EP2090836A2 - Schichtladespeichersystem und Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems - Google Patents

Schichtladespeichersystem und Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems Download PDF

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EP2090836A2
EP2090836A2 EP09001438A EP09001438A EP2090836A2 EP 2090836 A2 EP2090836 A2 EP 2090836A2 EP 09001438 A EP09001438 A EP 09001438A EP 09001438 A EP09001438 A EP 09001438A EP 2090836 A2 EP2090836 A2 EP 2090836A2
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EP
European Patent Office
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hot water
storage
water supply
volume
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09001438A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2090836A3 (de
Inventor
Ulrich Kröll
Jürgen Waidner
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2090836A2 publication Critical patent/EP2090836A2/de
Publication of EP2090836A3 publication Critical patent/EP2090836A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2240/00—Characterizing positions, e.g. of sensors, inlets, outlets
    • F24D2240/26—Vertically distributed at fixed positions, e.g. multiple sensors distributed over the height of a tank, or a vertical inlet distribution pipe having a plurality of orifices

Definitions

  • the invention relates to a stratified charge storage system for heating, storage and provision of a storage medium, as it applies in particular for the domestic hot water supply, and a method for its operation.
  • Generic stratified charge storage systems comprise a storage container containing the storage medium with connections to a cold water supply line and a cold water discharge line in the lower tank area, and with connections to a hot water supply line and a hot water outlet pipe in the upper tank area.
  • layer charge storage systems include a storage medium heating storage charging circuit having a heat exchanger with primary-side connection to a heat generator and secondary connections to the cold water outlet pipe and the hot water supply line, and a circulation pump for circulating the storage medium through the heat exchanger.
  • Known stratified storage as for drinking water, for example, from the DE 83 10 135 U1 emerge, have a filled with drinking water storage tank, where due to the different density, a stratification between the located in the upper tank area warm water and the cold water located in the lower tank area.
  • a storage charging circuit is provided with a circulating pump, which promotes the cooler water from the lower tank area via a cold water outlet pipe to a heat exchanger or heat generator.
  • the water is heated to a predetermined constant setpoint temperature, which is (approximately) equal to the hot water outlet setpoint temperature of the stratified charge storage.
  • the warm water is returned to the upper tank area via a hot water supply line.
  • the hot storage water in the upper tank area is removed via the hot water outlet pipe leading to the connected taps and replaced by the lower tank area via a cold water supply pipe newly supplied cold water.
  • the various supply lines and discharge lines can be assigned to each, individual container connections lead into the storage container, or they can be summarized in pairs in the upper and lower container area to a port.
  • the heat exchanger for heating the storage water is heated on the primary side usually by a heating fluid, which in turn was heated in an oil or gas-fired water heater or in the condenser of a heat pump.
  • a stratified charge storage arrangement with a storage container and a charging circuit is proposed.
  • the storage tank is connected with a cold water outlet and a hot water inlet to a heat exchanger.
  • a circulating pump is arranged, which promotes a water circulation amount for charging the storage container.
  • a water flow regulator is further arranged, which controls the amount of circulating water in the charging circuit or so that the water circulation rate of the cold water temperature and / or the hot water temperature is adjusted.
  • the stratified charge storage arrangement is characterized by a water quantity control valve, which is designed as an electrically heatable thermal expansion element.
  • the storage water is heated at the storage charge in the heat exchanger in one step from the currently prevailing cold water outlet temperature to the predetermined, constantly high hot water outlet setpoint temperature, since this is the temperature that should be available on call in the storage tank.
  • This can be disadvantageous for the efficiency of the heat exchanger and / or heat generator. Due to the lower cooling effect on the heating fluid, high heat exchanger temperatures likewise lead to increased operating temperatures of the heat generator, for example an exhaust gas heat exchanger of a condensing boiler or of a heat pump condenser. This in turn is responsible for a reduced condensation in the condensing boiler or in the heat pump. In contrast, the aforementioned heat exchangers or heat generators benefit from low operating temperatures for optimizing their efficiency or their coefficient of performance (COP value, coefficient of performance).
  • COP value coefficient of performance
  • the object of the present invention is to develop a stratified charge storage system for heating, storage and provision of a storage medium, which is the constructive boundary conditions for the highest possible efficiencies or performance figures creates. It is another object of the present invention to provide a method by which the stratified charge storage system according to the invention can be operated at the highest possible efficiencies or performance figures, without thereby limiting the hot water comfort.
  • the structure according to the invention of the stratified charge storage system is characterized by a storage container which is functionally divided into an overhead readiness volume and an underlying reserve volume, and by a storage charging circuit which, in addition to the hot water supply line W1 connecting the heat exchanger to the standby volume, comprises a further hot water supply line W2 which connects the heat exchanger to the heat exchanger Reserve volume connects.
  • the standby volume is always a sufficiently large amount of domestic hot water at hot water outlet setpoint temperature to the outlet from the storage container to the user ready, so a quick supply of the user is granted in different sized hot water applications.
  • For charging the ready volume of hot water flows at hot water set temperature from the heat exchanger via the hot water supply line W1 in the storage tank.
  • the reserve volume stores a quantity of hot water, which is heated up to hot water outlet setpoint temperature when required or heat supplied by a heat generator.
  • hot water flows at temperatures less than or equal to the desired hot water temperature from the heat exchanger via the hot water supply line W2 in the storage tank.
  • At least one common temperature sensor S3 is arranged on the hot water supply lines W1 and W2, which measures and monitors the temperature of the storage medium circulated through the hot water supply lines W1 and / or W2.
  • the temperature sensor S3 can be arranged, for example, in or on a downstream of the heat exchanger, the two hot water supply lines W1 and W2 common line piece.
  • the hot water supply line W2 opens in an embodiment at a storage tank connection in the region of the reserve volume. But it can also connect within the storage tank to the hot water supply line W1 down to the area of the reserve volume. In this case, one could be at the junction between the valve arranged on the two hot water supply lines W1 and W2 automatically switch between an inlet in the region of the ready volume and an inlet in the region of the reserve volume when changing a pressure applied by the circulating pump the incoming storage medium discharge pressure. Thus, a container connection would be saved compared to the first-mentioned embodiment.
  • An embodiment according to the invention comprises two circulating pumps, which are arranged in each case one of the two hot water supply lines W1 and W2.
  • the hot water supply can be controlled in said container areas.
  • One or both recirculation pumps may have a speed control device to adjust their capacity.
