EP1567817A1 - Verfahren zum betreiben von heizungsanlagen, heizungsanlage vorwiegend zu dessen durchf hrung und verwendung - Google Patents

Verfahren zum betreiben von heizungsanlagen, heizungsanlage vorwiegend zu dessen durchf hrung und verwendung

Info

Publication number
EP1567817A1
EP1567817A1 EP03780050A EP03780050A EP1567817A1 EP 1567817 A1 EP1567817 A1 EP 1567817A1 EP 03780050 A EP03780050 A EP 03780050A EP 03780050 A EP03780050 A EP 03780050A EP 1567817 A1 EP1567817 A1 EP 1567817A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
flow
exchange
media
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03780050A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Heinz Gast
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gast Karl Heinz
Original Assignee
Gast Karl Heinz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gast Karl Heinz filed Critical Gast Karl Heinz
Publication of EP1567817A1 publication Critical patent/EP1567817A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F28D20/0039—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material with stratification of the heat storage material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/40—Preventing corrosion; Protecting against dirt or contamination
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/60—Arrangements for draining the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/70—Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/20—Working fluids specially adapted for solar heat collectors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Definitions

  • the invention relates to a method for operating solar and / or fabric layers and / or heat-absorbing and / or heat-storing heating systems.
  • solar circulation systems are known in heating systems which use a water-glycol mixture for frost protection.However, this means that heat exchangers for the Solar circuit must be used, which cause the disadvantage of heat exchanger losses, pressure losses and higher operating costs due to a larger circulation volume.
  • heat exchangers for the Solar circuit must be used, which cause the disadvantage of heat exchanger losses, pressure losses and higher operating costs due to a larger circulation volume.
  • the water glycol mixture at cooking temperature is displaced from the solar collector, which means that the solar system can no longer be operated with further solar radiation, but only after Cooling down of the solar collector
  • heat exchange systems are known, which are emptied for frost protection and filled with inert gas, whereby the aforementioned disadvantages can be avoided, but filling arrangements are required, which also have to be controlled in part in order to avoid temperature mixing or for venting, starting from a method according to the preamble of Claim 1 is based on the object of avoiding the disadvantages of the known heating systems to ensure the frost protection easily and safely, so that a heating system can be designed which manages without or with reduced heat exchangers or absorbers between heat sources and storage and heat emission elements
  • the cost-effectiveness of connecting further heat exchange systems with protective functions and warm functions should be increased so that regenerative energy sources can be better used
  • Operating functions of a heating system are to be supported, which should result in functional expansions and improvements as well as cost optimization, especially in connection with regenerative energy generation and storage.
  • the connection of solar heat generators with any height loops should be possible, whereby the heat exchange with the heating system does not require a heat exchanger
  • the object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim I, namely by the fact that at least one fluid for at least one operating function, such as a protective function, a warning function, is exchanged for operating solar and / or fabric layers and / or heat-absorbing and / or heat-storing heating systems and / or is kept ready, whereby a direct heat exchange between media, such as fluids, gas and fluid, emulsion and fluid, can take place and takes place without any fluid exchange when kept ready
  • the apron functions frost protection, cooking protection, overtemperature protection, corrosion protection are achieved by means of the aforementioned method according to the invention.
  • heat functions such as heat exchange, heat exchange, heat storage, heat absorption, heat emitting, solar absorption, heat collection, heat distribution, heat use, charging, providing, can be better used or expanded.
  • Advantageous developments of the method are given in claims 2 to 42.
  • the invention also relates to devices for heating systems, in particular according to claims 1 to 42, which is based on the same object as the method.
  • a heating system has at least one of the following devices: fluid exchange device, Flddberei ⁇ alte Surprise, device for direct heat exchange between media, device for introducing and / or discharging media, door device, such as emission remediation device, emission avoidance device.
  • Advantageous further developments of this heating system are specified in claims 42 to 50.
  • the invention further relates to the use of devices and / or methods for operating heating systems in such a way that devices and / or methods according to claims 2 to 50 are used for controlled ventilation and / or for regenerative heat use. With controlled ventilation, for example, the supply air can be passed through the storage heat exchanger for heat exchange purposes and this heat can be fed back in from the exhaust air.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a method for operating a heating system in accordance with the task.
  • an oil layer (3) floating on the storage water (7) is kept ready in the storage tank (7) and inert gas container (1).
  • the return (2) of a solar collector circulation system opens into the oil layer (3).
  • the exchange shut-off valve (12) is closed and the exchange valve (11) is opened by the control device (13).
  • the water in the solar collector circulation system can escape into the fluid receiving container (10) by gravity, as a result of which the oil is drawn from the oil layer (3) into the solar collector circulation system.
  • the control device can recognize that the oil has arrived safely at this point, and the control device can close the exchange valve (11), so that the frost protection by the oil in the frost-prone part of the circulation system is ensured.
  • the control device can close the exchange valve (11), so that the frost protection by the oil in the frost-prone part of the circulation system is ensured.
  • the fluid receptacle (10) whereby as much water is emptied and oil is filled as fits into the frost-prone part of the heat exchange system, is sufficient to produce the frost protection.
  • the control device (13) starts the circulation pump (9) and opens the exchange valve (11). As a result, the water contained is pumped into the solar co-circulation system and the oil is circulated back into the storage tank. After a defined period of time or by means of a level sensor in the fluid receiving container (10), the exchange valve (11) is closed and the exchange shut-off valve (12) is opened so that normal circulation can take place through the solar collector. Frost protection can be triggered by a temperature sensor (6) in the solar collector, which the control device (13) evaluates.
  • the fluid exchange device can also be activated in the system in FIG. 1 in the operational functions of cook protection or corrosion protection. Cooking protection is guaranteed by the high boiling point of the oil.
  • the fluid exchange also means that, unlike fluid-displacing systems, the solar collector can be operated again at any time.
  • the oil can be used to prevent the ingress of oxygen, since the oil displaces the air due to the higher density and does not absorb oxygen itself, which guarantees corrosion protection.
  • FIG. 2 using the example of a solar circuit, further advantageous developments are shown which additionally enable the temperature-appropriate charging and provision of the heat in and from the store with fluid heat exchange.
  • the protective fluid (17) is also operated as a heat transfer fluid, which is lighter than the storage fluid (36), it makes sense to operate the heat exchange circuit from top to bottom, since the lighter heat transfer fluid can then rise in the storage.
  • This requires the installation of the exchange shut-off valve (12) and the fluid receptacle (10) in front of the pump, as well as the use of a check valve (25) on the line to the accumulator.
  • the exchange shut-off valve (12) and the fluid receptacle (10) in front of the pump, as well as the use of a check valve (25) on the line to the accumulator.
  • the exchange shut-off valve is only closed when the fluid is pumped back from the fluid receiving container into the store and opened again for circulation in the heat exchange circuit when the exchange valve (11) is closed.
  • the return flow of fluid from the reservoir (36) is prevented by the check valve (25).
  • a fluid processing device with a distribution function (21) and a positionable fluid supply device with a collecting function (19) and with a flexible line (18) Flow of the heat circuit (16) attached.
  • An additional line (14) to the flow of the heat circuit which can be closed with a valve (15), opens into a ready layer for the protective fluid (17).
  • the heat circuit of the solar collector can be operated with a heat transfer fluid (e.g. oil) which is lighter than the storage fluid (e.g. water), frost-proof, boil-proof and corrosion-proof.
  • the embossed devices (21, 19) keep the heat transfer fluid in circulation during circulation.
  • the area with distribution function (19) is filled by the pump (9) and emptied over the edge of the container, which is open at the bottom, so that a fluid curtain forms, which rises in the reservoir.
  • the thin curtain results in good heat exchange and heat transfer to the storage fluid.
  • the heat exchange can also be increased by forming several curtains at the bottom of the holding device with the aid of slits or many thin flows with holes.
  • the belt-mounted device (21) is designed so that it can never be completely emptied with the lighter heat transfer fluid. No storage fluid can get into the heat exchange circuit through the mouth of the storage flow in the area of the heat transfer fluid, since the backflow is also prevented by the check valve (25).
  • the cleaning device with a collecting device (19) is designed such that it overlaps over the distribution direction (19) and thus the heat transfer fluid is guaranteed to be collected and transferred via the flexible line (18) into the flow of the heat exchange circuit.
  • the collecting device (19) is also designed as a container open at the bottom.
  • Heat transfer fluid layer (17) is at rest most of the time, the emulsions are regressed here and the heat transfer fluid has its full protective properties.
  • this problem can also be solved by balancing the embossing device (19) in such a way that it is in suspension when fully filled with heat transfer fluid and drops if there is too much water. Then, at a certain position of the holding device, the valve (15) is opened by the downward-drawn line and the heat transfer fluid is continuously flowing out of the Pumped back heat transfer fluid layer (17) into the heat transfer circuit, so that the water is forced downward out of the directional tea element.
  • the storage fluid water could also be used for heat exchange.
  • the advantage of safer operation with oil as a heat transfer medium due to the lack of gas bubbles can be used.
  • higher temperatures can be harvested and stored, for example, in a solid storage where there is no risk of cooking.
  • the heat transfer fluid oil can be drained with the aid of a valve at the top of the provision device (19).
  • the circulation device (19) and the heat exchange circuit are filled with storage fluid by further circulation. Oil will continue to be in the provision device (21). However, the heavier water will run down and move in the same density.
  • the fluid exchange device must exchange the fluids again. This can be done, for example, by opening the valve (15) by lowering the standby device (19) and securely exchanging the fluid by means of the pump or by gravity exchange of the fluid exchange system.
  • the fluid holding devices (19, 21) can also be designed so that they can be positioned in the memory. For example, in that these are balanced so that they submerge downward in the accumulator at low speed when the flow is stopped and are positioned upward in the event of a flow due to the flow generated by the circulation pump (9). Should they
  • Fluid-retaining devices (19, 21) hold a position, they can be locked, for example with the help of an electromagnetic lock.
  • the lower fluid preparation device (21) can be positioned particularly effectively by the flow, since it acts as a baffle plate for guiding the flow.
  • the impact effect in the upper area-adjusting device (19) is low due to the distribution function of the holding device (21).
  • This problem can be solved in that the lower stand-by device (21) positions the upper stand-by device (19) by contact upwards and the lower stand-by device (21) is then moved down again into its position by the output.
  • This problem can also be solved with a baffle plate in the line (18) to the relief device (19). This positioning means that any layer with any layer thickness can be
  • Heat exchange can be selected. This allows the heat exchange fluid on the one hand with a targeted Temperature are made available to the heat exchange system and on the other hand the storage is unloaded and loaded in a defined manner. This avoids unnecessary intermixing of the accumulator, as a result of which the temperature level of the accumulator is maintained and charged as best as possible compared to conventional charging devices.
  • a by-pass function is also possible in that the holding device (21) is positioned in the holding device (19), as a result of which a lower temperature than that available in the memory can be made available, or a higher temperature level can be obtained than in the case of a single circulation of the heat transfer medium would be possible.
  • FIG. 3 shows an application for fluid exchange with a high-temperature accumulator.
  • the high-temperature store (31) is integrated in a normal store (36) and the heat generation here, a collector (4), can be used for both stores.
  • a collector (4) can be used for both stores.
  • This is particularly advantageous because, on the one hand, the losses in the high-temperature store are reduced by the lower temperature difference to the normal store compared to an external high-temperature store, and the losses still occurring in the high-temperature store are utilized in the normal store.
  • the high-temperature storage can be charged with full solar radiation and the normal storage with limited solar radiation, which increases the economy compared to separate systems. It is advantageous here to use oil as the heat transfer fluid and heat storage fluid for the high-temperature function, since oils have significantly higher boiling points than, for example, water.
  • the high-temperature store (31) is thermally insulated from the normal store (36). This can be done, for example, with the aid of a container wall made of foam glass, the surfaces being sealed, for example with a layer of glass or metal.
  • the fluid arriving in the reservoir is distributed in the holding device (35) for direct heat exchange. If water comes from the heat exchange system (4), it would rise or fall in the storage water of the normal storage tank depending on the temperature difference. No water can get into the high-temperature store (31) even when the opening (32) is open, since it is filled with oil and is lighter than water.
  • High temperature storage (35) the flow remains only in the oil.
  • the opening (32) can be closed, so that oil can also be circulated through the normal store (36), which enables the optimized heat exchange in the heat exchange system (4).
  • the oil is guided via the fluid baffles (33, 34) into an area of the normal store (36) that it can be collected by the fluid supply device with a collecting function (29) and can be returned to the heat exchange system (4).
  • the standby device (29) is designed as a channel running around the high-temperature store, but otherwise has the same function as the standby device (19) in FIG. 2. Also the valve (26), the oil layer (27), the lines (28, 22, 23) ) and the devices in the heat exchange system (4) have the same function as in FIG. 2.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the method according to the invention in which the heating system is equipped with a fluid supply and a heat exchange guide.
  • the protective fluid is constantly kept at least partially in the heat exchange system (4) and is thus also heat transfer fluid. This also saves the fluid exchange device.
  • the heat transfer fluid is then, for example, oil, which does not have the high heat density of water, so that more oil has to be circulated compared to water for heat exchange, which means a somewhat higher operating energy.
  • oil which does not have the high heat density of water, so that more oil has to be circulated compared to water for heat exchange, which means a somewhat higher operating energy.
