EP3705786A1 - Module for integrating heat generators in a heating system - Google Patents

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EP3705786A1
EP3705786A1 EP20401015.1A EP20401015A EP3705786A1 EP 3705786 A1 EP3705786 A1 EP 3705786A1 EP 20401015 A EP20401015 A EP 20401015A EP 3705786 A1 EP3705786 A1 EP 3705786A1
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EP
European Patent Office
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heat
heat generator
module
connections
generator
Prior art date
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EP20401015.1A
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German (de)
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EP3705786B1 (en
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Dierk Brühling
Roland Bögeholz
Nikolaj Merkl
Martin Herrs
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Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Original Assignee
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
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Publication date
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    • 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
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1058—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system disposition of pipes and pipe connections
    • F24D3/1066—Distributors for heating liquids
    • 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
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F24D19/1024—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves a multiple way valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
    • 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
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/04—Gas or oil fired boiler
    • 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
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump

Definitions

  • the present invention relates to a module for integrating two heat generators into a heating system.
  • a heat pump with a lower output can advantageously be selected to support classic heat generators.
  • one of the tasks was to simplify the integration of heat generators into a heating system.
  • it was an object to provide a module that enables integration with as little effort as possible.
  • the object is achieved by a module for integrating two heat generators in a heating system.
  • the heating system can be an existing heating system that is being retrofitted or a newly designed heating system.
  • the module has connections for connecting a first heat generator.
  • the first heat generator is, for example, a heat pump to be retrofitted or installed.
  • the heat pump can be, for example, an air-water heat pump or a brine-water heat pump.
  • the connections for connecting the first heat generator include a connection for a flow, that is, through which a fluid, usually water, flows into the module, and a return, that is, a connection from which the fluid flows back to the first heat generator. This usually creates a circuit through the first heat generator, which is connected via the connections in the module.
  • the module also has connections for connecting a second heat generator.
  • the connections for connecting the second heat generator are functionally identical to those of the first heat generator, that is to say they preferably have a flow connection and a return connection.
  • the second heat generator is preferably a thermal bath and / or a boiler, which can be operated, for example, using conventional fossil fuels such as gas or the like.
  • the second heat generator is already integrated in the heating system, while the first heat generator is retrofitted and can be connected to the heating system with little effort by means of the module according to the invention.
  • the module also has connections for connecting a heat storage tank, in particular a hot water storage tank.
  • a heat storage tank in particular a hot water storage tank.
  • service water that is, drinking water that is stored at a desired temperature.
  • the water stored in the heat storage medium as a heat storage medium is decoupled from the medium flowing through the connections in order to comply with hygiene regulations.
  • the module also has connections for connecting a heat consumer, in particular a heating circuit.
  • connections for connecting a heat consumer, in particular a heating circuit.
  • These connections, as well as those of the heat accumulator, include a flow connection and a return connection to which a flow or return of the heat accumulator or heat consumer can be connected.
  • the module further has a hydraulic arrangement which is provided between the various connections.
  • the hydraulic arrangement comprises components, which are detailed below and by means of which flows are implemented between the different connections.
  • the hydraulic arrangement has a first switchover valve, which is provided in a supply line of the first heat generator and is set up to regulate a flow path from the first heat generator to the heat accumulator and the heat consumer. This means that by means of the first switching valve, the heat flow that originates from the first heat generator can be divided between the heat accumulator and the heat consumer or can be conducted to one of the two. For example, if a lot of energy is required in the heat consumer, for example in the case in which a heater is heating up a room, the switching valve will direct the flow in the direction of the heat consumer.
  • the first switching valve can also enable parallel operation.
  • the hydraulic arrangement also has a mixing valve.
  • the mixing valve is set up to mix fluid from the second heat generator with fluid from the heat accumulator or common return in such a way that a desired temperature is set at the outlet of the mixing valve.