  • the storage charging circuit has a reversible three-way valve that directs the heated storage medium into either the standby volume or the reserve volume.
  • the three-way valve can, for example, at a branch point of the hot water supply line W2 of the hot water supply line W1, sit behind a the two hot water supply lines W1 and W2 line piece.
  • the circulation pump is expediently arranged in the cold water outlet line, and in the hot water supply lines W1 and W2 each have an adjustable throttle.
  • the ready volume is limited upwards through the upper container bottom and down through a tank cross-section defined by a storage temperature sensor S1.
  • the underlying reserve volume is in turn bounded below by the lower container bottom, wherein in the lower part of the reserve volume, another storage temperature sensor S2 is arranged.
  • the method according to the invention for operating a stratified charge storage system for heating, storing and providing a storage medium, in particular for the domestic hot water supply, is characterized by a storage container subdivided into an overhead readiness volume and an underlying reserve volume.
  • the storage charge cycle for the standby volume is triggered when the temperature measured at a storage temperature sensor S1 is more than an approved temperature difference below the set point hot water outlet temperature. This permissible temperature difference can be 3 K, for example.
  • the aim is in this phase of operation the fastest possible provision of a comfortable amount of hot water to set temperature.
  • the storage charge of the ready volume is therefore via a hot water supply line W1, which connects a heat exchanger with the standby volume.
  • the standby volume storage charge cycle is based on a constant hot water supply temperature T1 of the circulating storage medium in the hot water supply line W1, the hot water supply temperature T1 being approximately equal to a target hot water discharge temperature. This is the temperature at which the hot water is to be available for discharge from the reservoir for tapping.
  • the hot water inlet temperature T1 may be slightly above the hot water outlet setpoint temperature.
  • the hot water supply temperature T1 during the storage charge cycle for the standby volume is a function of the parameters cold water outlet temperature, heat output of the heat generator and / or the heat exchanger, delivery rate of the circulation pump and / or throttling effect of an adjustable throttle in the hot water supply line W1.
  • Compliance with the target specification to the hot water inlet temperature T1 (limitation by the specified hot water outlet setpoint temperature) is achieved by a suitable adjustment of individual or all parameters within the available control and value ranges. This may be, for example, a modulation of the heat generator heat output or the heat exchanger heat output, or a change in the pump speed.
  • the reserve volume storage charging cycle is initiated when the temperature measured at a storage temperature sensor S2 is less than a permitted temperature differential below a reserve volume setpoint temperature.
  • the aim in this phase of operation is to optimize operating conditions for heat generators such as heat pumps and condensing boilers. By choosing comparatively low operating temperatures in the storage charging circuit, the coefficients of performance or efficiencies of the heat generator are significantly increased.
  • the storage capacity of the reserve volume is via a hot water supply line W2, which connects the heat exchanger with the reserve volume.
  • the storage capacity cycle for the reserve volume is based on a hot water inlet temperature T2 of the circulating storage medium in the hot water supply line W2, wherein the hot water inlet temperature T2 is by a predetermined, relatively small amount above the cold water outlet temperature of the circulating storage medium in the cold water outlet line, but at most equal to the hot water outlet setpoint temperature. Due to the comparatively low temperature increase, the volume of water circulated can be significantly greater than in the storage charge of the ready volume.
  • the temperature difference between the cold water outlet temperature and the hot water inlet temperature T2 which is established at the heat exchanger is a function of the parameter cold water outlet temperature, heat generator heat output, heat exchanger heating capacity, circulating pump delivery rate and the throttling effect of an adjustable throttle in the hot water supply line W2.
  • the desired temperature difference at the heat exchanger for the charging of the reserve volume by defined defined predetermined settings of said parameters is set.
  • the hot water inlet temperature T2 increases slidably in approximately ramp-shaped or stepwise over time and is by a predetermined amount of, for example, 10 K above the cold water outlet temperature.
  • a partial or one-time circulation of the storage medium with heating by, for example, 10 K is not sufficient to heat it up to the setpoint temperature. Therefore, the storage medium stored in the reserve volume is usually circulated several times over the heat exchanger during the storage volume storage period for the reserve volume until a shutoff condition ending in the storage charge cycle is reached.
  • a natural warm water stratification as it adjusts itself in the reserve volume under the influence of the density of differently tempered water, has the consequence that always the coolest water lies in the reserve volume in the lower tank area and enters the storage charging circuit. With repeated circulation and gradual heating, the setpoint temperature is finally reached. This achieves a comparatively long operation of the storage charging circuit at comparatively low operating temperatures. This optimizes the operating conditions for heat pumps and for condensing heat generators such as condensing boilers, as their performance figures and efficiencies depend crucially on the operating temperature of their heat exchangers.
  • the standby volume storage cycle takes precedence over the reserve volume storage load cycle. This ensures that the user's comfort requirements for drinking water supply can be met at all times.
  • the hot water inlet temperatures T1 and / or T2 are measured and monitored by means of a temperature sensor S3.
  • a storage charging cycle is ended when the hot water supply temperatures T1 or T2 are the hot water outlet setpoint temperature, despite exhausting the available control and value ranges of the settable and / or predeterminable boundary conditions of heat generator heat output, heat exchanger heating capacity, circulating pump delivery capacity and / or throttle setting, exceed.
  • a control shutdown of the storage charging cycle 'for the ready volume occurs when reaching and / or exceeding the hot water outlet setpoint temperature on the storage tank temperature sensor S1. Then it can be assumed that the entire standby volume is charged from above to the position of the storage tank temperature sensor S1 to target temperature.
  • a control shutdown of the storage charging cycle 'for the reserve volume takes place when reaching and / or exceeding a predefinable reserve volume setpoint temperature on the storage tank temperature sensor S2.
  • This set point temperature may be the hot water outlet set point temperature or another lower temperature. Then it can be assumed that the entire reserve volume between the storage tank temperature sensors S1 (top) and S2 (bottom) is charged to the setpoint temperature.
  • a stratified charge storage system and a method for its operation in particular for the domestic hot water supply are presented, which create the structural boundary and process conditions for the highest possible efficiencies and performance figures based on the subdivision of the storage container into a ready volume and a reserve volume.
  • the method according to the invention for operating the stratified charge storage system ensures unrestricted warm water comfort from the standby volume.
  • the reserve volume storage charging cycle provides optimized operating conditions for the use of heat exchangers connected to condensing boilers or heat pump systems.
  • the stratified storage system in FIG. 1 comprises a storage container 1, which is divided into a standby volume 2 and a reserve volume 3.