  • This can be used for example for single solar collectors or for heating circuits with low circulation.
  • a fluid preparation device (44) is installed in the store, the emptying pipe (46) and the filling pipe (45) overlapping, so that there is always protective fluid in the fluid preparation container (44) and thereby the flow (16 ) of the heat exchange system also immersed in the protective fluid (17) there is also always protective fluid in the heat exchange system.
  • the heat exchange in the store (3) takes place through the direct heat exchange of fluids, the heat transfer fluid being guided through the store by means of a meandering flow guide (39). This lengthening of the heat transfer fluid enables an optimal heat exchange.
  • the flow is supplied and the flow is diverted to and from the heat-exchanging flow guide (39) with a bundled flow (43, 37). This is achieved by means of bundling emptying (46, 38) from the fluid supply (44) and a Sarruriel device on the heat-exchanging fluid guide device (39). It is thereby achieved that the heat exchange takes place, if possible, only in the area of the guide device (39).
  • the bundled flow (43) is collected and, for example, distributed in a thin flow curtain and transferred to the guide device.
  • the thin flow curtain (40) and the structured surface of the guide device result in a good heat exchange with little use of material.
  • the baffles (42) prevent the flow from flowing away from the heat-exchanging flow guide (39).
  • any layer with any layer thickness can be selected for heat exchange.
  • the heat exchange fluid can be made available to the heat exchange system at a targeted temperature on the one hand and the storage can be unloaded and loaded in a defined manner on the other hand with the advantages described in FIG. 2.
  • the layer thickness of the flow guide can be selected with the aid of a lower lock and an upper lock, by positioning the upper end of the flow guide (39) and the lower end of the flow guide (39) at another time. The positioning in a layer then advantageously also takes place in two steps, by likewise positioning the two ends of the flow guide (39) one after the other.
  • media with at least one different property such as heat storage density, evaporation temperature, evaporation property, freezing temperature, oxygen uptake, oxygen repellency.
  • heat storage density evaporation temperature
  • evaporation property evaporation property
  • freezing temperature evaporation temperature
  • oxygen uptake oxygen repellency
  • Thermal conductivity, mixing properties can be tailored precisely for the respective operating function, which means that it can be operated optimally.
  • the heat transfer medium can be designed, for example, for optimal storage and / or heat recovery and for economical heat exchange, and protective functions can also be achieved. Because the protective function ensures that the fluid is kept liquid and / or protects against corrosion, regenerative heating systems can be operated at higher temperatures without the need to use pressure systems.
  • the method is advantageous for a simple embodiment that predominantly water (7.36) and / or oil (3, 17.27.31.35.44.43.40.37, 19.21.29) as fluids, such as Paraffin oil, mineral oil, synthetic oil can be used.
  • fluids such as Paraffin oil, mineral oil, synthetic oil
  • paraffin oil good corrosion protection is ensured, since paraffin oil is an inert liquid and the components are wetted with it.
  • at least one medium in at least one media storage area of a heating system and / or to replace it such as with partitions, containers with openings with or without a valve in media-containing containers.
  • gases or special fluids for thermal functions or protective functions can also be kept ready and / or exchanged.
  • Media storage areas such as inert gas containers (1), fluid heat stores (7.36),
  • Fluid storage heat exchangers, boilers, fluid containers, charging devices, provision devices, fluid exchange devices, boilers, fluid exchange lines, exchanging area, stores, fluid gravel stores are supported in their operating functions.
  • the gas is transported within oil for ventilation or for heat exchange.
  • media are kept floating (3, 17, 27) and / or immersed (19, 21, 29, 31, 35) in fluids (7, 36)
  • simple designs of such a heating system can be carried out on the one hand and on the other hand more complex functionality can be guaranteed.
  • the method of exchanging fluids by taking up at least one fluid in a container (10) enables heating systems with a higher fluid level to exchange media.
  • the container (10) can be attached at any height below the fluid level, making any heating system with fluid level suitable for replacement.
  • the Container (10) can be a separate exchange container or another container capable of absorbing fluid, such as fluid storage, storage heat exchanger, inert gas container, boiler. It is particularly advantageous that at least one further medium (3, 17.27) is drawn in when exchanging fluids.
  • circulation systems with loops of different heights can be provided with chute functions. In this way, for example, solar collectors with all possible interconnections of the absorbers can be connected.
  • the medium to be exchanged cannot collect in reverse, since it is carried away by the correspondingly large current.
  • the beneficial method that the exchange of fluids is ended when a protective fluid exceeds a defined point (8) in the heat exchange system (4) ensures that the circulating system is safely filled with a protective fluid. This can be done by detecting the
  • the exchange can take place with low energy and in heating systems that are pressurized or pressureless or have fluid levels.
  • this element yields each time it is exchanged, so that the exchange container (10) can be filled and emptied.
  • the resilient element can be located in the memory or in the re-enactment device.
  • valve actuations on exchange systems by means of which safe energies are produced from claim 0, the exchange of protective functions can be guaranteed without the need to supply energy in the event of a protection.
  • valves (15, 26) or positionable lines moved by buoyancy or output body (19, 29) and / or moved by the fluid level difference of the store or storage heat exchanger and fluid receiving container (10) and / or moved by the pressure difference of the store or storage heat exchanger and fluid receiving container the exchange can be done safely.
  • Further security means that the presence and absence of the fluids in the heating system and / or in areas of a heating system are monitored for a safe exchange.
  • buoyancy sensor (8), output sensor, conductivity sensor, fluid level sensor, fluid presence sensor, density sensor, fluid quantity measuring sensor. This can ensure that, in the event of a protection, the protective fluid is continuously introduced in an area to be protected. Significant security is achieved by the method that the exchange is guaranteed for the secure fluid exchange with redundant measures, such as redundant elements, redundant processes, self-sufficient additional devices. Redundant elements can consist of thermostats, temperature sensors, valve-controlled drain lines and / or replacement lines, evaluation units of sensors, fluid presence sensors or fluid absence sensors with and without valve-controlled drain lines and / or
  • Heat exchange is carried out and / or intensified by means of at least one flow control (21, 35, 44, 39) and / or flow shaping (21, 35, 42). In this way, a path extension and / or a larger heat exchange surface of the heat carrier can be achieved. Mixing of the heat transfer media is also possible in this way.
  • the flow control is advantageously carried out in such a way that at least one flow of the media is free in a medium (35-29, 37, 43) and / or partially free (39), such as on guide plates, guide channels, guide foils, and / or embedded, such as in flexible connections (60.70), in other media.
  • the flow guidance (39) takes place in a meandering and / or spiral manner through the area storing the media, coherent flow guidance can be realized, whereby a large heat-exchanging surface can be generated in a small space.
  • Heat-exchanging influences are realized in that the flow guide (39) and / or flow introduction (21, 35, 42) influences flow, such as accelerating, retarding, swirling, path-lengthening, surface-enlarging flows. This can be supported by means of structures on baffles and / or rotatable flow foils and / or laminar flows.
  • the flow can also be influenced with channels, curvatures, inclinations influencing flow velocities, curves, calming zones, quantity-controlled calming zones, so that it can be guided and / or distributed in a laminar manner.
  • the heat exchange capacity can also be adapted, for example for temperature-appropriate provision.
  • the orifices and / or flow devices of media lines can be rotated and / or pivoted, mainly driven by the fluid flow, media mixing or the optional targeting of different devices, such as holding devices, flow guide devices, Beritstellurigs devices, loading devices, can be realized with the flow.
  • emulsion regression in the system is promoted and / or emulsion formation is avoided.
  • this can be done by means of collecting areas (3, 17, 19, 21, 27, 29, 35, 42, 38) and / or constricting exits of the fluids (38), such as funnels, funnels with exits with a slight inclination to the horizontal, Returns to the collecting area from the lower or upper area of the outlet guide, flow-calmed areas, large interfaces between the fluids, rest periods of fluids before renewed circulation, returns from border areas, separating devices, such as density-dependent floating partitions, laminar flow control.
  • the flow during loading and / or providing is minimized, as by means of flow measurement in the layer, by spatial expansion of the flow.
  • the measurement and / or spatial expansion can take place at the flow deflection.
  • the flow can also be minimized by means of defined flow velocities for selected layers by controlling the flow through the circulating pump. This also prevents undesired mixing. Due to the fact that at least one positionable holding device or collecting device is used for loading and / or providing media areas, these can act as storage heat exchangers in temperature rooms, whereby a partial direct heat exchange between the media is also carried out at the open positions of the holding device.
  • the process is profitable if at least one external and / or internal medium, such as exhaust gas, air, water, waste water, oil, is introduced and / or discharged into the heating system.
  • This allows heat to be exchanged with direct heat exchange with external elements that are not directly assigned to the heating system or that use heat transfer media other than the heating system. Examples of this can be the use of heat from exhaust gas, the use of waste heat from machines, components.
  • the selection of external media and the output of internal media is based on the conditions of the heating system with regard to deposits, corrosion protection and media separation.
  • Air is introduced into flows, for example, so that it is transported into fluid pressure areas and can rise again in exchange for heat.
  • the internal and / or external media will be introduced and / or removed in an area of the heating system and / or the external system where there are similar pressure conditions. In the case of air, this is the case in a flow in overpressure-free heating systems where there is approximately atmospheric pressure. Fluids from different fluid pressure columns are exchanged at locations with the same fluid pressure columns and density differences are used for exchange in the fluid area.
  • the aforementioned method is also used in that the exchange and / or circulation of media within the heating system takes place at different pressure ratios and / or fluid levels in areas where there are similar pressure ratios, the media possibly being passed on.
  • media in stores with different fluid levels can be exchanged at low operating costs, since pressure differences of pumps do not have to be overcome and the heat exchange can take place with provision and / or charging devices.
  • high-temperature functions of the heat functions take place by means of at least one medium, so that temperatures, for example, are harvested and stored from paraffin oil by means of heat carriers, which is above the boiling point of water without an increase in pressure. This means that higher temperatures can be exchanged and stored without pressure in heating systems, which increases efficiency.
  • the operating resources of the heating system such as collectors, boilers, heat exchange systems, control devices, protective devices, are used for standard temperature functions and for high temperature functions. This also makes it easier to store and use higher temperatures. Losses of high temperature storage can be used by means of the method that the high temperature storage (Fig. 3) or storage heat exchanger is integrated in a normal temperature storage or storage heat exchanger, mainly heat insulated. The losses are then recorded by the normal temperature storage.
  • the heat transfer medium for exchange and / or for high temperature storage is a heat transfer oil and / or solid, such as scrap metals, concrete, stone sand mixture.
  • the design of high-temperature storage makes sense in such a way that the heat transfer oil can absorb the average yield of a day and this yield is transferred to a solid storage, the storage size being predetermined by the solid storage.
  • the high-temperature functions can be used for regenerative heat, such as increasing the storage capacity and / or for cooking and / or baking and / or for processes such as melting, welding, evaporation, sterilization, and / or for cooling and / or cooling functions, such as machines, Motors, collectors, fuel cells, exhaust gases, processes and / or for Fast heating functions, such as for heat-reduced rooms, rooms used for short periods, temporarily or partially open rooms, and or for heat radiation.
  • regenerative heat such as increasing the storage capacity and / or for cooking and / or baking and / or for processes such as melting, welding, evaporation, sterilization, and / or for cooling and / or cooling functions, such as machines, Motors, collectors, fuel cells, exhaust gases, processes and / or for Fast heating functions, such as for heat-reduced rooms, rooms used for short periods, temporarily or partially open rooms, and or for heat radiation.
  • Heating systems with devices such as fluid exchange device, Fluid prepared device, device for direct heat exchange between media, device for introducing and / or discharging media, jetting device, such as emulsion recovery device, emulsion avoidance device, can perform the heat and protective functions more cost-effectively compared to the prior art. Provisioning devices, heat exchangers, resources for heat exchange systems can be saved and heat sources can simply be used to store the heat.
  • a heating system in which a fluid exchange device consists of a fluid receptacle (10) and the pump (9) of the heat exchange system can carry out the fluid exchange even if the fluid level or storage area of the heating system is above the areas to be protected. In addition, this allows gravity to be used for fluid exchange. With the help of the separation of the fluid receptacle (10) and the heat exchange system and / or the store by at least one valve (11, 12, 25) in each case, the control of the exchange process and the fluid holding process is possible.
  • the fluid receiving container (10) is a separate container and / or a fluid-storing area of the heating system, such as fluid heat accumulators, boilers, but also fluid storage heat exchangers, containers connected to a heat exchanger, inert gas containers.
  • the fluid receiving container can be used for heat storage or functional containers can be used in two forms.
  • Containers Inexpensive examples of separations can also be foils, bowls, troughs, troughs, sacks, containers.
  • a holding device (21, 35, 29, 44, 42, 38) has at least one of the following devices: overflow (46), valve, collecting area (19, 29), opening, storage area ( 21.35), flexible flow line, integrated flow control, connection to the heat exchange system (2,22,67), sensor (20,30),
  • Control device 14 Muzzle for safe exchange

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

Zum Betreiben von solaren und/oder stoffbetriebenen und/oder wärmeabsorbierenden und/oder wärmespeichernde Heizungsanlagen wird mittels des Verfahrens mindestens ein Fluid für mindestens eine Betriebsfunktion, wie Schutzfunktion, Wärmefunktion, ausgetauscht und/oder bereitgehalten, wobei ein direkter Wärmetausch zwischen Medien, wie Fluiden, Gas und Fluid, Emulsion und Fluid, erfolgen kann und bei der Bereithaltung ohne Fluidaustausch erfolgt. Dies erfüllt die Aufgabe Teile einer Heizungsanlage zu schützen, z. B. vor Frost oder vor dem Kochen, und die Wärmefunktionen, wie Speicherung, Gewinnung, Heizung, wirtschaftlicher d.h. unter Einsparung von Bauteilen zu realisieren. Weiterhin sollen Solarkollektoren mit beliebigen Höhenschleifen direkt an einer Heizungsanlage betrieben werden. Gegenstand der Erfindung sind auch Einrichtungen für eine solchen Betrieb einer Heizungsanlage und die Verwendung der Verfahren und Einrichtungen.

