EP3594575A1 - Verfahren zum betreiben eines heizungssystems und heizungssystem - Google Patents

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EP3594575A1
EP3594575A1 EP19182894.6A EP19182894A EP3594575A1 EP 3594575 A1 EP3594575 A1 EP 3594575A1 EP 19182894 A EP19182894 A EP 19182894A EP 3594575 A1 EP3594575 A1 EP 3594575A1
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EP
European Patent Office
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heat
consumer
transfer fluid
heat consumer
heat transfer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19182894.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mikael Tollsten
Pedro Ferreira
Henrique Pinto
Ricardo Freitas
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
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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
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • 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
    • F24D17/0078—Recirculation 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
    • 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
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0207—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0235—Three-way-valves
    • 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
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/025—Check valves

Definitions

  • a heating system comprising a heat generator, a first heat consumer, a second heat consumer connected in parallel with the first heat consumer, connecting lines for fluid-conducting connection of the heat generator and the first heat consumer and / or second heat consumer, and a first circulation pump for circulating heat transfer fluid through the heat generator and the first Heat consumer and / or second heat consumer.
  • a method for operating such a heating system is also known, wherein in a first heating mode the heat generator generates the heat transfer fluid at a first, preferably high, temperature and this is fed to the first heat consumer, and wherein in a second heating mode the heat generator uses a second heat , preferably mean, temperature generated and this is fed to the second heat consumer.
  • the method according to the invention for operating a heating system comprises a first heating mode, in which a heat generator generates a heat transfer fluid with a first, preferably relatively high, temperature and this is fed to a first heat consumer; it also includes a second heating mode in which the heat generator generates the heat transfer fluid at a second, preferably relatively medium, temperature and is supplied to a second heat consumer.
  • the method is characterized in that it further comprises a switchover mode in which Switching from the first heating mode to the second heating mode, the second heat consumer is supplied with additional heat transfer fluid at a third, preferably relatively low, temperature.
  • the heating system comprises a heat generator, a first heat consumer, a second heat consumer connected in parallel to the first heat consumer, connecting lines for fluid-conducting connection of the heat generator and first heat consumer and / or second heat consumer, and a first circulating pump for circulating heat transfer fluid through connecting lines, heat generator and first heat consumer and / or second heat consumer.
  • the heating system is characterized by a bypass line connected in parallel to the second heat consumer, the bypass line branching off at a removal point from the connecting line downstream of the second heat consumer and opening into the connecting line upstream of the second heat consumer at a supply point, and a second circulation pump arranged between the bypass line and the second heat consumer for circulating heat transfer fluid through bypass line and second heat consumer.
  • Another heating system according to the invention is characterized by a cross-connection line, the cross-connection line branching off at a removal point from the connection line downstream of the first heat consumer and opening into the connection line upstream of the second heat consumer at a supply point.
  • the heating system can be a heat pump heating system; then the heat generator is a heat pump that heats the heat transfer fluid.
  • the heating system can also have a different type of heat generator, such as a gas appliance, an oil boiler or an electrical heat generator.
  • the heat generator can be a controllable and / or power-modulating heat generator that generates heat transfer fluid of different temperatures.
  • the heating system can be a hot water heating system.
  • the heat transfer fluid and the additional heat transfer fluid can be water or consist essentially of water. Alternatively, the heat transfer fluid and the additional one Heat transfer fluid also include air or oil.
  • the additional heat transfer fluid is preferably of the same type as the heat transfer fluid.
  • the first heat consumer can be any heat consumer or heat consumer or heat exchanger; in particular, it can be a drinking water heater that heats drinking water with the heat of the heat transfer fluid.
  • the first heat consumer can be a domestic hot water heater according to the flow principle (for example, according to the design of a plate heat exchanger) or according to the storage principle (for example, according to the design of a tubular coil heat exchanger).
  • the second heat consumer can be any heat consumer or heat consumer or heat exchanger; in particular, it can be a room radiator that transfers the heat of the heat transfer fluid into a room or into room air.
  • the second heat consumer can be floor or wall or ceiling heating, a radiator or a convector.
  • the second heat consumer is connected in parallel to the first heat consumer.
  • Connection lines connect the heat generator, the first heat consumer, the second heat consumer and any other components such as circulating pumps, valves, non-return valves, filters, seals, etc. that conduct fluid.
  • heat transfer fluid conveyed by a first circulating pump can flow from the heat generator through connecting lines to the first heat consumer and / or to the second heat consumer, likewise from the first heat consumer and / or from the second heat consumer through connecting lines back to the heat generator.
  • the bypass line is a special connecting line, it is connected in parallel with the first and second heat consumers with respect to the heat generator; it can be used to return additional heat transfer fluid from a removal point of the connecting line downstream of the second heat consumer to the supply point of the connecting line upstream of the second heat consumer.
  • a second circulating pump is connected between the supply point and the second heat consumer or between the second heat consumer and the removal point, with which heat transfer fluid can be conveyed through the bypass line and the second heat consumer.
  • the cross connection line is also a special connection line; through them additional heat transfer fluid can be drawn from a removal point of the connecting line downstream of the first Heat consumer are fed into the feed point of the connecting line upstream of the second heat consumer.
  • a line opens upstream of a component at a feed point of a connecting line and / or branches off downstream of a component at a removal point of a connecting line means that it opens and / or branches in close proximity to the component, in particular between no further lines open or branch off from the feed point and the component and / or between the component and the removal point.
  • the heat generator supplies the first heat consumer with heat at a first temperature by means of the heat transfer fluid.
  • the heat generator supplies the second heat consumer with heat at a second temperature by means of the heat transfer fluid.
  • the operation of the heating system in the changeover mode is carried out when the heating system switches from the first heating mode to the second heating mode.
  • the changeover mode is between the first heating mode and the second heating mode.
  • the switchover mode serves to supply the second heat exchanger with heat transfer fluid tempered to a target temperature and / or to a permissible temperature.
  • Figure 1 discloses a first exemplary embodiment of the heating system 1 comprising a heat generator 2, a first heat consumer 3, a second heat consumer 4 connected in parallel with the first heat consumer 3, connecting lines 5 for fluid-conducting connection of heat generators 2 and first heat consumer 3 and / or second heat consumer 4, as well as a first circulation pump 6 for circulating heat transfer fluid through connecting lines 5, heat generator 2 and first heat consumer 3 and / or second heat consumer 4.
  • a three-way valve 7 directs the circulating heat transfer fluid to the first heat consumer 3 (first heating mode ) and / or to the second heat consumer 4 (second heating mode).
  • the heating system 1 comprises a bypass line 8 connected in parallel to the second heat consumer 4, the bypass line 8 branching off at a removal point 81 from the connecting line 5 downstream of the second heat consumer 4 and opening at a supply point 82 into the connecting line 5 upstream of the second heat consumer 4, as well as a second circulating pump 9 arranged between the bypass line 8 and the second heat consumer 4 for circulating heat transfer fluid through the bypass line 8 and the second heat consumer 4.
  • the heating system 1 comprises a backflow preventer 83 arranged in the bypass line 8, the backflow preventer 83 flowing through the bypass line 8 with heat transfer fluid the removal point 81 in the direction of the feed point 82 and blocks in the opposite direction.
  • the backflow preventer 83 ensures that no bypass lines 8 flow through the bypass line 8, for example in the first or in the second heating mode.
