder Intensivierung der Sauerstoffbindung, eingeleitet werden. Hierzu kann die Menge des verbrauchten Sauerstoffbindungsstoffes, wie Wasserstoff oder Eisen oder Magnesium, oder die Menge des bei der Sauerstoffbindungsreaktion erzeugten Stoffes, wie Wasser oder Eisenoxid, oder die bei der Reaktion erzeugte Energie, wie Flammtemperatur und Brenndauer, oder elektrische Leistung oder Ausbreitungsgeschwindigkeit und Dauer der Knallgasreaktion, oder durch Konstanthaltung der Reaktion ein vereinfachter Wert ,wie Zeitdauer der Reaktion oder Zeitdauer des zugeführten Sauerstoffbindungsstoffes oder erzeugter elektrischer Stromes, bestimmt werden. Auch die Erfassung der Drackänderang im Inertgasbehälter (17) über die Zeit, und daraus dieTo determine the tightness of the circulation systems and the inert gas container, the control device (1) determines the amount of hydrogen consumed and normalizes it to the time or the volume of fluid converted, and if a limit value is exceeded, reports on the seals and the reaction cycles are shortened or the detonating gas reaction strengthened. The same effect can be achieved by means of a fuel cell, the hydrogen side of the fuel cell being supplied via a hydrogen tank, the air side being evacuated through the inert gas container, and the circuit of the fuel cell being closed. The control of the hydrogen supply and the circuit and the oxygen determination can take place in the fuel cell by means of the electrical energy generated such as voltage and current. A further protection against corrosion results from the method that the penetrated oxygen or components of the air and therefrom approximately the oxygen is determined, and at If oxygen limit values are exceeded, further strategies, such as warning messages about sealing, oxygen binding or intensification of oxygen binding, can be initiated. For this purpose, the amount of the oxygen binding substance, such as hydrogen or iron or magnesium, or the amount of the substance generated in the oxygen binding reaction, such as water or iron oxide, or the energy generated in the reaction, such as flame temperature and burning time, or electrical power or rate of propagation and duration, can be used the detonating gas reaction, or by keeping the reaction constant, a simplified value, such as the duration of the reaction or the duration of the oxygen binding substance supplied or the electrical current generated, can be determined. Also the detection of the pressure change in the inert gas container (17) over time, and from that the
Bestimmung der Luftzufuhr und daraus näherungsweise der eingedrangene Sauerstoff verbessert den Korrosionsschutz.Determination of the air supply and from it approximately the penetrated oxygen improves the corrosion protection.
Weitere erhöhte Anforderungen an überdmcklose Umlaufsysteme und damit auch bessere Funktionalität werden in Figur 1 im Ausführangsbeispiel für das Solarkollektoramlaufsystem (9) gezeigt. Solarkollektoren können gegenüber dem Fluidspiegel des Speichers sehr hoch angebracht sein. Dies kann zur Befüllung und Drackhaltung eine hohe Betriebsenergie erfordern. Durch Verwendung von modernen Pumpen zur Druckerzeugung (5) mit einem hohem Wirkungsgrad und durch eine Energierückgewinnungseinrichtung (12) kann dieses Problem gelöst werden. Dazu wird im Inertgasbehälter unter dem Rücklauf eine kleine Turbine (12) angebracht, welche durch die Strömung des Umlaufsystems angetrieben wird, und welche beispielsweise einen Elektrogenerator antreibt. Mittels einer verstellbaren Düse, welche einerseits die Druckhaltung ermöglicht und andererseits den Rücklaufstrahl optimal auf die Turbinenschaufeln lenkt, kann ein guter Wirkungsgrad erreicht werden. Bei Verwendung von Gleichstromgeneratoren und -Motoren für die Pumpe lässt sich durch eine einfache Regelschaltung der gewonnene Gleichstrom in die Pumpe einspeisen.Further increased requirements for uncirculated circulation systems and thus also better functionality are shown in FIG. 1 in the exemplary embodiment of the solar collector run-on system (9). Solar collectors can be very high compared to the fluid level of the storage. This can require high operating energy for filling and draining. This problem can be solved by using modern pumps for generating pressure (5) with a high degree of efficiency and by an energy recovery device (12). For this purpose, a small turbine (12) is installed in the inert gas container under the return, which is driven by the flow of the circulation system and which, for example, drives an electric generator. A good efficiency can be achieved by means of an adjustable nozzle, which on the one hand enables pressure to be maintained and on the other hand directs the return jet optimally onto the turbine blades. When using direct current generators and motors for the pump, the obtained direct current can be fed into the pump by a simple control circuit.
Wenn der Generatorstrom und -Spannung gleichzeitig als Messgröße für die Strömung oder das Durchflussvolumen für Regelungs- und Überwachungsaufgaben verwendet wird, kommt eine solche Einrichtung in den wirtschaftlichen Bereich. Aber auch andere Energieerzeugungseinrichtungen, wie Kompressoren oder mechanische Übertragung auf die Pumpe oder andere Einrichtungen, können sinnvoll und wirtschaftlich sein, wenn solche Systeme schon vorhanden sind.If the generator current and voltage are used simultaneously as a measurement for the flow or the flow volume for control and monitoring tasks, such a device comes into the economic field. But other energy generation devices, such as compressors or mechanical transmission to the pump or other devices, can also be useful and economical if such systems already exist.
Das Solarkollektoramlaufsystem (9) wird mit einer Umwälzanforderang von der Solarsteuerung mit der Befüllungseinrichtung (5) mit dem Speicherfluid gefüllt, und das Fluid über den Rücklauf über die Energierückgewinnung (12) und den Kalk- Eisenspanfilter in das Schichtungsrohr (16) des Speichers eingespeist. Normalerweise würde durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit und Verwirbelungen bei der Befüllung eine starke Durchmischung des Speicherfluids erfolgen, und die Schichtung des Speichers würde beeinträchtigt. Durch die Einspeisung des Fluids aus dem Rücklauf in das Schichtungsrohr wird dieses Problem vermieden und auch bei der Befüllung das Fluid wieder in die Schicht mit der gleichen Temperatur zurückgegeben. Durch die Gasstrecke welches das Rücklauffluid im Inertgasbehälter zurücklegen muss, werden die Gasblasen ausgeschieden und im Inertgasbehälter (17) gesammelt. Wenn das Umlaufsystem befüllt ist, beispielsweise nach Ablauf einer Zeitspanne oder bei diesem Umlaufsystem sinnvoller, wenn der Generator eine bestimmte Spannung erreicht hat, wird das Umlaufsystem auf den Umwälz- und Druckhaltebetrieb umgeschaltet.The solar collector run-on system (9) is filled with the storage fluid with a circulation request from the solar controller with the filling device (5), and the fluid is fed into the stratification pipe (16) of the storage via the return via the energy recovery (12) and the lime-iron chip filter. Normally the high flow rate and turbulence would there is a strong mixing of the storage fluid during filling, and the stratification of the storage would be impaired. By feeding the fluid from the return into the stratification tube, this problem is avoided and the fluid is also returned to the stratification at the same temperature during filling. The gas bubbles are separated out and collected in the inert gas container (17) through the gas path which the return fluid has to cover in the inert gas container. If the circulation system is filled, for example after a period of time has elapsed, or in this circulation system makes more sense when the generator has reached a certain voltage, the circulation system is switched over to the circulation and pressure maintenance mode.
Für Solarumlaufsysteme ist es sinnvoll, dass die Drackhaltung an die aktuelle Temperatur angepasst wird, so dass der aktuelle Druck im Umlaufsystem knapp über dem Siededrack der aktuellen Temperatur hergestellt wird. Dies spart Betriebsenergie ein, da das Solarumlaufsystem (9) in einem weiten und hohen Temperaturbereich gefahren werden muss, und dann nur die Druckenergie für die aktuelle Temperatur erzeugt werden muss. Dies kann durch eine Regelung oder Steuerung der gegendrackerzeugenden Einrichtung (12) wie hier die Öffnung der Düse erzeugt werden, und einer gleichzeitigen Regelung oder Steuerung der Leistung der Druckerzeugung, so dass sich die gewünschte Strömung einstellt.For solar circulation systems, it makes sense that the drainage system is adjusted to the current temperature so that the current pressure in the circulation system is produced just above the boiling pressure of the current temperature. This saves operating energy because the solar circulation system (9) has to be operated in a wide and high temperature range, and then only the pressure energy for the current temperature has to be generated. This can be achieved by regulating or controlling the counterpressure-producing device (12), such as the opening of the nozzle, and simultaneously regulating or controlling the power of the pressure generation, so that the desired flow is established.
Eine weitere Funktion für frostgefährdete Umlaufsysteme am Beispiel des Solarkollektoramlaufsystems (9) ist der Frostschutz. Bei überdracklosen Umlaufsystemen ist eine Entleerung des Umlaufsystems zum Frostschutz sinnvoll und mit geringem Aufwand erreichbar. Gegenüber glykolgefüllten und mit Wärmetauschern betriebenen Umlaufsystemen, wie sie bei heutigen Anlagen betrieben werden, hat das Solarkollektoramlaufsystem (9) den Vorteil, dass der Wirkungsgrad in zweifacher Weise gesteigert ist. Erstens durch die Verwendung von Wasser als Wärmetransportmittel, welches eine höhere Wärmespeicherfähigkeit gegenüber demAnother function for frost-prone circulation systems using the example of the solar collector run-on system (9) is frost protection. In the case of circulation-free circulation systems, emptying the circulation system for frost protection is sensible and can be achieved with little effort. Compared to glycol-filled circulation systems operated with heat exchangers, such as those used in today's systems, the solar collector run-on system (9) has the advantage that the efficiency is increased in two ways. Firstly, through the use of water as a heat transport medium, which has a higher heat storage capacity than that
Wasserglykolgemisch hat, und damit bei gleicher Wärmetransportmenge weniger Flüssigkeit umgewälzt werden kann. Zweitens durch die Vermeidung des Wärmetauschers, weil durch den Wärmetauscher im Gegensatz zum überdmcklosem Solarumlaufsystem (9) nie die gesamte Wärmemenge an den Speicher abgegeben werden kann. Dadurch ergibt sich bei einem Wärmetauscherkreislauf eine erhöhte Temperatur und damit ein größeres Temperaturgefälle an den Isolierungen und im Kollektor und damit mehr Wärmeverluste.Has water glycol mixture, and thus less liquid can be circulated with the same amount of heat transport. Secondly, by avoiding the heat exchanger, because, in contrast to the immaculate solar circulation system (9), the heat exchanger can never deliver the entire amount of heat to the storage tank. This results in an increased temperature in a heat exchanger circuit and thus a greater temperature gradient on the insulation and in the collector and thus more heat loss.
Die Entleerung des Solaramiaufsystems erfolgt erstens über den im Inertgasbehälter im Gasraum endenden Rücklauf. Werden die Drackerzeugungen für die Befüllung, Umwälzung und Drackhaltung stillgelegt, beispielsweise indem die Solarsteuerang (3) aufgrund mangelnder Sonneneinstrahlung die Umwälzanforderang wegnimmt, steigt in den Rücklauf das Gas aus dem Inertgasbehälter auf und das Fluid läuft in den Speicher. Gleichzeitig wird das Entleerangsventil (10) geöffnet, so dass das Umlaufsystem schnell und vollständig entleert wird und mit dem Gasdruck des Inertgasbehälters gefüllt ist. Dadurch ist der Korrosionsschutz wie auch der Frostschutz des Umlaufsystems gegeben. Außerdem kann der Solarkollektor nicht mehr zum Kochen kommen, wenn der Speicher seine Wärmeaufhahmegrenze erreicht hat und noch Sonneneinstrahlung besteht. Bei herkömmlichen Anlagen mit Drackumlaufsystemen ist für diesen Fall ein Membrangefaß vorgesehen, welches das durch das Kochen entstehenden Drack und die Flüssigkeitsausdehnung aufnimmt. Bei großen Solarkollektoren oder großen Speichervolumen muss auch das Ausdehnungsgefäß entsprechend groß sein. Diese großen Ausdehnungsgefäße werden nur in kleinen Stückzahlen gefertigt, so dass sie entsprechend teuer sind. Dadurch wird der Einsatz größerer Solaranlagen und Speicher zur Heizungsunterstützung behindert. Diese Nachteile werden mit der Entleerangsanordnung und mit überdracklosen Umlaufsystemen vermieden, da dafür keine Ausdehnungsgefäße benötigt werden und der überdmcklose Speicher das Ausdehnungsvolumen durch die Erwärmung des Fluids aufnehmen kann. Bei Schichtungsrohren, wo die Einspeisung nur von unten erfolgen kann, endet die Mündung des Rücklaufs im Fluidbereich. In diesem Fall wird zur Entleemng eine weitere ventilgesteuerteThe solar energy system is emptied firstly via the return line that ends in the inert gas container in the gas space. If the drain generation for filling, circulation and drainage is shut down, for example by the solar control unit (3) taking away the circulation requirement due to the lack of solar radiation, the gas rises in the return flow from the inert gas container and the fluid runs into the storage. At the same time, the drain valve (10) is opened, so that Circulation system is quickly and completely emptied and is filled with the gas pressure of the inert gas container. This provides corrosion protection as well as frost protection for the circulation system. In addition, the solar collector can no longer boil when the storage tank has reached its heat absorption limit and there is still solar radiation. In conventional systems with drain circulation systems, a membrane barrel is provided for this case, which absorbs the drain created by the boiling and the liquid expansion. With large solar collectors or large storage volumes, the expansion tank must also be large. These large expansion tanks are only manufactured in small numbers, so that they are correspondingly expensive. This hinders the use of larger solar systems and storage systems to support heating. These disadvantages are avoided with the emptying arrangement and with over-rack-free circulation systems, since no expansion vessels are required for this and the over-pollution-free storage can accommodate the expansion volume due to the heating of the fluid. In the case of stratified pipes, where the feed can only take place from below, the outlet of the return ends in the fluid area. In this case, another valve-controlled valve is used for emptying
Entleerangsleitung vom Rücklauf in den Gasbereich des Inertgasbehälters geführt. Vorteilhafterweise werden die beiden Entleerungsleitungen außerhalb des Inertgasbehälters zusammengeführt, so dass der Inertgasbehälter keine Ausführungsvariante benötigt. Die Abscheidung des Gases vom Fluid bei der Befüllung oder Umwälzung erfolgt bei einem im Speicherfluid einmündendem Rücklauf durch das Schichtungsrohr. Das Gas steigt im Schichtungsrohr auf und wird im Inertgasbehälter (17) aufgefangen. Eine Durchmischung des Speichers durch die Gasblasen wird vermieden, da diese im Schichtungsrohr aufsteigen.Emptying line from the return to the gas area of the inert gas container. The two emptying lines are advantageously brought together outside the inert gas container, so that the inert gas container does not require any design variant. The separation of the gas from the fluid during filling or circulation takes place in the case of a return through the stratification pipe leading into the storage fluid. The gas rises in the stratification pipe and is collected in the inert gas container (17). Mixing of the storage by the gas bubbles is avoided, since these rise in the stratification pipe.