Description

Verfahren zum Betreiben von Heizungsanlagen, Heizungsanlage vorwiegend zu dessen Durchführung und Verwendung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben von solaren und/oder stoffbetnebenen und/oder warmeabsorbierenden und/oder warmespeichemden Heizungsanlagen Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind in Heizungsanlagen Solarumlaufsysteme bekannt, welche zum Frostschutz ein Wasserglykolgemisch verwenden Dies bedingt aber, dass Wärmetauscher für den Solarkreislauf verwendet werden müssen, welche den Nachteil von Warmetauscherverlusten, Druckverlusten und höheren Betriebskosten durch ein größeres Umwalzvolumen hervorrufen Bei diesen Solaranlagen wird das Wasserglykolgemisch bei Kochtemperatur aus dem Solarkollektor verdrangt, wodurch die Solaranlage bei weiterer solarer Strahlung nicht mehr betrieben werden kann, sondern erst nach der Abkühlung des Solarkollektors
Weiterhin sind Warmeaustauschsysteme bekannt, welche zum Frostschutz entleert werden und mit Lnertgas befüllt werden, wodurch vorgenannte Nachteile vermieden werden können, aber dafür Befüllungsetnnchtungen benotigt werden Welche auch teilweise zur Vermeidung von Temperarurdurchmischungen oder zur Entlüftung aufwandig gesteuert werden müssen ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 egt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Heizungsanlagen den Frostschutz einfach und sicher zu gewährleisten, so dass eine Heizungsanlage konzipiert werden kann, welche ohne oder mit reduzierten Wärmetauschern oder Absorbern zwischen Wärmequellen und Speichern und Warmeabgabeelementen auskommt Hieraus soll die Wirtschaftlichkeit zur Anbindung weiterer Warmeaustauschsysteme mit Schutzfunktionen und Warmefunktionen gesteigert werden, so dass regenerative Energiequellen besser genutzt werden können Darüber hinaus sollen weitere Betπebsf nktionen einer Heizungsanlage unterstutzt werden, wodurch sich Funktionserweiterungen und -Verbesserungen sowie Kostenoptimierungen vor allem im Zusammenhang mit regenerativer Energiegewinnung und -Speicherung ergeben sollen Vor allem soll die Anbindung von solaren Warmeerzeugem mit beliebigen Hohenschleifen ermöglicht werden, wobei der Wärmeaustausch mit dem Heizungssystem ohne Wärmetauscher auskommt Erfindungsgemaß wird die Aufgabe durch die in den Kennzeichen des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelost, nämlich dadurch dass zum Betreiben von solaren und/oder stoffbetnebenen und/oder warmeabsorbierenden und/oder warmespeichemde Heizungsanlagen mindestens ein Fluid für mindestens eme Betπebsfunktion, wie Schutzfunktion, Waπnefunktion, ausgetauscht und/oder bereitgehalten wird, wobei ein direkter Warmetausch zwischen Medien, wie Fluiden, Gas und Fluid, Emulsion und Fluid, erfolgen kann und bei der Bereithaltung ohne Fluidaustausch erfolgt
BESTÄTIΘUWGS OP Beim Betrieb der Heizungsanlage werden die Schurzfunktionen: Frostschutz, Kochschutz, Übertemperaturschutz, Korrosionsschutz mittels vorgenanntem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht. Weiterhin können Wärmefunktionen, wie Wärmeaustausch, Wärmetausch, Wärmespeicherung, Wärmeabsorbierung, Wärmeemittierung, solare Absorbierung, Wärmekollektion, Wärmeverteilung, Wärmenutzung, Laden, Bereitstellen, besser genutzt bzw. erweitert werden. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 42 angegeben. Gegenstand der Erfindung sind auch eine Einrichtungen für Heizungsanlagen insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 42, welchem sinngemäß die gleiche Aufgabe zu Grunde liegt wie dem Verfahren. Diese Aufgabe wird durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 43 angegebenen Merkmalen gelöst, nämlich dadurch, dass eine Heizungsanlage mindestens eine der nachfolgenden Einrichtungen besitzt: Fluidaustauschvorrichtung, FlddbereiÄalteeinrichtung, Einrichtung zum direkten Wärmetausch zwischen Medien, Einrichtung zum Einleiten und/oder Ausleiten von Medien, Trer einrichtung, wie Emvtlsionsrückbildeeinrichtung, Emvtlsionsvermeideeinrichtung. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Heizungsanlage sind in den Ansprüchen 42 bis 50 angegeben. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Verwendung von Einrichtungen und/oder Verfahren zum Betreiben von Heizungsanlagen in der Form, dass Einrichtungen und/oder Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 50 für eine kontrollierte Lüftung und/oder für regenerative Wärmenutzung verwendet werden. Bei der kontrollierten Lüftung kann beispielsweise die Zuluft zu Wärmetauschzwecken durch den Speicherwärmetauscher geleitet werden und diese Wärme von der Abluft wieder zugeführt werden. Gegenüber dem Stand der Technik der Wärmerückgewinnung mit Lufrluftwärmetauschern haben die Verfahren und Einrichtungen den Vorteil, dass die Luft gleichzeitig durch Wasser gefiltert werden kann, sowie der Speicherwärmetauscher zur Speicherung von Wärme beispielsweise aus der Luft genutzt werden kann. Im Folgenden wird das Verfahren zum Betreiben von Heizungsanlagen an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt zum Teil in schematischer Darstellung: Figurl: Fluidaustauscheinrichtung an einer solaren Heizungsanlage.
Figur2: Fluidaustauscheinrichtung mit Lade- und Bereitstellungseinrichtung und Fluidwärmetausch. Figur3: Fluidaustauscheinrichtung mit Hochtemperaturspeicher. Figur4: Anlage mit Fluidbereithaltung und Wärmetauschführung. Eine der Aufgabenstellung gemäße Ausführung eines Verfahrens zum Betreiben einer Heizungsanlage zeigt Figur 1. Hierbei wird im Speicher (7) und Inertgasbehälter (1) eine auf dem Speicherwasser (7) schwimmende Ölschicht (3) bereitgehalten. Der Rücklauf (2) eines Solarkollektorumlaufsystems mündet in der Ölschicht (3). Zum Frostschutz wird das Austauschabsperrventil (12) geschlossen und das Austauschventil (11) durch die Steuereinrichtung (13) geöffnet. Dadurch kann das Wasser im Solarkollektorurnlaufsystem durch die Schwerkraft in den Fluidaufnahmebehälter (10) entweichen, wodurch das Öl aus der Ölschicht (3) in das Solarkollektorurnlaufsystem gezogen wird. Durch den Fluidunterscheidungssensor (8) kann die Steuereinrichtung erkennen, dass das Öl an dieser Stelle sicher angelangt ist, und die Steuereinrichtung kann das Austauschventil (11) schließen, so dass der Frostschutz durch das Öl in dem frostgefährdeten Teil des Umlaufsystems gewährleistet ist. Aber auch die Begrenzung des Fluidaufnahmebehälters (10), wodurch soviel Wasser entleert wird und Öl befüllt wird wie in den frostgefährdeten Teil des Wärmeaustauschsystems hineinpasst, genügt zur Herstellung des Frostschutzes.
Wenn von der Solarsteuerung eine Anforderung zum Wärmeaustausch mit dem Solarkollektor erfolgt, wird von der Steuereinrichtung (13) die Umwälzpumpe (9) gestartet und das Austauschventil (11) geöffnet. Hierdurch wird das enthaltene Wasser in das SolarkoUektorumlaufsystem gepumpt und das Öl in den Speicher zurückgewälzt. Nach einer definierten Zeit oder durch einen Pegelsensor im Fluidaufhahmebehälter (10) wird das Austauschventil (11) geschlossen und das Austauschabsperrventil (12) geöffnet, so dass die normale Umwälzung durch den Solarkollektor erfolgen kann. Das Auslösen des Frostschutzes kann über einen Temperatursensor (6) im Solarkollektor erfolgen, welchen die Steuereinrichtung (13) auswertet.
Die Fluidaustauschvorrichtung kann bei der Anlage in Figur 1 auch bei den Betriebsfunktionen Kochschutz oder Korrosionsschutz aktiviert werden. Durch die hohe Siedetemperatur des Öls ist der Kochschutz gewährleistet. Vorteilhaftweise bewirkt der Fluidaustausch auch, dass der Solarkollektor im Gegensatz zu fluidverdrängenden Systemen jederzeit wieder betrieben werden kann. Bei überdrucklosen Heizungssystemen kann mit Hilfe des Öls das Eindringen von Sauerstoff verhindert werden, da das Öl durch die höhere Dichte die Luft verdrängt und selbst keinen Sauerstoff aufnimmt, wodurch der Korrosionsschutz gewährleistet ist.
In Figur 2 sind am Beispiel eines Solarkreislaufs weitere vorteilhafte Weiterbildungen dargestellt, welche zusätzlich das temperaturgerechte Laden und Bereitstellen der Wärme im und aus dem Speicher mit Fluidwärmetausch ermöglichen. Da die Anlage in diesem Beispiel das Schutzfluid (17) auch als Wärmeträgerfmid betrieben wird, welches leichter als das Speicherfluid (36) ist, ist es sinnvoll den Wärmetauschkreis von oben nach unten zu betreiben, da dann das leichtere Wärmeträgerfluid im Speicher aufsteigen kann. Dies bedingt die Anbringung des Austauschabsperrventils (12) und des Fluidaufnahmebehälters (10) vor der Pumpe, sowie den Einsatz eines Rückschlagventils (25) an der Leitung zum Speicher. Im Unterschied zur Anlage in Figur 1 wird das Austauschabsperrventil aber erst beim Zurückpumpen des Fluids aus dem Fluidaufhahmebehälter in den Speicher geschlossen und zum Umwälzen im Wärmeaustauschkreis wieder geöffnet, wenn das Austausch ventil (11) geschlossen ist. Der Rücklauf von Fluid aus dem Speicher (36) wir durch das Rückschlagventil (25) verhindert. Im Speicher ist eine Fl dberei&alteemrichtung mit Verteilfunktion (21) und eine positionierbare Fluidbereithalteeinrichtung mit Auffangfunktion (19) und mit einer flexiblen Leitung (18) zum Vorlauf des Wärmekreises (16) angebracht. Eine zusätzliche Leitung (14) zum Vorlauf des Wärmekreislaufs, welche mit einem Ventil (15) verschließbar ist, mündet in einer Bereithaltungsschicht für das Schutzfluid (17).
Der Wärmekreislauf des Solarkollektors kann mit einem Wärmeträgerfluid (z. B.: Öl) betrieben werden, welches leichter ist als das Speicherfluid (z. B.: Wasser), frostsicher, kochsicher und korrosionssicher. Die Bereimalteeinrichtungen (21,19) halten das Wärmeträgerfluid beim Umwälzen im Kreislauf. Die Bereimalteeinrichtung mit Verteilfunktion (19) wird dabei von der Pumpe (9) gefüllt und entleert sich über den Rand des nach unten offenen Behälters, so dass sich ein Fluidvorhang bildet, welcher im Speicher nach oben aufsteigt. Durch den dünnen Vorhang ergeben sich ein guter Wärmetausch und Wärmeübergang an das Speicherfluid. Der Wärmetausch kann auch noch gesteigert werden, indem am unteren Rand der Bereithaltevorrichtung mehrere Vorhänge mit Hilfe von Schlitzen oder viele dünne Strömungen mit Löchern gebildet werden. Die Bereimalteeinrichtung (21) ist aber so ausgeführt, dass sich diese nie vollständig mit dem leichteren Wärmeträgerfluid entleeren kann. Durch die Mündung des Speichervorlaufs im Bereich des Wärmeträgerfluids kann auch kein Speicherfluid in den Wärmeaustauschkreis gelangen, da der Rückfluss auch durch das Rückschlagventil (25) verhindert ist.
Die Bereim tungseinrichtung mit Auffangvorrichtung (19) ist so ausgeführt, dass sie über die Verteileirrrichtung (19) überlappend ist und somit das Wärmeträgerfluid garantiert aufgefangen wird und über die flexible Leitung (18) in den Vorlauf des Wärmeaustauschkreises wieder überführt wird. Die Auffangvorrichtung (19) ist ebenfalls als nach unten offener Behälter ausgeführt.
Beim Fluidwärmetausch im Speicher ergibt sich allerdings das Problem, dass sich durch die freie Strömung der Fluide ineinander Emulsionen bilden können, wodurch langsam das Wärmeträgerfluid aus dem Wärmeaustauschkreis verdrängt wird und Speicherwasser in den Wärmetauschkreis gelangen würde, was die Schutzfunktionen verschlechtern würde. Dies Problem wird dadurch gelöst, dass sich genügend Wärmeträgerfluid in der Bereimalteeinrichtung (19) befindet, so dass sich Ruhezeiten des Wärmeträgerfluids in der Bereimalteeinrichtungergeben und die Emulsionen sich somit zurückbilden können. Weiterhin wird die Dichte des Wärmeträgerfluids mit einem Sensor (20) überwacht. Sollte hierbei festgestellt werden, dass sich zu viel Wasser in der Bereimalteeinrichtung (19) befindet, kann die Steuerung (13) die Bereimalteeinrichtung (19) nach oben in die obere Wärmeträgerfluidschicht (17) positionieren und sich vollständig mit neuem Wärmeträgerfluid befüllen. Dadurch dass die
Wärmeträgerfluidschicht (17) die meiste Zeit ruhend ist, sind hier die Emulsionen zurückgebildet und das Wärmeträgerfluid besitzt seine vollen Schutzeigenschaften.
Außerdem kann dieses Problem auch dadurch gelöst werden, indem die Bereimalteeinrichtung (19) so austariert wird, dass sie sich bei voller Befüllung mit Wärmeträgerfluid in der Schwebe befindet und bei zu viel Wasserinhalt absinkt. Dann wird bei einer bestimmten Position der Bereithalteemrichtung das Ventil (15) durch die nach unten gezogene Leitung geöffnet und laufend Wärmeträgerfluid aus der Wärmeträgerfluidschicht (17) in den Wärmeträgerkreislauf nachgepumpt, so dass das Wasser nach unten aus der Bereimalteeirrrichtung herausgedrängt wird.