  • the heating system 1 comprises a control device (not shown here) for regulating and / or controlling the heating system 1, including, for example, the controllable and / or controllable components of the heat generator 2 (on / off and power or temperature control), the circulation pumps 6 and 9 (on / off and power or volume flow control), as well as the three-way valves 7 and 11 (open and closed position).
  • a first exemplary embodiment of the method for operating the heating system 1 comprises a first heating mode in which the heat generator 2 generates the heat transfer fluid at a first, preferably relatively high, temperature T1 and this is fed to the first heat consumer 3; it also includes a second heating mode, in which the heat generator 2 generates the heat transfer fluid at a second, preferably relatively average, temperature T2 and is supplied to the second heat consumer 4. That tempered to a certain temperature value Heat transfer fluid heats the respective heat consumer 3, 4 and, for example, adjacent connecting lines 5 to the same temperature value.
  • the method further comprises a switchover mode in which, when switching from the first heating mode to the second heating mode, additional heat transfer fluid with a third, preferably relatively low, temperature T3 is supplied to the second heat consumer 4.
  • the heating system and the method have the advantage that heat transfer fluid with impermissible temperature control is not supplied to the second heat consumer 4, in particular that heat transfer fluid with impermissible temperature control is not suddenly supplied to the second heat consumer 4.
  • the first heating mode and the second heating mode are separated in time, so that a switching mode is provided between the first and second heating modes during the switching process. In particular, this ensures that the heat transfer fluid tempered for the first heating mode does not reach the second heat consumer 4. For example, malfunctions for the operation and risks for the heating system 1, which can result from the impermissible temperature control, are avoided.
  • the first temperature T1 at which the heat transfer fluid is fed to the first heat consumer 3 in the first heating mode can be a relatively high temperature T1, such as about 60 ° C .; for example, a domestic hot water heater is supplied with it.
  • a temperature range of the temperature T1 is, for example, between approximately 40 ° C. and approximately 65 ° C. In extreme situations, such as for the thermal disinfection of a connected domestic hot water tank, the temperature T1 can also reach values up to around 80 ° C.
  • the second temperature T2 at which the heat transfer fluid is supplied to the second heat consumer 4 in the second heating mode can be a relatively mean temperature T2, such as about 40 ° C .; for example, a room radiator is supplied with it.
  • a temperature range of the temperature T2 is between approximately 25 ° C. and approximately 65 ° C.
  • a temperature range of the temperature T2 is, for example, between approximately 7 ° C. and approximately 25 ° C.
  • the situation can arise that the temperature of the heat transfer fluid, as it is heated by the heat generator 2, does not suddenly adjust, but gradually from the first temperature T1 to the second temperature T2. This can be caused by a control behavior of the heat generator 2 and / or a thermal inertia of the heating system 1.
  • the invention enables in the switchover mode, the supply of permissible temperature-controlled heat transfer fluid to the second heat consumer 4 by supplying additional heat transfer fluid with temperature T3 to the second heat consumer 4.
  • the maximum permissible or target temperature T2 of the second heat consumer 4 can have a fixed value such as 40 ° C.
  • Temperature T2 can, however, also have a value that changes over time, for example according to a ramp or staircase function that increases in particular over time; For example, it may be necessary or desirable not to increase the temperature T2 of the heat transfer fluid supplied to the second heat consumer 4 suddenly, but gradually to a final temperature value, such as, for example, a ramp or a staircase from 30 ° C. to 35 ° C. to 40 ° C. the time from the end of the first heating mode to a full expression of the second heating mode after the switchover mode has ended.
  • the invention thus enables the heat transfer fluid which is not inadmissibly tempered to be supplied to the second heat consumer 4.
  • the invention enables the second heat consumer 4 and, for example, adjacent connecting lines 5 not to be flowed through with inadmissibly tempered heat transfer fluid and not, or not too quickly, to be heated to that impermissible temperature. Too rapid and / or excessive tempering could, among other things, lead to overheating, failure and / or uneven expansion of neighboring affected components and materials, and Lead to thermal stresses and crackling noises. Malfunctions for the operation and risks for the heating system could result.
  • the switchover mode with the supply of additional heat transfer fluid with a third, preferably relatively low, temperature just avoids such situations.
  • the second heat consumer 4 and, for example, adjoining connecting lines 5 are flowed through only with permissible temperature-controlled heat transfer fluid and / or only gradually heated to that permissible or desired temperature.
  • the third temperature T3, with which the additional heat transfer fluid is supplied to the second heat consumer 4 in the switchover mode can be a relatively low temperature T3, such as about 30 ° C.
  • a temperature range of the temperature T3 (for example in the case of heating of a room assigned to the second heat consumer 4) is, for example, 5 K to 10 K below the temperature T2, for example between approximately 20 ° C. and approximately 60 ° C.
  • both the heat transfer fluid flowing in from the heat generator 2 and the additional heat transfer fluid flowing in from a section of the heating system 1 at the third temperature T3 can be supplied to the second heat consumer 4.
  • the section of the heating system 1 with the third temperature T3 is the tapping point 81 downstream of the second heat consumer 4.
  • the heat transfer fluid flowing in from a section of the heating system 1 with the third temperature T3 does not flow from the heat generator 2.
  • These sections are cool (third temperature T3) because the heat transfer fluid flowing through them has transferred its heat in one of the heat consumers 3, 4.
  • the second heat consumer 4 is thus supplied with two partial heat transfer fluid flows, in particular of different temperatures, which combine to form a mixing temperature which is permissible for the second heat consumer 4.
  • a quantity control of the heat transfer fluid partial flows and / or a temperature control of the mixing temperature are, for example, by means of a variable pump delivery rate (pumps 6, 9) and / or a valve position (valves 7, 11, possibly further) possible.
  • the second circulating pump 9 is for this in the changeover mode responsible that the additional heat transfer fluid circulates through the bypass line 8 and through the second heat consumer 4.
  • the additional heat transfer fluid is removed downstream of the second heat consumer 4 at the removal point 81 and fed upstream of the second heat consumer 4 at the feed point 82.
  • the bypass line 8 branches off at the removal point 81 from the connecting line 5 downstream and a short line section behind the second heat consumer 4 and opens at the supply point 82 into the connecting line 5 upstream and a short line section before the second heat consumer 4.
  • the second circulation pump 9 can be controlled such that - at least at times - it alone allows the additional heat transfer fluid to circulate through the bypass line 8 and through the second heat consumer 4.
  • the first circulation pump 6 can be switched off.
  • the second circulation pump 9 circulates the additional heat transfer fluid as a first heat transfer fluid partial flow via the bypass line 8 and through the second heat consumer 4, and a second heat transfer fluid partial flow through the heat generator 2 and also through the second heat consumer 4 in the circuit circulate.
  • a total heat transfer fluid flow at the extraction point 81 is divided into the two partial flows mentioned; these two partial flows combine again at the supply point 82 to form the total flow.
  • the first heat transfer fluid partial flow that is the additional heat transfer fluid, circulates without being heated.
  • the second heat transfer fluid partial flow is heated in the heat generator. Mix by joining at feed point 82 the two heat transfer fluid partial flows to a temperature permissible for the second heat consumer 4.
  • the sizes of the volume flows of the first heat transfer fluid partial flow and the second heat transfer fluid partial flow can be set, for example, by the flow resistances of the lines through which flow - bypass line 8 and connecting line 5. These flow resistances can be predefined, for example by the length and diameter of the lines or by fixed resistors, or they can be adjustable, for example by means of adjustable fittings (valves, orifices, slides).