Auch die Entleerung des Umlaufsystems oder der Rücklauf in den Speicher ohne einen Inertgasbehälter, so dass der Fluidgasaustausch mit der Atmosphäre erfolgt ist sinnvoll, wenn im Heizungssystem beispielsweise korrosionsfeste Materialien verwendet werden.Emptying the circulation system or returning to the store without an inert gas container so that the fluid gas is exchanged with the atmosphere also makes sense if, for example, corrosion-resistant materials are used in the heating system.
Neben Entleerung von Solarumlaufsystemen ist es auch sinnvoll weitere Umlaufsysteme zum Frostschutz entleeren zu können beispielsweise, wenn Speichermassen zur Speicherang von Wärme außenliegend sind und über Umlaufsysteme nur aufgeheizt werden. Dann brauchen die Umlaufsystemisolierangen oder Wärmetauscherisolierungen nur für solaren Gebrauch ausgelegt werden und können bei Tieftemperaturen zum Frostschutz entleert werden. Auch die Entleemng von Umlaufsystemen für die Wärmegewinnung oder Kühlung bringt Vorteile. Sind mehrere Umlaufsysteme zu entleeren ist es wirtschaftlich, wenn eine zentrale Entleerungseinrichtung mehrere Umlaufsysteme eines Heizungssystems entleeren kann.In addition to emptying solar circulation systems, it also makes sense to be able to empty other circulation systems for frost protection, for example, if storage masses for storing heat are external and are only heated via circulation systems. Then the circulation system insulation rods or heat exchanger insulation need only be designed for solar use and can be emptied at low temperatures for frost protection. The emptying of circulation systems for heat generation or cooling also has advantages. If several circulation systems have to be emptied, it is economical if a central emptying device can empty several circulation systems of a heating system.
Die Entleerung von Solaramlaufkreisen zum Frostschutz konnte sich bisher noch nicht durchsetzen, da die Sicherheit der Entleerung bisher nur unvollständig gelöst war. Es muss eine sichere Entleerung gewährleistet werden, da ein einmaliges Nichtentleeren bei Frost zur Zerstörung des Solarkollektors führt. Die Fehlerquellen für das Nichtentleeren sind vielfältig wie beispielweise Zerstörung außenliegender Isolierungen, mechanische Defekte der Entleerungsventile, Zuverlässigkeitsstörungen der Elektronik und der Sensoren und mechanischen Elemente, Defekte der Elektronik und der Sensoren, Softwarefehler der Steuerangen. Die sichere Entleerung kann mit Sensoren, die Störung erfasst, und/oder mit redundanten Elementen und/oder mit Wiederholvorgängen und/oder mit autarken Zusatzeinrichtungen mit vielfältigen Ausführangsvarianten gewährleistet werden, so dass auch je nach Komplexität der Anlage die Wirtschaftlichkeit der Verfahren gegeben ist.The emptying of solar run-down circuits for frost protection has not yet been able to establish itself because the safety of the emptying has so far only been incompletely solved. There must be a safe drain be guaranteed, since a single non-emptying in frost leads to the destruction of the solar collector. The sources of error for non-draining are diverse, such as destruction of external insulation, mechanical defects in the drain valves, reliability problems in the electronics and sensors and mechanical elements, defects in the electronics and sensors, software errors in the control rods. Safe emptying can be ensured with sensors that detect the malfunction and / or with redundant elements and / or with repetition processes and / or with self-sufficient additional devices with a wide range of design variants, so that, depending on the complexity of the system, the cost-effectiveness of the methods is also given.
Im Beispiel in der Figur 1 werden Zuverlässigkeitsstörangen oder Defekte oder Softwarefehler, durch welche die Drackbeaufschlagung fehlerhaft eingeschaltet würde oder das Entleerangsventil fehlerhaft geschlossen würde, mittels eines verketteten Ansteuerspannung der Elemente gewährleistet. Mehrere redundante Einheiten, wie die Solarsteuerung (3), ein redundanter Thermostat (2) und die Steuereinrichtung (1), müssen die Zustimmung zur Betätigung der Drackbeaufschlagung (5) und zur Spannungsbeaufschlagung zum Schließen des Entleerungsventils (10) geben. Aber eine fehlende Zustimmung einer der drei Einrichtungen (1,2,3) führt in den spannungslosen Zustand derIn the example in FIG. 1, reliability faults or defects or software errors, by means of which the pressurization would be switched on incorrectly or the discharge valve would be closed incorrectly, are guaranteed by means of a linked control voltage of the elements. Several redundant units, such as the solar control (3), a redundant thermostat (2) and the control device (1), must give consent for the actuation of the drain (5) and for the voltage to close the drain valve (10). But a lack of consent from one of the three institutions (1,2,3) leads to the de-energized state of the
Drackbeaufschlagung (5) und des Entleerangsventils (10) und damit in den sicheren entleerten und frostgeschützten Zustand des Solaramlaufsystems (9). Der redundante Thermostat (2) misst im unteren Bereich des Solarkollektors die Temperatur und ist so eingestellt, dass er Zustimmung bei Temperaturen oberhalb des Frostbereichs z. B. 5°C gibt. Störungen im Umlaufsystem oder Defekte des Entleerungsventils können mit demDischarge (5) and the drain valve (10) and thus in the safe drained and frost-protected state of the solar flow control system (9). The redundant thermostat (2) measures the temperature in the lower area of the solar collector and is set so that it agrees with temperatures above the frost area, e.g. B. 5 ° C there. Malfunctions in the circulation system or defects in the drain valve can be caused by the
Wasserabwesenheitssensor (7) detektiert werden. Der Wasserabwesenheitssensor kann ein einfacher magnetisch betätigter Kontakt sein, welcher durch einen wegbegrenzten Schwimmer eine schwimmende Position d.h. Wasseranwesenheit und eine durch die Schwerkraft andere Position d.h. Wasserabwesenheit geschaltet wird. Tritt beim Entleeren keine Wasserfreiheit ein, wird von der Steuereinrichtung (1) die Befüllungseinrichtung gestartet und die Entleerung wiederholt und die Wasserfreiheit geprüft. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden. Tritt auch dann keine Wasserfreiheit ein, wird mehrmals versucht beim geöffneten Entleerangsventil mit der Befüllungseinrichtung die Entleerangsleitung mit dem Entleerungsventil (10) zu spülen, wobei auch Befüllungs- und Entleerungszyklen des Umlaufsystems dazwischengeschaltet werden können. Durch die häufige Wiederholung dieser Befüllungs-, Entleerangs-, Spülungs- und Wasserfreiheitsprüfungszyklen können sporadische Fehlfunktionen und Zuverlässigkeitsfehlfunktionen des Wasserfreiheitssensors, der Steuereinrichtung und des Entleerangsventils sowie lösbare Verstopfungen, wie angefrorene Rohrabschnitte oder Verschmutzungen oder Anhaftungen, umgangen bzw. gelöst werden. Durch Meldung akustischer und visueller Art dieser Zyklen kann auch zu einem Wartungseingriff veranlasst werden. Der Wasserfreiheitssensor kann noch durch die Strömungssensorfunktion des Generators (12) durch Messung der entleerten Wassermenge überwacht werden, und bei Plausibilitätsfehlern eine redundante Entleerangsleitung mit einem redundanten Entleerangsventil geöffnet werden. Auch der redundante Thermostat (2) kann bei Temperaturen unterhalb der Frostschutztemperatur z. B. 5°C die redundante Entleerungsleitung mit dem Ventil ansteuern. Die redundante Entleerangsleitung sichert gegen eine durch Drack, Wärme und Wiederholung nicht aufhebbare Blockierfehlfunktion der Entleerungsleitung und des Entleerangsventils.Water absence sensor (7) can be detected. The water absence sensor can be a simple magnetically actuated contact which is switched to a floating position, ie water presence and a position which is gravitationally different, ie water absence, by a position-limited float. If there is no absence of water when emptying, the control device (1) starts the filling device and the emptying is repeated and the absence of water is checked. This process can be repeated several times. If there is still no absence of water, an attempt is made several times to flush the drain line with the drain valve (10) while the drain valve is open, it also being possible to interpose the fill and drain cycles of the circulation system. The frequent repetition of these filling, emptying, rinsing and water-free test cycles can circumvent or solve sporadic malfunctions and reliability malfunctions of the water-free sensor, the control device and the emptying valve as well as releasable blockages, such as frozen pipe sections or dirt or buildup. A maintenance intervention can also be initiated by reporting the acoustic and visual nature of these cycles. The water-free sensor can still be monitored by the flow sensor function of the generator (12) by measuring the amount of water emptied, and in the event of plausibility errors, a redundant drain line with a redundant drain valve can be opened. Even the redundant thermostat (2) can operate at temperatures below the frost protection temperature z. B. 5 ° C control the redundant drain line with the valve. The redundant drain line protects against a blocking malfunction of the drain line and the drain valve that cannot be removed by pressure, heat and repetition.
Die Mitprotokollierang und Auflistung von ausgelösten Sicherheitsstrategien bzw. nicht eingetretener sofortiger Entleerung kann frühzeitig auf fehlerhafte Bauelemente hinweisen und deren Austausch vor einem Schadensfall bewirken.The logging and listing of triggered safety strategies or immediate emptying that has not occurred can indicate defective components at an early stage and cause them to be replaced before a damage event occurs.
Bei Anlagen, bei denen der Wasserpegel des Speichers in die frostgefahrdeten Teile des Umlaufsystems hineinragen, wird eine Befüllungseinrichtung mit Entleerungsmöglichkeit des Umlaufsystems vorgeschlagen, wie sie in Figur 2 dargestellt ist. Dieses Solarumlaufsystem (9) wird zur Entleemng mit dem Absperrventil (43) vom Speicher getrennt. Das beim Befüllen mit Drack beaufschlagte Membrangefäß (40) wird zur Entleerang des Umlaufsystems durch Öffnen des Druckentspannungsventils (42) drackfrei gemacht, und das Inertgas aus dem Membrangefäß kann durch den Fluiddrack im Umlaufsystem in den Inertgasbehälter zurückströmen. Das Fluid aus dem Umlaufsystem strömt in das Membrangefäß und Inertgas strömt über den Rücklauf des Umlaufsystem in dieses ein. Dadurch ist der Frostschutz gewährleistet.In systems in which the water level of the storage system projects into the frost-prone parts of the circulation system, a filling device with the possibility of emptying the circulation system is proposed, as shown in FIG. 2. This solar circulation system (9) is separated from the store with the shut-off valve (43) for emptying. The diaphragm vessel (40) loaded with drain is made drack-free to empty the circulation system by opening the pressure relief valve (42), and the inert gas from the diaphragm vessel can flow back into the inert gas container through the fluid drain in the circulation system. The fluid from the circulation system flows into the membrane vessel and inert gas flows through the return of the circulation system into it. This ensures frost protection.
Zur Befüllung des Umlaufsystems wird nach Schließen des Druckentspannungsventils (42) mit einem kleinen Kompressor (41) Inertgas aus dem Inertgasbehälter (17) angesaugt und auf das Membrangefäß gegeben. Dadurch wird das Fluid in das Umlaufsystem zurückgedrängt und das Inertgas im Umlaufsystem entweicht über den Rücklauf in den Inertgasbehälter (17). Bei konstanter Leistung des Kompressors (41 ) kann die Befüllung nach Ablauf einer definierten Zeit durch Abschalten des Kompressors beendet werden. Ansonsten können auch Sensorsignale, wie Fluidpegel im Membrangefäß oder Fluidpegel im Umlaufsystem oder mit dem Strömungssensor (6) gemessene Einströmungsvolumen, zur Beendigung des Befüllens verwendet werden. Der Dmck im Membrangefäß wird durch das Rückschlagventil (11) gehalten, so dass das Membrangefäß während der Umwälzung und Drackhaltung entleerangsbereit bleibt. Zur Umwälzung und Druckhaltung (39) wird das Absperrventil (43) geöffnet.To fill the circulation system, after closing the pressure relief valve (42) with a small compressor (41), inert gas is drawn in from the inert gas container (17) and placed on the membrane vessel. As a result, the fluid is forced back into the circulation system and the inert gas in the circulation system escapes via the return flow into the inert gas container (17). If the compressor (41) has constant output, the filling can be ended after a defined time by switching off the compressor. Otherwise, sensor signals, such as fluid level in the membrane vessel or fluid level in the circulation system or inflow volume measured with the flow sensor (6), can also be used to terminate the filling. The pressure in the membrane vessel is held by the non-return valve (11), so that the membrane vessel remains ready for emptying during the circulation and drainage. The shut-off valve (43) is opened for circulation and pressure maintenance (39).
Anstatt des Kompressors (41) können auch andere Dmcksysteme verwendet werden, wie Drackgasspeicher, Pumpen oder Hauswasserwerke mit Wasser, aus welchem der Sauerstoff gebunden wurde, und wobei das Wasser bei der Drackentlastung mit dem Drackentspannungsventil (42) abgelassen wird. Das Membrangefäß (40) kann auch durch ein geschlossenes Wasseraufhahmegefaß (Fig. 7, 75) mit einem Entleerangsventil (76) in der Verbindung zum Umlaufsystem ersetzt werden. Zur Entleerangsbereithaltung des Wasseraufhahmegefäßes (75) wird dieses mit einer Befüllungseinrichtung in den Speicher entleert. Zur Sicherheit der Entleerungsbereitschaft ist das Wasseraufhahmegefaß (75) mit einem Überlauf (78) versehen, so dass immer in dasInstead of the compressor (41), other pressure systems can also be used, such as compressed gas storage tanks, pumps or domestic waterworks with water from which the oxygen was bound, and the water being drained off with the pressure relief valve (42) when the pressure is released. The membrane vessel (40) can also be replaced by a closed water absorption vessel (Fig. 7, 75) with an emptying valve (76) in connection with the circulation system. In order to keep the water receptacle (75) ready for emptying, it is emptied into the reservoir with a filling device. To ensure readiness for emptying, the water holding vessel (75) is provided with an overflow (78), so that always into the
Wasserauf ahmegefaß entleert werden kann, auch wenn die Befüllungseinrichtung einmal ausgefallen sein sollte oder Fehlerhafterweise Wasser durch das Absperrventil (43) strömt. Ein Siphon (77) im Überlauf verhindert den Zutritt von Luft. Bei Anlagen, welche einen solch hohen Fluidspiegel haben, dass die Befüllung des Umlaufsystems mit Drackbeaufschlagung der Umwälzung und Druckhaltung (39) bewerkstelligt werden kann, oder wo eine Befüllungseinrichtung wie eine Dmckpumpe direkt im Umlaufsystem eingebaut ist, entfällt der Kompressor (41) oder das Drucksystem und wird durch eine Rohrverbindung ersetzt und das Drackentspannungsventil (42) wird in die Verbindung vom Membrangefäß oder Gefäß zum Umlaufsystem gesetzt. Die Entleemng des Membrangefäßes oder Gefäßes erfolgt dann durch Offenhalten des Drackentspannungsventils (42) und Geschlossenhalten des Absperrventils (43) am Beginn der Befüllung oder der Umwälzung und Drackhaltung, so dass das Membrangefäß (40) oder Gefäß entleert wird. Nach der Entleemng des Membrangefäßes (40) oder Gefäßes wird das Drackentspannungsventil (42) geschlossen und hält damit die Bereitschaft zum Entleeren des Umlaufsystems, und das Absperrventil (43) wird zur Umwälzung des Speicherfluids geöffnet. Wenn das Gefäß überdmcklos betrieben wird, wird mit einem Überlauf des Gefäßes die Entleerungsbereitschaft auch in Fehlerfällen gewährleistet.Water can be emptied, even if the filling device should ever fail or water incorrectly flows through the shut-off valve (43). A siphon (77) in the overflow prevents air from entering. In systems which have such a high fluid level that the circulation system can be filled with pressure, circulation and pressure maintenance (39), or where a filling device such as a pressure pump is installed directly in the circulation system, the compressor (41) or the pressure system is not required and is replaced by a pipe connection and the drain relief valve (42) is placed in the connection from the membrane vessel or vessel to the circulation system. The membrane vessel or vessel is then emptied by keeping the pressure relief valve (42) open and the shut-off valve (43) closed at the beginning of the filling or the circulation and drainage, so that the membrane vessel (40) or vessel is emptied. After the membrane vessel (40) or vessel has been emptied, the drainage relief valve (42) is closed and thus keeps the readiness for emptying of the circulating system open, and the shut-off valve (43) is opened to circulate the storage fluid. If the vessel is operated without excess contamination, readiness for emptying is ensured even in the event of faults if the vessel overflows.