Zur Optimierung des Wärmeaustauschs könnte man das Speicherfluid Wasser auch zum Wärmeaustausch verwenden. Beispielsweise bei hohen Temperaturen mit dem Wärmeträgerfluid Öl und bei niedrigeren Temperaturen mit Wasser als Wärmeträgerfluid fahren. Dies würde einerseits Betriebsenergie einsparen, da bei niedrigem Temperaturniveau viel Wärmeträgerfluid umgewälzt werden muss bis eine entsprechende Energiemenge geerntet ist und Wasser eine höhere Speicherdichte hat und gegenüber Öl weniger Fluid umgewälzt werden muss. Bei hohen Temperaturniveaus, wo dieser Nachteil des Öls auf Grund der höheren Energiemenge nicht so gravierend ist, kann der Vorteil des sichereren Betriebs mit Öl als Wärmeträger auf Grund fehlender Gasblasen genutzt werden. Weiterhin können höhere Temperaturen geerntet werden und beispielsweise in einem Feststoffspeicher gespeichert werden, wo keine Kochgefahr besteht. Zur Verwendung von Speicherfluid als Wärmeträgerfluid kann beispielsweise das Wärmeträgerfluid Öl mit Hilfe eines Ventils oben an der Bereitstellungseijnrichtung (19) abgelassen werden. Durch weiteres Umwälzen füllt sich die Bereitstellungseinrichtung (19) und der Wärmeaustauschkreis mit Speicherfluid. In der Bereitstellungseinrichtung (21) wird sich weiterhin Öl befinden. Das schwerere Wasser wird aber nach unten Herauslaufen und sich in Richtung der gleichen Dichte bewegen. Zum Schutz des Wärmetausauschsystems muss die Fluidaustauscheinrichtung die Fluide allerdings wieder austauschen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Ventil (15) durch Absenken der Bereithalteeinrichtung (19) geöffnet wird und mittels der Pumpe oder durch Schwerkraftaustausch des Fluidaustauschsystems das Fluid sicher ausgetauscht wird.
Die Fluidbereithalteeinrichtungen (19,21) können auch im Speicher positionierbar ausgeführt werden. Beispielsweise dadurch, dass diese austariert sind, so dass sie bei Strömungsstillstand mit geringer Geschwindigkeit nach unten im Speicher abtauchen und bei einer Strömung durch die erzeugte Strömung der Umwälzpumpe (9) nach oben positioniert werden. Sollen die
FluidbereitJhalteeiririchtungen (19,21) eine Position halten, können sie arretiert werden, beispielsweise mit Hilfe einer elektromagnetischen Arretierung. Die untere Fluidbereithaltungseinrichtung (21) kann durch die Strömung besonders effektiv positioniert werden, da diese als Prallplatte zur Sfrömungsführung wirkt. Bei der oberen Bereimalteeinrichtung (19) ist der Pralleffekt auf Grund der Verteilfunktion der Bereithalteemrichtung (21) gering. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass die untere Bereithalteeinrichtung (21) die obere Bereithalteeinrichtung (19) durch Kontakt nach oben positioniert und die untere Bereithalteeinrichtung (21) anschließend wieder nach unten in ihre Position durch den Abtrieb bewegt wird. Auch mit einer Prallplatte in der Leitung (18) zur Bereimalteeinrichtung (19) kann dieses Problem gelöst werden. Durch diese Positionierung kann eine beliebige Schicht mit einer beliebigen Schichtdicke zum
Wärmetausch gewählt werden. Dadurch kann das Wärmetauschfluid einerseits mit einer gezielten Temperatur dem Wärmeaustauschsystem zur Verfügung gestellt werden und andererseits der Speicher definiert entladen und beladen wird. Dadurch wird eine unnötige Durchmischung des Speichers vermieden, wodurch gegenüber herkömmlichen Ladeeinrichtungen das Temperaturniveau des Speichers bestmöglichst erhalten und geladen wird. Auch eine By-Pass-Funktion ist möglich, indem die Bereithalteemrichtung (21) in die Bereithalteeinrichtung (19) hineinpositioniert wird, wodurch auch eine geringere Temperatur als im Speicher vorhanden zur Verfügung gestellt werden kann, oder ein höheres Temperaturniveau gewonnen werden kann, als bei einem einmaligen Umlauf des Wärmeträgers möglich wäre. In der Figur 3 wird eine Anwendung des Fluidaustauschs mit einem Hochtemperaturspeicher gezeigt. Erfmdungsgemäß ist der Hochtemperaturspeicher (31) in einen normalen Speicher (36) integriert und die Wärmeerzeugung hier ein Kollektor (4) kann für beide Speicher genutzt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da einerseits die Verluste des Hochtemperaturspeichers durch die geringere Temperaturdifferenz zum Normalspeicher gegenüber einem externen Hochtemperaturspeicher verringert werden und die noch im Hochtemperaturspeicher entstehenden Verluste im Normalspeicher verwertet werden. Außerdem kann durch die gemeinsame Nutzung des Kollektors bei voller solarer Strahlung der Hochtemperaturspeicher geladen werden und bei eingeschränkter solarer Strahlung der Normalspeicher, wodurch die Wirtschaftlichkeit gegenüber von getrennten Systemen gesteigert wird. Vorteilhaft ist hierbei die Verwendung von Öl als Wärmeträgerfluid und Wärmespeicherfluid für die Hochtemperaturfunktion, da Öle wesentlich höhere Siedepunkte haben als beispielsweise Wasser. Für den Normalspeicher besteht die Möglichkeit Wasser oder Öl als Wärmeträger und Wasser als Speicherfluid zu verwenden, sowie das Öl als Schutzfluid zu nutzen, wie in Figur 2 beschrieben. Der Hochtemperaturspeicher (31) ist gegenüber dem Normalspeicher (36) wärmeisoliert. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Behälterwand aus Schaumglas erfolgen, wobei die Oberflächen versiegelt sind, z.B. mit einer Glasschicht oder Metallschicht. Das im Speicher ankommende Fluid wird in der Huidbereithalteeiririchtung (35) zum direkten Wärmetausch verteilt. Kommt Wasser aus dem Wärmeaustauschsystem (4) würde es im Speicherwasser des Normalspeichers je nach Temperaturdifferenz aufsteigen oder absteigen. In den Hochtemperaturspeicher (31) kann auch bei offener Öffnung (32) kein Wasser gelangen, da dieser mit Öl gefüllt ist und dieses leichter als Wasser ist. Wird durch das Wärmeaustauschsystem (4) Öl umgewälzt, wird dieses bei offener Öffnung (32) des Hochtemperaturspeichers (31) auch durch diesen umgewälzt und gibt die Wärme ab oder nimmt sie auf. Bei hohen Temperaturen des Öls würde das heiße Öl das Speicherwasser zum Verdampfen bringen und dadurch die Umwälzung stören. Dies kann vermieden werden, indem die Öffnung (32) etwas tiefer angelegt ist, als die Bereimalteeinrichtung (35), welche genau in die Öffnung (32) passt. Dadurch kann die Bereithalteeinrichtung (35) in die Öffnung (32) hrneinpositioniert werden, wodurch einerseits eine Öffnung zum
Hochtemperaturspeicher (35) bleibt aber die Strömung nur im Öl erfolgt. Durch eine entsprechend dicke Ölschicht nach unten zum Wasser ist eine Isolierung während der Fluidumwälzung gegeben, so dass das Wasser nicht zum Verdampfen kommt. Außerdem kann durch die Positionierung der Bereithaltung (35) die Öffnung (32) verschlossen werden, so dass auch eine Ölumwälzung durch den Normalspeicher (36) erfolgen kann, wodurch der optimierte Wärmeaustausch im Wärmeaustauschsystem (4) ermöglicht wird.
Hierbei wird das Öl über die Fluidleitbleche (33,34) in einen Bereich des Normalspeichers (36) geleitet, dass es durch die Fluidbereimalteeinrichtung mit Auffangfunktion (29) aufgefangen werden kann und dem Wärmeaustauschsystem (4) wieder zugeführt werden kann. Die Bereithalteemrichtung (29) ist als um den Hochtemperaturspeicher umlaufende Rinne ausgeführt hat aber ansonsten die gleiche Funktion wie die Bereithalteeirmchtung (19) in Figur 2. Auch das Ventil (26), die Ölschicht (27), die Leitungen (28,22,23) sowie die Einrichtungen im Wärmeaustauschsystem (4) haben die gleiche Funktion wie in Figur 2.
Die Schichtdicke wäre allerdings nicht völlig frei wählbar, da die Bereithalteeinrichtung (35) nur eingeschränkt positionierbar ist. Dies kann jedoch durch eine zusätzliche Bereithalteeinrichtung in der Form von der Bereimalteeinrichtung (29) erreicht werden, allerdings etwas kleiner ausgeführt. Hierbei sollten aber die Leiteinrichtungen (33,34) die Strömung gebündelt leiten, so dass nur ein geringer Wärmetausch erfolgen kann und erst durch eine Verteilung der Strömung in der zusätzlichen Bereimalteeinrichtung der Wärmetausch erfolgt. In der Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt bei welchem die Heizungsanlage mit einer Fluidbereithaltung und einer Wärmetauschführung ausgerüstet ist. Im Gegensatz zu Figur 1 wird das Schutzfluid dabei ständig zumindest teilweise im Wärmeaustauschsystem (4) gehalten und ist somit auch Wärmeträgerfluid. Hierdurch wird auch die Fluidaustauscheinrichtung eingespart. Allerdings ist dann das Wärmeträgerfluid beispielsweise Öl, welches nicht die hohe Wärmedichte von Wasser besitzt, so dass gegenüber Wasser zum Wärmetausch mehr Öl umgewälzt werden muss, was eine etwas höhere Betriebsenergie bedeutet. Dies kann beispielsweise für Einfachsolarkollektoren oder für Heizungskreisläufe mit geringem Umlauf angewendet werden.
Erreicht wird dies dadurch, dass eine Fluidbereimdteinrichtung (44) in den Speicher eingebaut ist, wobei sich das Entleerungsrohr (46) und das Befüllungsrohr (45) überlappen, so dass sich im Fluidbereithaltungsbehälter (44) immer Schutzfluid befindet und dadurch dass der Vorlauf (16) des Wärmeaustauschsystems ebenfalls in das Schutzfluid (17) eintaucht befindet sich im Wärmeaustauschsystem ebenfalls immer Schutzfluid. Hierdurch wird der Frostschutz, Korrosionsschutz sowie der Kochschutz im Wärmeaustauschsystem (4) erreicht. Der Wärmetausch im Speicher (3) erfolgt durch den direkten Wärmetausch von Fluiden, wobei das Wärmeträgerfluid mittels mäanderformiger Stiömungsfuhrung (39) durch den Speicher geführt wird. Durch diese Wegverlängerung des Wärmeträgerfluids ist ein optimaler Wärmetausch möglich. Die Zuführung der Strömung und die Ableitung der Strömung zur und von der wärmetauschenden Strömungsf hrung (39) wird mit einer gebündelten Strömung (43,37) durchgeführt. Dies wird mittels einer bündelnden Entleerung (46, 38) aus der Fluidbereithaltung (44) und einer Sarrurieleinrichtung an der wärmetauschenden Fluidleiteinrichtung (39) erreicht. Dadurch wird erreicht, dass der Wärmetausch möglichst nur im Bereich der Leiteinrichtung (39) erfolgt.
Mit Hilfe der (42) wird die gebündelte Strömung (43) aufgefangen und beispielsweise in einen dünnen Strömungsvorhang verteilt und auf die Leiteinrichtung übergeleitet. Durch den dünnen Strömungsvorhang (40) und die strukturierte Oberfläche der Leiteinrichtung ergibt sich ein guter Wärmetausch bei geringem Materialeinsatz. Die Leitbleche (42) verhindern das Abfließen der Strömung von der wärmetauschenden Strömungsführung (39).
Durch die Positionierung der wärmetauschenden Strömungsführung (39) im Speicher kann eine beliebige Schicht mit einer beliebigen Schichtdicke zum Wärmetausch gewählt werden. Dadurch kann das Wärmetauschfluid einerseits mit einer gezielten Temperatur dem Wärmeaustauschsystem zur Verfügung gestellt werden und andererseits der Speicher definiert entladen und beladen werden mit den bei Figur 2 beschriebenen Vorteilen. Die Schichtdicke der Strömungsführung kann mit Hilfe einer unteren Arretierung und einer oberen Arretierung gewählt werden, indem diese einmal das obere Ende der Strömungsführung (39) und zu einem andern Zeitpunkt das untere Ende der Strömungsführung (39) positioniert wird. Die Positionierung in eine Schicht erfolgt dann vorteilhafter weise ebenfalls in zwei Schritten, indem ebenfalls die beiden Enden der Strömungsführung (39) nacheinander positioniert werden. Die Austarierung eines solchen dynamischen Systems, wo der Auftrieb oder Abtrieb durch wechselnde Fluidinhalte nicht genau definiert ist, kann Probleme bereiten. Dies wird dadurch gelöst, dass die positionierbare Sfrömv gsführung so austariert ist, dass sie ohne leichteres Fluid nach unten positioniert und mit leichterem Fluid nach oben positioniert, so dass bei freigegebener Arretierung und bei Umwälzungsstillstand die Stiömungsführung nach unten positioniert und bei Umwälzung nach oben.
Mittels der Bereithaltung und des Austausche von Medien können Medien mit mindestens einer unterschiedlichen Eigenschaft, wie Wärmespeicherdichte, Verdampfungstemperatur, Verdunstungseigenschaft, Gefriertemperatur, Sauerstoffaufnahme, Sauerstoffabweisung. Absorptionseigenschaft, Emissionseigenschaft, Dichte, Viskosität, Speicherkapazität,
Wärmeleitfähigkeit, Mischungseigenschaften für die jeweilige Betriebsfunktion genau zugeschnitten werden, wodurch diese optimal betrieben werden kann. Hierdurch kann der Wärmeträger beispielsweise für die optimale Speicherung und/oder Wärmegewinnung sowie für wirtschaftlichen Wärmeaustausch ausgelegt werden, wobei daneben Schutzfunktionen erreicht werden können. Dadurch, dass die Schutzfunktion die Flüssighaltung des Fluids und/oder Korrosionsschutz bewirkt, können regenerative Heizungsanlagen mit höheren Temperaturen betrieben werden, ohne dass dazu Drucksysteme benutzt werden müssen.