  • the volume flows of the partial flows and thus also the temperature of the heat transfer fluid supplied to the second heat consumer 4 can thus be determined or adjusted.
  • Figure 2 discloses second exemplary embodiments of the heating system 1 and of the method which, with regard to the heat generator 2, the first heat consumer 3, the second heat consumer 4, the connecting lines 5, the first circulation pump 6, the three-way valve 7, the control device (not shown), the first heating mode, the second heating mode and the switchover mode compared to the first exemplary embodiments Figure 1 are basically unchanged.
  • the heating system 1 comprises a cross connection line 10 (second bypass line 10), the cross connection line 10 branching off at a removal point 101 from the connection line 5 downstream of the first heat consumer 3 and opening at a supply point 102 into the connection line 5 upstream of the second heat consumer 4.
  • the heating system 1 further comprises a three-way valve 11 arranged at the extraction point 101 of the cross-connection line 10.
  • the second exemplary embodiment of the method for operating the heating system 1 also comprises, in addition to the first heating mode and the second heating mode, a switching mode in which, when switching from the first heating mode to the second heating mode, the second heat consumer 4 has additional heat transfer fluid with a third, preferably relatively low, temperature T3 is supplied.
  • a switching mode in which, when switching from the first heating mode to the second heating mode, the second heat consumer 4 has additional heat transfer fluid with a third, preferably relatively low, temperature T3 is supplied.
  • the three-way valve 11 in connection with a control signaling of the control device is set up to allow a flow through the cross-connection line 10 with additional heat transfer fluid from the first heat consumer 3 via the removal point 101 in the direction of the supply point 102 to the second heat consumer 4 in the changeover mode and to block it in the opposite direction.
  • both the heat transfer fluid flowing in from the heat generator 2 and the additional heat transfer fluid flowing in from a section of the heating system 1 at the third temperature T3 can be supplied to the second heat consumer 4.
  • the section of the heating system 1 with the third temperature T3 is the extraction point 101 downstream of the first heat consumer 3.
  • the heat transfer fluid flowing in from a section of the heating system 1 with the third temperature T3 does not flow from the heat generator 2.
  • Two heat transfer fluid partial flows, in particular of different temperatures, are thus fed to the second heat consumer 4, which combine to form a mixing temperature which is permissible for the second heat consumer 4.
  • the second circulation pump 9 is responsible for ensuring that the additional heat transfer fluid is supplied to the second heat consumer 4 Figure 2 in the switching mode of the second embodiment, the first circulation pump is responsible for this.
  • the additional heat transfer fluid is removed downstream of the first heat consumer 3 at the extraction point 101 and supplied upstream of the second heat consumer 4 at the supply point 102.
  • the cross-connection line 10 branches on the Tapping point 101 from the connecting line 5 downstream and a short line section behind the first heat consumer 3 and opens at the supply point 102 into the connecting line 5 upstream and a short line section ahead of the second heat consumer 4.
  • the first circulation pump 6 circulates the additional heat transfer fluid as a first heat transfer fluid partial flow through the heat generator 2, the first heat consumer 3, the cross-connection line 10 and through the second heat consumer 4, and a second heat transfer fluid partial flow through the heat generator 2 circulate directly to the second heat consumer 4 in a circle.
  • a total heat transfer fluid flow at an extraction point 103 is divided into the two partial flows mentioned; these two partial flows combine again at the supply point 102 to form the total flow.
  • the first heat transfer fluid partial flow that is the additional heat transfer fluid, is heated in the heat generator 2 and cools down in the first heat consumer.
  • the second heat transfer fluid partial flow is heated in the heat generator and not cooled.
  • the two heat transfer fluid partial flows mix to a temperature that is permissible for the second heat consumer 4.
  • a second circulation pump is not necessary compared to the first exemplary embodiment, but a second three-way valve 11 is required for this.
  • the two three-way valves 7 and 11 can be combined to form a four-way valve.

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems 1 umfasst neben einem ersten Heizmodus, in dem ein Wärmeerzeuger 2 ein Wärmeträgerfluid mit einer ersten Temperatur erzeugt und dieses einem ersten Wärmeabnehmer 3 zugeführt wird, und einem zweiten Heizmodus, in dem der Wärmeerzeuger 2 das Wärmeträgerfluid mit einer zweiten Temperatur erzeugt und dieses einem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeführt wird, weiter einen Umschaltmodus zum Umschalten vom ersten Heizmodus in den zweiten Heizmodus, in dem dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zusätzliches Wärmeträgerfluid mit einer dritten Temperatur zugeführt wird.

Description

    Stand der Technik
  • Es ist bereits ein Heizungssystem bekannt umfassend einen Wärmeerzeuger, einen ersten Wärmeabnehmer, einen zum ersten Wärmeabnehmer parallel geschalteten zweiten Wärmeabnehmer, Verbindungsleitungen zum fluidleitenden Verbinden von Wärmeerzeuger und erstem Wärmeabnehmer und/oder zweitem Wärmeabnehmer, sowie eine erste Umwälzpumpe zum Zirkulieren von Wärmeträgerfluid durch Wärmeerzeuger und ersten Wärmeabnehmer und/oder zweiten Wärmeabnehmer. Ebenso ist ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Heizungssystems bekannt, wobei in einem ersten Heizmodus der Wärmeerzeuger das Wärmeträgerfluid mit einer ersten, vorzugsweise hohen, Temperatur erzeugt und dieses dem ersten Wärmeabnehmer zugeführt wird, und wobei in einem zweiten Heizmodus der Wärmeerzeuger das Wärmeträgerfluid mit einer zweiten, vorzugsweise mittleren, Temperatur erzeugt und dieses dem zweiten Wärmeabnehmer zugeführt wird.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems umfasst einen ersten Heizmodus, bei dem ein Wärmeerzeuger ein Wärmeträgerfluid mit einer ersten, vorzugsweise relativ hohen, Temperatur erzeugt und dieses einem ersten Wärmeabnehmer zugeführt wird; ferner umfasst es einen zweiten Heizmodus, bei dem der Wärmeerzeuger das Wärmeträgerfluid mit einer zweiten, vorzugsweise relativ mittleren, Temperatur erzeugt und dieses einem zweiten Wärmeabnehmer zugeführt wird. Gekennzeichnet ist das Verfahren dadurch, dass es weiter einen Umschaltmodus umfasst, bei dem beim Umschalten vom ersten Heizmodus in den zweiten Heizmodus dem zweiten Wärmeabnehmer zusätzliches Wärmeträgerfluid mit einer dritten, vorzugsweise relativ niedrigen, Temperatur zugeführt wird.
  • Das erfindungsgemäße Heizungssystem umfasst einen Wärmeerzeuger, einen ersten Wärmeabnehmer, einen zum ersten Wärmeabnehmer parallel geschalteten zweiten Wärmeabnehmer, Verbindungsleitungen zum fluidleitenden Verbinden von Wärmeerzeuger und erstem Wärmeabnehmer und/oder zweitem Wärmeabnehmer, sowie eine erste Umwälzpumpe zum Zirkulieren von Wärmeträgerfluid durch Verbindungsleitungen, Wärmeerzeuger und ersten Wärmeabnehmer und/oder zweiten Wärmeabnehmer. Gekennzeichnet ist das Heizungssystem durch eine zum zweiten Wärmeabnehmer parallel geschaltete Bypassleitung, wobei die Bypassleitung an einer Entnahmestelle von der Verbindungsleitung stromabwärts des zweiten Wärmeabnehmers abzweigt und an einer Zuführstelle in die Verbindungsleitung stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers mündet, sowie eine zwischen Bypassleitung und zweitem Wärmeabnehmer angeordnete zweite Umwälzpumpe zum Zirkulieren von Wärmeträgerfluid durch Bypassleitung und zweiten Wärmeabnehmer.