  • the storage tank 1 is fed via a cold water feed line 4.
  • the warm storage medium is fed to the taps (not shown) via a hot water outlet line 5.
  • two temperature sensors S1 and S2 are arranged.
  • the Stratified charge storage system further comprises a storage charging circuit 6.
  • a cold water outlet line 7 the cold storage medium is withdrawn from the lower portion of the reserve volume 3 and fed to a heat exchanger 8, which in turn is connected to the primary side of a heat generator 9.
  • the heated water flows back into the storage tank 1 via two hot water supply lines W1 and W2.
  • a temperature sensor S3 is arranged on or in a line section common to the two hot water supply lines.
  • the circulation of the storage medium in the storage charging circuit 6 is achieved by the circulation pumps 10 or 11.
  • cold storage medium is removed via the cold water outlet pipe 7 the reserve volume 3 and heated in the heat exchanger 8 to hot water outlet setpoint temperature.
  • the circulation pump 10 conveys the warm water through the hot water supply line W1 into the standby volume 2 of the storage tank.
  • the storage medium is conveyed and heated until the store temperature sensor S1, the hot water outlet setpoint temperature is applied.
  • For storage loading of the reserve volume cold storage medium is removed via the cold water outlet line 7 the reserve volume 3 and heated in the heat exchanger 8 by a predetermined temperature difference of, for example, 10 K.
  • the circulation pump 11 conveys the warm water through the hot water supply line W2 in the reserve volume of the storage container, where it stratified according to its temperature and density.
  • the storage medium in the reserve volume is circulated and heated until the storage volume setpoint temperature is applied to the storage tank temperature sensor S2.
  • the circulation of the storage medium in the storage charging circuit 6 of FIG. 2 is achieved by the circulation pump 12 in the cold water outlet pipe 7. Downstream of the heat exchanger 8 determines the position of a three-way valve 13, whether the warm water flows back through the hot water supply line W1 or W2 in the storage container. With throttles 14 and 15, the volume flow in the storage charging circuit is set.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schichtladespeichersystem zur Erwärmung, Bevorratung und Bereitstellung eines Speichermediums, wie es insbesondere für die Trinkwarmwasserversorgung Anwendung findet, sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schichtladespeichersystem zu entwickeln, das die konstruktiven Randbedingungen für möglichst hohe Wirkungsgrade bzw. Leistungszahlen schafft. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem das erfindungsgemäße Schichtladespeichersystem bei möglichst hohen Wirkungsgraden bzw. Leistungszahlen betrieben werden kann, ohne dass dabei der Warmwasserkomfort eingeschränkt wird. Der erfindungsgemäße Aufbau des Schichtladespeichersystems ist gekennzeichnet durch einen funktional in ein oben liegendes Bereitschaftsvolumen und ein darunter liegendes Reservevolumen untergliederten Speicherbehälter, und durch einen Speicherladekreis, der neben der den Wärmeübertrager mit dem Bereitschaftsvolumen verbindenden Warmwasserzulaufleitung W1 eine weitere Warmwasserzulaufleitung W2 umfasst, die den Wärmeübertrager mit dem Reservevolumen verbindet. Der Speicherladezyklus für das Bereitschaftsvolumen basiert auf einer konstanten Warmwasserzulauftemperatur T1 des umgewälzten Speichermediums in der Warmwasserzulaufleitung W1, wobei die Warmwasserzulauftemperatur T1 in etwa gleich einer Warmwasserauslauf-Solltemperatur ist. Der Speicherladezyklus für das Reservevolumen basiert auf einer Warmwasserzulauftemperatur T2 des umgewälzten Speichermediums in der Warmwasserzulaufleitung W2, wobei die Warmwasserzulauftemperatur T2 um einen vorgebbaren, vergleichsweise geringen Betrag über der Kaltwasserauslauftemperatur des umgewälzten Speichermediums in der Kaltwasserauslaufleitung liegt, jedoch maximal gleich der Warmwasserauslauf-Solltemperatur ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schichtladespeichersystem zur Erwärmung, Bevorratung und Bereitstellung eines Speichermediums, wie es insbesondere für die Trinkwarmwasserversorgung Anwendung findet, sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb.
  • Gattungsgemäße Schichtladespeichersysteme umfassen einen das Speichermedium beinhaltenden Speicherbehälter mit Anschlüssen an eine Kaltwasserzulaufleitung und eine Kaltwasserauslaufleitung im unteren Behälterbereich, und mit Anschlüssen an eine Warmwasserzulaufleitung und eine Warmwasserauslaufleitung im oberen Behälterbereich. Ferner umfassen solche Schichtladespeichersysteme einen das Speichermedium erwärmenden Speicherladekreis, der über einen Wärmeübertrager mit primärseitiger Anbindung an einen Wärmeerzeuger und sekundärseitigen Anschlüssen an die Kaltwasserauslaufleitung und die Warmwasserzulaufleitung verfügt, sowie über eine Umwälzpumpe zur Umwälzung des Speichermediums durch den Wärmeübertrager.
  • Bekannte Schichtladespeicher, wie sie für Trinkwarmwasser beispielsweise aus der DE 83 10 135 U1 hervorgehen, weisen einen mit Trinkwasser gefüllten Speicherbehälter auf, bei dem aufgrund der unterschiedlichen Dichte eine Schichtung zwischen dem im oberen Behälterbereich befindlichen warmen Wasser und dem im unteren Behälterbereich befindlichen kalten Wasser entsteht. Zum Laden des Speichers, also zum Erwärmen des Trinkwassers, ist ein Speicherladekreis mit einer Umwälzpumpe vorgesehen, die das kühlere Wasser aus dem unteren Behälterbereich über eine Kaltwasserauslaufleitung zu einem Wärmeübertrager oder Wärmeerzeuger fördert. Hier wird das Wasser auf eine vorgegebene konstante Solltemperatur erwärmt, die (in etwa) gleich der Warmwasserauslauf-Solltemperatur des Schichtladespeichers ist. Das warme Wasser wird über eine Warmwasserzulaufleitung wieder in den oberen Behälterbereich eingeleitet. Über die zu angeschlossenen Zapfstellen führende Warmwasserauslaufleitung wird das warme Speicherwasser im oberen Behälterbereich entnommen und durch dem unteren Behälterbereich über eine Kaltwasserzulaufleitung neu zugeführtes kaltes Wasser ersetzt. Die verschiedenen Zulaufleitungen und Auslaufleitungen können an jeweils zugeordneten, einzelnen Behälteranschlüssen in den Speicherbehälter münden, oder sie können im oberen und unteren Behälterbereich jeweils paarweise zu einem Anschluss zusammengefasst sein.