  • the mixing valve is therefore particularly advantageous in the case in which the temperature of the fluid that flows into the flow connection of the second heat generator has a higher temperature than is required for the heat consumer. Then water from the heat storage or common return can be used to reduce the resulting temperature in order to avoid unnecessary heat losses in the heat consumer.
  • the reverse case is also advantageously conceivable, in which the temperature of the heat store is already higher than the temperature required for the heat consumer, so that the second heat generator only has one very little or no heating at all to provide thermal energy. In another advantageous case, it is ensured that only the drinking water is warmed up.
  • the hydraulic arrangement also has a second switching valve, which is arranged downstream of an output of the mixing valve in the flow path and is set up to regulate a flow path from the second heat generator to the heat accumulator and the heat consumer. Accordingly, by means of the second switching valve, both a temperature of the heat accumulator and of the heat consumer can be controlled as required using thermal energy generated by the second heat generator.
  • the module comprises a controller which is set up to implement a regulation of the heating system on the basis of efficiencies of the first heat generator and the second heat generator. It is known that in particular the efficiencies of different heat generators are different under different environmental conditions. A prominent example of this are heat pumps, which are less efficient at low outside temperatures. From a certain value, for example the outside temperature, the generation of thermal energy with a heat pump is then to be assessed as worse in comparison with the generation of thermal energy with another heat generator.
  • the module according to the invention thus enables a simple connection of the hydraulic system components due to the provision of various connections on the module. All system components can be controlled and regulated at a central point by the control of the module, which reduces the overall complexity of the system.
  • the integration of any existing second heat generator is ensured via the mixing valve. Regardless of whether it is a modern, active condensing boiler with its own pump or a passive boiler without its own circulation option, for example, it can be easily connected to the module connections provided and therefore integrated into the heating system.
  • parts of the module are advantageously checked during manufacture, which avoids errors on the construction site.
  • the control preferably includes an adaptive bivalence point control, whereby in addition to the efficiency of the first and second heat generator, energy costs, Energy efficiencies and / or CO 2 emissions can be used to select the first or second heat generator. This enables efficient management of the available heat generators.
  • the regulation is preferably set up to optimize the operation of the heating system economically or ecologically as a function of a user input.
  • the bivalence point between the first and second heat generator can be at different points, depending on whether the user makes an economic or ecological assessment of the heat generator. For example, the CO 2 emissions can be used for this purpose.
  • the user can therefore determine whether the control of the heating system should be optimized from an economic or ecological point of view. This enables the user to make an active contribution to environmental protection.
  • the hydraulic arrangement preferably has a hydraulic switch for decoupling the first heat generator from the first heat consumer and advantageously also the second heat generator from the first heat consumer and optionally also from the second heat generator.
  • Hydraulic switches are known in particular from heating circuits. Accordingly, the hydraulic separator can be understood as preparation of the heat consumer in such a way that the heat consumer can have one or more heating circuits. This has the particular purpose of protecting the heat generator from a completely closed circuit of the heat consumer.
  • the hydraulic separator takes on the task of a buffer storage.
  • the hydraulic separator and the heat accumulator preferably share a common return, to which the two heat generators are connected.
  • the hydraulic separator also ensures a guaranteed minimum volume flow on the side of the heat consumer, i.e. in particular on the heating circuit side, for example when using thermal baths.
  • the first heat consumer preferably has a hydraulic drive, in particular a pump, so that the heat consumer is supplied with heating energy, for example via the hydraulic switch.
  • the heat consumer is preferably set up to implement a first and a second heating circuit.
  • the second heating circuit is preferably mounted externally of the module, with a tap of the flow of the second heating circuit being located directly behind the hydraulic switch and thus not dependent on operation of the hydraulic one Is the drive of the first heating circuit.
  • the returns from both heating circuits are merged outside the device, but implementations that make the merging inside the device are also conceivable.
  • the module preferably has a housing, in particular a housing that can be wall-mounted, the connections being accessible on an underside of the housing.
  • a housing in particular a housing that can be wall-mounted, the connections being accessible on an underside of the housing.
  • the housing preferably has EPP or consists of it.
  • the EPP serves as insulation, so that effort or work on insulation is avoided. This minimizes the amount of work when retrofitting the heating system or when installing the module according to the invention.