  • Ein weiteres erfindungsgemäßes Heizungssystem ist gekennzeichnet durch eine Querverbindungsleitung, wobei die Querverbindungsleitung an einer Entnahmestelle von der Verbindungsleitung stromabwärts des ersten Wärmeabnehmers abzweigt und an einer Zuführstelle in die Verbindungsleitung stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers mündet.
  • Das Heizungssystem kann ein Wärmepumpen-Heizsystem sein; dann ist der Wärmeerzeuger eine Wärmepumpe, die das Wärmeträgerfluid erwärmt. Alternativ oder ergänzend kann das Heizungssystem auch einen andersartigen Wärmeerzeuger aufweisen, wie beispielsweise ein Gasgerät, einen Ölkessel oder einen elektrischen Wärmeerzeuger. Der Wärmeerzeuger kann ein regelbarer und/oder leistungsmodulierender Wärmeerzeuger sein, der Wärmeträgerfluid verschiedener Temperaturen erzeugt. Das Heizungssystem kann ein Warmwasser-Heizungssystem sein. Das Wärmeträgerfluid und das zusätzliche Wärmeträgerfluid können Wasser sein oder im Wesentlichen aus Wasser bestehen. Alternativ können das Wärmeträgerfluid und das zusätzliche Wärmeträgerfluid auch Luft oder Öl umfassen. Das zusätzliche Wärmeträgerfluid ist vorzugsweise von derselben Art wie das Wärmeträgerfluid. Der erste Wärmeabnehmer kann ein beliebiger Wärmeabnehmer oder Wärmeverbraucher oder Wärmetauscher sein; insbesondere kann er ein Trinkwarmwasserbereiter sein, der mit der Wärme des Wärmeträgerfluids Trinkwasser erwärmt. Beispielsweise kann der erste Wärmeabnehmer ein Trinkwarmwasserbereiter nach dem Durchflussprinzip (zum Beispiel nach der Bauart eines Plattenwärmeübertragers) oder nach dem Speicherprinzip (zum Beispiel nach der Bauart eines Rohrwendelwärmeübertragers) sein. Der zweite Wärmeabnehmer kann ein beliebiger Wärmeabnehmer oder Wärmeverbraucher oder Wärmetauscher sein; insbesondere kann er ein Raumheizkörper sein, der die Wärme des Wärmeträgerfluids in einen Raum oder auf eine Raumluft überträgt. Beispielsweise kann der zweite Wärmeabnehmer eine Fußboden- oder Wand- oder Deckenheizung, ein Radiator oder ein Konvektor sein. In Bezug auf das Heizungssystem ist der zweite Wärmeabnehmer parallel zum ersten Wärmeabnehmer geschaltet. Verbindungsleitungen verbinden den Wärmeerzeuger, den ersten Wärmeabnehmer, den zweiten Wärmeabnehmer sowie eventuell erforderliche weitere Komponenten wie Umwälzpumpen, Ventile, Rückflussverhinderer, Filter, Dichtungen, usw. fluidleitend. So kann von einer ersten Umwälzpumpe gefördertes Wärmeträgerfluid vom Wärmeerzeuger durch Verbindungsleitungen zum ersten Wärmeabnehmer und/oder zum zweiten Wärmeabnehmer fließen, ebenso vom ersten Wärmeabnehmer und/oder vom zweiten Wärmeabnehmer durch Verbindungsleitungen zurück zum Wärmeerzeuger. Die Bypassleitung ist eine besondere Verbindungsleitung, sie ist in Bezug auf den Wärmeerzeuger parallel zum ersten und zweiten Wärmeabnehmer geschaltet; durch sie kann zusätzliches Wärmeträgerfluid aus einer Entnahmestelle der Verbindungsleitung stromabwärts des zweiten Wärmeabnehmers in die Zuführstelle der Verbindungsleitung stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers zurückgeführt werden. Zwischen Zuführstelle und zweiten Wärmeabnehmer oder zwischen zweiten Wärmeabnehmer und Entnahmestelle ist eine zweite Umwälzpumpe geschaltet, mit der Wärmeträgerfluid durch die Bypassleitung und den zweiten Wärmeabnehmer gefördert werden kann. Die Querverbindungsleitung ist ebenfalls eine besondere Verbindungsleitung; durch sie kann zusätzliches Wärmeträgerfluid aus einer Entnahmestelle der Verbindungsleitung stromabwärts des ersten Wärmeabnehmers in die Zuführstelle der Verbindungsleitung stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers geführt werden. Darunter, dass eine Leitung stromaufwärts einer Komponente an einer Zuführstelle einer Verbindungsleitung mündet und/oder stromabwärts einer Komponente an einer Entnahmestelle einer Verbindungsleitung abzweigt, kann im hiesigen Zusammenhang verstanden werden, dass sie in räumlicher Nähe der Komponente mündet und/oder abzweigt, insbesondere dass zwischen der Zuführstelle und der Komponente und/oder zwischen der Komponente und der Entnahmestelle keine weiteren Leitungen münden oder abzweigen. Im ersten Heizmodus versorgt der Wärmeerzeuger den ersten Wärmeabnehmer mittels des Wärmeträgerfluids mit Wärme bei einer ersten Temperatur. Im zweiten Heizmodus versorgt der Wärmeerzeuger den zweiten Wärmeabnehmer mittels des Wärmeträgerfluids mit Wärme bei einer zweiten Temperatur. Der Betrieb des Heizungssystems im Umschaltmodus wird ausgeführt, wenn das Heizungssystem vom ersten Heizmodus in den zweiten Heizmodus schaltet. Der Umschaltmodus liegt zeitlich zwischen dem ersten Heizmodus und dem zweiten Heizmodus. Der Umschaltmodus dient dazu, dem zweiten Wärmetauscher auf eine Solltemperatur und/oder auf eine zulässige Temperatur temperiertes Wärmeträgerfluid zuzuführen.
  • Weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
    • Figur 1
    zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Heizungssystems 1,
    Figur 2
    zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Heizungssystems 1.