  • Der Wärmeübertrager zur Erwärmung des Speicherwassers wird primärseitig in der Regel von einem Heizfluid beheizt, das seinerseits in einem öl- oder gasgefeuerten Wasserheizgerät oder im Kondensator einer Wärmepumpe erwärmt wurde.
  • In der DE 103 44 003 B3 wird eine Schichtladespeicheranordnung mit einem Speicherbehälter und einem Ladekreis vorgeschlagen. Der Speicherbehälter ist mit einem Kaltwasserabzug und einem Warmwasserzulauf an einen Wärmetauscher angeschlossen. Im Ladekreis ist eine Umwälzpumpe angeordnet, die eine Wasserumlaufmenge zum Aufladen des Speicherbehälters fördert. Im Ladekreis ist ferner ein Wassermengenregler angeordnet, der die Wasserumlaufmenge im Ladekreis steuert bzw. regelt, so dass die Wasserumlaufmenge der Kaltwassertemperatur und/oder der Warmwassertemperatur angepasst wird. Gekennzeichnet ist die Schichtladespeicheranordnung durch ein Wassermengenregelventil, das als ein elektrisch beheizbares thermisches Ausdehnungselement ausgeführt ist.
  • Das Speicherwasser wird bei der Speicherladung im Wärmeübertrager in einem Schritt von der jeweils gerade herrschenden Kaltwasserauslauftemperatur auf die vorgegebene, konstant hohe Warmwasserauslauf-Solltemperatur erwärmt, da dies ja die Temperatur ist, die abrufbereit im Speicherbehälter vorliegen soll. Für den Wirkungsgrad des Wärmeübertragers und/oder Wärmeerzeugers kann das nachteilig sein. So führen hohe Wärmeübertragertemperaturen wegen der geringeren Kühlwirkung auf das Heizfluid zu ebenfalls erhöhten Betriebstemperaturen des Wärmeerzeugers, beispielsweise eines Abgaswärmeübertragers eines Brennwertheizgerätes bzw. eines Wärmepumpenkondensators. Dies ist wiederum für eine verminderte Kondensation im Brennwertheizgerät oder in der Wärmepumpe verantwortlich. Dagegen profitieren die genannten Wärmeübertrager bzw. Wärmeerzeuger von niedrigen Betriebstemperaturen zur Optimierung ihres Wirkungsgrades bzw. ihrer Leistungszahl (COP-Wert, coefficient of performance). Eine nach herkömmlichem Speicherkonzept damit einhergehende niedrigere Trinkwarmwassertemperatur würde dem Nutzer einer solchen Trinkwarmwasseranlage allerdings nicht den gewünschten Warmwasserkomfort gewähren.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schichtladespeichersystem zur Erwärmung, Bevorratung und Bereitstellung eines Speichermediums zu entwickeln, das die konstruktiven Randbedingungen für möglichst hohe Wirkungsgrade bzw. Leistungszahlen schafft. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem das erfindungsgemäße Schichtladespeichersystem bei möglichst hohen Wirkungsgraden bzw. Leistungszahlen betrieben werden kann, ohne dass dabei der Warmwasserkomfort eingeschränkt wird.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Der erfindungsgemäße Aufbau des Schichtladespeichersystems ist gekennzeichnet durch einen funktional in ein oben liegendes Bereitschaftsvolumen und ein darunter liegendes Reservevolumen untergliederten Speicherbehälter, und durch einen Speicherladekreis, der neben der den Wärmeübertrager mit dem Bereitschaftsvolumen verbindenden Warmwasserzulaufleitung W1 eine weitere Warmwasserzulaufleitung W2 umfasst, die den Wärmeübertrager mit dem Reservevolumen verbindet.
  • Im Bereitschaftsvolumen liegt jederzeit eine ausreichend große Menge Trinkwarmwasser bei Warmwasserauslauf-Solltemperatur zum Auslauf aus dem Speicherbehälter zum Nutzer bereit, so ist eine schnelle Versorgung des Nutzers bei verschieden großen Warmwasseranwendungen gewährt. Zur Ladung des Bereitschaftsvolumens fließt Warmwasser bei Warmwasser-Solltemperatur vom Wärmeübertrager über die Warmwasserzulaufleitung W1 in den Speicherbehälter. Das Reservevolumen bevorratet eine Warmwassermenge, die bei Bedarf oder Wärmeangebot seitens eines Wärmeerzeugers bis auf Warmwasserauslauf-Solltemperatur erwärmt wird. Zur Ladung des Reservevolumens fließt Warmwasser bei Temperaturen kleiner oder gleich der Warmwasser-Solltemperatur vom Wärmeübertrager über die Warmwasserzulaufleitung W2 in den Speicherbehälter.
  • An den Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 ist mindestens ein ihnen gemeinsamer Temperaturfühler S3 angeordnet, der die Temperatur des durch die Warmwasserzulaufleitungen W1 und/oder W2 umgewälzten Speichermediums misst und überwacht. Der Temperaturfühler S3 kann beispielsweise in oder an einem strömungsabwärts des Wärmeübertragers angeordneten, den beiden Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 gemeinsamen Leitungsstück angebracht sein.
  • Die Warmwasserzulaufleitung W2 mündet in einer Ausführung an einem Speicherbehälteranschluss im Bereich des Reservevolumens. Sie kann sich aber auch innerhalb des Speicherbehälters an die Warmwasserzulaufleitung W1 nach unten bis in den Bereich des Reservevolumens anschließen. In diesem Fall könnte ein an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 angeordnetes Ventil bei Wechsel eines von der Umwälzpumpe dem zulaufenden Speichermedium aufgeprägten Förderdruckes selbsttätig zwischen einem Zulauf in den Bereich des Bereitschaftsvolumens und einem Zulauf in den Bereich des Reservevolumens umschalten. So wäre ein Behälteranschluss gegenüber der erstgenannten Ausführung einzusparen.
  • Eine erfindungsgemäße Ausführung umfasst zwei Umwälzpumpen, die in jeweils einer der beiden Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 angeordnet sind. Damit kann der Warmwasserzulauf in die genannten Behälterbereiche gesteuert werden. Eine oder beide Umwälzpumpen können über eine Vorrichtung zur Drehzahlregelung verfügen, mit der sich ihre Förderleistung einstellen lässt.