Vorteilhaft für eine einfache Ausführung ist das Verfahren, dass als Fluide vorwiegend Wasser (7,36) und/oder Öl (3, 17,27,31,35,44,43,40,37, 19,21,29), wie Paraffinöl, Mineralöl, synthetisches Öl, verwendet werden. Hierdurch wird hohe Speicherdichte durch das Wasser, sowie Frostschutz, Kochschutz und Übertemperaturschutz durch den Wärmeträger Öl erreicht. Bei Verwendung von Paraffinöl wird ein guter Korrosionsschutz gesichert, da Paraffinöl eine inerte Flüssigkeit ist und mit dieser die Bauteile benetzt werden. Nutzbringend ist auch das Verfahren, dass mindestens ein Medium in mindestens einem medienspeichernden Bereich einer Heizungsanlage bereitgehalten wird und/oder ausgetauscht wird, wie mit Abtrennungen, Behältnissen mit Öffnungen mit oder ohne Ventil in medienenthaltenden Behältern. Hierdurch können neben Fluiden auch Gase oder spezielle Fluide für Wärmefunktionen oder Schutzfunktionen bereitgehalten und/oder ausgetauscht werden. Dabei können medienspeichernde Bereiche, wie Inertgasbehälter (1), Fluidwarmespeicher (7,36),
Fluidspeicherwärmetauscher, Heizkessel, Fluidbehälter, Ladeeinrichtung, Bereitstellungseinrichtung, Fluidaustauscheinrichtung, Heizkessel, Fluidaustauschleitungen, Tauschender Bereich, Speicher, Fluidkiesspeicher in ihren Betriebsfunktionen unterstützt werden. Beispielsweise der Gasiransport innerhalb von Öl zur Entlüftung oder zum Wärmetausch ist hierdurch gegeben. Mittels des Verfahrens, dass die Bereithaltung von Medien schwimmend (3,17,27) und/oder tauchend (19,21,29,31,35) in Fluiden (7,36) erfolgt, können einerseits einfache Ausführungen einer solchen Heizungsanlage und andererseits komplexere Funktionalität gewährleistet werden. Dies wird vorteilhafter Weise erreicht, indem die Bereithaltung mindestens einer der nachfolgenden Funktion ausführt: Stiömungsführung (21,19,35,29,38,42,44), Strömungsformung (21,35,44,42,38), Laden (21,35,44), Bereitstellen (19,29,38,62,68), Mediensammlung, Medientrennung. Das Verfahren, wobei das Austauschen von Medien mittels gespeicherten Energien, wie Fluidpegeldifferenzen (7,10;36,10), Druckdifferenzen und/oder erzeugungsfreien Energien, wie Schwerkraft, Schwerkraftdifferenzen, Auftrieb, Abtrieb, erfolgt, gewährleistet das sichere Austauschen von Medien. Außerdem kann die Umwälzung und damit ein Austauschvorgang in einer Richtung in einem Medienaustauschsystem mit einer Pumpe erfolgen, während der Austauschvorgang in eine Schutzfunktion mit den vorgenannten Energien durchgeführt werden kann. Durch das Verfahren, dass das Austauschen von Fluiden durch Aufnahme mindestens eines Fluids in einen Behälter (10) erfolgt, können Heizungssysteme mit einem höherliegenden Fluidpegel den Austausch von Medien durchführen. Der Behälter (10) ist in jeder Höhe unterhalb des Fluidpegels anbringbar und damit jedes fluidpegelbehaftetes Heizungssystem für den Austausch geeignet. Der Behälter (10) kann ein eigener Austauschbehälter oder ein anderer fluidaufhahmefähiger Behälter, wie Fluidspeicher, Speicherwärmetauscher, Inertgasbehälter, Heizkessel, sein. Besonders vorteilhaft ist, dass beim Austauschen von Fluiden mindestens ein weiteres Medium (3, 17,27) nachgezogen wird. Hierdurch können Umlaufsysteme mit höhenunterschiedlichen Schleifen mit Schutefunktionen versehen werden. Hierdurch können beispielsweise Solarkollektoren mit allen möglichen Verschaltungen der Absorber angeschlossen werden. Beim Stand der Technik, wo eine Entleerung von Solarumlaufsystemen erfolgt, können diese nur Umlaufsysteme mit einem Gefalle in zwei Richtungen d.h. ohne Höhenschleifen mit Frostschutz versehen werden. Bei Solarumlaufsystemen mit einer oder zwei Richtung der Steigung im Schutzbereich genügt die Verdrängung des Wärmeträgerfluids durch ein Schutzfluid. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein gegenüber dem Wärmeträgerfluid leichteres oder schwereres Schutzfluid von unten oder von oben zugelassen wird. Dadurch kann bei kostengeprägten Heizungsanlagen der Austauschbehälter (10) entfallen. Dadurch, dass der Austausch von Medien mit einer Austauschströmung erfolgt, welche dem Auftrieb des leichteren Mediums im dichteren Medium entgegenwirkt, wird erreicht, dass das gesamte Medium in einem Umlaufsystem ausgetauscht wird. In Umkeh unkten kann sich das auszutauschend Medium nicht sammeln, da es durch die entsprechend große Strömung mitgerissen wird. Mit dem nutzbringenden Verfahren, dass der Austausch der Fluide beendet wird, wenn ein Schutzfluid einen definierten Punkt (8) im Wärmeaustauschsystem (4) überschreitet, wird gewährleistet, dass das Umlaufsystem sicher mit einem Schutzfluid befüllt ist. Dies kann mittels der Detektion des
Schutzfluids mit einem Dichtesensor und/oder mittels Auffangen einer definierte Menge an Fluid (10) und/oder mittels der Ermittlung einer definierten fehlenden Menge an Fluid in einem Bereich
(3, 17,27) erreicht werden.
Durch den Austausch von Gas wird das Durchschleusen von wärmetragenden Gasmedien erreicht, wodurch ein kosten günstige Wärmefunktionen mit einem Heizungssystem bewerkstelligt werden können.
Mit Hilfe des Verfahrens, dass mindestens eine Leitung eines Wärmeaustauschsystems (4) in ein gelagertes Fluid eingetaucht (2) ist oder eingebracht oder dazugeschaltet (14,26) werden kann, wird der Austausch des Fluids vorbereitet, und das auszutauschende Fluid kann in fluidspeichernden Heizungskomponenten gelagert werden.
Mit Hilfe des Verfahrens, dass der Austausch durch mindestens ein nachgiebiges Element ermöglicht wird, wie Membrane, Gasbereich, kann der Austausch mit geringer Energie und in druckbehafteten oder überdrucklosen oder fluidpegelbehafteten Heizungsanlagen erfolgen. Hierbei gibt dieses Element jeweils beim Austausch nach, so dass der Austauschbehälter (10) befüllt und entleert werden kann. Das nachgiebige Element kann sich dabei im Speicher oder in der Bereimalteeinrichtung befinden. Bei der Verwendung von Paraffinölen als Schutzfluid in frostgefährdeten Bereichen tritt das Problem auf, dass vorwiegend in isolierten Bereichen Kälte eingeleitet wird und diese durch die Isolierung gehalten wird und somit zähflüssiges Öl in diesem Bereich haftet, so dass der Austausch d.h. der Start nach dem Frost nur mit großem Pumpendruck möglich wäre. Bei kleineren isolierten Kältebereichen kann dieses Problem wirtschaftlich durch Einsatz von Verdrängerpumpen gelöst werden, welche einen entsprechenden Druck aufbringen können. Andernfalls ist das Verfahren, dass Warmeaustauschsysteme oder Teile davon Temperatur anhebbar und/oder speicherbar sind, zur Lösung dieses Problems geeignet. Einfache Realisierungsmöglichkeiten dafür sind die solare Erwärmung aus einem Kollektor oder mittels Transparenter Wärmedämmung oder aus einem Wärmespeicher. Die Wärmeübertragung kann dabei mittels Luft und Zwischenräumen in isolierten Kältebereichen erfolgen, wo die Luft in die Zwischenräume eingelassen wird und/oder zirkuliert. Dieses Verfahren kann auch dazu genutzt werden die Temperatur über dem Gefrier oder kritischen Zähflüssigkeitstemperatir unkt zu halten, wenn dies nicht zu Energieaufwendig ist, beispielsweise bei geringem Frost und/oder hoher Isolierung. Mit Hilfe des Verfahrens, dass Aktionen zum sicheren Austausch, wie Herstellung einer Verbindung vom zu schützenden Bereich (4) zum Schutzfluid (17,27), Positionierung von
Bereimalteeinrichtungen, Ventilbetätigungen an Austauschsystemen, mittels der sicheren Energien aus Anspruch 0 hergestellt wird, kann der Austausch bei Schutzfunktionen sicher gewährleistete werden ohne dass Energie im Schutzfall zugeführt werden muss. Beispielsweise mittels Ventilen (15,26) oder positionierbaren Leitungen bewegt durch Auftriebs oder Abtriebskörper (19,29) und/oder bewegt durch die Fluidpegeldifferenz von Speicher oder Speicherwärmetauscher und Fluidaufhahmebehälter (10) und/oder bewegt durch die Druckdifferenz von Speicher oder Speicherwärmetauscher und Fluidaufhahmebehälter kann der Austausch sicher erfolgen. Weitere Sicherheit bringt, dass zum sicheren Austausch die An- und oder Abwesenheit der Fluide in der Heizungsanlage und/oder in Bereichen einer Heizungsanlage überwacht werden. Dies kann mit einem Auftriebssensor (8), Abtriebssensor, Leitfähigkeitssensor, Fluidpegelsensor, Fluidanwesenheitssensor, Dichtesensor, Fluidmengenmessensor erfolgen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass im Schutzfall in einem zu schützenden Bereich das Schutzfluid durchgängig eingebracht ist. Signifikante Sicherheit wird durch das Verfahren erreicht, dass zum sicheren Fluidaustausch mit redundanten Maßnahmen, wie redundante Elemente, Redundante Vorgänge, autarke Zusatzeinrichtungen, der Austausch sicher gewährleistet wird. Redundante Elemente können aus Thermostate , Temperatursensoren, ventilgesteuerte Entleerungsleitungen und/oder Austauschleitungen, Auswerteeinheiten von Sensoren, Fluidanwesenheitssensoren oder Fluidabwesenheitssensoren mit und ohne ventilgesteuerter Entleerungsleitung und/oder
Austauschleitungen, Steuerungen bestehen. Redundante Vorgänge können Wiederholvorgänge, wie Austauschwiederholungen, wiederholte Ansteuerung von redundanten Austauschvorrichtungen, oder Vorgänge zum Beheben von FeUfunktionen, wie Protokollierung von FeUfunktionen, Spülvorgänge, sein. Autarke Zusatzeinrichtungen können beispielsweise mit einem Thermostat und einer Auswerteeinheit realisiert werden, welche einen sicheren Zustand herstellt. Gesteigerte Sicherheit wird auch dadurch erreicht, dass die Ansteuerspannung für sicherheitsrelevante Aktoren, wie Pumpen (9), Austauscheinrichtungen, Ventile (11,12), über eine Kettenverschaltung über mindestens ein redundantes System, wie Steuerung, Thermostat, Auswerteeinheit erfolgt, und die Zustimmung für die Ansteuerspannung von allen Systemen erfolgt, und der Übergang in den Sicheren Zustand der Ansteuerspannung bereits bei der Wegnahme einer Zustimmung eines Systems erfolgt. Hierdurch können bei FeMfunktionen von Steuereinrichtungen ebenfalls sichere Zustände hergestellt werden.
Hoher Wirkungsgrad entsteht durch das Verfahren, dass der direkte Wärmetausch über mindestens eine Strömung (21-19, 35-33-29,40) und/oder über mindestens einen speichernden Bereich (21,19,35,29) der Medien erfolgt. Die Steigerung der Wärmetauschleistung wird erfindungsgemäß dadurch ausgelöst, dass der
Wärmetausch mittels mindestens einer Stiömungsführung (21,35,44,39) und/oder Strömungsformung (21,35,42) durchgeführt und/oder intensiviert wird. Hierdurch kann eine Wegverlängerung und/oder eine größere Wärmetauschoberfläche des Wärmeträgers erreicht werden. Auch eine Durchmischung der Wärmeträger ist hierdurch möglich. Die Stiömungsführung wird vorteilhafter Weise so ausgeführt, dass mindestens eine Strömung der Medien frei in einem Medium (35-29,37,43) und/oder teilweise frei (39), wie an Leitblechen, Leitrinnen, Leitfolien, und/oder eingebettet, wie in biegeschlaffe Verbindungen (60,70), in anderen Medien, geführt wird. Hierdurch wird bei einerseits eine genau definierter Temperaturraum erreicht und andererseits große Wärmetauschflächen bei kleinem Raum erreicht. Mit Hilfe der Führung durch fluidspeichernde Bereiche von freien oder teilweise freien Strömungen werden einerseits konstante Strömungen und Aufteilung der Strömungen erreicht und andererseits kann der speichernde Bereich auch als Speicherwärmetauscher wirken. Dadurch, dass die Strömungsführung (39) und/oder Strömungseinleitung mit der Neigung zur Horizontalen geändert wird, wie eingestellt, geregelt, gesteuert wird, kann eine Verwirbelung erzeugt werden oder es können Sttömungsführungen hinsichtlich ihres zu durchströmenden Raumes geändert werden, wodurch beispielsweise wählbar durchströmte Schichtdicken realisiert werden. Demzufolge, dass die Strömungsführung (39) mäanderförmig und/oder spiralförmig durch den medienspeichernden Bereich erfolgt, können zusammenhängende Strömungsführungen realisiert werden, wobei bei geringem Raum eine große wärmetauschende Fläche erzeugt werden kann. Wärmetauschende Beeinflussungen werden dadurch verwirklicht, dass die Strömungsführung (39) und/oder Strömungseinleitung (21,35,42) strömungsbeeinflussende, wie beschleunigende, verzögernde, verwirbelnde, wegverlängernde, oberflächenvergrößernde Strömungen bewirkt. Dies kann mittels Strukturen an Leitblechen und/oder drehbaren Strömungsfoπneinrichtungen und/oder laminare Strömungen unterstützt werden. Auch mit Rinnen, Wölbungen, Strömungsgeschwindigkeiten beeinflussende Neigungen, Rundungen, Beruhigiingszonen, mengengeregelte Beruhigungszonen kann die Strömung beeinflusst werden, so dass sie laminar geführt und/oder verteilt werden kann.
Vorteilhaftes Laden und oder Bereitstellen von Wärme ermöglicht das Verfahren, dass mindestens eines der nachfolgenden Elemente: Bereithaltung (21,35,44), Sammlung 19,29,32,38), Strömungsformung (21,35,44,42,38), Strömungsformen (37,43,40), Stiömungsfü rrung (21,35,44), Überleitung (33,34,41), Stiömungsumlenkung, biegeschlaffe Führung, Sensoren (20,30), Medientrennung, zu Stiömungsleiteinrichtungen für mindestens eine Wärmeftrnktionen genutzt wird. Dadurch kann das Laden in Temperaturräume erfolgen und Wärme kann temperaturgerecht mit genau definiertem Temperaturniveau ohne Durchmischung eines Mediums bereitgestellt werden. Nutzbringend für einen guten Wärmetausch bzw. für minimalen Wärmetausch je nach Ort der Strömung ist das Verfahren, dass mindestens eine Strömung geformt wird, wie zentrierte (43,37) und/oder verteilte (21,35,40) Strömung. Hierdurch kann eine Strömung mit großer Oberfläche oder mit lriinimierter Oberfläche sowie verwirbelte oder laminare Strömung erzeugt werden. Dadurch können Strömungen zu bzw. von einen Temperaturraum frei mit geringstem Wärmetausch und Strömungen in einem Temperaturraum mit großer Leistung des Wärmetauschs realisiert werden. Für die Variabilität des Wärmetauschs ist das Verfahren sinnvoll mit dem die Strömungsfuhrung und/oder Strömung variabel hinsichtlich der Form und/oder in mehreren Formen erfolgt.