Die Strategien zur Sicherheit der Entleerung können auch auf vorgenannte Anordnungen angewendet werden.The strategies for safety of emptying can also be applied to the aforementioned arrangements.
In Figur 2 ist im Gasinertbehälter unterhalb des Rücklaufs des Umlaufsystems (9) eineIn Figure 2 there is one in the gas inert container below the return of the circulation system (9)
Verteileinrichtung (44) eingebaut. Dies könnte beispielsweise ein oben offener Trichter mit Perforation sein. Durch die Offenheit nach oben können Makroblasen leicht entweichen und durch die Trichterform werden abhängig vom Durchflussvolumen der Durchfluss durch die Perforation automatisch angepasst, so dass der Trichter nicht überläuft. Mittels des Perforation wird das Fluid in dünne Fließströmungen verteilt, so dass einerseits Mikrogasblasen leicht austreten können, und andrerseits der darunter liegende Eisenspanfilter blank gewaschen wird und seine Reaktionsfähigkeit erhält.Distributor (44) installed. For example, this could be an open-ended funnel with perforation. Due to the openness towards the top, macro bubbles can easily escape and the shape of the funnel automatically adjusts the flow through the perforation depending on the flow volume so that the funnel does not overflow. By means of the perforation, the fluid is distributed in thin flow streams, so that micro gas bubbles can easily escape on the one hand, and on the other hand the iron chip filter underneath is washed bright and maintains its reactivity.
Bei Umlaufsystemen, welche sehr hoch über dem Fluidspiegel des Speichers liegen, kann die dynamische Druckhaltung von den Betriebskosten unwirtschaftlich werden. Zur Höhengewinnung wird dann vorgeschlagen den Fluidpegel möglichst hoch anzuordnen. Dies kann im einfachsten Fall durch einen Speicher erreicht werden, welcher entsprechend hoch gebaut ist und beispielsweise über mehrere Stockwerke eines Gebäudes reicht.With circulation systems that are very high above the fluid level of the storage, the dynamic pressure maintenance can become uneconomical from the operating costs. In order to gain height, it is then proposed to arrange the fluid level as high as possible. In the simplest case, this can be achieved by means of a store which is built accordingly high and extends over several floors of a building, for example.
Dies erfordert aber einen über mehrere Gebäudestockwerke senkrecht durchgehende Bauweise, welche vor allem beim Gebäudebestand häufig nicht zur Verfügung steht.However, this requires a construction that is continuous across several storeys, which is often not available, especially with existing buildings.
Zur Lösung dieses Problems wird die vertikale Anordnung von mehreren überdracklosen Speichern (Figur 7) vorgeschlagen, wobei die unteren Speicher (66,67) geschlossen sind und der oder die oberen Speicher (61) mit Inertgasbehältern (17) ausgestattet sind. Mittels Verbindungen (64,65,62,63) vom und zum jeweils nächsthöheren Speicher kann der Fluidaustausch erfolgen. Durch die Verbindungen (64,63) der Schichtungsrohre (16) verhalten sich die gekoppelten Speicher wie ein großer Speicher, müssen aber nicht senkrecht übereinander stehen und können auch durch parallele Speicher ergänzt werden. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Speicher auf Gebäuderäume verteilt werden können und die Isolationsverluste die Räume heizen. Die Nutzung des Speicherverbunds, der Verbindungen (62,63,64,65) und der Schichtungseinrichtung ( 16) als Vorläufe und Rückläufe für Umlaufsysteme erspart Verrohrungsaufwand. Deshalb enden Rückläufe von Umlaufsystemen und/oder Vorläufe von Umlaufsystemen beginnen im Speicherverbund oder in den Verbindungen (62,63,64,65) und/oder aus den Schichtungskanälen (16) sind Anschlüsse für Rückläufe von Umlaufsystemen herausgeführt . Beispielsweise bei im Speicherverbund parallel angeordneten Speichern kann es zur Lade- oder Entladesteuerang auch sinnvoll sein den Fluidaustausch wahlweise herzustellen oder zu unterbinden. Dies kann durch Absperren der Verbindungen (62,63,64,65) mittels Ventilen erfolgen.To solve this problem, the vertical arrangement of a plurality of storage tanks without a rack (FIG. 7) is proposed, the lower stores (66, 67) being closed and the upper store (s) (61) being equipped with inert gas tanks (17). The fluid exchange can take place by means of connections (64, 65, 62, 63) from and to the next higher store. Due to the connections (64, 63) of the stratification pipes (16), the coupled stores behave like a large store, but do not have to be vertically above one another and can also be supplemented by parallel stores. This arrangement has the advantage that the storage can be distributed to building rooms and the insulation losses heat the rooms. The use of the storage network, the connections (62, 63, 64, 65) and the stratification device (16) as feeds and returns for circulation systems saves piping work. Therefore, returns from circulation systems and / or feeds from circulation systems begin in the storage network or in the connections (62, 63, 64, 65) and / or connections for returns from circulation systems are led out of the stratification channels (16). For example, in the case of stores arranged in parallel in the storage network, it may also be expedient to establish or prevent the fluid exchange in order to charge or discharge control. This can be done by shutting off the connections (62, 63, 64, 65) using valves.
Sind in den Räumen keine Speicher aufstellbar, ist eine Anordnung nach Figur 9 installierbar. Hierzu wird der Inertgasbehälter (17) in einer Höhe angebracht, welcher dem gewünschten Fluidpegel entspricht, und mit einem geschlossenen Speicher (85) über eine fluidgefüUte oder gasgefüllte Leitung (84) verbunden. Zum Fluidausgleich beim Befüllen und Entleeren von Umlaufsystemen und zur Aufnahme der Wärmeausdehnung des Fluids kann zusätzlich ein Fluidspeicher (83) in der Leitung angebracht sein. Vorteilhafterweise mündet diese Leitung im Schichtungsrohr (16) oder am höchsten Punkt des Speichers, so dass Gasblasen in den Inertgasbehälter aufsteigen können. Der Fluidausgleich kann auch in der Verbindung (84) erfolgen, wenn diese groß genug ausgelegt ist, so dass derIf no storage can be set up in the rooms, an arrangement according to FIG. 9 can be installed. For this purpose, the inert gas container (17) is attached at a height which corresponds to the desired fluid level and is connected to a closed storage device (85) via a fluid-filled or gas-filled line (84). A fluid reservoir (83) can also be installed in the line for fluid compensation when filling and emptying circulation systems and for absorbing the thermal expansion of the fluid. This line advantageously opens into the stratification tube (16) or at the highest point of the store, so that gas bubbles can rise into the inert gas container. The fluid balance can also take place in the connection (84) if it is designed large enough so that the
Fluidbehälter (83) entfallen kann. Ausführungsvarianten der Anordnung bestehen darin, dass der Inertgasbehälter mit der Verbindung und dem Speicher geschlossen ist, oder dass der Inertgasbehälter (17) mit einer Öffnung in den Fluidbehälter (83) oder in die Verbindung eingetaucht ist. Vorteilhafterweise enden Rückläufe von Umlaufsystemen in der Verbindung (84) und/oder Vorläufe von Umlaufsystemen beginnen in der Verbindung (84). Eine weitere Möglichkeit für eine fluidpegelerhöhende Einrichtung zur Bereitstellung oder Bereithaltung in Umlaufsystemen besteht aus einer druckhaltenden Abdichtung zwischen dem Speicher oder Fluidbehälter und dem Inertgasbehälter oder einem Gasbehälter und einem Gasdruck im Behälter. Der Gasdruck wird statisch gehalten oder ist dynamisch änderbar wie mittels Drackentlastung über ein Ventil in einen Gasspeicherbehälter und Drackaufbau über einen Kompressor mit Ansaugung aus dem Gasspeicherbehälter oder mittels einer Membrangefäßes, welches zum Drackaufbau den Drack aus einem Kompressor oder einem Hauswasserwerk oder einer Pumpe bezieht, und wobei der Druck entlastet werden kann. Mit der dynamischen Änderbarkeit des Gasdrucks ist die Entleerung und Befüllung von Umlaufsystemen möglich. Zusammengefasst ergeben sich folgende Möglichkeiten für die fluidpegelerhöhende Einrichtung. Diese kann aus einem in der entsprechenden Höhe angebrachten Inertgasbehälter (17) und/oder Speicher und/oder Speicherverbund und/oder Umlaufsystem und/oder aus einem unter Gasdruck und/oder Fluiddmck stehendem und/oder gebrachtem Inertgasbehälter und/oder Speicher und/oder Speicherverbund und/oder Umlaufsystem bestehen.Fluid container (83) can be omitted. Design variants of the arrangement consist in that the inert gas container with the connection and the storage is closed, or that the inert gas container (17) is immersed with an opening in the fluid container (83) or in the connection. Return flows from circulation systems advantageously end in connection (84) and / or feed flows from circulation systems begin in connection (84). Another possibility for a fluid level-increasing device for provision or standby in circulation systems consists of a pressure-maintaining seal between the reservoir or fluid container and the inert gas container or a gas container and a gas pressure in the container. The gas pressure is kept static or can be changed dynamically, such as by means of pressure relief via a valve in a gas storage container and pressure build-up via a compressor with suction from the gas storage container or by means of a membrane vessel, which draws the pressure from a compressor or a domestic waterworks or a pump to build up pressure, and whereby the pressure can be relieved. With the dynamic changeability of the gas pressure, the emptying and filling of circulation systems is possible. In summary, there are the following options for the fluid level increasing device. This can consist of an inert gas container (17) and / or storage and / or storage system and / or circulation system and / or an inert gas container and / or brought and / or brought under gas pressure and / or fluid pressure and / or storage and / or storage system and / or circulation system exist.
Mittels der überdracklosen Speicher und der Anordnung von Behältern oder doppelten Wänden oder doppelten Böden (Fig. 8,69) ist die Wärmerückgewinnung aus dem Abwasser wirtschaftlich. Dazu misst die Steuereinrichtung (1) die Temperatur in der Abwasserzuleitung (71) und die Temperatur im Abwasserbereich (68). Ist die Temperatur in der Zuleitung größer als im Abwasserbereich wird das Abwasserventil (70) geschlossen. Das Abwasser fließt über den Abwasserbereich und tauscht seine Wärme an den Speicher bzw. fungiert teilweise selbst als Speicher. Andernfalls wird das Abwasserventil (70) geöffnet und das Abwasser fließt direkt in die Abwasserableitung (73). Zur Erhöhung der Wärmerückgewinnungsenergie ist es sinnvoll, dass im Speicher (67) im unteren Bereich die Temperatur möglichst weit abgesenkt wird. Dies wird durch Anbringen eines Vorerwärmungsbehälters für Brauchwasser oder durch die Abnahme von Speicherfluid zur Vorerwärmung im Bereich der Wärmerückgewinnung erreicht.The heat recovery from the waste water is economical by means of the storage tank without rack and the arrangement of containers or double walls or double floors (Fig. 8, 69). For this purpose, the control device (1) measures the temperature in the waste water supply line (71) and the temperature in the waste water area (68). If the temperature in the supply line is higher than in the wastewater area, the wastewater valve (70) is closed. The wastewater flows through the wastewater area and exchanges its heat to the storage tank or partially functions as a storage tank itself. Otherwise, the waste water valve (70) is opened and the waste water flows directly into the waste water discharge line (73). To increase the heat recovery energy, it makes sense that the temperature in the lower region (67) is lowered as much as possible. This is achieved by attaching a preheating tank for process water or by removing storage fluid for preheating in the area of heat recovery.
Eine Wärmegewinnung aus Abwärme oder Kühlsystemen kann auch aus anderen Quellen erfolgen und im Speicher oder Fluidbehälter oder Speicherverbund gespeichert werden.Heat can be obtained from waste heat or cooling systems from other sources and stored in the storage or fluid container or storage system.
Dazu ist die Wärmegewinnung mit einem Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher sinnvoll, welcher sich im oder am Speicher oder Speicherverbund oder Fluidbehälter befindet, und/oder dass das Speicherfluid direkt durch einen Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher gewälzt wird, welcher eine Wärmegewinnung ermöglicht. Die Wärme kann aus Abwasser, aus Kühlsystemen von Maschinen, Motoren, Kompressoren, Generatoren, Elektronik, Photovoltaikmodulen, Brennstoffzellen, Kaminen, Abgasen, Böden, Flüssigkeitsteichen, oder -Behältern, Bauteilen, wie Gebäudeteilen, Begrenzungsbauteilen, Sichtschutzbauteilen, Straßen, Wegen, Auffahrten, Plätzen, Transparenten Wärmedämmungen, gewonnen werden. Zur Steigemng der Temperatur ist es vorteilhaft die Wärmegewinnungsquellen mit einer lichtabsorbierenden und in Wärme wandelnde Schicht oder Schichten oder Folien oder Beimengung oder Beimengungen oder Vorsatz oder Vorsätzen zu versehen. Durch Anbringung eines transparenten Vorsatzes oder von Vorsätzen kann die Wärmegewinnungsquellen weiter verbessert werden.For this purpose, heat generation with a heat exchanger or storage heat exchanger, which is located in or on the storage unit or storage system or fluid container, and / or that the storage fluid is circulated directly through a heat exchanger or storage heat exchanger, which enables heat generation, is sensible. The heat can be obtained from wastewater, from cooling systems of machines, motors, compressors, generators, electronics, photovoltaic modules, fuel cells, chimneys, exhaust gases, floors, liquid ponds or containers, components such as building parts, boundary components, Privacy protection components, streets, paths, driveways, squares, transparent thermal insulation can be obtained. To increase the temperature, it is advantageous to provide the heat recovery sources with a light-absorbing and heat-converting layer or layers or foils or admixtures or admixtures or attachments or attachments. The heat sources can be further improved by attaching a transparent attachment or attachments.