  • Figur 1 offenbart ein erstes Ausführungsbeispiel des Heizungssystems 1 umfassend einen Wärmeerzeuger 2, einen ersten Wärmeabnehmer 3, einen zum ersten Wärmeabnehmer 3 parallel geschalteten zweiten Wärmeabnehmer 4, Verbindungsleitungen 5 zum fluidleitenden Verbinden von Wärmeerzeuger 2 und erstem Wärmeabnehmer 3 und/oder zweitem Wärmeabnehmer 4, sowie eine erste Umwälzpumpe 6 zum Zirkulieren von Wärmeträgerfluid durch Verbindungsleitungen 5, Wärmeerzeuger 2 und ersten Wärmeabnehmer 3 und/oder zweiten Wärmeabnehmer 4. Ein Dreiwegeventil 7 lenkt das zirkulierende Wärmeträgerfluid zum ersten Wärmeabnehmer 3 (erster Heizmodus) und/oder zum zweiten Wärmeabnehmer 4 (zweiter Heizmodus). Ferner umfasst das Heizungssystem 1 eine zum zweiten Wärmeabnehmer 4 parallel geschaltete Bypassleitung 8, wobei die Bypassleitung 8 an einer Entnahmestelle 81 von der Verbindungsleitung 5 stromabwärts des zweiten Wärmeabnehmers 4 abzweigt und an einer Zuführstelle 82 in die Verbindungsleitung 5 stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers 4 mündet, sowie eine zwischen Bypassleitung 8 und zweitem Wärmeabnehmer 4 angeordnete zweite Umwälzpumpe 9 zum Zirkulieren von Wärmeträgerfluid durch Bypassleitung 8 und zweiten Wärmeabnehmer 4. Weiter umfasst das Heizungssystem 1 einen in der Bypassleitung 8 angeordneten Rückflussverhinderer 83, wobei der Rückflussverhinderer 83 eine Durchströmung der Bypassleitung 8 mit Wärmeträgerfluid von der Entnahmestelle 81 in Richtung der Zuführstelle 82 zulässt und in Gegenrichtung sperrt. Der Rückflussverhinderer 83 gewährleistet, dass durch die Bypassleitung 8 keine Fehlströmungen fließen, beispielsweise im ersten oder im zweiten Heizmodus. Weiter umfasst das Heizungssystem 1 ein hier nicht dargestelltes Regelgerät zum Regeln und/oder Steuern des Heizungssystems 1, darunter beispielsweise die regelbaren und/oder steuerbaren Komponenten des Wärmeerzeugers 2 (Ein-/Aus- und Leistungs- bzw. Temperaturregelung), der Umwälzpumpen 6 und 9 (Ein-/Aus- und Leistungs- bzw. Volumenstromregelung), sowie der Dreiwegeventile 7 und 11 (Durchlass- und Verschlussstellung).
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben des Heizungssystems 1 umfasst einen ersten Heizmodus, bei dem der Wärmeerzeuger 2 das Wärmeträgerfluid mit einer ersten, vorzugsweise relativ hohen, Temperatur T1 erzeugt und dieses dem ersten Wärmeabnehmer 3 zugeführt wird; ferner umfasst es einen zweiten Heizmodus, bei dem der Wärmeerzeuger 2 das Wärmeträgerfluid mit einer zweiten, vorzugsweise relativ mittleren, Temperatur T2 erzeugt und dieses dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeführt wird. Das auf einen bestimmten Temperaturwert temperierte Wärmeträgerfluid erwärmt den jeweiligen Wärmeabnehmer 3, 4 und beispielsweise angrenzende Verbindungsleitungen 5 auf eben jenen Temperaturwert. Das Verfahren umfasst weiter einen Umschaltmodus, bei dem beim Umschalten vom ersten Heizmodus in den zweiten Heizmodus dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zusätzliches Wärmeträgerfluid mit einer dritten, vorzugsweise relativ niedrigen, Temperatur T3 zugeführt wird. Das Heizungssystem und das Verfahren haben den Vorteil, dass dem zweiten Wärmeabnehmer 4 nicht Wärmeträgerfluid mit unzulässiger Temperierung zugeführt wird, insbesondere dass dem zweiten Wärmeabnehmer 4 nicht schlagartig Wärmeträgerfluid mit unzulässiger Temperierung zugeführt wird. Um das zu erreichen, werden der erste Heizmodus und der zweite Heizmodus zeitlich getrennt, so dass beim Umschaltvorgang ein Umschaltmodus zeitlich zwischen erstem und zweitem Heizmodus vorgesehen ist. So wird insbesondere erreicht, dass für den ersten Heizmodus temperiertes Wärmeträgerfluid nicht zum zweiten Wärmeabnehmer 4 gelangt. Beispielsweise werden damit Störungen für den Betrieb und Risiken für das Heizungssystem 1 vermieden, die sich aus eben jener unzulässigen Temperierung ergeben können.
  • Beispielsweise kann die erste Temperatur T1, mit der das Wärmeträgerfluid im ersten Heizmodus dem ersten Wärmeabnehmer 3 zugeführt wird, eine relativ hohe Temperatur T1 sein wie etwa 60 °C; beispielsweise wird ein Trinkwarmwasserbereiter damit versorgt. Ein Temperaturbereich der Temperatur T1 liegt beispielsweise zwischen etwa 40 °C und etwa 65 °C. In extremen Situationen wie beispielsweise zur thermischen Desinfektion eines angeschlossenen Trinkwarmwasserspeichers kann die Temperatur T1 auch Werte bis etwa 80 °C annehmen.
  • Weiter kann beispielsweise die zweite Temperatur T2, mit der das Wärmeträgerfluid im zweiten Heizmodus dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeführt wird, eine relativ mittlere Temperatur T2 sein wie etwa 40 °C; beispielsweise wird ein Raumheizkörper damit versorgt. Beispielsweise im Falle eines Erwärmens eines dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeordneten Raums liegt ein Temperaturbereich der Temperatur T2 beispielsweise zwischen etwa 25 °C und etwa 65 °C.
  • Beispielsweise im Falle eines Kühlens eines dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeordneten Raums liegt ein Temperaturbereich der Temperatur T2 beispielsweise zwischen etwa 7 °C und etwa 25 °C.
  • Beim Umschalten vom ersten Heizmodus in den zweiten Heizmodus kann die Situation auftreten, dass sich die Temperatur des Wärmeträgerfluids, so wie es von dem Wärmeerzeuger 2 erwärmt wird, nicht schlagartig, sondern allmählich von der ersten Temperatur T1 auf die zweite Temperatur T2 einregelt. Ursache dafür kann ein Regelverhalten des Wärmeerzeugers 2 und/oder eine thermische Trägheit des Heizungssystems 1 sein. Ist die zweite Temperatur T2 aber eine maximal zulässige oder eine Solltemperatur des zweiten Wärmeabnehmers 4, und darf oder soll dem zweiten Wärmeabnehmer 4 nicht Wärmeträgerfluid der ersten Temperatur T1 zugeführt werden, weil diese beispielsweise für den zweiten Wärmeabnehmer 4 zu hoch ist, so ermöglicht die Erfindung im Umschaltmodus die Zuführung von zulässig temperiertem Wärmeträgerfluid zum zweiten Wärmeabnehmer 4, indem zusätzliches Wärmeträgerfluid mit Temperatur T3 dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeführt wird. Die maximal zulässige oder Solltemperatur T2 des zweiten Wärmeabnehmers 4 kann einen festen Wert wie beispielsweise 40 °C aufweisen. Temperatur T2 kann aber auch einen zeitlich veränderlichen Wert aufweisen, beispielsweise nach einer, insbesondere zeitlich ansteigenden, Rampen- oder Treppenfunktion; beispielsweise kann es erforderlich oder erwünscht sein, die Temperatur T2 des dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeführten Wärmeträgerfluids nicht schlagartig, sondern allmählich auf einen Temperaturendwert zu steigern, wie beispielsweise eine Rampe oder eine Treppe von 30 °C über 35 °C bis auf 40 °C über der Zeit von einem Ende des ersten Heizmodus bis zu einer vollen Ausprägung des zweiten Heizmodus nach Ablauf des Umschaltmodus. So ermöglicht die Erfindung, dass dem zweiten Wärmeabnehmer 4 nicht unzulässig temperiertes Wärmeträgerfluid zugeführt wird. Insbesondere ermöglicht die Erfindung, dass der zweite Wärmeabnehmer 4 und beispielsweise angrenzende Verbindungsleitungen 5 nicht mit unzulässig temperiertem Wärmeträgerfluid durchströmt und nicht, oder nicht zu schnell, auf jene unzulässige Temperatur erwärmt werden. Zu schnelles und/oder zu hohes Temperieren könnte unter anderem zu Überhitzung, Versagen und/oder ungleichmäßigem Ausdehnen benachbarter betroffener Komponenten und Materialien sowie zu Wärmespannungen und Knackgeräuschen führen. Störungen für den Betrieb und Risiken für das Heizungssystem könnten die Folge sein. Der Umschaltmodus mit der Zuführung von zusätzlichem Wärmeträgerfluid mit einer dritten, vorzugsweise relativ niedrigen, Temperatur vermeidet eben solche Situationen. Der zweite Wärmeabnehmer 4 und beispielsweise angrenzende Verbindungsleitungen 5 werden nur mit zulässig temperiertem Wärmeträgerfluid durchströmt und/oder nur allmählich auf jene zulässige oder Solltemperatur erwärmt.