Beispielsweise Strömungen mit zentrierter und geringer Oberfläche (43,37) und/oder flächig (40) und/oder strahlenförmig mit großer Oberfläche und/oder in Form von Blasen oder Tropfen und/oder mit unterschiedlichen Querschnitten. Strömungsvorhängen und/oder Strömungsrinsalen und/oder Strömungsstrahlen und/oder ttopfenformigen und/oder blasenformigen und oder impulsartigen Strömungen und/oder in dispergierten Formen, wie in Sprühform, Regenform, Berieselungsform, und/oder benetzten Formen. Durch Änderung der Formen oder der Anzahl der Formen kann auch eine Anpassung der Wärmetauschleistung erfolgen, beispielsweise zur temperaturgerechten Bereitstellung. Mittels des Verfahrens, dass Mündungen und/oder Stiömvmgsfoπnungseinrichtungen von Medienleitungen drehbar und/oder schwenkbar sind, vorwiegend von der Fluidströmung angetrieben, können Medienvermischung oder das wahlweise Anvisieren von unterschiedlichen Einrichtungen, wie Bereithalteeinrichtungen, Stiömvmgsführungseinrichtungen, Beritstellurigseinrichtungen, Ladeeinrichtungen, mit der Strömung realisiert werden.
Zur Lösung von Emulsionsproblemen ist vorteilhaft, dass eine Emulsionsrückbildung in der Anlage gefördert und/oder eine Emulsionsbildung vermieden wird. Beispielsweise kann dies mittels sammelnder Bereiche (3,17,19,21,27,29,35,42,38) und/oder verengenden Austritten der Fluide (38), wie Trichter, Trichter mit Austritten mit einer geringen Neigung gegenüber der Horizontalen, Rückführungen in den sammelnden Bereich aus dem unteren oder oberen Bereich der Austrittsführung, strömungsberuhigte Bereiche, große Grenzflächen zwischen den Fluiden, Ruhezeiten von Fluiden vor einer erneuten Umwälzung, Rückführungen aus Grenzbereichen, separierende Einrichtungen, wie dichteabhängige schwimmende Scheidewände, laminare Stiömungsführung erfolgen.
Das Verfahren mit dem das Laden und/oder Bereitstellen von Medien mit positionierbaren Stiömungsumlenkungen und/oder mit festen Stiömungsumlenkungen erfolgt, welche durch die Stiömungsführung angeströmt werden, bringt eine einfache und wirtschaftliche Realisierung solcher Funktionen, Hierbei wird beispielsweise eine Strömung mit geringer Oberfläche nach oben auf eine Strömungsumlenkung gerichtet, und diese Strömung in eine horizontale und oberflächenvergrößerte Strömung umgelenkt, wodurch der Wärmetausch ab der Position der Umlenkung beginnt und beispielsweise in einer Bereithdteinrichtung endet.
Hilfreich beim Laden und Bereitstellen ist, dass die Strömung beim Laden und/oder Bereitstellen minimiert wird, wie mittels Strömungsmessung in der Schicht, durch räumliche Ausdehnung der Strömung. Die Messung und/oder räumliche Ausdehnung kann dabei an der Strömungsumlenkung erfolgen. Auch mittels definierter Strömungsgeschwindigkeiten für ausgewählte Schichten mittels der Steuerung der Strömung durch die Umwälzpumpe kann die Strömung minimiert werden. Hierdurch wird auch unerwünschte Durchmischung vermieden. Dadurch, dass zum Laden und/oder Bereitstellen von Medien Bereichen mindestens eine positionierbare Bereith teinrichtung oder Sammeleinrichtung verwendet wird, können diese als Speicherwärmetauscher in Temperaturräumen wirken, wobei auch ein teilweiser direkter Wärmetausch zwischen den Medien an den geöffneten Stellen der Bereithalteeinrichtung durchgeführt wird. Gewinnbringend ist das Verfahren, dass mindestens ein externes und/oder internes Medium, wie Abgas, Luft, Wasser, Abwasser, Öl, in die Heizungsanlage eingebracht und/oder ausgebracht wird. Hierdurch kann Wärme mit direktem Wärmetausch mit externen Elementen ausgetauscht werden, welche nicht direkt der Heizung zugeordnet werden oder welche andere Wärmeträgermedien als die Heizungsanlage nutzen. Beispiele hierfür können Nutzung von Wärme aus Abgas, Nutzung von Abwärme aus Maschinen, Bauteilen sein. Die Auswahl externer Medien und die Ausbringung interner Medien erfolgt aber nach den Bedingungen der Heizungsanlage hinsichtlich Ablagerungen, Korrosionsschutz und Medientrennung.
Vorteilhafte Einbringung und/oder Ausbringung von Medien erfolgt dadurch, dass eingebrachte und/oder ausgebrachte Medien in und/oder aus einer Strömung und/oder einem Speicherbereich eingebracht und/oder ausgebracht werden. Luft wird beispielsweise in Strömungen eingebracht, so dass diese in Fluiddruckbereiche transportiert wird und wärmetauschend wieder aufsteigen kann. Für ein Betriebskostenniedriges Einbringen und Ausbringen wird das Einbringen und/oder Ausbringen von internen und/oder externen Medien in einem Bereich der Heizungsanlage und/oder der externen Anlage erfolgen, wo ähnliche Druckverhältnisse herrschen. Bei Luft ist dies bei einer Strömung in überdrucklosen Heizungssystemen, wo ungefähr Atmosphärendruck herrscht. Fluide aus unterschiedlichen Fluiddrucksäulen werden an Stellen mit gleichen Fluiddrucksäulen ausgetauscht und Dichteunterschiede zum Austausch im Fluidbereich genutzt.
Vorgenanntes Verfahren findet auch Anwendung dadurch, dass das Austauschen und/oder Umwälzen von Medien innerhalb der Heizungsanlage bei unterschiedlichen Druckverhältnissen und/oder Fluidpegeln in Bereiche erfolgt wo ähnliche Druckverhältnisse herrschen, wobei gegebenenfalls die Medien weitergeleitet werden. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Medien in Speichern mit unterschiedlichen Fluidpegeln betriebskostenniedrig ausgetauscht werden, da Druckunterschiede von Pumpen nicht überwunden werden müssen und der Wärmeaustausch mit Bereitstellungs- und/oder Ladeeinrichtungen erfolgen kann. Weiterführend ist auch das Verfahren, dass mittels mindestens eines Mediums Hochtemperaturfunktionen der Wärmefύnktionen erfolgt, so dass beispielsweise mittels Wärmeträgern aus Paraffinöl Temperaturen geerntet und gespeichert werden, welche über denen der Siedetemperatur von Wasser liegt ohne dass eine Druckerhöhung erfolgen muss. Somit können höhere Temperaturen überdrucklos in Heizungssystemen ausgetauscht und gespeichert werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit steigt. Vorteilhaft ist dann auch, dass die Betriebsmittel der Heizungsanlage (Fig.3), wie Kollektoren, Heizkessel, Warmeaustauschsysteme, Regeleinrichtungen, Schutzeinrichtungen, für Norm temperatiirfunktionen und für Hochtemperaturfunktionen genutzt werden. Auch dadurch wird die Speicherung und Nutzung von höheren Temperaturen erleichtert. Verluste von Hochtemperaturspeicherung können mittels des Verfahrens genutzt werden, dass der Hochtemperaturspeicher (Fig. 3) oder -Speicherwärmetauscher in einen Normaltemperaturspeicher oder -Speicherwärmetauscher integriert ist, vorwiegend wärmeisoliert. Die Verluste werden dann von der Normaltemperaturspeicherung aufgenommen.
Dienlich ist, dass das Wärmeträgermedium zum Austausch und/oder zur Hochtemperaturspeicherung ein Wärmeträgeröl und/oder Feststoff ist, wie Altmetalle, Beton, Steinsandgemisch. Beispielsweise ist die Auslegung einer Hochtemperaturspeicherung derart sinnvoll, dass das Wärmeträgeröl den Durchschnittsertrag eines Tages aufnehmen kann und dieser Ertrag an einen Feststoffspeicher abgegeben wird, wobei die Speichergröße durch den Feststoffspeicher vorgegeben wird. Die Hochtemperaturfunktionen können zur regenerativen Wärmenutzung, wie Erhöhung der Speicherkapazität und/oder zum Kochen und/oder Backen und/oder für Prozesse, wie Schmelzen, Verschweißen, Verdampfen, Sterilisieren, und/oder für Kühl- und/oder AbküMfunktionen, wie von Maschinen, Motoren, Kollektoren, Brennstoffzellen, Abgasen, Prozessen und/oder für Schnel eizfunktionen, wie für wärmeabgesenkte Räume, kurzeitig genutzte Räume, zeitweilig oder teilweise geöffnete Räume, und oder zur Wärmebestrahlung genutzt werden.
Heizungsanlagen mit Vorrichtungen, wie Fluidaustauschvorrichtung, Fluidbereith teeinrichtung, Einrichtung zum direkten Wärmetausch zwischen Medien, Einrichtung zum Einleiten und/oder Ausleiten von Medien, Trermeinrichtung, wie Emulsionsrückbildeeinrichtung, Emulsionsvermeideeinrichtung, können die Wärme- und Schutzfimktionen gegenüber dem Stand der Technik kostengünstiger ausführen. Hierbei können Bereitstellungseinrichtungen, Wärmetauscher, Betriebsmittel für Warmeaustauschsysteme eingespart werden und Wärmequellen einfach zur Speicherung der Wärme genutzt werden.
Eine Heizungsanlage bei der eine Fluidaustauscheinrichtung aus einem Fluidaufhahmebehälter (10) und der Pumpe (9) des Wärmeaustauschsystems besteht, kann den Fluidaustausch durchführen auch wenn der Fluidpegel oder Speicherbereich der Heizungsanlage über den zu schützenden Bereichen liegt. Außerdem kann hierdurch die Schwerkraft zum Fluidaustausch genutzt werden. Mit Hilfe der Trennung des Fluidaufnahmebehälters (10) und des Wärmeaustauschsystems und/oder des Speichers durch jeweils mindestens ein Ventil (11,12,25) ist die Steuerung des Austauschvorgangs und des Fluidhaltevorgangs möglich.
Nutzbringend ist, wenn der Fluidaufhahmebehälter (10) ein eigener Behälter und/oder ein fluidspeichernder Bereich der Heizungsanlage ist, wie Fluidwärmespeicher, Heizkessel, aber auch Fluidspeicherwärmetauscher, einem Wärmetauscher beigeschalteter Behälter, Inertgasbehälter. Hierdurch kann der Fluidaufhahmebehälter zur Wärmespeicherung genutzt werden oder Funktionsbehälter können in zweifacher Form genutzt werden.
Wirtschaftlich und materialproduktiv ist, dass ein oder mehrere Warmeaustauschsysteme von einer Fluidaustauscheinrichtung bedient werden. Dies gilt auch dadurch, dass die Medienbereithalteeinrichtung mit Abtrennungen, wie Bleche,
Behältnissen, erfolgt. Kostengünstige Beispiele für Abtrennungen können auch Folien , Schüsseln, Mulden, Rinnen, Säcke, Behälter sein.
Dadurch, dass bei Bereith teiLnrichtungen eine überlappend über mindestens eine andere und/oder über mindestens eine Strömung ist, so dass Überläufe der Medien und/oder Zuläufe sicher aufgefangen werden und/oder die Bereithalteeinrichtungen ineinander positionierbar sind, ist die Bereithalteeinrichtung ständig funktionsfähig und zur Herstellung von By-Pässen geeignet. Besonders vorteilhaft für die Funktion der Bereithaltung ist, dass eine Bereithalteinrichtungen (21,35,29,44,42,38) mindestens eine der nachfolgenden Einrichtungen besitzt: Überlauf (46), Ventil, Auffangbereich (19,29), Öffnung, Speicherbereich (21,35), biegeschlaffe Strömungsleitung, integrierte Sttömungsfuhrung, Verbindung zum Wärmeaustauschsystem (2,22,67), Sensor (20,30),
Führung (64), Kopplung, Fluidaustauschbereich, Gasentfernung, Strömungsformung (21,35,44,42,38), Strömungsformungsspeicherbereich. Deswegen können Bereithalteeinrichtungen gut wärmetauschend oder wärmetauschintensivierend ausgelegt werden. Weiterhin kann die Emulsionsbildung vermieden oder gefördert oder rückgebildet werden. Auch das wahlfreie Laden von Temperaturräumen und temperaturgerechte Bereitstellen von Medien mit der Bereithdteeinrichtung kann dadurch realisiert werden
Bezugszeichenliste
1 Inertgasbehälter
2 Rücklaufrnündung
3 Paraffinölschicht 4 Wärmeaustauschsystem mit Solarkollektor
5 Scmchtungseinrichtung
6 Frostschutztemperatursensor
7 Speicher
8 Fluidunterscheidungssensor 9 Umwälzpumpe
10 Fluidaufhahmebehälter
11 Austauschventil
12 Austauschabsperrventil
13 Steuereinrichtung 14 Mündung für sicheren Austausch
15 Verschlussklappe
16 Leitung zur Fluidhalte-, Lade- und BereitsteUungseinrichtung
17 Schutz- und Wärmeträgerfluidschicht
18 Flexible Leitung zur Fluidhalte-, Lade- und Bereitstellungseinrichtung 19 Fluidbereith teeiririchtung mit Auffangfunktion
20 Fluidunterscheidungssensor
21 Fl dbereithalteeinrichtung mit Verteilfunktion
22 Mündung für sicheren Austausch
23 Leitung zur Fluidhalte-, Lade- und Bereitstellvmgseinrichtung 24 Leitung mit Syphon für Hochtemperaturspeicher
25 Rückschlagventil
26 Verschlussklappe
27 Schutz- und Wärmeträgerfluidschicht
28 Flexible Leitung zur F dbereithalteeinrichtung 29 Fluidbereithalteeinrichtung mit Auffangfunktion Fluidunterscheidungssensor Hochtemperaturspeicher mit Hochtemperaturfluid Verschlussform Fluidleitblech Fluidleitblech Fluidbereithalteeinrichtung mit Verteilfunktion und Verschlussfunktion Speicher mit Speicherfluid Gebündelte Strömung Strömungsauffangvorrichtung und Bündelung Sfrömungsführung mit Stiulrturierung Großflächige wärmetauschende Strömung Leitblech Stiömungsauffangvorrichtung und Verteilung Gebündelte Strömung Fluidbereithaltung mit Strömungsbündelung Befüllungsrohr für Fluidbereithaltung Entleerungsrohr für Fluidbereithaltung Nachgiebiges Element