Das Fluid wird nur in den Wärmegewinnungstauscher zugeführt, wenn das zugeführte Fluid (72) wärmer ist als das Fluid welches sich im Wärmegewinnungstauscher (69) befindet oder als die Umgebung des Wärmegewinnungstauschers, oder dass das Speicherfluid nur durch den Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher gewälzt wird, wenn kühleres Speicherfluid als die Temperatur der Wärmegewinnungsquelle zur Verfügung steht. Zur Steigerung des Wärmegewinnungswirkungsgrades ist es vorteilhaft in der Nähe des Wärmegewinnungstauschers oder der Entnahme des Speicherfluids zur Wärmegewinnung oder in der Wärmegewinnungsschicht im Speicher Fluid zur Vorerwärmung entnommen wird oder sich ein Vorerwärmungsbehälter befindet. Die Vorerwärmung kann beispielsweise zur Vorerwärmung für Brauchwasser oder zur Vorerwärmung für Gebäudewände, oder -decken, oder Pufferräumen oder Gewächshäuser genutzt werden.The fluid is only fed into the heat recovery exchanger if the supplied fluid (72) is warmer than the fluid which is in the heat recovery exchanger (69) or the surroundings of the heat recovery exchanger, or that the storage fluid is only circulated through the heat exchanger or storage heat exchanger when cooler storage fluid than the temperature of the heat recovery source is available. To increase the heat recovery efficiency, it is advantageous in the vicinity of the heat recovery exchanger or the removal of the storage fluid for heat recovery or in the heat recovery layer in the storage fluid for preheating or a preheating container is located. The preheating can be used, for example, for preheating for process water or for preheating for building walls or ceilings, or buffer rooms or greenhouses.
Wenn es der Korrosionsschutz zuläst kann der Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher oder Vorerwärmungsbehälter Teil des Speichers oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds sein, beispielweise ein doppelter Boden oder ein doppelter Bodenabschnitt oder ein doppelterIf the corrosion protection permits, the heat exchanger or storage heat exchanger or preheating container can be part of the storage or fluid container or storage combination, for example a double bottom or a double bottom section or a double
Wandabschnitt oder eine doppelte Wand. Andernfalls sind seperate Behälter oder Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher einzusetzen.Wall section or a double wall. Otherwise, separate tanks or heat exchangers or storage heat exchangers must be used.
Neben den Solarkollektorumlaufsystemen können auch andere außenliegende oder frostungeschützte Umlaufkreise, wie Umlaufkreis zur Heizung und Wärmeentnahme von Speichermassen oder Speichersolarkollektoren oder zur Wärmegewinnung oder zur Kühlung zum Frostschutz und/oder zum Vermeiden von Kochen von Umlaufsystemen, entleert werden.In addition to the solar collector circulation systems, other external or frost-protected circulation circuits, such as circulation circuits for heating and heat removal from storage masses or storage solar collectors or for heat generation or cooling for frost protection and / or to avoid boiling of circulation systems, can be emptied.
Mit dem Heizungssystem können auch Systeme realisiert werden, welche anstatt des Fluidwärmespeichers (14) mit einem Fluidkiesspeicher oder einem Speicherverbund (Fig. 8) wie beispielsweise nach den Ansprüchen 33 bis 36 ausgestattet sind. Auch Heizungssysteme, wobei der Fluidwärmespeicher durch einen überdracklosen oder überdrackreduzierten oder fluidpegelbehafteten Fluidbehälter, wie ein Wärmetauscher oder ein Speicherwärmetauscher oder ein Zwischenspeicher oder ein Fluidaufhahmebehälter oder ein Heizkessel, ersetzt ist, können realisiert werden. Dies ist beispielweise vorteilhaft, wenn andere Speichermassen zur Speicherang der Wärme genutzt werden. Auch Verbünde mit den vorgenannten Speicherarten, welche ebenfalls mit den Merkmalen der Ansprüche 33 bis 36 ausgestattet sein können, ergeben ein wirtschaftliches Heizungssystem nach der Art des Anspruchs 1.The heating system can also be used to implement systems which, instead of the fluid heat store (14), are equipped with a fluid gravel store or a storage network (FIG. 8), for example according to claims 33 to 36. Heating systems can also be implemented, in which the fluid heat accumulator is replaced by a fluid container without or without overpack or reduced or with a fluid level, such as a heat exchanger or a storage heat exchanger or an intermediate store or a fluid receiving container or a boiler. This is advantageous, for example, if other storage masses are used to store the heat. Also networks with the aforementioned types of storage, which also have the characteristics of Claims 33 to 36 can be equipped, result in an economical heating system according to the type of claim 1.
Das vorgeschlagene Heizungssystem kann überdracklos oder überdrackreduziert oder überdruckdrackbehaftet betrieben werden. Anzustreben ist ein überdrackloses Heizungssystem, da dann alle Vorteile wie Materialersparnis und Gasdurchlässigkeit der Materialien genutzt werden können. Aber in der Übergangsphase oder bei bestehenden Heizungssystemen, welche sich nur aufwändig auf überdracklosen Betrieb umstellen lassen, ist auch ein überdruckreduziertes oder überdrackbehaftetes Heizungssystem sinnvoll. Daneben kann das Heizungssystem auch im Unterdrück betrieben werden, wobei die erfindungsgemäßen Korrosionsschutzeinrichtungen dazu beitragen. Auch der Betrieb mit den Kombinationen von überdracklos oder teildrackbehaftet und unterdrackbehaftet in unterschiedlichen Teilen des Heizungssystems ist möglich. Je nach Anordnung des Heizungssystems können sich der oder die Fluidpegel im Speicher und/oder in einem Inertgasbehälter und/oder in einem Fluidbehälter und/oder in einem oder mehreren Umlaufsystemen und/ oder in einer Verbindung zum Inertgasbehälter und/oder in der Schichtungseinrichtung und/oder in Fluidaufhahmebehältern befinden.The proposed heating system can be operated without overracking or reduced, or subject to excess pressure. An over-the-rack heating system should be aimed at, since all advantages such as material savings and gas permeability can then be used. But in the transition phase or with existing heating systems, which can only be converted to over-rack-free operation with great effort, a reduced-pressure or over-racked heating system also makes sense. In addition, the heating system can also be operated in negative pressure, the corrosion protection devices according to the invention contributing to this. It is also possible to operate with the combinations of non-racked or partially racked and under-racked in different parts of the heating system. Depending on the arrangement of the heating system, the fluid level or levels can be in the storage and / or in an inert gas container and / or in a fluid container and / or in one or more circulation systems and / or in a connection to the inert gas container and / or in the stratification device and / or are located in fluid receiving containers.
Beispielsweise zu einer bedarfsgerechten Bereitstellung des Fluids in den Umlaufsystemen ist es auch sinnvoll, dass die Druckerzeugungsleistung oder Strömungsgeschwindigkeit oder das Durchflussvolumen oder die Wärmemenge des Umlaufsystems abhängig vom aktuellen Rohmetzwiderstand gesteuert und/oder geregelt wird.For example, in order to provide the fluid in the circulation systems in accordance with requirements, it is also sensible that the pressure generation capacity or flow rate or the flow volume or the amount of heat of the circulation system is controlled and / or regulated depending on the current raw material resistance.
Für die Funktionsvielfalt des Heizungssystems können im Umlaufsystem und/oder im Speicher oder Fluidbehälter (14) und/oder im und am Inertgasbehälter (17) Sensoren, wie Temperatursensoren, Strömungs- oder Durchflusssensoren (6,12,27,30,36), Dracksensoren, Fluidpegelsensoren und Fluidfreiheits- bzw. Fluidanwesenheitssensoren (7), angebracht werden. Zur Bereitstellung, Umwälzung, Entleerung, Druckhaltung und Bereithaltung von Fluid inFor the variety of functions of the heating system, sensors such as temperature sensors, flow or flow sensors (6, 12, 27, 30, 36), drain sensors can be used in the circulation system and / or in the storage or fluid container (14) and / or in and on the inert gas container (17) , Fluid level sensors and fluid freedom or fluid presence sensors (7). To provide, circulate, drain, maintain pressure and hold fluid in
Umlaufsystemen kann es vorteilhaft sein, wenn eine zentrale Einrichtung, wie Befüllungseinrichtung oder NotbefuUungseinrichtung oder fluidpegelerhöhende Einrichtung, in einer Heizungsanlage alle Umlaufkreise gleichzeitig oder durch Umschaltung auf den jeweiligen Umlaufkreis unabhängig voneinander bedient. Zur Erhöhung der Speicherdichte ist es vorteilhaft in den Speicher oder Speicherverbund oder Fluidbehälter oder Fluidkiesspeicher Latentspeicher zu integrieren.Circulation systems can be advantageous if a central device, such as a filling device or emergency device or fluid level increasing device, serves all circulation circuits in a heating system simultaneously or independently of one another by switching to the respective circulation circuit. To increase the storage density, it is advantageous to integrate latent storage into the storage or storage system or fluid container or fluid gravel storage.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Steuerung 2 Thermostat 3 Solarsteuerang1 control 2 thermostat 3 solar control
4 Heizungssteuerung4 heating control
5 Drackerzeugung für Befüllung, Drackhaltung und Umwälzung5 Pressure generation for filling, pressure maintenance and circulation
6 Strömungssensor 7 Fluidfreiheitssensor6 Flow sensor 7 Fluid freedom sensor
8 Temperatursensor8 temperature sensor
9 Solarkollektor9 solar collector
10 Entleerangsleitung mit Entleerangsventil10 drain line with drain valve
11 Rückschlagventil 12 Drackhaltung mit Energierückgewinnung11 check valve 12 drainage with energy recovery
13 Eisenspangebilde und Kalkfilter13 iron chips and limescale filters
14 Überdrackloser Fluidwärmespeicher14 Over-pressureless fluid heat storage
15 Olschicht15 oil layer
16 Schichtungsrohr 17 Inertgasbehälter16 stratification pipe 17 inert gas container
18 Sauerstoffbindungseinheit18 oxygen binding unit
19 Schichtungsohr19 stratified ear
20 Druckhalteventil20 pressure control valve
21 Eisenspangebilde und Kalkfilter 22 Eisenspangebilde und Kalkfϊlter21 Iron chips and lime filters 22 Iron chips and lime filters
23 Mischventil23 mixing valve
24 Druckerzeugung für Befüllung, Druckhaltung und Umwälzung24 Pressure generation for filling, pressure maintenance and circulation
25 Rückschlagventil25 check valve
26 Umwälzpumpe 27 Strömungssensor26 Circulation pump 27 Flow sensor
28 Entleerangsleitung mit Entleerangsventil28 Drain line with drain valve
29 Heizungswärmetauscher29 heating heat exchanger
30 Strömungssensor binär30 flow sensor binary
31 NotbefuUungseinrichtung mit Handpumpe 32 Brauchwasserwärmetauscher31 Emergency control device with hand pump 32 Service water heat exchanger
33 NotbefüUung mit Umwälzpumpenreihenschaltung33 Emergency command with circulation pump series connection
34 Umwälzpumpe34 circulation pump
35 Rückschlagventil35 check valve
36 Strömungssensor binär 37 Heizungskessel 38 Absperrventil36 Binary flow sensor 37 Boiler 38 shut-off valve
39 Druckerzeugung für Drackhaltung und Umwälzung39 Pressure generation for drainage and circulation
40 Membrangefäß40 membrane vessel
41 Druckerzeugungssystem 42 Drackentspannungsventil41 Pressure generation system 42 Pressure relief valve
43 Absperrventil43 shut-off valve
44 Verteilungseinrichtung44 distribution device
45 Eisenspangebilde und Kalkfilter45 iron chips and limescale filters
46 Hauswasserwerk 47 Befüllungsventil46 Domestic waterworks 47 Filling valve
48 Rückschlagventil48 check valve
49 Pegelgesteuertes Ventil49 Level controlled valve
50 Befüllungsgefäß50 filling vessel
51 Befüllungsventil 52 Auslassventil51 Filling valve 52 Outlet valve
53 Knallgasreaktionsbereich53 Detonating gas reaction area
54 Zünder54 detonators
55 Wasserstoffüberwachungsbereich55 Hydrogen monitoring area
56 Wasserstoff sensor 57 Reaktionsströmungssensor56 Hydrogen sensor 57 Reaction flow sensor
58 Wasserstoffeinlassventil58 Hydrogen inlet valve
59 Wasserstoffströmungssensor59 Hydrogen flow sensor
60 Wasserstofftank60 hydrogen tank
61 Offener Speicher 62 Speicherverbindung61 Open memory 62 Memory connection
63 Speicherverbindung Schichtung63 Layered storage link
64 Speicherverbindung Schichtung64 Layered storage link
65 Speicherverbindung65 Memory connection
66 Geschlossener Speicher 67 Geschlossener Speicher66 Closed storage 67 Closed storage
68 Temperatursensor Abwasserbereich68 Waste water area temperature sensor
69 Doppelter Boden Abwasserbereich69 Double floor sewage area
70 By-Pass für Abwasserbereich70 by-pass for waste water area
71 Temperatursensor Abwasserzuleitung 72 Abwasserzuleitung 73 Abwasserableitung71 Waste water supply temperature sensor 72 Waste water supply 73 Waste water discharge
74 Sauerstoffbindung74 Oxygen binding
75 Wasseraufhahmebehälter75 water holding tank
76 Entleerungsventil 77 Siphon76 Drain valve 77 Siphon
78 Überlauf78 overflow
79 Verbindung zum Speicher79 Connection to memory
80 Gasverbindung zum Inertgasbehälter80 Gas connection to the inert gas container
81 Umlaufsystemverbindung zum Inertgasbehälter 82 Befüllungseinrichtung81 Circulation system connection to the inert gas container 82 Filling device
83 Fluidbehälter83 fluid containers
84 Verbindung Inertgasbehälter Speicher84 Connection of inert gas storage tank
85 Fluidwärmespeicher 85 fluid heat accumulators

Claims

Patentansprüche claims
1. Heizungssystem zur Erzeugung und Verteilung von Wärmeenergie, wobei das1. Heating system for the generation and distribution of thermal energy, the
Heizungssystem ein oder mehrere Heizkreise zur Verteilung der Wärme an Wärmetauscher, wie Heizköφer und/oder Fußbodenheizung und/oder Wandheizung und/oder Brauchwasserwärmetauscher, und/oder Heizkreise zur Erzeugung von Wärme, wie mittelsHeating system one or more heating circuits for distributing the heat to heat exchangers, such as Heizköφer and / or underfloor heating and / or wall heating and / or hot water heat exchanger, and / or heating circuits for generating heat, as by means of
Kollektoren und/oder Heizkesseln und/oder Wärmepumpen, und mindestens einen Speicher umfasst, d ad u rc h geke n n ze i c h net,Collectors and / or heating boilers and / or heat pumps, and includes at least one storage device, which is also known,
• dass das Heizungssystem fluidpegelbehaftet ist,• that the heating system has a fluid level,
• und dass Umlaufsysteme, wie Heizungsumlaufsysteme, Speicheranbindungsumlaufsysteme, Brauch wasserheizungsumlaufsysteme, Nachheizungsumlaufsysteme,• and that circulation systems, such as heating circulation systems, storage connection circulation systems, custom water heating circulation systems, post-heating circulation systems,
Wärmetauscheramiaufsysteme, Speicherkollektoramlaufsysteme, Heizkesselumlaufsysteme, Wärmepumpenumlaufsysteme, Wärmegewinnungsumlaufsysteme, Kühlungsumlaufsysteme, direkt an mindestens einen Speicher (14) angeschlossen sind, so dass das Speicherfluid direkt durch die Umlaufsysteme gewälzt wird, - wobei Bereitstellungseinrichtungen, wie Befüllungseinrichtungen oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen, das Fluid vor dem Umwälzen in das Umlaufsystem einbringen, und/oder wobei Bereithaltungseinrichtungen das Fluid im Umlaufsystem halten, wie zyklisches oder ereignisgesteuertes oder ständiges Minimalumwälzen oder Umwälzphasen während des Stillstands und/oder zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen von Bauteilen, wieHeat exchanger systems, storage collector run-up systems, boiler circulation systems, heat pump circulation systems, heat recovery circulation systems, cooling circulation systems, are connected directly to at least one storage unit (14), so that the storage fluid is circulated directly through the circulation systems, with provision devices, such as filling devices or fluid level-increasing devices, changing the fluid before introduce the circulation system, and / or wherein holding devices keep the fluid in the circulation system, such as cyclic or event-controlled or constant minimal circulation or circulation phases during the standstill and / or additional sealing measures of components, such as
Verschraubungen, Fittinge, Ventile, und/oder das Absperren von Umlaufsystemen imScrew connections, fittings, valves, and / or the shut-off of circulation systems in the
Stillstand und/oder erhöhte Qualitätssicherungen von Umlaufsystem und/oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen, und/oder wobei fluidpegelbehaftete Heizungssysteme mit einer Notbereitstellungseinrichtung, wie handbetätigte oder für Kurzzeitbetrieb ausgelegteStandstill and / or increased quality assurance of the circulation system and / or fluid level increasing devices, and / or heating systems with fluid level with an emergency provision device, such as manually operated or designed for short-term operation
Pumpen, Membrangefäße, Gasdruckgefäße, Ventile zum Wassernetz oderPumps, membrane vessels, gas pressure vessels, valves for the water network or
Hauswasserwerk oder fluidpegelerhöhende Einrichtungen, oder mit einem Anschluss für eine Notbereitstellungseinrichtung ausgerüstet sind.Domestic waterworks or fluid level increasing devices, or equipped with a connection for an emergency supply device.