  • the first heat generator preferably comprises a heat pump and the second heat generator a thermal bath and / or a boiler.
  • a hydraulic drive in particular a pump, is preferably provided for the first heat generator and / or for the second heat generator. Accordingly, a flow through the connections of the first heat generator or of the second heat generator is also possible if the components involved are passive and are connected to the connections. This ensures flexibility and any system can be integrated.
  • the heat consumer is preferably prepared for connection to two heating circuits.
  • a module is thus provided which enables all existing components to be integrated.
  • the module according to the invention is highly variable in terms of the composition of the then hybrid heating system. In this way, existing devices can also be integrated and costs for modernizing the heating system can be reduced.
  • the second heat generator can preferably be switched on and off externally.
  • the module can comprise a suitable communication interface, for example a cable or a radio link, with which the control of the second heat generator, preferably also the first heat generator, is possible.
  • Fig. 1 shows schematically and by way of example the hydraulics of a module 10 according to the invention in a heating system 1.
  • the heating system 1 has a first heat generator 2, which is designed for example as a heat pump, and a second heat generator 3, which is for example a boiler or a thermal bath.
  • the heating system 1 also has a heat accumulator 4, for example a hot water tank, in which drinking water is stored for provision, for example on fittings.
  • the heating system 1 has a heat consumer 5, which in this example has a first heating circuit 6 and a second heating circuit 7 as examples of a heat consumer.
  • connection or hydraulic lines which usually carry water as a fluid, are referred to in the usual jargon as feeds or returns.
  • Fig. 1 the hydraulic relationships are only shown schematically during Fig. 2 shows an example of a view of the components including connections and housing.
  • the first heat generator 2 which is usually designed as a heat pump WP, has, as indicated, a flow WPVL and a return WPRL.
  • the flow directions of the fluid, usually water, are shown schematically by the arrows drawn in shown.
  • the heat accumulator 4 is a component which, as a result, absorbs heat generated by the heat generators 2 and 3, the flow direction of the supply and return is opposite to that of the heat generators 2 and 3, respectively the heat consumer 5 or the schematically shown first and second heating circuits 6, 7 have a flow HKVL or HK2VL and a return HKRL or HK2RL. It should be mentioned again here that the second heating circuit 7 is optional and the heating system 1 can also be used with just one heating circuit, for example the heating circuit 6 as a heat consumer 5.
  • the module 10 has a hydraulic arrangement 100 which enables the connections and hydraulics of the system.
  • the heat pump flow WPVL is integrated via a first switchover valve 110 with which it is possible to switch between heating operation and hot water operation.
  • a first switchover valve 110 With which it is possible to switch between heating operation and hot water operation.
  • the hydraulic switch 120 decouples the first heat generator 2 or the second heat generator 3 from the heat consumer 5 and accordingly protects the heat generator from a completely closed circuit of the heat consumer 5.
  • the hydraulic switch 120 can also be understood as a buffer store.
  • a common return of the heat accumulator 4, namely the hot water return WWRL, and the hydraulic switch 120 leads back to the first heat generator 2 via the heat pump return WPRL and to the second heat generator 3 via the thermal return ThRL.
  • the second heat generator 3 is integrated into the heating system 1 via a mixing valve 130 and a second switching valve 140.
  • the mixing valve 130 ensures the required setpoint temperature of the heat consumer 5.
  • the second switchover valve 140 functions analogously to the first switchover valve 110.
  • the hydraulic separator 120 ensures a guaranteed minimum volume flow, in particular when using thermal baths as the second heat generator 3.
  • there is one hydraulic drive 150, 160, 170, for example one pump each, in the circuit of the first Heat generator 2, the second heat generator 3 and the heat consumer 5 are provided.
  • the second heating circuit 7 is optionally available, with a tap of the flow HK2VL being located directly behind the hydraulic switch 120 and in front of the hydraulic drive 170. The second heating circuit 7 is thus independent of the operation of the hydraulic drive 170. The return of the first heating circuit 6 and the second heating circuit 7 must be brought together externally in this case.
  • a controller 60 labeled WPM4 is also shown.
  • the controller 60 is set up to implement regulation of the heating system 1 on the basis of the efficiency of the first heat generator 2 and the second heat generator 3.
  • the controller 60 is preferably designed to implement an adaptive bivalence point control, which selects the optimal heat generator from the heat generator 2 and the heat generator 3 based on the efficiency of the heat generators 2, 3 and the corresponding energy costs, energy efficiencies or CO2 emissions.
  • the heating operation can, in particular at the request of the user, be optimized economically or ecologically, or, for example, based on CO2 emissions.
  • a classic operating mode can also be implemented via a bivalence point.
  • the controller 60 preferably acts independently on the basis of a comfort zone selected by the user in order to implement or regulate the defined goal.
  • Fig. 2 shows schematically and by way of example a perspective view of an embodiment of the module 10, which is shown schematically in FIG Fig. 1 is shown.