  • Beispielsweise kann die dritte Temperatur T3, mit der das zusätzliche Wärmeträgerfluid im Umschaltmodus dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeführt wird, eine relativ niedrige Temperatur T3 sein wie etwa 30 °C. Ein Temperaturbereich der Temperatur T3 liegt (beispielsweise im Falle eines Erwärmens eines dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeordneten Raums) beispielsweise 5 K bis 10 K unter der Temperatur T2, beispielsweise also zwischen etwa 20 °C und etwa 60 °C
  • Im Umschaltmodus kann dem zweiten Wärmeabnehmer 4 sowohl vom Wärmeerzeuger 2 zuströmendes Wärmeträgerfluid als auch das zusätzliche Wärmeträgerfluid, das von einem Abschnitt des Heizungssystems 1 mit der dritten Temperatur T3 zuströmt, zugeführt werden. Hier ist der Abschnitt des Heizungssystems 1 mit der dritten Temperatur T3 die Entnahmestelle 81 stromabwärts des zweiten Wärmeabnehmers 4. Allgemein gilt, dass das von einem Abschnitt des Heizungssystems 1 mit der dritten Temperatur T3 zuströmende Wärmeträgerfluid nicht vom Wärmeerzeuger 2 zuströmt. In Figur 1 sind das die kühlen Abschnitte des Heizungssystems 1, die rechts, also stromabwärts, des Wärmeerzeugers 2, des ersten Wärmeabnehmers 3 und des zweiten Wärmeabnehmers 4 liegen. Diese Abschnitte sind kühl (dritte Temperatur T3), da das Wärmeträgerfluid, das durch sie fließt, seine Wärme in einem der Wärmeabnehmer 3, 4 übertragen hat. Somit werden dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zwei Wärmeträgerfluid-Teilströme insbesondere verschiedener Temperaturen zugeführt, die sich zu einer Mischtemperatur vereinen, die für den zweiten Wärmeabnehmer 4 zulässig ist. Eine Mengenregelung der Wärmeträgerfluid-Teilströme und/oder eine Temperaturregelung der Mischtemperatur sind beispielsweise mittels einer variierbaren Pumpenförderleistung (Pumpen 6, 9) und/oder einer Ventilstellung (Ventile 7, 11, gegebenenfalls weitere) möglich.
  • Während im ersten Heizmodus die erste Umwälzpumpe 6 das Wärmeträgerfluid zwischen Wärmeerzeuger 2 und erstem Wärmeabnehmer 3 zirkulieren lässt, und im zweiten Heizmodus ebenfalls die erste Umwälzpumpe 6 das Wärmeträgerfluid zwischen Wärmeerzeuger 2 und zweitem Wärmeabnehmer 4 zirkulieren lässt, so ist im Umschaltmodus die zweite Umwälzpumpe 9 dafür verantwortlich, dass das zusätzliche Wärmeträgerfluid durch die Bypassleitung 8 und durch den zweiten Wärmeabnehmer 4 zirkuliert. Das zusätzliche Wärmeträgerfluid wird stromabwärts des zweiten Wärmeabnehmers 4 an der Entnahmestelle 81 entnommen und stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers 4 an der Zuführstelle 82 zugeführt. Dafür zweigt die Bypassleitung 8 an der Entnahmestelle 81 von der Verbindungsleitung 5 stromabwärts und ein kurzes Leitungsstück hinter dem zweiten Wärmeabnehmer 4 ab und mündet an der Zuführstelle 82 in die Verbindungsleitung 5 stromaufwärts und ein kurzes Leitungsstück vor dem zweiten Wärmeabnehmer 4.
  • Während des Umschaltmodus kann die zweite Umwälzpumpe 9 so angesteuert sein, dass - zumindest zeitweise - sie allein das zusätzliche Wärmeträgerfluid durch die Bypassleitung 8 und durch den zweiten Wärmeabnehmer 4 zirkulieren lässt. Die erste Umwälzpumpe 6 kann dabei ausgeschaltet sein.
  • Im Umschaltmodus lässt die zweite Umwälzpumpe 9 das zusätzliche Wärmeträgerfluid als einen ersten Wärmeträgerfluid-Teilstrom über die Bypassleitung 8 und durch den zweiten Wärmeabnehmer 4 im Kreis zirkulieren, und lässt einen zweiten Wärmeträgerfluid-Teilstrom durch den Wärmeerzeuger 2 und ebenfalls durch den zweiten Wärmeabnehmer 4 im Kreis zirkulieren. Vorteilhafterweise erfolgt das zumindest teilweise zeitlich überlappend, insbesondere gleichzeitig. So teilt sich ein Wärmeträgerfluid-Gesamtstrom an der Entnahmestelle 81 in die zwei genannten Teilströme auf, diese zwei Teilströme vereinigen sich an der Zuführstelle 82 wieder zum Gesamtstrom. Der erste Wärmeträgerfluid-Teilstrom, das ist das zusätzliche Wärmeträgerfluid, zirkuliert, ohne dass er erwärmt wird. Der zweite Wärmeträgerfluid-Teilstrom wird im Wärmeerzeuger erwärmt. Durch die Vereinigung an der Zuführstelle 82 mischen sich die beiden Wärmeträgerfluid-Teilströme zu einer für den zweiten Wärmeabnehmer 4 zulässigen Temperatur. Die Größen der Volumenströme des ersten Wärmeträgerfluid-Teilstroms und des zweiten Wärmeträgerfluid-Teilstroms lassen sich beispielsweise durch die Strömungswiderstände der durchflossenen Leitungen - Bypassleitung 8 und Verbindungsleitung 5 - einstellen. Diese Strömungswiderstände können fest vorgegeben sein, beispielsweise durch Länge und Durchmesser der Leitungen oder durch Festwiderstände, oder sie können verstellbar sein, beispielsweise mittels verstellbarer Armaturen (Ventile, Blenden, Schieber). So lassen sich die Volumenströme der Teilströme und damit auch die Temperatur des dem zweiten Wärmeabnehmers 4 zugeführten Wärmeträgerfluids bestimmen oder einstellen.