  • Alternativ dazu verfügt der Speicherladekreis über ein umschaltbares Dreiwegeventil, mit dem das erwärmte Speichermedium entweder in das Bereitschaftsvolumen oder in das Reservevolumen gelenkt wird. Das Dreiwegeventil kann zum Beispiel an einer Abzweigstelle der Warmwasserzulaufleitung W2 von der Warmwasserzulaufleitung W1, hinter einem den beiden Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 gemeinsamen Leitungsstück sitzen. In diesem Fall ist die Umwälzpumpe zweckmäßigerweise in der Kaltwasserauslaufleitung, und in den Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 jeweils eine einstellbare Drossel angeordnet.
  • Innerhalb des Speicherbehälters ist das Bereitschaftsvolumen nach oben durch den oberen Behälterboden und nach unten durch einen von einem Speichertemperaturfühler S1 definierten Behälterquerschnitt begrenzt. Das darunter liegende Reservevolumen ist nach unten wiederum durch den unteren Behälterboden begrenzt, wobei im unteren Bereich des Reservevolumens ein weiterer Speichertemperaturfühler S2 angeordnet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems zur Erwärmung, Bevorratung und Bereitstellung eines Speichermediums, insbesondere für die Trinkwarmwasserversorgung, ist gekennzeichnet durch einen in ein oben liegendes Bereitschaftsvolumen und ein darunter liegendes Reservevolumen untergliederten Speicherbehälter.
  • Ausgelöst wird der Speicherladezyklus für das Bereitschaftsvolumen, wenn die an einem Speichertemperaturfühler S1 gemessene Temperatur um mehr als eine zugelassene Temperaturdifferenz unter der Warmwasserauslauf-Solltemperatur liegt. Diese zulässige Temperaturdifferenz kann zum Beispiel 3 K betragen. Angestrebt wird in dieser Betriebsphase die möglichst schnelle Bereitstellung einer komfortablen Warmwassermenge auf Solltemperatur. Die Speicherladung des Bereitschaftsvolumens erfolgt daher über eine Warmwasserzulaufleitung W1, die einen Wärmeübertrager mit dem Bereitschaftsvolumen verbindet. Der Speicherladezyklus für das Bereitschaftsvolumen basiert auf einer konstanten Warmwasserzulauftemperatur T1 des umgewälzten Speichermediums in der Warmwasserzulaufleitung W1, wobei die Warmwasserzulauftemperatur T1 in etwa gleich einer Warmwasserauslauf-Solltemperatur ist. Das ist die Temperatur, bei der das Warmwasser zum Auslauf aus dem Speicher zur Zapfung bereitstehen soll. Aufgrund von Wärmeverlusten zum Beispiel in der Warmwasserzulaufleitung W1 kann die Warmwasserzulauftemperatur T1 geringfügig über der Warmwasserauslauf-Solltemperatur liegen. Die während des Speicherladezyklus' für das Bereitschaftsvolumen sich einstellende Warmwasserzulauftemperatur T1 ist eine Funktion der Parameter Kaltwasserauslauftemperatur, Heizleistung des Wärmeerzeugers und/oder des Wärmeübertragers, Förderleistung der Umwälzpumpe und/oder Drosselwirkung einer einstellbaren Drossel in der Warmwasserzulaufleitung W1. Die Einhaltung der Sollvorgabe an die Warmwasserzulauftemperatur T1 (Begrenzung durch die vorgegebene Warmwasserauslauf-Solltemperatur) erfolgt durch eine geeignete Verstellung einzelner oder aller Parameter innerhalb der zur Verfügung stehenden Regel- und Wertebereiche. Das kann beispielsweise eine Modulation der Wärmeerzeugerheizleistung oder der Wärmeübertragerheizleistung sein oder eine Veränderung der Pumpendrehzahl.
  • Der Speicherladezyklus für das Reservevolumen wird ausgelöst, sobald die an einem Speichertemperaturfühler S2 gemessene Temperatur um mehr als eine zugelassene Temperaturdifferenz unter einer Reservevolumen-Solltemperatur liegt. Angestrebt werden in dieser Betriebsphase optimierte Betriebsbedingungen für Wärmeerzeuger wie Wärmepumpen und Brennwertheizgeräte. Durch die Wahl vergleichsweise niedriger Betriebstemperaturen im Speicherladekreis werden die Leistungszahlen bzw. Wirkungsgrade der Wärmeerzeuger deutlich erhöht. Die Speicherladung des Reservevolumens erfolgt über eine Warmwasserzulaufleitung W2, die den Wärmeübertrager mit dem Reservevolumen verbindet. Der Speicherladezyklus für das Reservevolumen basiert auf einer Warmwasserzulauftemperatur T2 des umgewälzten Speichermediums in der Warmwasserzulaufleitung W2, wobei die Warmwasserzulauftemperatur T2 um einen vorgebbaren, vergleichsweise geringen Betrag über der Kaltwasserauslauftemperatur des umgewälzten Speichermediums in der Kaltwasserauslaufleitung liegt, jedoch maximal gleich der Warmwasserauslauf-Solltemperatur ist. Das dabei umgewälzte Wasservolumen kann wegen der vergleichsweise geringen Temperaturerhöhung deutlich größer als bei der Speicherladung des Bereitschaftsvolumens sein. Eine während des Speicherladezyklus' für das Reservevolumen am Wärmeübertrager sich einstellende Temperaturdifferenz zwischen Kaltwasserauslauftemperatur und Warmwasserzulauftemperatur T2 ist eine Funktion der Parameter Kaltwasserauslauftemperatur, Wärmeerzeugerheizleistung, Wärmeübertragerheizleistung, Umwälzpumpenförderleistung sowie der Drosselwirkung einer einstellbaren Drossel in der Warmwasserzulaufleitung W2. Bei einer einfachen Ausführungsform wird die gewünschte Temperaturdifferenz am Wärmeübertrager für die Aufladung des Reservevolumens durch in geeigneter Weise definiert vorgegebene Einstellungen der genannten Parameter festgelegt. Die Warmwasserzulauftemperatur T2 steigt gleitend in etwa rampenförmig oder stufenförmig über der Zeit an und liegt um einen vorgebbaren Betrag von zum Beispiel 10 K über der Kaltwasserauslauftemperatur. In der Regel und je nach Kaltwasserauslauftemperatur reicht eine teilweise oder einmalige Umwälzung des Speichermediums mit Erwärmung um zum Beispiel 10 K nicht aus, um es bis auf Solltemperatur zu erwärmen. Daher wird das im Reservevolumen bevorratete Speichermedium während des Speicherladezyklus' für das Reservevolumen bis zum Erreichen einer den Speicherladezyklus beendenden Abschaltbedingung in der Regel mehrfach über den Wärmeübertrager umgewälzt. Eine natürliche Warmwasserschichtung, wie sie sich im Reservevolumen unter Einwirkung der Dichte verschieden temperierten Wassers einstellt, hat zur Folge, dass immer das kühlste Wasser im Reservevolumen im unteren Behälterbereich liegt und in den Speicherladekreis gelangt. Bei mehrmaliger Umwälzung und schrittweiser Erwärmung wird schließlich die Solltemperatur erreicht. Erreicht wird damit ein vergleichsweise langer Betrieb des Speicherladekreises bei vergleichsweise niedrigen Betriebstemperaturen. Dadurch werden die Betriebsbedingungen für Wärmepumpen und für kondensierende Wärmeerzeuger wie zum Beispiel Brennwertheizgeräte optimiert, da deren Leistungszahlen bzw. Wirkungsgrade entscheidend von der Betriebstemperatur ihrer Wärmeübertrager abhängen.