  • the hydraulic arrangement 100 of the module 10 including the connections of the other components of the heating system 1 on an underside of a housing 12 can be clearly seen.
  • the housing 12 encompasses the entire hydraulic system, preferably in an EPP housing, which for the purpose of better visibility in Fig. 2 is not shown and ultimately serves as insulation. This eliminates the work associated with the insulation during assembly, since the module 10 is delivered prefabricated including the insulation.
  • the module 10 accordingly compresses the entire system structure into the housing 12, which can preferably be mounted on a wall and, in one example, has dimensions of at most 950 x 770 x 300 mm and is therefore very compact and easy to mount. Because all connections are on the underside of the housing, connection of the hydraulic system components is simplified.
  • the controller 60 controls and regulates all components of the heating system 10 at a central point.
  • the module 10 comprises a connection 122 for connecting the heat pump flow WPVL, and a connection 124 for connecting the heat pump return WPRL. Also in Fig. 2 is the The direction of flow in the hydraulic arrangement 100 is indicated schematically by arrows.
  • the housing 12 is closed with a cap 13.
  • a fastening strip 14 ( Fig. 4 ) is provided in the housing 12 for fixing pipes. Furthermore, the pipes are held in the housing by clamping cams 15 ( Fig. 5 ) held.
  • the module 10 comprises a connection 132 for connection to the flow ThVL and a connection 134 for connection to the return ThRL.
  • the module 10 comprises a connection 142 for the flow WWVL and a connection 144 for the return WWRL.
  • the module 10 for connecting the heat consumer 5, in particular the two heating circuits 6 and 7, comprises a connection 152 for connecting to the flow of the first heating circuit HKVL, a connection 154 for connecting to the flow of the second heating circuit HK2VL and a combined return to connect with the return of both heating circuits HKRL, connection 156.
  • Fig. 3 shows schematically and by way of example the in Fig. 1 Hydraulics shown in another exemplary representation.
  • the controller 60 is preferably designed to communicate setpoint values to the first heat generator 2 or the second heat generator 3, so that the second heat generator 3 in particular only needs to be operated at an appropriate temperature, that is to say at a temperature that is suitable for the heat store 4 or the heat consumer 5 is just needed. Without such communication, the second heat generator 3 always has to provide the higher, required temperature, which is usually the temperature of the heat accumulator 4, which is then optionally mixed with the mixing valve 130 to a lower temperature.
  • the module 10 can be combined with any fossil heat generator 3, regardless of the manufacturer.
  • the module 10 thus enables a highly variable use in terms of the composition of the hybrid system for the heating system 1.
  • the second heat generator 3 only needs to be able to be switched on or off externally for this. Accordingly, thanks to the invention, when a heating system is being renovated, only the module 10 according to the invention has to be provided and the individual components already present have to be connected to the module 10 via the connections.
  • the control 60 of the module 10 then takes over the operation of the heating system 1.
  • the module 10 according to the invention is used particularly in the renovation of an old building, it is also suitable as a permanent solution for hybrid systems or as a temporary solution if a building is to be re-insulated later or an existing oil tank is to be emptied.
  • a permanent solution it is possible to react flexibly to price developments on the part of electricity, gas and oil providers.
  • the module 10 according to the invention enables cooling to the point of condensation.
  • a module 10 for integrating two heat generators 2, 3 into a heating system 1 with a hydraulic arrangement 100 is proposed, the hydraulic arrangement 100 providing hydraulic connections between connections 122, 124, 132, 134, 142, 144, 152, 154, 156 and with a controller 60, the hydraulic arrangement 100 having: a first switchover valve 110, a mixing valve 130 and a second switchover valve 140, the controller 60 being set up to regulate based on the efficiency of the first heat generator 2 and the second heat generator 3 of the heating system 1 to implement.
  • FIGS. 6 and 7th show a closed module 10 with the housing 12, the cap 13 and the controller 16.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Modul zur Integration zweier Wärmeerzeuger in ein Heizsystem mit einer hydraulischen Anordnung, wobei die hydraulische Anordnung hydraulische Verbindungen zwischen Anschlüssen bereitstellt und mit einer Steuerung, wobei die hydraulische Anordnung aufweist: ein erstes Umschaltventil, ein Mischventil und ein zweites Umschaltventil, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, auf Grundlage von Wirkungsgraden des ersten Wärmeerzeugers und des zweiten Wärmeerzeugers eine Regelung des Heizsystems zu implementieren.The invention relates to a module for integrating two heat generators in a heating system with a hydraulic arrangement, the hydraulic arrangement providing hydraulic connections between connections and with a controller, the hydraulic arrangement having: a first switching valve, a mixing valve and a second switching valve, the Control is set up to implement a regulation of the heating system on the basis of efficiency levels of the first heat generator and the second heat generator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul zur Integration zweier Wärmeerzeuger in ein Heizsystem.The present invention relates to a module for integrating two heat generators into a heating system.