  • Figur 2 offenbart zweite Ausführungsbeispiele des Heizungssystems 1 und des Verfahrens, die hinsichtlich des Wärmeerzeugers 2, des ersten Wärmeabnehmers 3, des zweiten Wärmeabnehmers 4, der Verbindungsleitungen 5, der ersten Umwälzpumpe 6, des Dreiwegeventils 7, des bildlich nicht dargestellten Regelgeräts, des ersten Heizmodus, des zweiten Heizmodus und des Umschaltmodus gegenüber den ersten Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 prinzipiell unverändert sind. Ferner umfasst das Heizungssystem 1 eine Querverbindungsleitung 10 (zweite Bypassleitung 10), wobei die Querverbindungsleitung 10 an einer Entnahmestelle 101 von der Verbindungsleitung 5 stromabwärts des ersten Wärmeabnehmers 3 abzweigt und an einer Zuführstelle 102 in die Verbindungsleitung 5 stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers 4 mündet. Weiter umfasst das Heizungssystem 1 ein an der Entnahmestelle 101 der Querverbindungsleitung 10 angeordnetes Dreiwegeventil 11.
  • Wie das erste Ausführungsbeispiel umfasst auch das zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben des Heizungssystems 1 neben dem ersten Heizmodus und dem zweiten Heizmodus weiter einen Umschaltmodus, bei dem beim Umschalten vom ersten Heizmodus in den zweiten Heizmodus dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zusätzliches Wärmeträgerfluid mit einer dritten, vorzugsweise relativ niedrigen, Temperatur T3 zugeführt wird. Beim Umschalten vom ersten Heizmodus in den zweiten Heizmodus kann die Situation auftreten, dass sich die Temperatur des Wärmeträgerfluids, so wie es von dem Wärmeerzeuger 2 erwärmt wird, nicht schlagartig, sondern allmählich von der ersten Temperatur T1 auf die zweite Temperatur T2 einregelt. Auch hier ermöglicht die Erfindung im Umschaltmodus die Zuführung von zulässig temperiertem Wärmeträgerfluid zum zweiten Wärmeabnehmer 4, indem zusätzliches Wärmeträgerfluid mit Temperatur T3 dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeführt wird. Insbesondere ist das Dreiwegeventil 11 in Verbindung mit einer Steuersignalgebung des Regelgeräts dazu eingerichtet ist, eine Durchströmung der Querverbindungsleitung 10 mit zusätzlichem Wärmeträgerfluid vom ersten Wärmeabnehmer 3 über die Entnahmestelle 101 in Richtung der Zuführstelle 102 zum zweiten Wärmeabnehmer 4 im Umschaltmodus zuzulassen und in Gegenrichtung zu sperren.
  • Im Umschaltmodus kann dem zweiten Wärmeabnehmer 4 sowohl vom Wärmeerzeuger 2 zuströmendes Wärmeträgerfluid als auch das zusätzliche Wärmeträgerfluid, das von einem Abschnitt des Heizungssystems 1 mit der dritten Temperatur T3 zuströmt, zugeführt werden. Hier ist der Abschnitt des Heizungssystems 1 mit der dritten Temperatur T3 die Entnahmestelle 101 stromabwärts des ersten Wärmeabnehmers 3. Allgemein gilt, dass das von einem Abschnitt des Heizungssystems 1 mit der dritten Temperatur T3 zuströmende Wärmeträgerfluid nicht vom Wärmeerzeuger 2 zuströmt. In Figur 2 sind das die kühlen Abschnitte des Heizungssystems 1, die rechts des Wärmeerzeugers 2, des ersten Wärmeabnehmers 3 und des zweiten Wärmeabnehmers 4 liegen. Somit werden dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zwei Wärmeträgerfluid-Teilströme insbesondere verschiedener Temperatur zugeführt, die sich zu einer Mischtemperatur vereinen, die für den zweiten Wärmeabnehmer 4 zulässig ist.
  • Während im Umschaltmodus des ersten Ausführungsbeispiels (Figur 1) die zweite Umwälzpumpe 9 dafür verantwortlich ist, dass das zusätzliche Wärmeträgerfluid dem zweiten Wärmeabnehmer 4 zugeführt wird, so ist hier in Figur 2 im Umschaltmodus des zweiten Ausführungsbeispiels die erste Umwälzpumpe dafür verantwortlich. Das zusätzliche Wärmeträgerfluid wird stromabwärts des ersten Wärmeabnehmers 3 an der Entnahmestelle 101 entnommen und stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers 4 an der Zuführstelle 102 zugeführt. Dafür zweigt die Querverbindungsleitung 10 an der Entnahmestelle 101 von der Verbindungsleitung 5 stromabwärts und ein kurzes Leitungsstück hinter dem ersten Wärmeabnehmer 3 ab und mündet an der Zuführstelle 102 in die Verbindungsleitung 5 stromaufwärts und ein kurzes Leitungsstück vor dem zweiten Wärmeabnehmer 4.
  • Im Umschaltmodus lässt die erste Umwälzpumpe 6 das zusätzliche Wärmeträgerfluid als einen ersten Wärmeträgerfluid-Teilstrom durch den Wärmeerzeuger 2, den ersten Wärmeabnehmer 3, die Querverbindungsleitung 10 und durch den zweiten Wärmeabnehmer 4 im Kreis zirkulieren, und lässt einen zweiten Wärmeträgerfluid-Teilstrom durch den Wärmeerzeuger 2 auf direktem Weg zum zweiten Wärmeabnehmer 4 im Kreis zirkulieren. Vorteilhafterweise erfolgt das zumindest teilweise zeitlich überlappend, insbesondere gleichzeitig. So teilt sich ein Wärmeträgerfluid-Gesamtstrom an einer Entnahmestelle 103 in die zwei genannten Teilströme auf, diese zwei Teilströme vereinigen sich an der Zuführstelle 102 wieder zum Gesamtstrom. Der erste Wärmeträgerfluid-Teilstrom, das ist das zusätzliche Wärmeträgerfluid, wird im Wärmeerzeuger 2 erwärmt und kühlt im ersten Wärmeabnehmer ab. Der zweite Wärmeträgerfluid-Teilstrom wird im Wärmeerzeuger erwärmt und nicht abgekühlt. Durch die Vereinigung an der Zuführstelle 102 mischen sich die beiden Wärmeträgerfluid-Teilströme zu einer für den zweiten Wärmeabnehmer 4 zulässigen Temperatur.