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben von solaren und/oder stoffbetriebenen und/oder wärmeabsorbierenden und/oder wärmespeichernden Heizungsanlagen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fluid für mindestens eine Betriebsfunktion, wie Schuteftrnktion, Wärmefunktion, ausgetauscht und/oder bereitgehalten wird, wobei ein direkter
Wärmetausch zwischen Medien (Fig.2-4), wie Fluiden, Gas und Fluid, Emulsion und Fluid, erfolgen kann und bei der Bereithaltung ohne Fluidaustausch erfolgt.
2. Verfahrennach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schutzfunktion die Flüssighaltung des Fluids und/oder Korrosionsschutz bewirkt.
3. Verfahrennach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Fluide vorwiegend Wasser (7,36,) und/oder Öl (3,17,27,31,35,44,43,40,37,19,21,29), wie Paraffinöl, synthetisches Öl, verwendet werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis3dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Medium in mindestens einem medienspeichernden Bereich einer Heizungsanlage bereitgehalten wird und/oder ausgetauscht wird, wie mit Abtrennungen, Behältnissen mit Öffnungen mit oder ohne Ventil in medienenthaltenden Behältern.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis4dadurch gekennzeichnet, dass die Bereithaltung von Medien schwimmend (3, 17,27) und/oder tauchend (19,21,29,31,35) in Fluiden (7,36) erfolgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis5dadurch gekennzeichnet, dass die Bereithaltung mindestens einer der nachfolgenden Funktion ausführt: Sfrömimgsführung (21,19,35,29,38,42,44), Strömungsformung (21,35,44,42,38), Laden (21,35,44), Bereitstellen (19,29,38), Mediensammlung, Medientrennung.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisόdadurch gekennzeichnet, dass das Austauschen von Medien mittels gespeicherten Energien, wie Fluidpegeldifferenzen (7,10;36), Druckdifferenzen und/oder erzeugungsfreien Energien, wie Schwerkraft, Auftrieb, Abtrieb, erfolgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis7dadurch gekennzeichnet, dass das Austauschen von Fluiden durch Aufnahme mindestens eines Fluids in einen Behälter ( 10) erfolgt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisδdadurch gekennzeichnet, dass beim Austauschen von Fluiden mindestens ein weiteres Medium (3,17,27) nachgezogen und/oder verdrängt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis9dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch von Medien mit einer Austauschströmung erfolgt, welche dem Auftrieb des leichteren Mediums im dichteren Medium entgegenwirkt.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche IbislOdadurch gekennzeichnet, dass der Austausch der Fluide beendet wird, wenn ein Schutzfluid einen definierten Punkt (8) im Wärmeaustauschsystem (4) überschreitet, wie mittels der Detektion des Schutzfluids mit einem Dichtesensor und/oder mittels Auffangen einer definierte Menge an Fluid.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbislldadurch gekennzeichnet, dass durch Austausch mindestens eines Fluids auch Gas ausgetauscht werden kann.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl2dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Leitung eines Wärmeaustauschsystems (4) in ein gelagertes Fluid eingetaucht (2) ist oder eingebracht oder dazugeschaltet (14,26) werden kann.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl3dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch durch mindestens ein nachgiebiges Element ermöglicht wird, wie Membrane, Gasbereich.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche IbisHdadurch gekennzeichnet, dass Warmeaustauschsysteme oder Teile davon Temperatur anhebbar und/oder speicherbar sind, so dass kritische Temperaturen vermieden werden.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl5dadurch gekennzeichnet, dass Aktionen zum sicheren Austausch, wie Herstellung einer Verbindung vom zu schützenden Bereich (4) zum Schutzfluid (17,27), Positionierung von Bereithalteeinrichrungen, Ventilbetätigungen an Wärmeaustauschsystemen, mittels der sicheren Energien aus Anspruch 7 hergestellt wird.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbislόdadurch gekennzeichnet, dass zum sicheren Austausch die An- und oder Abwesenheit der Fluide in der Heizungsanlage und/oder in Bereichen einer Heizungsanlage überwacht wird.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17dadurch gekennzeichnet, dass zum sicheren Fluidaustausch mit redundanten Maßnahmen, wie redundante Elemente, Redundante Vorgänge, autarke Zusatzeinrichtungen, der Austausch sicher gewährleistet wird.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbislδdadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerspannung für sicherheitsrelevante Aktoren, wie Pumpen (9), Austauschemrichtungen, Ventile (11,12), über eine Kettenverschaltung über mindestens ein redundantes System, wie Steuerung, Thermostat, erfolgt, und die Zustimmung für die Ansteuerspannung von allen Systemen erfolgt, und der Übergang in den Sicheren Zustand der Ansteuerspannung bereits bei der Wegnahme einer Zustimmung eines der Systeme erfolgt.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl9dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetausch über mindestens eine Strömung (21-19, 35-33-29,40) und/oder über mindestens einen speichernden Bereich (21, 19,35,29) der Medien erfolgt.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Wärmetausch mittels mindestens einer Sttömungsführung (21,35,44,39) und/oder Strömungsformung (21,35,42) durchgeführt und/oder intensiviert wird.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis21dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Strömung der Medien frei in einem Medium (35-
29,37,43) und/oder teilweise frei (39), wie an Leitblechen, Leitrinnen, Leitfolien, und/oder eingebettet, wie in biegeschlaffe Verbindungen (60,70), in anderen Medien geführt wird.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 d a d u r c h gekennzeichnet, dass freie oder teilweise freie Strömungen durch fluidspeichernde Bereiche geführt werden.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Strömungsfuhrung (39) und/oder Strömungseinleitung mit der Neigung zur Horizontalen geändert wird, wie eingestellt, geregelt, gesteuert wird.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Sttömungsführung (39) mäanderförmig und/oder spiralförmig durch den medienspeichernden Bereich erfolgt.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis25dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsfuhrung (39) und/oder Strömungseinleitung (21,35,42) sttömungsbeeiriflussende, wie verwirbelnde, wegverlängernde, oberflächenvergrößernde, Strömungen bewirkt.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26 d a d u r c h gekennzeichnet, dass mindestens eines der nachfolgenden Elemente: Bereithaltung (21,35,44), Sammlung 19,29,32,38), Strömungsformung (21,35,44,42,38), Strömungsformen (37,43,40), Sttömungsführung (21,35,44,39), Überleitung (33,34,41), Strömungsumlenkung, biegeschlaffe Führung, Sensoren (20,30), Medientrennung, zu Sttömungsleiteinrichtungen für mindestens eine Wärmefunktionen genutzt wird.
28. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27 d a d u r c h gekennzeichnet, dass mindestens eine Strömung geformt wird, wie zentrierte (43,37) und/oder verteilte (21,35,40) Strömung.
29. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis28dadurch gekennzeichnet, dass die Sttömungsführung und/oder Strömung variabel hinsichtlich der Form und/oder in mehreren Formen erfolgt, wie mit ausdehnungsvariablen und/oder anzahlvariablen Strömungsvorhängen, dispergierten Formen.
30. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29 d a d u r c h gekennzeichnet, dass Mündungen und/oder Sfrömungsformungseinrichtungen von Medienleitungen drehbar und/oder schwenkbar sind, vorwiegend von der Fluidsttömung angetrieben.
31. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis30dadurch gekennzeichnet, dass eine Emulsionsrückbildung in der Anlage gefördert und/oder eine Emulsionsbildung vermieden wird, wie mittels sammelnder Bereiche (3,17,19,21,27,29,35,42,38), Ruhezeiten von Fluiden vor einer erneuten Umwälzung, separierende Einrichtungen.
32. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, dass das Laden und/oder Bereitstellen von Medien mit positionierbaren Strömungsumlenkungen und/oder mit festen Sttömungsuirüenkungen erfolgt, welche durch die Sttömungsführung angeströmt werden.
33. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis32dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung beim Laden und/oder Bereitstellen mmimiert wird, wie mittels Strömungsmessung im Temperaturraum, durch räumliche Ausdehnung der Strömung.
34. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis33dadurch gekennzeichnet, dass zur temperaturgerechten Bereitstellung von Medien und/oder zum Laden von medienspeichernden Bereichen mindestens eine positionierbare Bereithalteinrichtung oder Sarnmeleinrichtung verwendet wird.
35. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis34dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein externes und/oder internes Medium, wie Abgas, Luft Wasser, Öl, in die Heizungsanlage eingebracht und/oder ausgebracht wird.
36. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis 5dadurch gekennzeichnet, dass eingebrachte und/oder ausgebrachte Medien in und/oder aus einer Strömung und/oder einem Speicherbereich eingebracht und/oder ausgebracht werden.
37. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis36dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen und/oder Ausbringen von internen und/oder externen Medien in einem Bereich der Heizungsanlage und/oder der externen Anlage erfolgt, wo ähnliche Druckverhältnisse herrschen.
38. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis37dadurch gekennzeichnet, dass das Austauschen und/oder Umwälzen von Medien innerhalb der Heizungsanlage bei unterschiedlichen Druckverhältnissen und/oder Fluidpegeln in Bereiche erfolgt wo ähnliche Druckverhältnisse herrschen, wobei gegebenenfalls die Medien weitergeleitet werden.
39. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 38 d a d u rc h gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines Mediums Hochtemperarurfu ktionen der Wärmefunktionen erfolgt.
40. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 39 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Betriebsmittel der Heizungsanlage (Fig.3), wie Kollektoren, Warmeaustauschsysteme, Schutzeinrichtungen, für Normaltemperaturfunktionen und für Hochtemperaturfunktionen genutzt werden
41. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 40 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Hochtemperaturspeicher (Fig.3) oder -Speicherwärmetauscher in einen Normaltemperaturspeicher oder -Speicherwärmetauscher integriert ist, vorwiegend wäπneisoliert.
42. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 41 dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmettägermedium zum Austausch und/oder zur Hochtemperaturspeicherung ein Wärmeträgeröl und/oder Feststoff ist, wie Altmetalle, Beton, Steinsandgemisch.
43. Solare und/oder stoffbetriebene und/oder wärmeabsorbierende und/oder wärmespeichernde Heizungsanlage, vorwiegend zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizungsanlage mindestens eine der nachfolgenden Einrichtungen besitzt: Fluidaustauschvorrichtung, Fluidbereithalteeinrichtung, Einrichtung zum direkten Warmetausch zwischen Medien, Einrichtung zum Einleiten und/oder Ausleiten von Medien, Trenneinrichtung, wie Emulsionsrückbildeeinrichtung, Emulsionsvermeideeinrichtung.
44. Heizungsanlage nach Anspruch 43 d a d u r c h gek ennzei chn et , dass die Fluidaustauscheinrichtung aus einem Fluidaufhahmebehälter (10) und der Pumpe (9) des Wärmeaustauschsy stems besteht.
45. Heizungsanlage nach Anspruch 43 oder 44 dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidaufhahmebehälter (10) und das Wärmeaustauschsystem und/oder der Speicher durch jeweils mindestens ein Ventil (11,12,25) trennbar ist.
46. Heizungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 43 bis 45 d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Fluidaufhahmebehälter ( 10) ein eigener Behälter und/oder ein fluidspeichernder Bereich der Heizungsanlage ist, wie Fluidwärmespeicher, Heizkessel.
47. Heizungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 43 bis 46 d a d u r c h gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Warmeaustauschsysteme von einer Fluidaustauscheinrichtung bedient werden.
48. Heizungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 43 bis 47 d a d u r c h gekennzeichnet, dass das die Medienbereithalteeinrichtung mit Abtrennungen, wie Bleche, Behältnisse, erfolgt.
49. Heizungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 43 bis 48 d a d u r c h gekennzeichnet, dass bei Bereithalteinrichtungen eine überlappend über mindestens eine andere und/oder über mindestens eine Strömung ist, so dass Überläufe der Medien und/oder Zuläufe sicher aufgefangen werden und/oder die Bereithalteeinrichtungen ineinander positionierbar sind.
50. Heizungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 43 bis 49 d a d u r c h gekennzeichnet, dass eine Bereithalteinrichtungen (21,35,29,44,42,38) mindestens eine der nachfolgenden Einrichtungen besitzt: Überlauf (46), Ventil, Auffangbereich (19,29), Öffnung, Speicherbereich (21,35), biegeschlaffe Strömungsleitung, integrierte Sttömungsführung, Verbindung zum Wärmeaustauschsystem (2,22,67), Sensor (20,30), Führung (64), Kopplung, Fluidaustauschbereich, Gasentfernung, Strömungsformung (21,35,44,42,38), Strömungsformungsspeicherbereich.
51. Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 43 bis 49, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung bei Einrichtungen für eine kontrollierte Lüftung und/oder für regenerative Wärmenut- zung.
52. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass es für eine kontrollierte Lüftung und/oder für regenerative Wärmenutzung verwendet wird.
EP03780050A 2002-11-30 2003-11-25 Verfahren zum betreiben von heizungsanlagen, heizungsanlage vorwiegend zu dessen durchf hrung und verwendung Withdrawn EP1567817A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10257309 2002-11-30
DE10257309A DE10257309A1 (de) 2002-11-30 2002-11-30 Verfahren und Einrichtungen zum Frostschutz in Heizungsanlagen
PCT/EP2003/013236 WO2004051169A1 (de) 2002-11-30 2003-11-25 Verfahren zum betreiben von heizungsanlagen, heizungsanlage vorwiegend zu dessen durchführung und verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1567817A1 true EP1567817A1 (de) 2005-08-31