Es ist bekannt, dass verschiedene Wärmeerzeuger zur Erzeugung von Wärmeenergie, insbesondere in Wohnhäusern, zum Einsatz kommen. Hierbei sind klassische Wärmeerzeuger wie Thermen oder Kessel ebenso wie moderne Wärmepumpen bekannt.It is known that various heat generators are used to generate thermal energy, especially in residential buildings. Classic heat generators such as thermal baths or boilers are known as well as modern heat pumps.

Die Kombination eines klassischen Wärmeerzeugers auf Basis insbesondere fossiler Energieträger wie Öl oder Gas oder auch Holzheizungen mit einer Wärmepumpe ist oft eine geeignete Maßnahme, womit durch ein Zusammenwirken dieser unterschiedlichen Wärmeerzeuger die Heizkosten deutlich gesenkt werden können. Vorteilhaft kann eine Wärmepumpe mit niedrigerer Leistung zur Unterstützung durch klassischen Wärmeerzeuger gewählt werden.The combination of a classic heat generator based in particular on fossil fuels such as oil or gas or wood heating systems with a heat pump is often a suitable measure, with which heating costs can be reduced significantly through the interaction of these different heat generators. A heat pump with a lower output can advantageously be selected to support classic heat generators.

Vordem Hintergrund, dass fossile Wärmeerzeuger, wie beispielsweise Thermen bzw. Kessel, häufig bereits in Wohnhäusern installiert sind, wäre es wünschenswert, im Falle einer Sanierung der Heizungsanlage bzw. des Heizsystems Wärmepumpen in das bereits bestehende Heizsystem einzubinden, zum einen, um die Notwendigkeit des elektrischen Nachheizens zu vermeiden und darüber hinaus, um die Kosten der Sanierung gering halten zu können.In view of the fact that fossil heat generators, such as thermal baths or boilers, are often already installed in residential buildings, it would be desirable to integrate heat pumps into the existing heating system in the event of renovation of the heating system or heating system, on the one hand to meet the need for to avoid electrical reheating and, moreover, to be able to keep the costs of the renovation low.