  • Der Speicherladezyklus für das Bereitschaftsvolumen hat Vorrang vor dem Speicherladezyklus für das Reservevolumen. Das gewährleistet, dass die Komfortanforderungen des Nutzers an die Trinkwarmwasserversorgung jederzeit zu erfüllen sind. Die Warmwasserzulauftemperaturen T1 und/oder T2 werden mittels eines Temperaturfühlers S3 gemessen und überwacht.
  • Ein Speicherladezyklus wird aus Sicherheitsgründen (z.B. Verbrühungsschutz für den Nutzer) dann beendet, wenn die Warmwasserzulauftemperaturen T1 oder T2 die Warmwasserauslauf-Solltemperatur, trotz Ausschöpfen der zur Verfügung stehenden Regel- und Wertebereiche der einstellbaren und/oder vorgebbaren Randbedingungen von Wärmeerzeugerheizleistung, Wärmeübertragerheizleistung, Umwälzpumpenförderleistung und/oder Drosseleinstellung, übersteigen. Das bedeutet, dass zur Senkung oder Einhaltung der Warmwasserauslauf-Solltemperatur am Temperaturfühler S3 beispielsweise zunächst die Heizleistung des Wärmeerzeugers reduziert oder die Förderleistung der Umwälzpumpe erhöht wird, bevor der Speicherladezyklus beendet wird.
  • Eine Regelabschaltung des Speicherladezyklus' für das Bereitschaftsvolumen erfolgt bei Erreichen und/oder Überschreiten der Warmwasserauslauf-Solltemperatur am Speichertemperaturfühler S1. Dann ist davon auszugehen, dass das gesamte Bereitschaftsvolumen von oben her bis zur Position des Speichertemperaturfühlers S1 auf Solltemperatur aufgeladen ist.
  • Eine Regelabschaltung des Speicherladezyklus' für das Reservevolumen erfolgt bei Erreichen und/oder Überschreiten einer vorgebbaren Reservevolumen-Solltemperatur am Speichertemperaturfühler S2. Diese Solltemperatur kann die Warmwasserauslauf-Solltemperatur oder eine andere, darunter liegende Temperatur sein. Dann ist davon auszugehen, dass das gesamte Reservevolumen zwischen den Speichertemperaturfühlern S1 (oben) und S2 (unten) auf Solltemperatur aufgeladen ist.
  • Mit dieser Erfindung werden ein Schichtladespeichersystem und ein Verfahren zu seinem Betrieb insbesondere für die Trinkwarmwasserversorgung vorgestellt, die basierend auf der Unterteilung des Speicherbehälters in ein Bereitschaftsvolumen und ein Reservevolumen die konstruktiven Rand- und Verfahrensbedingungen für möglichst hohe Wirkungsgrade bzw. Leistungszahlen schaffen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb des Schichtladespeichersystems gewährt einerseits uneingeschränkten Warmwasserkomfort aus dem Bereitschaftsvolumen heraus. Mit dem Speicherladezyklus für das Reservevolumen sind optimierte Betriebsbedingungen für einen Einsatz von an Brennwertheizgeräte oder Wärmepumpensysteme angeschlossenen Wärmetauschern geschaffen.
    • Die Zeichnung stellt in zwei Figuren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:
    • Fig. 1
    Schichtladespeichersystem mit zwei Umwälzpumpen im Speicherladekreis und
    Fig. 2
    Schichtladespeichesystem mit Umwälzpumpe und Dreiwegeventil.
  • Das Schichtladespeichersystem in Figur 1 umfasst einen Speicherbehälter 1, der in ein Bereitschaftsvolumen 2 und ein Reservevolumen 3 untergliedert ist. Gespeist wird der Speicherbehälter 1 über eine Kaltwasserzulaufleitung 4. Über eine Warmwasserauslaufleitung 5 wird das warme Speichermedium den Zapfstellen (nicht dargestellt) zugeführt. Am oder im Speicherbehälter 1 sind zwei Temperaturfühler S1 und S2 angeordnet. Das Schichtladespeichersystem umfasst ferner einen Speicherladekreis 6. Durch eine Kaltwasserauslaufleitung 7 wird das kalte Speichermedium aus dem unteren Bereich des Reservevolumens 3 abgezogen und einem Wärmeübertrager 8 zugeführt, der seinerseits primärseitig an einen Wärmeerzeuger 9 angebunden ist. Über zwei Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 fließt das erwärmte Wasser zurück in den Speicherbehälter 1. An oder in einem den beiden Warmwasserzulaufleitungen gemeinsamen Leitungsstück ist ein Temperaturfühler S3 angeordnet. Die Zirkulation des Speichermediums im Speicherladekreis 6 wird durch die Umwälzpumpen 10 oder 11 erreicht. Zur Speicherladung des Bereitschaftsvolumens 2 wird kaltes Speichermedium über die Kaltwasserauslaufleitung 7 dem Reservevolumen 3 entnommen und im Wärmeübertrager 8 auf Warmwasserauslauf-Solltemperatur erwärmt. Die Umwälzpumpe 10 fördert das warme Wasser durch die Warmwasserzulaufleitung W1 in das Bereitschaftsvolumen 2 des Speicherbehälters. Das Speichermedium wird solange gefördert und erwärmt, bis am Speichertemperaturfühler S1 die Warmwasserauslauf-Solltemperatur anliegt. Zur Speicherladung des Reservevolumens wird kaltes Speichermedium über die Kaltwasserauslaufleitung 7 dem Reservevolumen 3 entnommen und im Wärmeübertrager 8 um eine vorgegebene Temperaturdifferenz von beispielsweise 10 K erwärmt. Die Umwälzpumpe 11 fördert das warme Wasser durch die Warmwasserzulaufleitung W2 in das Reservevolumen des Speicherbehälters, wo es sich seiner Temperatur und Dichte entsprechend einschichtet. Das Speichermedium im Reservevolumen wird solange umgewälzt und erwärmt, bis am Speichertemperaturfühler S2 die Reservevolumen-Solltemperatur anliegt. Die Zirkulation des Speichermediums im Speicherladekreis 6 von Figur 2 wird durch die Umwälzpumpe 12 in der Kaltwasserauslaufleitung 7 erreicht. Strömungsabwärts des Wärmeübertragers 8 bestimmt die Stellung eines Dreiwegeventils 13, ob das warme Wasser durch die Warmwasserzulaufleitung W1 oder W2 in den Speicherbehälter zurückströmt. Mit Drosseln 14 und 15 wird der Volumenstrom im Speicherladekreis eingestellt.