2. Heizungssytem nach Anspruch l d ad u rc h ge ke n n ze i ch n et, dass der Speicher ein Fluidwärmespeicher und/oder Fluidkieswärmespeicher und/oder Fluidbehälter, wie Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher oder Zwischenspeicher oder Fluidaufhahmebehälter oder Heizkessel, und/oder ein Speicherverbund vorgenannter Speicherarten ist.2. Heating system according to claim ld ad u rc h ge ke nn ze i ch n et that the memory is a fluid heat accumulator and / or fluid gravel heat accumulator and / or fluid container, such as heat exchanger or storage heat exchanger or intermediate storage or fluid receiving container or boiler, and / or a storage system Storage types is.
3. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2 dad u rch gek e n n ze i c h n et, dass ein oder mehrere Umlaufsysteme Solarumlaufsysteme sind. 3. Heating system according to one or more of claims 1 to 2, characterized by the fact that one or more circulation systems are solar circulation systems.
4. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis3dadurch gekennzeichnet, dass das Heizungssystem überdracklos oder überdruckreduziert oder überdruckbehaftet und/oder unterdruckbehaftet ist.4. Heating system according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the heating system is over-cracked or reduced under pressure or under pressure and / or under pressure.
5. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis4dadurch gekennzeichnet, dass sich der oder die Fluidpegel im Speicher und/oder im Inertgasbehälter und/oder in einem oder mehreren Umlaufsystemen und/oder in einer Verbindung zum Inertgasbehälter und/oder in der Schichtungseinrichtung befinden.5. Heating system according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the fluid level or levels are in the storage and / or in the inert gas container and / or in one or more circulation systems and / or in a connection to the inert gas container and / or in the stratification device.
6. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis5dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufsysteme und/oder Speicher mit weiteren Einrichtungen oder Verfahren ausgestattet sind, welche Funktionen erfüllen, wie Drackhaltung im Umlaufsystem,6. Heating system according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the circulation systems and / or stores are equipped with further devices or processes which perform functions, such as keeping drain in the circulation system,
Entlüftung des Umlaufsystems, Entleerung des Umlaufsystems, Sicherheit der Entleerung, Entgasung des Fluids, Korrosionsschutz der Anlage, Betriebssicherheit, betriebskostenniedriges Betreiben der Anlage, temperaturgerechte bzw. wärmemengengerechte Bereitstellung oder Erzeugung der Wärme, Schichtung des Fluids im Speicher. Ventilation of the circulation system, emptying of the circulation system, safety of emptying, degassing of the fluid, corrosion protection of the system, operational safety, operating the system at low operating costs, supplying or generating the heat in accordance with the temperature or heat quantity, stratification of the fluid in the storage.
7. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bisόdadurch gekennzeichnet, dass zur Befüllung von Umlaufsystemen die Befüllung bei einer Umwälzanforderang einleitet und zeitgesteuert und/oder sensorgesteuert und/oder -geregelt in den Umwälzbetrieb und Druckhaltebetrieb überleitet wird, und dass dasUmlaufsysteme mit einer Befüllungseinrichtung ausgerüstet ist - der Art, dass die Befüllungseinrichtung (Fig.2) ein ventilgesteuertes Membrangefäß (40) oder nach oben gerichtetes Druckgefäß ist, das durch eine Steuereinrichtung (1) mit Drack aus einem Druckgassystem oder einem Hauswasserwerk oder einem Kompressor (41) oder einer Druckpumpe beaufschlagt wird und vom Druck entlastet (42) werden kann, oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung (Fig.3) aus einer Reihenschaltung von Umwälzpumpen (26) oder Pumpen und einer Steuereinrichtung (1) besteht, die diese7. Heating system according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that for the filling of circulation systems, the filling initiates in the event of a circulation request and is transferred in a time-controlled and / or sensor-controlled and / or controlled manner to the circulation operation and pressure maintenance operation, and that the circulation systems are equipped with a filling device is - the type that the filling device (Fig.2) is a valve-controlled membrane vessel (40) or upward pressure vessel, which is controlled by a control device (1) with a drain from a compressed gas system or a domestic waterworks or a compressor (41) or a pressure pump is acted upon and can be relieved of the pressure (42), or the type that the filling device (Fig.3) consists of a series connection of circulation pumps (26) or pumps and a control device (1), the latter
Reihenschaltung adäquat ansteuert, oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung aus einer Verschaltungseinrichtung besteht, welche die Umwälzpumpen der Umlaufkreise zur Befüllung in Reihe und auf den zu befüllenden Umlaufkreis schaltet, - oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung (Fig.4) aus einer Steuereinrichtung (1) und einem ventilgesteuertem Anschluss (47) an das Hauswasserwerk besteht, wobei das Wasser auch eine Sauerstoffbindungseinheit (74), wie Eisengebilde oder ein Magnesiumgebilde, durchlaufen kann, oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung (Fig.5) aus einer Steuereinrichtung (1) und einem Fluidreservoir (50), wie ein Behälter oder ein Fluidwärmespeicher, besteht, welches zur Befüllung abgebaut (51) wird, und welches mit einem Ventil (49) zum Hauswasserwerk oder Wassernetz oder bei der Umwälzung eines Umlaufsystems aufgebaut wird, oder der Art, dass die Befüllungseinrichtung aus einer Verdrängeφumpe oder Druckpumpe und einer Steuereinrichtung besteht. Adequately controls series connection, or the type that the filling device consists of an interconnection device that switches the circulating pumps of the circulation circuits for filling in series and to the circulation circuit to be filled, - or the type that the filling device (Fig. 4) consists of a control device ( 1) and a valve-controlled connection (47) to the domestic waterworks, the water also being able to pass through an oxygen binding unit (74), such as an iron structure or a magnesium structure, or such that the filling device (FIG. 5) consists of a control device (1 ) and a fluid reservoir (50), such as a container or a fluid heat accumulator, which for Filling is dismantled (51), and which is built up with a valve (49) to the domestic waterworks or water network or during the circulation of a circulation system, or the type that the filling device consists of a displacement pump or pressure pump and a control device.
8. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis7dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllungseinrichtungen zur NotbefüUung dienen, wobei die Ventil durch handbetätigte Schieber und die elektrische betätigten oder gesteuerten Einrichtungen durch handbetätigte oder handgesteuerte Einrichtungen oder für Kurzzeitbetrieb ausgelegte Einrichtungen ersetzt sein können. 8. Heating system according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the filling devices are used for emergency filling, wherein the valve can be replaced by manually operated slides and the electrically operated or controlled devices can be replaced by manually operated or manually controlled devices or devices designed for short-term operation.
9, Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisδdadurch gekennzeichnet, dass bei der Befüllung mit Drackgassystemen oder Kompressoren (41 ) das Gas zum Drackaufbau aus dem Inertgasbehälter (17) entnommen wird und bei Drackentlastung in den Inertgasbehälter zurückgespeist (42) wird. 9, heating system according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that, when filled with compressed gas systems or compressors (41), the gas for building up the pressure is removed from the inert gas container (17) and fed back into the inert gas container (42) when the pressure is released.
10. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis9dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Abdichtungsmaßnahmen von Bauteilen, wie Verschraubungen, Fittingen und Ventilen, aus Überziehschläuche oder -Kappen oder Mehrfachdichtungen oder von außen anpressbaren Dichtungen oder Kombination von Gewindedichtungsfüllstoffen und Dichtungen oder dem Aufbringen aushärtenden Dichtstoffen, wie Lacke oder Harze oder Kunststoffe, bestehen. 10.Heating system according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the additional sealing measures of components, such as screw connections, fittings and valves, from pulling hoses or caps or multiple seals or seals that can be pressed on from the outside or a combination of thread sealant fillers and seals or the application of hardening sealants , such as paints or resins or plastics.
11. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis lOdadurch gekennzeichnet, dass die erhöhten Qualitätssicherungen von Umlaufsystem aus dem Abdrücken mit erhöhtem Dmck und/oder Verschraubungssicherangen und/oder Überwachungen der Dichtheit von Umlaufsystemen, wie Drackhaltemessungen, Fluidpegelmessungen im Umlaufsystem im Stillstand, Messungen des Gaseintrags, bestehen. 11. Heating system according to one or more of claims 1 to 10 characterized in that the increased quality assurance of the circulation system from the impressions with increased pressure and / or screwing security and / or monitoring of the tightness of circulation systems, such as drainage measurements, fluid level measurements in the circulation system at a standstill, measurements of the Gas entry.
12. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbislldadurch gekennzeichnet, dass beim Absperren des Umlaufsystems zur Bereithaltung die Drackerzeugung für die Bereitstellung und/oder für die Drackhaltung und/oder für die Umwälzung (34,24) eingeschaltet bleibt oder zugeschaltet wird bis der Absperrvorgang beendet ist.12. Heating system according to one or more of claims lbislld characterized in that when the circulation system is shut off to keep it ready, the pressure generation for the provision and / or for the pressure maintenance and / or for the circulation (34, 24) remains switched on or is switched on until the shut-off process ends is.
13. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitstellung und/oder Umwälzung und/oder Drackhaltung leistungs-, strömungs- durchflussvolumen- und/oder wärmemengengesteuert und/oder -geregelt und/oder - überwacht wird.13. Heating system according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the provision and / or circulation and / or drainage is controlled and / or regulated by power, flow volume and / or heat quantity and / or -.
14. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl3dadurch gekennzeichnet, dass zur Druckerzeugung der Umwälzung und/oder Drackhaltung und/oder Bereitstellung eine Verdrängeφumpe eingesetzt wird. 14. Heating system according to one or more of claims lbisl3d characterized in that a displacement pump is used to generate pressure for the circulation and / or drainage and / or provision.
15. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bisl4dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsleistung oder Strömungsgeschwindigkeit oder das Durchflussvolumen oder die Wärmemenge des Umlaufsystems abhängig vom aktuellen Rohrnetzwiderstand gesteuert und/oder geregelt wird.15. Heating system according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the pressure generation capacity or flow rate or the flow volume or the heat quantity of the circulation system is controlled and / or regulated depending on the current pipe network resistance.
16. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl5dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungen der Entleerungsleitungen eines Umlaufsystems im Inertgasbehälter (17) oder über dem Speicher (14) oder in oder über einer Schichtungseinrichtung (16) enden, wobei das Fluid in den Speicher überführt werden kann. 16. Heating system according to one or more of claims 1 to 15, characterized in that the mouths of the discharge lines of a circulation system end in the inert gas container (17) or above the storage device (14) or in or above a stratification device (16), the fluid being transferred to the storage device can.
17. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbislόdadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungsleitungen vom Vorlauf und Rücklauf des Umlaufsystems außerhalb des Inertgasbehälters oder Speichers oder der Schichtungseinrichtung zusammengeführt sind, und diese ventilgesteuert sind und über eine gemeinsame Leitung in den Inertgasbehälter (17) oder über oder in den Speicher (14) oder über oder in die Schichtungseinrichtung geführt werden. 17. Heating system according to one or more of claims lbislόd characterized in that the drain lines from the flow and return of the circulation system outside the inert gas container or storage or the stratification device are brought together, and these are valve-controlled and via a common line in the inert gas container (17) or above or into the memory (14) or over or into the stratification device.
18. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl7dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerangsleitung vom Vorlauf des Umlaufsystems außerhalb des Inertgasbehälters oder Speichers oder der Schichtungseinrichtung in den Rücklauf (10) mündet und ventilgesteuert ist, und der Rücklauf im Gasbereich des Inertgasbehälters (12) oder über oder in dem Speicher oder über oder in der Schichtungseinrichtung endet.18. Heating system according to one or more of claims 1 to 17, characterized in that the discharge line from the flow of the circulation system outside the inert gas container or storage or the stratification device opens into the return (10) and is valve-controlled, and the return in the gas region of the inert gas container (12) or above or ends in the memory or above or in the stratification device.
19. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbislδdadurch gekennzeichnet, dass im Umlaufsystem und/oder im Speicher (14) und/oder im und am Inertgasbehälter (17) Sensoren, wie Temperatursensoren, Strömungs- oder Durchflusssensoren (6,12,27,30,36), Dracksensoren, Fluidpegelsensoren und Fluidfreiheits- bzw. Fluidanwesenheitssensoren (7), angebracht sind.19. Heating system according to one or more of claims lbislδd characterized in that in the circulation system and / or in the memory (14) and / or in and on the inert gas container (17) sensors, such as temperature sensors, flow or flow sensors (6, 12, 27, 30 , 36), drain sensors, fluid level sensors and fluid freedom or fluid presence sensors (7) are attached.
20. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl9dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Inertgasbehälter (17) die Funktionen der Gassammlung und/oder Gasabsonderang und/oder des Fluidgasaustausches und/oder der Sauerstoffbindung und/oder der Energierückgewinnung und/oder Überleitung von und in eine Schichtungseinrichtung und/oder der Schichtung und/oder der Fluidpegelerhöhung und/oder der Fluidaufnahme aus Entleemng und/oder aus der Wärmeausdehnung des Fluids und/oder der Fluidpegelerhöhung übernimmt bzw. in ihm integriert sind, wobei ein Inertgasbehälter auch mehrere Umlaufsysteme mit diesen Funktionen bedienen kann. 20. Heating system according to one or more of claims 1 to 19, characterized in that at least one inert gas container (17) performs the functions of gas collection and / or gas separation and / or fluid gas exchange and / or oxygen binding and / or energy recovery and / or transfer from and to one Stratification device and / or the stratification and / or the fluid level increase and / or the fluid absorption from emptying and / or from the thermal expansion of the fluid and / or the fluid level increase takes over or are integrated in it, wherein an inert gas container can also serve several circulation systems with these functions ,
21. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Funktionen im Speicher und/oder vom Speicher räumlich entfernt und/oder räumlich verteilt in unterschiedlichen- Behältern angeordnet sind, und dass diese miteinander und mit dem Speicher oder mit der Schichtungseinrichtung mit Überleitvorrichtungen verbunden sind, welche auch mittels Ventilen geschaltet sein können.21. Heating system according to one or more of claims 1 to 20, characterized in that the functions in the memory and / or spatially removed and / or spatially distributed in different- containers are arranged, and that these together and are connected to the memory or to the stratification device with transfer devices, which can also be switched by means of valves.
22. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet ,dass der Inertgasbehälter (17) über eine gasdurchlässige Öffnung mit dem Speicher oder mit der Schichtungseinrichtung im oder am Speicher in Verbindung steht, so dass die Gasblasen aus der Schichtungseinrichtung bzw. dem Umlaufsystem im Inertgasbehälter gesammelt werden.22. Heating system according to one or more of claims 1 to 21, characterized in that the inert gas container (17) is connected via a gas-permeable opening to the storage or to the stratification device in or on the storage so that the gas bubbles from the stratification device or the Circulation system can be collected in the inert gas container.
23. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 d a d u rc h gekennzeichnet ,dass in den Inertgasbehälter (17) einmündende Rohre ihr Fluid über eine Öffnung in die Schichtungseinrichtung (16,19)oder in den Speicher (14) oder in ein Umlaufsystem übergeben können.23. Heating system according to one or more of claims 1 to 22 dadu rc h characterized in that in the inert gas container (17) pipes opening their fluid through an opening in the stratification device (16,19) or in the memory (14) or in a circulation system can pass.
24. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 d a d u r c h gekennzeichnet ,dass die in den Speicher oder Inertgasbehälter einmündenden Rohre und damit das einmündende Fluid über eine Gasstrecke und über Verteilungseinrichtungen (44), wie Sprühköpfe, Sprührohre, Sprühplatten oder Ablaufschlitze, Ablauf löcher, Ablauffenster, großflächig oder fein verteilt durch den Gasraum geführt wird, und dadurch im Fluid enthaltene Mikro- oder Makrogasblasen leicht aus dem Fluid entweichen können und im Inertgasbehälter gesammelt werden können, wobei die Verteileinrichtungen auch gasgetrennt und trichterförmig ausgeführt sind, so dass Makroblasen nach oben entweichen können, und sich eine automatische Adaption an die aktuelle Strömung ergibt.24. Heating system according to one or more of claims 1 to 23, characterized in that the pipes opening into the storage or inert gas container and thus the opening fluid via a gas path and via distribution devices (44), such as spray heads, spray pipes, spray plates or drain slots, drain holes , Drainage window, is guided over a large area or finely distributed through the gas space, and thereby micro or macro gas bubbles contained in the fluid can easily escape from the fluid and can be collected in the inert gas container, the distribution devices also being gas-separated and funnel-shaped, so that macro bubbles are directed upwards can escape, and there is an automatic adaptation to the current flow.
25. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24 d a d u r c h gekennzeichnet, dass sich der Inertgasbehälter (17) im Umlaufsystem, vorzugsweise im Rücklauf oder im Speicher oder oberhalb des Speichers oberhalb der Schichtungseinrichtung oder oberhalb in den Speicher einmündender Rücklaufrohre, befindet. 25. Heating system according to one or more of claims 1 to 24 d a d u r c h characterized in that the inert gas container (17) is in the circulation system, preferably in the return line or in the store or above the store above the stratification device or above the return pipes flowing into the store.
26. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Inertgasbehälter (17) oder die Auffangvorrichtung oder26. Heating system according to one or more of claims 1 to 25 d a d u r c h characterized in that the inert gas container (17) or the collecting device or
Überleitvorrichtung schwimmend, tauchend oder höhenverstellbar oder starr befestigt im oder oberhalb des Speichers (14) oder der Schichtungseinrichtung (16,19) oder des Rücklaufs eines oder mehrerer Umlaufsysteme angebracht ist.Transfer device is floating, immersed or adjustable in height or rigidly attached in or above the reservoir (14) or the stratification device (16, 19) or the return of one or more circulation systems.
27. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die fluidpegelerhöhende Einrichtung aus einem in der entsprechenden27. Heating system according to one or more of claims 1 to 26 d a d u r c h characterized in that the fluid level increasing device from one in the corresponding
Höhe angebrachten Inertgasbehälter (17) und/oder Speicher und/oder Speicherverbund und/oderHeight attached inert gas container (17) and / or storage and / or storage network and / or
Umlaufsystem und/oder aus einem unter Gasdmck und/oder Fluiddrack stehendem und/oder gebrachtem Inertgasbehälter und/oder Speicher und/oder Speicherverbund undoder Umlaufsystem besteht. Circulation system and / or consists of an inert gas container and / or storage and / or storage system and / or storage network and / or circulation system which is under gas pressure and / or fluid pressure and / or brought.
28. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27 d a d u r c h gekennzeichnet, dass zwischen einem geschlossenen Speicher (Fig.9, 85) und dem Inertgasbehälter (17) eine fluidgefüUte und/oder gasgefüllte Verbindung (84) angeordnet ist, wobei die Verbindung auch in der Schichtungseinrichtung (16) münden kann und zusätzlich mit einen Fluidbehälter (83) ausgestattet sein kann.28. Heating system according to one or more of claims 1 to 27, characterized in that a fluid-filled and / or gas-filled connection (84) is arranged between a closed storage (Fig. 9, 85) and the inert gas container (17), the connection also can open into the stratification device (16) and can additionally be equipped with a fluid container (83).
29. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Inertgasbehälter mit oder ohne Verbindung zum Speicher und der Speicher geschlossen ist oder dass der Inertgasbehälter (17) mit einer Öffnung in den Fluidbehälter (83) oder in die Verbindung oder direkt in den Speicher eingetaucht ist. 29. Heating system according to one or more of claims 1 to 28, characterized in that the inert gas container is closed with or without connection to the memory and the memory or that the inert gas container (17) with an opening in the fluid container (83) or in the connection or is immersed directly in the memory.
30. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29 d a d u r c h gekennzeichnet, dass Rückläufe von Umlaufsystemen in der Verbindung (84) enden, und/oder dass Vorläufe von Umlaufsystemen in der Verbindung (84) beginnen.30. Heating system according to one or more of claims 1 to 29 d a d u r c h characterized in that returns of circulation systems end in the connection (84), and / or that flows of circulation systems begin in the connection (84).
31. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis30dadurch gekennzeichnet, dass die fluidpegelerhöhende Einrichtunge zur Bereitstellung oder31. Heating system according to one or more of claims 1 to 30, characterized in that the fluid level increasing devices for providing or
Bereithaltung aus einer drackhaltenden Abdichtung zwischen dem Speicher und dem Inertgasbehälter oder einem Gasbehälter und einem Gasdruck im Behälter besteht.Readiness consists of a pressure-retaining seal between the storage and the inert gas container or a gas container and a gas pressure in the container.
32. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck statisch gehalten wird oder dynamisch änderbar ist, wie mittels Drackentlastung über ein Ventil in einen Gasspeicherbehälter und Drackaufbau über einen Kompressor mit Ansaugung aus dem Gasspeicherbehälter oder mittels eines Membrangefäßes, welches zum Drackaufbau den Dmck aus einem Kompressor oder einem Hauswasserwerk oder einer Pumpe bezieht, und wobei der Dmck entlastet werden kann.32. Heating system according to one or more of claims 1 to 31, characterized in that the gas pressure is kept static or can be changed dynamically, such as by means of pressure relief via a valve in a gas storage tank and pressure build-up via a compressor with suction from the gas storage tank or by means of a membrane vessel, which obtains the pressure from a compressor or a domestic waterworks or a pump to build up the pressure, and wherein the pressure can be relieved.
33. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Speicherverbund (Fig.8) aus Speichern (67,66,61 ) besteht, welche übereinander auch seitlich versetzt, einzeln oder mehrere parallel geschaltet angeordnet sind und die unteren Speicher (67,66) geschlossen sind, wobei die Speicher zu den nächst höheren Speichern mit mindestens einer Verbindung (62,65) für aufsteigendes Fluid und Gas und mit mindestens einer Verbindung (64,63) für absinkendes Fluid gekoppelt sind.33. Heating system according to one or more of claims 1 to 32, characterized in that the memory system (Fig. 8) consists of memories (67, 66, 61) which are laterally offset one above the other, arranged individually or in parallel, and the lower ones Stores (67, 66) are closed, the stores being coupled to the next higher stores with at least one connection (62, 65) for rising fluid and gas and with at least one connection (64, 63) for falling fluid.
34. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 33 d a d u r c h gekennzeichnet, dass Verbindungen der Speicher (64,63) die Schichtungseinrichtungen (16) verbindet, so dass eine Schichtung über mehrere Speicher ermöglicht wird.34. Heating system according to one or more of claims 1 to 33 d a d u r c h characterized in that connections of the memory (64,63) connects the stratification devices (16), so that stratification is made possible over several stores.
35. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 34 d a d u r c h gekennzeichnet, dass in den Verbindungen (62,63,64,65) der Speicher Rückläufe von35. Heating system according to one or more of claims 1 to 34 d a d u r c h characterized in that in the connections (62,63,64,65) the memory returns of
Umlaufsystemen enden und/oder Vorläufe von Umlaufsystemen beginnen, und/oder dass aus den Schichtungseinrichtungen (16) Anschlüsse für Rückläufe von Umlaufsystemen herausgeführt sind. Circulation systems end and / or start flows of circulation systems, and / or that connections for returns of circulation systems are led out of the stratification devices (16).
36. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis35dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidaustausch zwischen den Speichern wahlweise herstellbar oder unterbindbar ist.36. Heating system according to one or more of claims 1 to 35, characterized in that the fluid exchange between the stores can either be produced or prevented.
37. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 b*ιs36dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmegewinnung aus Abwärme und/oder Kühlsystemen erfolgt und im Speicher gespeichert wird.37. Heating system according to one or more of claims 1 b * ιs36 characterized in that heat is obtained from waste heat and / or cooling systems and is stored in the memory.
38. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis37dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmegewinnung mit einem Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher erfolgt, welcher sich im oder am Speicher befindet, und/oder dass das38. Heating system according to one or more of claims 1 to 37, characterized in that the heat is obtained with a heat exchanger or storage heat exchanger, which is located in or on the storage, and / or that
Speicherfluid direkt durch einen Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher gewälzt wird, welcher eine Wärmegewinnung ermöglicht.Storage fluid is rolled directly through a heat exchanger or storage heat exchanger, which enables heat to be obtained.
39. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis38dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmegewinnung aus Abwasser, aus Kühlsystemen von Maschinen, Motoren, Kompressoren, Generatoren, Elektronik, Photovoltaikmodulen, Brennstoffzellen, Kaminen, Abgasen, Böden, Flüssigkeitsteichen, oder -Behältern, Bauteilen, wie Gebäudeteilen, Begrenzungsbauteilen, Sichtschutzbauteilen, Straßen, Wegen, Auffahrten, Plätzen, Wärmedämmungen, Transparenten Wärmedämmungen, erfolgt.39. Heating system according to one or more of claims 1 to 38, characterized in that the heat is obtained from waste water, from cooling systems of machines, engines, compressors, generators, electronics, photovoltaic modules, fuel cells, chimneys, exhaust gases, floors, liquid ponds or containers, components, such as building parts, boundary components, privacy components, roads, paths, driveways, squares, thermal insulation, transparent thermal insulation.
40. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 39 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Wärmegewinnungsquellen mit einer lichtabsorbierenden und in Wärme wandelnde Schicht oder Schichten oder Folien oder Beimengung oder Beimengungen oder Vorsatz oder Vorsätzen versehen sind.40. Heating system according to one or more of claims 1 to 39 d a d u r c h characterized in that the heat recovery sources are provided with a light-absorbing and heat-converting layer or layers or foils or admixture or admixtures or attachments or attachments.
41. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 40 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Wärmegewinnungsquellen mit einem transparenten Vorsatz oder Vorsätzen versehen sind.41. Heating system according to one or more of claims 1 to 40 d a d u r c h characterized in that the heat recovery sources are provided with a transparent attachment or attachments.
42. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis41dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid nur in den Wärmegewinnungstauscher zugeführt wird, wenn das zugeführte Fluid (72) wärmer ist als das Fluid welches sich im Wärmegewinnungstauscher (69) befindet oder als die Umgebung des Wärmegewinnungstauschers, oder dass das Speicherfluid nur durch den Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher gewälzt wird, wenn kühleres Speicherfluid als die Temperatur derWärmegewinnungsquelle zur Verfügung steht42. Heating system according to one or more of claims 1 to 41, characterized in that the fluid is only fed into the heat recovery exchanger if the supplied fluid (72) is warmer than the fluid which is in the heat recovery exchanger (69) or as the surroundings of the heat recovery exchanger, or that the storage fluid is only circulated through the heat exchanger or storage heat exchanger if cooler storage fluid is available than the temperature of the heat recovery source
43. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 42 dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe des Wärmegewinnungstauschers oder der Entnahme des Speicherfluids zur Wärmegewinnung oder in der Wärmegewinnungsschicht im Speicher Fluid zur Vorerwärmung entnommen wird, oder sich ein Vorerwärmungsbehälter befindet, wie Vorerwärmung für Brauchwasser und/oder Vorerwärmung für Gebäudewände,und/oder -decken, und/oder Pufferräume und/oder Gewächshäuser. 43. Heating system according to one or more of claims 1 to 42, characterized in that in the vicinity of the heat recovery exchanger or the removal of the storage fluid for heat recovery or in the heat recovery layer in the storage fluid for preheating is removed, or there is a preheating container, such as preheating for service water and / or preheating for building walls, and / or ceilings, and / or buffer rooms and / or greenhouses.
44. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 43 d a d u r c h g e ke n n ze i c h n e t , dass der Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher oder Vorerwärmungsbehälter Teil des Speichers oder Fluidbehälters oder Speicherverbunds ist, wie doppelter Boden oder doppelter Bodenabschnitt oder doppelter Wandabschnitt oder doppelte Wand, oder ein seperater Behälter oder Wärmetauscher oder Speicherwärmetauscher.44. Heating system according to one or more of claims 1 to 43 dadurchge ke nn ze ichnet that the heat exchanger or storage heat exchanger or preheating container is part of the storage or fluid container or storage system, such as double floor or double floor section or double wall section or double wall, or a separate Container or heat exchanger or storage heat exchanger.
45. Heizungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 44 d a d u r c h g e k e n n ze i c h n et , dass in den Speicher Latentspeicher integriert sind.45. Heating system according to one or more of claims 1 to 44 d a d u r c h g e k e n n ze i c h n et that latent memories are integrated in the memory.
46. Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystem vorwiegend nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 45 d a d u rc h ge k e n n ze i c h n et, dass die Drackhaltung dynamisch ist, wie dadurch dass der Dmck mit einer dynamischen Drackerzeugung (5,24), wie eine Umwälzpumpe oder eine Reihenschaltung von Pumpen oder über eine Verdrängeφumpe oder über eine Druckpumpe, aufgebaut wird und über eine gegendruckerzeugende Einrichtung (12,20), wie ein Ventil oder eine Turbinen oder ein46. A method of operating a heating system predominantly according to one or more of claims 1 to 45 that indicates that the drainage is dynamic, such as that the pressure with a dynamic drain generation (5, 24), such as a circulation pump or a series connection of pumps or a displacement pump or a pressure pump, and a back pressure generating device (12, 20), such as a valve or a turbine or a
Schaufelrad oder ein Strömungsköφer oder Strömungsklappen oder angepasste Leitungen oder Düsen oder Schieber oder eine Verteileinrichtung, gehalten wird, so dass sich ein definierter Teil der Drackerzeugung in einer Drackerhöhung im Umlaufsystem und nicht in einer Durchflusserhöhung niederschlägt, - und/oder dass die dynamisch erzeugte Drackenergie, wie zur Drackhaltung und/oderPaddle wheel or a flow body or flow flaps or adapted lines or nozzles or slides or a distribution device is held so that a defined part of the pressure generation is reflected in a pressure increase in the circulation system and not in a flow increase, and / or that the dynamically generated pressure energy, like for keeping up and / or
Umwälzung und/oder Bereitstellung und/oder zum Korrosionsschutz wieder zurückgewonnen wird, und/oder dass zur Entleerung und/oder Bereitstellung des Fluids in einem Umlaufsystem das Fluid im Umlaufsystem mit dem Gas aus einem Inertgasbereich oder mit Luft ausgetauscht wird, wobei das Fluid durch den Inertgasbereich und/oder über eine Gasstrecke über dem Speicher läuft oder über eine Strömungsverlangsamte Zone oder eine Schichtungseinrichtung (16,19), vorwiegend eine schon anderweitig genutzte Zone oder Schichtungseinrichtung, direkt in den Speicher (14) zurückläuft, und/oder dass Heizungssysteme Umlaufsysteme oder Teile von Umlaufsystemen entleeren können, welche direkt mit dem Speicher gekoppelt sind, und wobei der Fluidpegel desCirculation and / or provision and / or for corrosion protection is recovered again, and / or for the emptying and / or provision of the fluid in a circulation system, the fluid in the circulation system is exchanged with the gas from an inert gas region or with air, the fluid being replaced by the Inert gas area and / or over a gas line runs above the storage unit or via a slowed-down zone or a stratification device (16, 19), predominantly a zone or stratification device already used for another purpose, runs back directly into the storage device (14), and / or that heating systems circulate systems or Can empty parts of circulation systems that are directly coupled to the memory, and wherein the fluid level of the
Speichers in den zu entleerenden Bereich hineinragt, und/oder dass Heizungssysteme zur sicheren Entleerung mit Sensoren die Stömng erfasst und/oder mit redundanten Elementen und/oder mit Wiederholvorgängen und/oder mit autarken Zusatzeinrichtungen die Entleemng sicher gewährleistet, - und/oder dass zum Korrosionschutz Gas im und/oder außerhalb des Heizungssystems gesammelt wird und der Sauerstoff im Gas gebunden wird, und/oder dass zum Abdichten von Bauteilen, wie von Verschraubungen und/oder Fittingen und/oder Ventilen, über die Bauteile ein flexibler Schlauch oder ein Schrumpfschlauch mit Dichtungen gezogen wird, wobei als flexibler Schlauch vorwiegend ein Silikonschlauch verwendet wird, - und/oder dass Einrichtungen zur Bereitstellung und/oder Bereithaltung und/oderStorage protrudes into the area to be emptied, and / or that heating systems for safe emptying detects the flow and / or reliably ensures the emptying with redundant elements and / or with repetition processes and / or with self-sufficient additional devices - and / or for corrosion protection Gas is collected in and / or outside the heating system and the oxygen is bound in the gas, and / or for the sealing of components, such as screw connections and / or fittings and / or valves, a flexible tube or a shrink tube with seals is pulled over the components, a silicone tube being predominantly used as the flexible tube, and / or that Provisioning and / or holding facilities and / or
Umwälzung und/oder Drackhaltung und/oder Entleerung von Fluid in Umlaufsystemen mittels zentraler und oder verteilter Einrichtungen in einer Heizungsanlage mehrere Umlaufsysteme gleichzeitig oder durch Umschaltung auf den jeweiligen Umlaufkreis unabhängig voneinander mit vorgenannten Funktionen beaufschlagen, - und/oder dass zur Entlüftung das oder Teile des Heizungssytems dynamisch unter Drack gesetzt werden, wie Umlaufsysteme, welche mit Ventilen abgesperrt werden und mit Hilfe der Bereitstellungseinrichtung unter Drack gesetzt wird und über schwimmergesteuerte Entlüftungsventile kombiniert mit einem Überdruckventil entlüftet werden, und/oder dass bei Abreisen der Strömung oder bei zu geringen Strömungen in Umlaufsystemen automatisch von der Steuereinrichtung Bereitstellungsphasen oderCirculation and / or drainage and / or emptying of fluid in circulation systems by means of central and or distributed devices in a heating system, act on several circulation systems simultaneously or by switching to the respective circulation circuit independently of one another with the aforementioned functions, and / or that the or parts of the Heating systems are dynamically placed under pressure, such as circulation systems, which are shut off with valves and placed under pressure with the help of the supply device and are vented via float-controlled ventilation valves combined with a pressure relief valve, and / or that when the flow leaves or if the flow in circulation systems is too low automatically by the control device provision phases or
Strömungserhöhungsphasen eingeschaltet werden, und/oder dass zur Vermeidung von Luftzutritt Umlaufsysteme oder Teile davon entleert werden können, und/oder dass zum Frostschutz und/oder zum Vermeiden von Kochen von Umlaufsystemen neben Solarkollektoramlaufsystemen auch andere außenliegende oder frostungeschützteFlow increase phases are switched on, and / or that circulating systems or parts thereof can be emptied in order to avoid air access, and / or that in order to protect against frost and / or to avoid boiling of circulating systems, other external or frost-protected systems besides solar collector run-off systems
Umlaufsysteme oder Teile davon, wie Umlaufsysteme zur Heizung und Wärmeentnahme von Speichermassen oder Speichersolarkollektoren oder zur Wärmegewinnung oder zur Kühlung, entleert werden können, und/oder dass eine Schicht auf den oder die Fluidpegel im Heizungssystem aufgebracht wird, wobei dazu vorwiegend eine schwimmende Schicht ( 15) wie Paraffinöl benutzt wird, und/oder dass zum Korrosionschutz der Fluiddrack im oder in Teilen des Heizungssystems dynamisch geändert wird.Circulation systems or parts thereof, such as circulation systems for heating and extracting heat from storage masses or storage solar collectors or for heat generation or cooling, can be emptied, and / or that a layer is applied to the fluid level (s) in the heating system, with a floating layer (15 ) how paraffin oil is used and / or that the fluid pack in or in parts of the heating system is changed dynamically to protect against corrosion.
47. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 d a d u rc h geke n nze i chn et , dass zur dynamischen Drackhaltung die Gegendruck erzeugende Einrichtung (12,20) im Rücklauf in Stufen oder analog hinsichtlich des Gegendrucks steuerbar oder regelbar ist, so dass die Drackhaltung dynamisch oder statisch so anpassbar ist, dass einerseits der aktuell notwendige Drack erzeugt wird und andererseits die Drackerzeugung mit minimaler Leistung gefahren werden kann.47. The method according to one or more of claims 46, so that the back pressure generating device (12, 20) can be controlled or regulated in stages or analogously with respect to the back pressure so that the back pressure is generated for dynamic drainage Drackhaltung is dynamically or statically so adaptable that on the one hand the currently necessary drain is generated and on the other hand the drain generation can be carried out with minimal performance.
48. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 47 d a d u r c h g eke n n ze i c h n et, dass die Gegendrack erzeugende Einrichtung (12,20) den Gegendruck abhängig vom Drack im Umlaufsystem regelt und die Drackerzeugungsleistung strömungsgeregelt ist oder die Gegendruck erzeugende Einrichtung strömungsgeregelt und die Drackerzeugungsleistung drackgeregelt ist.48. The method as claimed in one or more of claims 46 to 47, characterized in that the counter-rack generating device (12, 20) regulates the counter-pressure as a function of the rack in the circulation system and the rack-generating capacity is flow-controlled or the back pressure generating device is flow controlled and the pressure generation performance is pressure controlled.
49. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 48 d a d u r c h gekennzeichnet, dass zur dynamischen Drackhaltung zur Einsparung von Drackenergie der Druck an die aktuelle Temperatur des Fluids angepasst wird, wobei ein Sicherheitsabstand zum Siededrack eingehalten wird, so dass das Fluid im Umlaufsystem nicht zum Kochen kommt.49. The method according to one or more of claims 46 to 48, characterized in that the pressure is adapted to the current temperature of the fluid for dynamic drainage to save drainage energy, a safety distance from the boiling pressure being maintained so that the fluid in the circulation system is not Cooking is coming.
50. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 49 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Energie mittels einer Turbine und einer Düse im Rücklauf des Umlaufsystems zurückgewonnen wird, welche den Fluidstrahl auf die Turbinenschaufeln richtet, und wobei die Turbine Energiewandlungseinrichtungen, wie ein Generator oder ein Kompressor oder eine Druckpumpe oder ein Pumpenlaufrad oder eine mechanische Übertragungseinrichtung, antreibt.50. The method according to one or more of claims 46 to 49, characterized in that the energy is recovered by means of a turbine and a nozzle in the return of the circulating system, which directs the fluid jet onto the turbine blades, and wherein the turbine has energy conversion devices such as a generator or a Compressor or a pressure pump or a pump impeller or a mechanical transmission device.
51. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 50 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die zurückgewönne Energie, wie elektrische Leistung, elektrische Spannung, elektrischer Strom, Drehzahl als Sensorsignale für Leistungs-, Strömungs,- '51. The method according to one or more of claims 46 to 50 d a d u r c h characterized in that the recovered energy, such as electrical power, electrical voltage, electrical current, speed as sensor signals for power, flow, - '
Durchflussvolumen und/oder mit Temperaturmessungen für Wärmemengenermittlungen und/oder für Bereitstellungsumwälzungsumschaltung genutzt wird.Flow volume and / or with temperature measurements for heat quantity determination and / or for supply circulation switching is used.
52. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 51 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Inertgasbereich in einem Inertgasbehälter (17) und/oder im Speicher und/oder in einem Inertgassack und/oder einem Dmckgasbehälter befindet.52. The method according to one or more of claims 46 to 51, characterized in that the inert gas region is located in an inert gas container (17) and / or in the store and / or in an inert gas bag and / or a dirty gas container.
53. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 52 d a d u r c h gekennzeichnet, dass zur Entleemng und/oder Bereitstellung des Fluids in einem Umlaufsystem das Fluid vor der Einleitung in den Speicher über den Rücklaufeines anderen Umlaufsystems oder über einen eigenen Zulauf des Speichers geführt wird.53. The method as claimed in one or more of claims 46 to 52, characterized in that, for emptying and / or providing the fluid in a circulating system, the fluid is guided via the return of another circulating system or via a separate inflow of the storage prior to the introduction into the storage.
54. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 53 d a d u r c h gekennzeichnet, dass zur Entleerang von Umlaufsystemen ein Membrangefäß (40) oder Drackgefäß dient, welches von der Drackbeaufschlagung (41,42) so gesteuert wird, dass in ihm Fluid aus dem Umlaufsystem aufgenommen werden kann, und Gas aus einem Inertgasbereich (17) in das Umlaufsystem nachströmen kann, wobei der Inertgasbereich ein eigener Behälter sein kann oder sich im Drackgefäß befinden kann, und der Gasaustausch durch Herstellung einer oder mehrerer Verbindungen von zu entleerenden Umlaufsystemen zum Inertgasbereich erfolgt.54. The method according to one or more of claims 46 to 53, characterized in that a membrane vessel (40) or drainage vessel is used for emptying circulation systems, which is controlled by the drainage (41,42) in such a way that fluid is taken up from the circulation system in it can, and gas can flow from an inert gas area (17) into the circulation system, the inert gas area can be a separate container or can be located in the pressure vessel, and the gas exchange takes place by establishing one or more connections from the circulation systems to be emptied to the inert gas area.
55. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 54 d a d u r c h gekennzeichnet, dass das Druckgasgefäß oder Membrangefäß zur Entleerung mittels der Drackbeaufschlagung auch zur Bereitstellung des Fluids im Umlaufsystems dient.55. The method according to one or more of claims 46 to 54 characterized in that the compressed gas vessel or membrane vessel is also used for emptying by means of the pressurization to provide the fluid in the circulation system.
56. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 55 d a d u r c h gekennzeichnet, dass zur Entleerung von Umlaufsystemen ein Aufnahmebehälter (Fig.7, 75), welcher durch ein oder mehrere Ventile (76) zu Umlaufsystemen zu und abschaltbar ist und wobei der Speicher ebenfalls durch Ventile (43) von Umlaufsystemen trennbar ist, das Fluid aus den Umlaufsystemen aufnimmt und Inertgas aus dem Inertgasbereich in die Umlaufsysteme nachströmt (81) und die Bereitstellungseinrichtung und/oder Umwälzeinrichtung und/oder Druckhalteeinrichtung (82) das Fluid aus dem Aufnahmebehälter (75) in Umlaufsysteme (81) zurückspeist, wobei der56. The method according to one or more of claims 46 to 55, characterized in that a receptacle (FIG. 7, 75) for emptying circulation systems, which can be switched on and off by means of one or more valves (76) to circulating systems and wherein the accumulator can also be separated from circulating systems by valves (43), absorbs the fluid from the circulating systems and flows inert gas from the inert gas area into the circulating systems (81) and the Provisioning device and / or circulating device and / or pressure-maintaining device (82) feeds the fluid from the receiving container (75) back into circulation systems (81), the
Aufnahmebehälter eine Gasverbindung (80) zum Inertgasbereich oder eine Sauerstoffbindungseinheit haben kann.Receiving container can have a gas connection (80) to the inert gas area or an oxygen binding unit.
57. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 56 d a d u r c h g e ke n n ze i c h n e t, dass zur sicheren Entleerung von Umlaufsystemen die Wasserfreiheit bzw.57. Method according to one or more of claims 46 to 56 d a d u r c h g e k e n n i i c h n e t that for the safe emptying of circulating systems the water freedom or
Wasseranwesenheit und/oder die entleerte Wassermenge mit einem Sensor (7) erfast wird, und mit den Sensorsignalen weitere Sicherheitsstrategien, wie Bereitstellungs- und Entleerangswiederholungen, Spülvorgänge, Drackbeaufschlagungsvorgänge, Impulsdrackbeaufschlagungen, Ansteuerang von redundanten Entleerangsventilen, Protokollierang von Fehlfunktionen und/oder von Sicherheitsstrategien, Warnmeldungen und/oder Heizvorgänge, eingeleitet werden.Presence of water and / or the amount of water emptied is sensed with a sensor (7), and with the sensor signals further security strategies, such as repetition of provisioning and emptying, flushing processes, pressure loading processes, pulse pressure loading, actuation of redundant discharge valves, logging of malfunctions and / or safety strategies, logging and / or heating processes.
58. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 57 d a d u r c h ge ke n n ze i c h n e t , dass zur sicheren Entleerung von Umlaufsystemen redundante und/oder autarke Elemente, wie Thermostate (2), Temperatursensoren, ventilgesteuerte Entleerangsleitungen, Auswerteeinheiten von Sensoren, Wasserfreiheitssensor mit ventilgesteuerter Entleerungsleitung, angebracht sind und diese so geschaltet sind oder ausgewertet werden, dass sie ihre redundante Funktion ausführen, und/oder dass bei Plausibilitätsfehlern ebenfalls Sicherheitsstrategien wie in Anspruch 57 eingeleitet werden.58. Method according to one or more of claims 46 to 57, characterized by the fact that redundant and / or self-sufficient elements such as thermostats (2), temperature sensors, valve-controlled drainage lines, evaluation units from sensors, water-free sensor with valve-controlled for the safe emptying of circulation systems Drain line, are attached and these are switched or evaluated in such a way that they perform their redundant function and / or that in the event of plausibility errors, security strategies are also initiated as in claim 57.
59. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 58 d a d u r c h g eke n n ze i c h n et , dass zur sicheren Entleerung die Ansteuerspannung für die Druckerzeugungseinrichtungen(5,39,41 ) und/oder Entleerangsventile ( 10,42) und/oder Absperrventile über eine Kettenverschaltung über mehrere redundante Systeme (1,2,3) erfolgt, und die Zustimmung für die Drackerzeugung bzw. Nichtentleerang von allen diesen redundanten Systemen erfolgt, und die Abschaltung der Drackerzeugung bzw. die Entleerung bereits bei der Wegnahme einer Zustimmung eines der redundanten Systeme erfolgt. 59. The method as claimed in one or more of claims 46 to 58, so that the control voltage for the pressure generating devices (5, 39, 41) and / or drain valves (10, 42) and / or shut-off valves is connected via a for safe emptying Chain interconnection via several redundant systems (1, 2, 3) takes place, and the consent for the generation of the drain or not being emptied is given by all of these redundant systems, and the shutdown of the generation of the drain or the emptying takes place when an approval of one of the redundant systems is removed ,
60. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 59 d ad u rc h ge ke n n ze i c h n et , dass zur sicheren Entleerung die autarke Zusatzeinrichtung aus einer Ableitvorrichtung, wie Überlauf (78) im Fluidauf ahmebehälter (40,75) oder mit einem Sensor der Pegel gesteuertes Ableitventil, besteht, welche das Fluid aus dem frostgefährdeten Teil des Umlaufsystems ableitet.60. The method as claimed in one or more of claims 46 to 59, so that the self-sufficient additional device from a discharge device, such as an overflow (78) in the fluid receiving container (40, 75) or with, for safe emptying a sensor, the level-controlled drain valve, which drains the fluid from the frost-prone part of the circulation system.
61. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 60 d a d u r c h geke n n ze i c h n et, dass zum Korrosionsschutz als Inertgas ein Stickstoff-Kohlendioxidgemisch verwendet wird, und die bei der Vermischung mit Wasser durch Lösen von Kohlendioxid entstehende Kohlensäure neutralisiert wird, wie durch einen Kalkfilter (13,21,22,45) oder mittels Kalksteinen im Speicher (14) oder Umlaufsystem oder im Inertgasbereich (17).61. Method according to one or more of claims 46 to 60, characterized in that a nitrogen-carbon dioxide mixture is used as an inert gas for corrosion protection is used, and the carbon dioxide which is formed during the mixing with water by dissolving carbon dioxide is neutralized, such as by a lime filter (13, 21, 22, 45) or by means of limestones in the storage (14) or circulation system or in the inert gas area (17).
62. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 61 dadurch gekennzeichnet, dass zum Korrosionsschutz das Gas im Speicher oder im Inertgasbereich ( 17) oder sonstigen Behältern gesammelt wird.62. The method according to one or more of claims 46 to 61, characterized in that the gas is collected in the store or in the inert gas region (17) or other containers for corrosion protection.
63. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 62 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Gassammlung im, neben oder über dem Speicher oder im Umlaufsystem erfolgt. 63. The method according to one or more of claims 46 to 62 d a d u r c h characterized in that the gas collection takes place in, next to or above the storage or in the circulation system.
64. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 63 d a d u r c h gekennzeichnet ,dass zum Korrosionsschutz die Sauerstof bindung vorwiegend mit einer wasserstoffversorgten Verbrennungseinheit, wie Brennerflamme oder einem Knallgasreaktor (Figur 6) oder einer Brennstoffzelle oder einem wasserbenetztem Eisensgebilde (13,21,45) oder Magnesiumgebilde, wie Späne, Schäume, Bleche, oberflächenvergrößerte Massen, erfolgt. 64. The method according to one or more of claims 46 to 63, characterized in that, for corrosion protection, the oxygen bond predominantly with a hydrogen-supplied combustion unit, such as a burner flame or a detonating gas reactor (FIG. 6) or a fuel cell or a water-wetted iron structure (13, 21, 45) or magnesium structures, such as chips, foams, metal sheets, masses with increased surface area.
65. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 64 d a d u r c h gekennzeichnet, dass eine definierte Menge an Wasserstoff in einen unten offenen und oben geschlossenen Behälter (53) gelassen wird und solange in zyklischen Zeitabständen mit einem Zünder (54) gezündet wird bis die Knallgasreaktion abläuft, und dieser Vorgang ereignisgesteuert oder zyklisch wiederholt wird, so dass der Sauerstoff mit dem Wasserstoff in Wasser umgewandelt wird. 65. The method as claimed in one or more of claims 46 to 64, characterized in that a defined amount of hydrogen is left in a container (53) which is open at the bottom and closed at the top and is ignited at cyclical intervals with an igniter (54) until the detonating gas reaction runs, and this process is event-controlled or repeated cyclically so that the oxygen is converted into water with the hydrogen.
66. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 65 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Knallgasreaktion mittels eines Strömungssensor (57) detektiert wird.66. Method according to one or more of claims 46 to 65, characterized in that the detonating gas reaction is detected by means of a flow sensor (57).
67. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 66 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Strömungssensor (57) für den Ablauf der Knallgasreaktion dahingehend ausgewertet wird, dass das Volumen des ausströmenden Gases und die Zeitdauer erfast wird und daraus Rückschlüsse auf die Intensität der Knallgasreaktion und/oder des gebundenen Sauerstoffs gezogen werden.67. The method according to one or more of claims 46 to 66, characterized in that the flow sensor (57) for the course of the detonating gas reaction is evaluated in such a way that the volume of the outflowing gas and the time period is established and conclusions can be drawn about the intensity of the detonating gas reaction and / or the bound oxygen.
68. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 67 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Reaktorbehälter Teil des Inertgasbereichs (17) ist und an der höchsten Stelle des Inertgasbereiches eingebracht wird (Fig.6) oder ein eigener Behälter im Inertgasbereich eingebracht wird.68. The method according to one or more of claims 46 to 67, characterized in that the reactor vessel is part of the inert gas region (17) and is introduced at the highest point of the inert gas region (FIG. 6) or a separate container is introduced in the inert gas region.
69. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 68 d a d u r c h gekennzeichnet, dass sich außerhalb des Knallgasreaktors oder Brenners oder der Brennstoffzelle ansammelndes Gas aus dem Behälter, in welchem sich die Verbrennungseinheit befindet, zum sicheren Betrieb aus dem Behälter ableitet wird. 69. The method according to one or more of claims 46 to 68 d a d u r c h characterized in that gas accumulating outside the oxyhydrogen reactor or burner or the fuel cell is discharged from the container in which the combustion unit is located for safe operation from the container.
70. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 69 d a d u r c h gekennzeichnet, dass zum Korrosionsschutz mit einer Brennstoffzelle die Wasserstoffseite der -70. The method according to one or more of claims 46 to 69, characterized in that the hydrogen side of the for corrosion protection with a fuel cell -
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Brennstoffzelle gegenüber dem Korrosionsschutzbereich evakuiert ist, und dass die Sauerstoffseite oder Luftseite der Brennstoffzelle über den Gasbereich des Korrosionsschutzbereiches oder des Gassammelbereiches versorgt wird, und der Stromkreis der Brennstoffzelle geschlossen wird.Fuel cell is evacuated from the corrosion protection area, and that the oxygen side or air side of the fuel cell is supplied via the gas area of the corrosion protection area or the gas collection area, and the circuit of the fuel cell is closed.
71. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 70 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Strom und/oder die Spannung der Brennstoffzelle und/oder die zugeführte Wasserstoffmenge gemessen wird, und damit die Wasserstoffzufuhr und/oder der Stromkreis der Brennstoffzelle geregelt bzw. gesteuert wird.71. The method according to one or more of claims 46 to 70, characterized in that the current and / or the voltage of the fuel cell and / or the amount of hydrogen supplied is measured, and thus the hydrogen supply and / or the circuit of the fuel cell is regulated or controlled ,
72. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 71 dadurch gekennzeichnet, dass im Inertgasbereich (17) oxidierende Werkstoffe, wie Eisenspangebilde ( 13 ,21 ,45) oder Magnesiumgebilde, mit reaktionsaktivitätssteigernden Einrichtungen, wie72. The method according to one or more of claims 46 to 71, characterized in that in the inert gas region (17) oxidizing materials, such as iron chip structures (13, 21, 45) or magnesium structures, with reactivity-increasing devices, such as
Wasserbenetzungeinrichtungen, Blankwaschungseinrichtungen, elektrochemisches Element mit angelegter elektrischer Spannung oder spannungsbildenden Werkstoffen, wie Magnesium-Kupfer oder Eisen-Kupfer, versehen sind.Water wetting devices, bright washing devices, electrochemical element with applied electrical voltage or voltage-forming materials such as magnesium copper or iron copper are provided.
73. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 72 d a d u r c h gekennzeichnet, dass zum Korrosionsschutz der eingedrangene Sauerstoff oder Bestandteile der Luft und daraus näherungsweise der Sauerstoff bestimmt wird, und bei Überschreiten von Sauerstoffgrenzwerten weitere Strategien, wie Warnmeldungen zur Abdichtung, Sauerstoffbindung oder Intensivierung der Sauerstoffbindung, eingeleitet werden.73. The method according to one or more of claims 46 to 72, characterized in that the penetration of oxygen or constituents of the air and therefrom approximately the oxygen is determined for corrosion protection, and if oxygen limit values are exceeded, further strategies, such as warning messages for sealing, oxygen binding or intensification of the Oxygen binding, can be initiated.
74. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 73 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Menge des verbrauchten Sauerstoffbindungsstoffes, wie Wasserstoff oder Eisen oder Magnesium, oder die Menge des bei der Sauerstoffbindungsreaktion erzeugten Stoffes, wie Wasser oder Eisenoxid, oder die bei der Reaktion erzeugte Energie, wie Flammtemperatur und Brenndauer oder elektrische Leistung, oder Ausbreitungsgeschwindigkeit und Dauer der Knallgasreaktion, oder durch Konstanthaltung der Reaktion ein vereinfachter Wert wie Zeitdauer der Reaktion oder Zeitdauer des zugeführten Sauerstoffbindungsstoffes oder erzeugter elektrischer Strom, bestimmt wird .74. The method according to one or more of claims 46 to 73, characterized in that the amount of oxygen binding substance used, such as hydrogen or iron or magnesium, or the amount of the substance produced in the oxygen binding reaction, such as water or iron oxide, or that produced in the reaction Energy, such as flame temperature and burning time or electrical power, or the rate of propagation and duration of the detonating gas reaction, or by keeping the reaction constant, a simplified value such as the duration of the reaction or the duration of the oxygen binding substance supplied or electrical current generated, is determined.
75. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 74 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Druckänderung im Inertgasbereich (17) über die Zeit ermittelt wird, und daraus die Luftzufuhr und daraus näherangsweise der eingedrangene Sauerstoff bestimmt wird.75. The method according to one or more of claims 46 to 74 d a d u r c h characterized in that the pressure change in the inert gas region (17) is determined over time, and from this the air supply and therefrom approximately the penetrated oxygen is determined.
76. Verfahren nach einem oder meherer der Ansprüche 46 bis 75 d a d u r c h gekennzeichnet ,dass zum Abdichten von Bauteilen zwischen dem Bauteil und dem Schlauch eine Dichtungsmasse aufgebracht wird.76. Method according to one or more of claims 46 to 75, characterized in that a sealing compound is applied between the component and the hose for sealing components.
77. Heizungssystem dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass Einrichtungen oder Eigenschaften nach den Ansprüchen 7 bis 12 und 16 bis 44 für überdruckbehaftete Heizungssysteme oder andere überdmcklose oder überdruckreduzierte oder entleerbare Umlaufsysteme verwendet werden. 77. The heating system is characterized by the fact that devices or properties according to claims 7 to 12 and 16 to 44 are used for heating systems which are subject to overpressure or other recirculation systems which are free of overpressure or reduced or emptied.
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