  • Im zweiten Ausführungsbeispiel des Heizungssystems 1 ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel keine zweite Umwälzpumpe nötig, dafür wird aber ein zweites Dreiwegeventil 11 gebraucht. Alternativ können die beiden Dreiwegeventile 7 und 11 zu einem Vierwegeventil kombiniert werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Heizungssystems (1),
    • wobei in einem ersten Heizmodus ein Wärmeerzeuger (2) ein Wärmeträgerfluid mit einer ersten, vorzugsweise relativ hohen, Temperatur erzeugt und dieses einem ersten Wärmeabnehmer (3) zugeführt wird,
    • wobei in einem zweiten Heizmodus der Wärmeerzeuger (2) das Wärmeträgerfluid mit einer zweiten, vorzugsweise relativ mittleren, Temperatur erzeugt und dieses einem zweiten Wärmeabnehmer (4) zugeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass in einem Umschaltmodus beim Umschalten vom ersten Heizmodus in den zweiten Heizmodus dem zweiten Wärmeabnehmer (4) zusätzliches Wärmeträgerfluid mit einer dritten, vorzugsweise relativ niedrigen, Temperatur zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Umschaltmodus dem zweiten Wärmeabnehmer (4) sowohl vom Wärmeerzeuger (2) zuströmendes Wärmeträgerfluid als auch das zusätzliche Wärmeträgerfluid, das von einem Abschnitt des Heizungssystems (1) mit der dritten Temperatur zuströmt, zugeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    • wobei das Heizungssystem (1) Verbindungsleitungen (5) zum fluidleitenden Verbinden von Wärmeerzeuger (2), erstem Wärmeabnehmer (3) und/oder zweitem Wärmeabnehmer (4) umfasst,
    • wobei das Wärmeträgerfluid durch die Verbindungsleitungen (5) strömen und zwischen Wärmeerzeuger (2), erstem Wärmeabnehmer (3) und/oder zweitem Wärmeabnehmer (4) zirkulieren kann,
    dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Wärmeträgerfluid aus der Verbindungsleitung (5) stromabwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) entnommen und in die Verbindungsleitung (5) stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) zugeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    • wobei im ersten Heizmodus eine erste Umwälzpumpe (6) das Wärmeträgerfluid zwischen Wärmeerzeuger (2) und erstem Wärmeabnehmer (3) zirkulieren lässt,
    • wobei im zweiten Heizmodus die erste Umwälzpumpe (6) das Wärmeträgerfluid zwischen Wärmeerzeuger (2) und zweitem Wärmeabnehmer (4) zirkulieren lässt,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Umschaltmodus eine zweite Umwälzpumpe (9) das zusätzliche Wärmeträgerfluid über eine Bypassleitung (8) und durch den zweiten Wärmeabnehmer (4) zirkulieren lässt,
    • wobei die Bypassleitung (8) an einer Entnahmestelle (81) stromabwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) abzweigt und an einer Zuführstelle (82) stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) mündet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Umschaltmodus die zweite Umwälzpumpe (9)
    • das zusätzliche Wärmeträgerfluid als einen ersten Wärmeträgerfluid-Teilstrom über die Bypassleitung (8) und durch den zweiten Wärmeabnehmer (4) sowie, vorzugsweise zumindest teilweise zeitlich überlappend, insbesondere gleichzeitig,
    • einen zweiten Wärmeträgerfluid-Teilstrom durch den Wärmeerzeuger (2) und durch den zweiten Wärmeabnehmer (4)
    zirkulieren lässt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    • wobei das Heizungssystem (1) Verbindungsleitungen (5) zum fluidleitenden Verbinden von Wärmeerzeuger (2), erstem Wärmeabnehmer (3) und/oder zweitem Wärmeabnehmer (4) umfasst,
    • wobei das Wärmeträgerfluid durch die Verbindungsleitungen (5) strömen und zwischen Wärmeerzeuger (2), erstem Wärmeabnehmer (3) und/oder zweitem Wärmeabnehmer (4) zirkulieren kann,
    dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Wärmeträgerfluid aus der Verbindungsleitung (5) stromabwärts des ersten Wärmeabnehmers (3) entnommen und in die Verbindungsleitung (5) stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) zugeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    • wobei im ersten Heizmodus eine erste Umwälzpumpe (6) das Wärmeträgerfluid zwischen Wärmeerzeuger (2) und erstem Wärmeabnehmer (3) zirkulieren lässt,
    • wobei im zweiten Heizmodus die erste Umwälzpumpe (6) das Wärmeträgerfluid zwischen Wärmeerzeuger (2) und zweitem Wärmeabnehmer (4) zirkulieren lässt,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Umschaltmodus die erste Umwälzpumpe (6) das zusätzliche Wärmeträgerfluid zwischen Wärmeerzeuger (2) und zweitem Wärmeabnehmer (4) über eine Querverbindungsleitung (10) zirkulieren lässt,
    • wobei die Querverbindungsleitung (10) an einer Entnahmestelle (101) von der Verbindungsleitung (5) stromabwärts des ersten Wärmeabnehmers (3) abzweigt und an einer Zuführstelle (102) in die Verbindungsleitung (5) stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) mündet.
  8. Heizungssystem (1) umfassend einen Wärmeerzeuger (2), einen ersten Wärmeabnehmer (3), einen zum ersten Wärmeabnehmer (3) parallel geschalteten zweiten Wärmeabnehmer (4), Verbindungsleitungen (5) zum fluidleitenden Verbinden von Wärmeerzeuger (2) und erstem Wärmeabnehmer (3) und/oder zweitem Wärmeabnehmer (4), sowie eine erste Umwälzpumpe (6) zum Zirkulieren von Wärmeträgerfluid durch Wärmeerzeuger (2) und ersten Wärmeabnehmer (3) und/oder zweiten Wärmeabnehmer (4),
    gekennzeichnet durch
    • eine zum zweiten Wärmeabnehmer (4) parallel geschaltete Bypassleitung (8), wobei die Bypassleitung (8) an einer Entnahmestelle (81) von der Verbindungsleitung (5) stromabwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) abzweigt und an einer Zuführstelle (82) in die Verbindungsleitung (5) stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) mündet, sowie
    • eine zwischen Bypassleitung (8) und zweitem Wärmeabnehmer (4) angeordnete zweite Umwälzpumpe (9) zum Zirkulieren von Wärmeträgerfluid durch Bypassleitung (8) und zweiten Wärmeabnehmer (4).
  9. Heizungssystem (1) umfassend einen Wärmeerzeuger (2), einen ersten Wärmeabnehmer (3), einen zum ersten Wärmeabnehmer (3) parallel geschalteten zweiten Wärmeabnehmer (4), Verbindungsleitungen (5) zum fluidleitenden Verbinden von Wärmeerzeuger (2) und erstem Wärmeabnehmer (3) und/oder zweitem Wärmeabnehmer (4), sowie eine erste Umwälzpumpe (6) zum Zirkulieren von Wärmeträgerfluid durch Wärmeerzeuger (2) und ersten Wärmeabnehmer (3) und/oder zweiten Wärmeabnehmer (4),
    gekennzeichnet durch eine Querverbindungsleitung (10), wobei die Querverbindungsleitung (10) an einer Entnahmestelle (101) von der Verbindungsleitung (5) stromabwärts des ersten Wärmeabnehmers (3) abzweigt und an einer Zuführstelle (102) in die Verbindungsleitung (5) stromaufwärts des zweiten Wärmeabnehmers (4) mündet.
  10. Heizungssystem (1) nach Anspruch 8 oder 9,
    gekennzeichnet durch einen in der Bypassleitung (8) angeordneten Rückflussverhinderer (83) und/oder ein an einer Entnahmestelle (81, 101) oder Zuführstelle (82, 102) der Bypassleitung (8) oder der Querverbindungsleitung (10) angeordnetes Dreiwegeventil (11),
    • wobei Rückflussverhinderer (83) und/oder Dreiwegeventil (11) dazu eingerichtet sind, eine Durchströmung der Bypassleitung (8) oder der Querverbindungsleitung (10) mit Wärmeträgerfluid von der Entnahmestelle (81, 101) in Richtung der Zuführstelle (82, 102) zuzulassen und in Gegenrichtung zu sperren.
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