Claims (19)

  1. Schichtladespeichersystem zur Erwärmung, Bevorratung und Bereitstellung eines Speichermediums, insbesondere für die Trinkwarmwasserversorgung, mit einem das Speichermedium beinhaltenden Speicherbehälter (1) mit Anschlüssen an eine Kaltwasserzulaufleitung (4) und eine Kaltwasserauslaufleitung (7) im unteren Behälterbereich und mit Anschlüssen an eine Warmwasserzulaufleitung W1 und eine Warmwasserauslaufleitung (5) im oberen Behälterbereich, sowie mit einem das Speichermedium erwärmenden Speicherladekreis (6), umfassend einen Wärmeübertrager (8) mit primärseitiger Anbindung an einen Wärmeerzeuger (9) und mit sekundärseitigen Anschlüssen an die Kaltwasserauslaufleitung (7) und die Warmwasserzulaufleitung W1 sowie eine Umwälzpumpe (10) zum Umwälzen des Speichermediums durch den Speicherladekreis (6),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Speicherbehälters (1) funktional in ein oben liegendes Bereitschaftsvolumen (2) und ein darunter liegendes Reservevolumen (3) untergliedert ist, und dass der Speicherladekreis (6) neben der den Wärmeübertrager (8) mit dem Bereitschaftsvolumen (2) verbindenden Warmwasserzulaufleitung W1 eine weitere Warmwasserzulaufleitung W2 umfasst, die den Wärmeübertrager (8) mit dem Reservevolumen (3) verbindet.
  2. Schichtladespeichersystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass an den Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 mindestens ein ihnen gemeinsamer Temperaturfühler S3 angeordnet ist, der die Temperatur des durch die Warmwasserzulaufleitungen W1 und/oder W2 umgewälzten Speichermediums misst und überwacht.
  3. Schichtladespeichersystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Warmwasserzulaufleitung W2 die Warmwasserzulaufleitung W1 innerhalb des Speicherbehälters (1) nach unten bis in den Bereich des Reservevolumens (3) verlängert, wobei an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 ein Ventil angeordnet ist, das bei Wechsel eines von der Umwälzpumpe (10) dem zulaufenden Speichermedium aufgeprägten Förderdruckes selbsttätig zwischen einem Zulauf in den Bereich des Bereitschaftsvolumens (2) und einem Zulauf in den Bereich des Reservevolumens (3) umschaltet.
  4. Schichtladespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 jeweils eine Umwälzpumpe (10, 11) angeordnet ist.
  5. Schichtladespeichersystem nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Umwälzpumpen (10, 11) über eine Vorrichtung zur Anpassung ihrer Förderleistung verfügen.
  6. Schichtladespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Warmwasserzulaufleitung W2 von der Warmwasserzulaufleitung W1 abzweigt, und dass an der Abzweigstelle ein Dreiwegeventil (13) angeordnet ist.
  7. Schichtladespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzpumpe (12) in der Kaltwasserauslaufleitung (7) angeordnet, und dass jeweils eine einstellbare Drossel (14, 15) in den Warmwasserzulaufleitungen W1 und W2 angeordnet ist.
  8. Schichtladespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitschaftsvolumen (2) nach oben durch einen oberen Behälterboden und nach unten durch einen von der Einbauposition eines Speichertemperaturfühlers S1 definierten Behälterquerschnitt begrenzt ist, und dass das darunter liegende Reservevolumen (3) nach unten durch einen unteren Behälterboden begrenzt ist, wobei im unteren Bereich des Reservevolumens ein weiterer Speichertemperaturfühler S2 angeordnet ist.
  9. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems zur Erwärmung, Bevorratung und Bereitstellung eines Speichermediums, insbesondere für die Trinkwarmwasserversorgung, mit einem das Speichermedium beinhaltenden Speicherbehälter (1) mit Anschlüssen an eine Kaltwasserzulaufleitung (4) und eine Kaltwasserauslaufleitung (7) im unteren Behälterbereich und mit Anschlüssen an eine Warmwasserzulaufleitung W1 und eine Warmwasserauslaufleitung (5) im oberen Behälterbereich, sowie mit einem das Speichermedium erwärmenden Speicherladekreis (6), umfassend einen Wärmeübertrager (8) mit primärseitiger Anbindung an einen Wärmeerzeuger (9) und mit sekundärseitigen Anschlüssen an die Kaltwasserauslaufleitung (7) und die Warmwasserzulaufleitung W1 sowie eine Umwälzpumpe (10) zum Umwälzen des Speichermediums durch den Speicherladekreis (6),
    gekennzeichnet durch einen in ein oben liegendes Bereitschaftsvolumen (2) und ein darunter liegendes Reservevolumen (3) untergliederten Speicherbehälter (1), wobei
    die Speicherladung des Bereitschaftsvolumens (2) über die Warmwasserzulaufleitung W1 erfolgt, die den Wärmeübertrager (8) mit dem Bereitschaftsvolumen (2) verbindet, und ein Speicherladezyklus für das Bereitschaftsvolumen (2) auf einer in etwa konstanten Warmwasserzulauftemperatur T1 des umgewälzten Speichermediums in der Warmwasserzulaufleitung W1 basiert, wobei die Warmwasserzulauftemperatur T1 in etwa gleich einer Warmwasserauslauf-Solltemperatur ist, und wobei
    die Speicherladung des Reservevolumens (3) über eine Warmwasserzulaufleitung W2 erfolgt, die den Wärmeübertrager (8) mit dem Reservevolumen (3) verbindet, und ein Speicherladezyklus für das Reservevolumen (3) auf einer Warmwasserzulauftemperatur T2 des umgewälzten Speichermediums in der Warmwasserzulaufleitung W2 basiert, wobei die Warmwasserzulauftemperatur T2 um einen vorgebbaren Betrag über einer Kaltwasserauslauftemperatur des umgewälzten Speichermediums in der Kaltwasserauslaufleitung (7) liegt, jedoch maximal gleich der Warmwasserauslauf-Solltemperatur ist.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherladezyklus für das Bereitschaftsvolumen (2) Vorrang vor dem Speicherladezyklus für das Reservevolumen (3) hat.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Warmwasserzulauftemperaturen T1 und/oder T2 mittels eines Temperaturfühlers S3 gemessen und überwacht werden.