Family

ID=32309042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03780050A Withdrawn EP1567817A1 (de) 2002-11-30 2003-11-25 Verfahren zum betreiben von heizungsanlagen, heizungsanlage vorwiegend zu dessen durchf hrung und verwendung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20050258261A1 (de)
EP (1) EP1567817A1 (de)
DE (1) DE10257309A1 (de)
WO (1) WO2004051169A1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7971587B2 (en) * 2007-10-31 2011-07-05 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for solar thermal energy collection
US20090139515A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 Gee Randy C Solar thermal energy collector
US7848853B2 (en) * 2008-05-13 2010-12-07 Solarlogic, Llc System and method for controlling hydronic systems having multiple sources and multiple loads
US8041462B2 (en) 2008-05-13 2011-10-18 Solarlogic, Llc System and method for controlling hydronic systems having multiple sources and multiple loads
DE102009017403B4 (de) * 2008-09-10 2017-03-23 Sortech Ag Verfahren zum Betreiben eines Wärmeträger-Kreislaufs
DE102008056509B4 (de) * 2008-11-08 2012-11-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Solaranlage
KR101326081B1 (ko) * 2013-07-29 2013-11-07 김수정 선박 항해용 해빙 장치
WO2015027988A2 (de) * 2013-08-30 2015-03-05 Novatec Solar Gmbh Drainagesystem für ein solarthermisches kollektorfeld
EP3315586A1 (de) * 2016-10-27 2018-05-02 Total Marketing Services Verwendung von biologisch abbaubaren kohlenwasserstoffflüssigkeiten als wärmeübertragungsmedien
US11863121B2 (en) * 2021-01-07 2024-01-02 Kukdong Energy Corp Complex energy generation device using sunlight and solar heat

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3406244A (en) * 1966-06-07 1968-10-15 Ibm Multi-liquid heat transfer
US3626080A (en) * 1969-12-10 1971-12-07 Allis Chalmers Mfg Co Means for circulating liquid coolants
US3749082A (en) * 1972-02-24 1973-07-31 Cmi Corp Expansion system for asphalt plant oil heater
US3925149A (en) * 1972-11-14 1975-12-09 Austral Erwin Engineering Co Heat exchangers & evaporators
US3894833A (en) * 1973-04-18 1975-07-15 Envirotech Corp Waste grease-burning system and apparatus
US4050445A (en) * 1976-07-23 1977-09-27 Atlantic Fluidics, Inc. Solar energy collection system
US4239638A (en) * 1977-11-22 1980-12-16 Uniroyal, Inc. Use of synthetic hydrocarbon oils as heat transfer fluids
US4299199A (en) * 1978-03-29 1981-11-10 Process Engineering Incorporated Methods of and apparatus for heating fluid materials
US4366807A (en) * 1979-02-07 1983-01-04 Sunworks, Inc. Natural circulation solar heat collection and storage system
US4232656A (en) * 1979-03-12 1980-11-11 Arthur D. Little, Inc. Integral storage collector solar heating system
US4289113A (en) * 1979-07-27 1981-09-15 Whittemore Peter G Evacuated flat-plate solar collectors
AR230106A1 (es) * 1979-08-28 1984-02-29 Tacchi Victorio Disposicion para el calentamiento de agua por energia solar para la transferencia del agua asi calentada a un nivel inferior
US4355652A (en) * 1980-07-21 1982-10-26 Perkins Lawrence B Purging device
US4995452A (en) * 1981-09-18 1991-02-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Filter-conditioner for motor cooling liquid
US4388916A (en) * 1981-10-01 1983-06-21 Murdock Albert L Steam generation apparatus
FR2518247B1 (fr) * 1981-12-16 1985-10-11 Huin Guy Systeme de mise hors gel des echangeurs exterieurs tel que de capteurs solaires ou de pompes de chaleur
CA1212284A (en) * 1982-08-23 1986-10-07 Mitsuyoshi Miura Heat-generating device
US4649900A (en) * 1984-02-08 1987-03-17 Trihey John M Solar tracking system
US5225166A (en) * 1986-07-08 1993-07-06 Lumenyte International Corporation Method, apparatus and composition of matter for a high temperature plastic light conduit
US4722305A (en) * 1987-03-30 1988-02-02 Shell Oil Company Apparatus and method for oxidation and corrosion prevention in a vehicular coolant system
WO1988008943A1 (en) * 1987-05-05 1988-11-17 A. Schwarz + Co. Device for expansion transfer in liquid cycle systems, in particular of heating and cooling installations
US5947111A (en) * 1998-04-30 1999-09-07 Hudson Products Corporation Apparatus for the controlled heating of process fluids
DE19953493C2 (de) * 1999-11-06 2003-12-18 Ht Helio Tech Gmbh Solaranlage
JP3781046B2 (ja) * 2004-07-01 2006-05-31 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
US7398779B2 (en) * 2005-03-31 2008-07-15 Fafco, Incorporated Thermosiphoning system with side mounted storage tanks

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004051169A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20050258261A1 (en) 2005-11-24
WO2004051169A1 (de) 2004-06-17
DE10257309A1 (de) 2004-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0006211B1 (de) Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie
DE2035089A1 (de) Sicherheitssystem für den Fall des Ein schmelzens des Kerns eines Kernreaktors
CH639477A5 (de) Verfahren zum waermeaustausch in einem latentwaermespeicher sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens.
DE3633465A1 (de) Adsorptionskaeltemaschine
EP1936297B1 (de) Einsatz für einen Warmwasser-Schichtspeicher
EP0574954A2 (de) Solarer Warmwasserbereiter mit integriertem Speicher
EP1567817A1 (de) Verfahren zum betreiben von heizungsanlagen, heizungsanlage vorwiegend zu dessen durchf hrung und verwendung
DE19654037C1 (de) Anlage zur Gewinnung von Wärme aus Solarenergie
DE102010006882A1 (de) Überschusswärmespeicher
EP2998666A1 (de) Adsorptive wärmetransformationsanordnung
DE2651722A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur speisung einer anlage zur erzeugung und verteilung von einem dampf, der zur bildung einer ergaenzenden fluessigkeit kondensiert werden kann
DE4208958A1 (de) Waermespeicher als pufferspeicher fuer eine raumheizung
DE2800173A1 (de) Anlage zur verwertung von sonnenenergie fuer die erwaermung von wasser
EP1795818B1 (de) Verfahren zur Warmwasserbereitung mit einem Wärmeerzeuger und einem Schichtenspeicher
DE2804748B1 (de) Waerme-isolierter Behaelter fuer warmes Wasser o.a. Fluessigkeiten
AT508738B1 (de) Mehrzonen-schichtladespeicher
DE19846364A1 (de) Wärmeschichtspeicher und Verfahren zum Betreiben des Speichers
DE2907657A1 (de) Solaranlage fuer die direkte brauchwassererwaermung
DE3405800C2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Generator-Absorptionswärmepumpen-Heizanlage für die Raumheizung und/oder Warmwasserbereitung und Generator-Absorptionswärmepumpen-Heizanlage
DE102012105000B4 (de) Solaranlage und Verfahren zum Betreiben einer Solaranlage
DE10049278A1 (de) Schichtspeicher zur Speicherung von Wärmeenergie
DE3314491A1 (de) Waermespeicher aus einem behaelter mit einer waermespeichernden fluessigkeit
AT414272B (de) Schichtenspeicher
DE19850289C2 (de) Heizvorrichtung
WO2002012814A1 (de) Latentwärmespeicher

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20050604

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20060209

PUAJ Public notification under rule 129 epc

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009425

32PN Public notification

Free format text: FESTSTELLUNG EINES RECHTSVERLUSTS NACH REGEL 112 (1) EPUE

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: GAST, KARL HEINZ

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: GAST, KARL HEINZ

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20080529