  12. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die während des Speicherladezyklus' für das Bereitschaftsvolumen (2) sich einstellende Warmwasserzulauftemperatur T1 eine Funktion der Parameter Heizleistung des Wärmeerzeugers (9), Heizleistung des Wärmeübertragers (8), Förderleistung der Umwälzpumpe (10, 12) und Drosselwirkung einer einstellbaren Drossel (14) in der Warmwasserzulaufleitung W1 ist, wobei die Einhaltung der Sollvorgabe an die Warmwasserzulauftemperatur T1 durch eine geeignete Verstellung einzelner oder aller Parameter innerhalb der zur Verfügung stehenden Regel- und Wertebereiche erfolgt.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine während des Speicherladezyklus' für das Reservevolumen (3) am Wärmeübertrager (8) sich einstellende Temperaturdifferenz zwischen Warmwasserzulauftemperatur T2 und Kaltwasserauslauftemperatur eine Funktion der Parameter Wärmeerzeugerheizleistung, Wärmeübertragerheizleistung, Umwälzpumpenförderleistung und Drosselwirkung einer einstellbaren Drossel (15) in der Warmwasserzulaufleitung W2 ist, wobei die Warmwasserzulauftemperatur T2 gleitend in etwa rampenförmig oder stufenförmig über der Zeit ansteigt und um einen vorgebbaren Betrag aus dem Bereich 5 K bis 20 K über der Kaltwasserauslauftemperatur liegt.
  14. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass das im Reservevolumen (3) bevorratete Speichermedium während des Speicherladezyklus' für das Reservevolumen (3) bis zum Erreichen einer den Speicherladezyklus beendenden Abschaltbedingung teilweise oder aber auch mehrfach über den Wärmeübertrager (8) umgewälzt wird.
  15. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherladezyklus beendet wird, wenn die Warmwasserzulauftemperaturen T1 und/oder T2, trotz Ausschöpfen der zur Verfügung stehenden Regel- und Wertebereiche der einstellbaren und/oder vorgebbaren Randbedingungen von Wärmeübertragerheizleistung, Umwälzpumpenförderleistung und/oder Drosseleinstellung, die Warmwasserauslauf-Solltemperatur übersteigen.
  16. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherladezyklus für das Bereitschaftsvolumen (2) bei Erreichen und/oder Überschreiten der Warmwasserauslauf-Solltemperatur an einem Speichertemperaturfühler S1 beendet wird.
  17. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherladezyklus für das Reservevolumen (3) bei Erreichen und/oder Überschreiten einer Reservevolumen-Solltemperatur an einem Speichertemperaturfühler S2 beendet wird.
  18. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach einem der Ansprüche 9 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherladezyklus für das Bereitschaftsvolumen (2) ausgelöst wird, sobald die am Speichertemperaturfühler S1 gemessene Temperatur um mehr als eine zugelassene Temperaturdifferenz unter der Warmwasserauslauf-Solltemperatur liegt.
  19. Verfahren zum Betreiben eines Schichtladespeichersystems nach einem der Ansprüche 9 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherladezyklus für das Reservevolumen (3) ausgelöst wird, sobald die am Speichertemperaturfühler S2 gemessene Temperatur um mehr als eine zugelassene Temperaturdifferenz unter einer Reservevolumen-Solltemperatur liegt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3031575A1 (fr) * 2015-01-12 2016-07-15 Lacaze Energies Module de transfert thermique avec regulation associee pour systeme thermodynamique de production d'eau chaude sanitaire

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012008495A1 (de) 2012-04-18 2013-10-24 Eff-Get Gebäudetechnik Hinxlage Gmbh Vorrichtung zur Pufferspeicherung von Kälte- oder Wärmeenergie, Energiemanagementsystem mit der Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben des Energiemanagementsystems
CN102854905B (zh) * 2012-09-17 2014-12-17 江苏省精创电气股份有限公司 用于热水工程的回水控制方法
DE102019001642A1 (de) * 2019-03-08 2020-09-10 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Heizungs-und/oder Warmwasserbereitungssystem
DE102021107817B4 (de) 2021-03-29 2023-08-31 Vanessa Schierenbeck Heizungssystem sowie Verfahren zum Betrieb eines Heizungssystems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8310135U1 (de) 1983-04-07 1983-08-11 Nova-Apparatebau GmbH + Co, 7710 Donaueschingen Warmwasser-schichtenspeicher
DE10344003B3 (de) 2003-09-23 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Schichtladespeicheranordnung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10126916B4 (de) * 2001-06-01 2004-12-09 Norbert Geerkens Warmwasserspeichervorrichtung
JP2003106653A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Kansai Electric Power Co Inc:The ヒートポンプ式給湯装置
JP2003207202A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Hitachi Air Conditioning System Co Ltd ヒートポンプ式給湯機

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8310135U1 (de) 1983-04-07 1983-08-11 Nova-Apparatebau GmbH + Co, 7710 Donaueschingen Warmwasser-schichtenspeicher
DE10344003B3 (de) 2003-09-23 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Schichtladespeicheranordnung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3031575A1 (fr) * 2015-01-12 2016-07-15 Lacaze Energies Module de transfert thermique avec regulation associee pour systeme thermodynamique de production d'eau chaude sanitaire

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