Zur Einbindung einer Wärmepumpe in ein bestehendes Heizsystem müssen Umbauten erfolgen, insbesondere um alle Komponenten von einem zentralen Regler anzusprechen und verwalten zu können. Hier ist eine gute Kenntnis der Anlage vorausgesetzt, was in der Regel nicht immer auf den ersten Blick ersichtlich ist. Ein intensives Studium der Bestandskomponenten führt zu einem personellen Aufwand, der mit der Nachrüstung verbunden ist. Auch ist es möglich, dass die bisherigen Anlagenteile des Heizsystems nicht für den hybriden Betrieb mit einer Wärmepumpe ausgelegt und arrangiert sind. Eine Integration neuer Aktoren und Sensoren kann sich daher als schwierig gestalten.In order to integrate a heat pump into an existing heating system, modifications must be made, in particular to be able to address and manage all components from a central controller. A good knowledge of the system is required here, which is usually not always obvious at first glance. An intensive study of the existing components leads to personnel costs associated with retrofitting. It is also possible that the previous system parts of the heating system are not designed and arranged for hybrid operation with a heat pump. Integrating new actuators and sensors can therefore be difficult.

Trotz damit verbundener Kosten ist folglich im Ergebnis bisher ein vollständiger Neuaufbau der Anlage hinsichtlich der zu erwartenden Kosten und des Aufwandes vorzuziehen.In spite of the associated costs, a complete new construction of the system is consequently preferable in terms of the expected costs and effort.

Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, die Integration von Wärmeerzeugern in ein Heizsystem zu vereinfachen. Insbesondere war es eine Aufgabe, ein Modul bereitzustellen, das eine möglichst aufwandsarme Integration ermöglicht.Against this background, one of the tasks was to simplify the integration of heat generators into a heating system. In particular, it was an object to provide a module that enables integration with as little effort as possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Modul zur Integration zweierWärmeerzeuger in ein Heizsystem gelöst. Das Heizsystem kann ein bestehendes Heizsystem, das nachgerüstet wird, oder ein neu konstruiertes Heizsystem sein.According to the invention, the object is achieved by a module for integrating two heat generators in a heating system. The heating system can be an existing heating system that is being retrofitted or a newly designed heating system.

Das Modul weist Anschlüsse zum Anschluss eines ersten Wärmeerzeugers auf. Der erste Wärmeerzeuger ist beispielsweise eine nachzurüstende oder zu installierende Wärmepumpe. Die Wärmepumpe kann beispielsweise eine Luft-Wasser-Wärmepumpe oder eine Sole-Wasser-Wärmepumpe sein. Auch sind natürlich andere Formen von Wärmepumpen vorstellbar. Die Anschlüsse zum Anschluss des ersten Wärmeerzeugers umfassen einen Anschluss für einen Vorlauf, das heißt durch den ein Fluid, üblicherweise Wasser, in das Modul einströmt sowie einen Rücklauf, das heißt einen Anschluss, aus dem das Fluid wieder zurück zu dem ersten Wärmeerzeuger fließt. Damit entsteht üblicherweise ein Kreislauf durch den ersten Wärmeerzeuger, der über die Anschlüsse in dem Modul verbunden ist.The module has connections for connecting a first heat generator. The first heat generator is, for example, a heat pump to be retrofitted or installed. The heat pump can be, for example, an air-water heat pump or a brine-water heat pump. Of course, other forms of heat pumps are also conceivable. The connections for connecting the first heat generator include a connection for a flow, that is, through which a fluid, usually water, flows into the module, and a return, that is, a connection from which the fluid flows back to the first heat generator. This usually creates a circuit through the first heat generator, which is connected via the connections in the module.

Ferner weist das Modul Anschlüsse zum Anschluss eines zweiten Wärmeerzeugers auf. Die Anschlüsse zum Anschluss des zweiten Wärmeerzeugers sind funktional identisch zu denen des ersten Wärmeerzeugers ausgebildet, das heißt sie weisen vorzugsweise einen Vorlaufanschluss und einen Rücklaufanschluss auf. Der zweite Wärmeerzeuger ist vorzugsweise eine Therme und/oder ein Kessel, die beispielsweise über herkömmliche fossile Energieträger, wie Gas oder Ähnliches, betrieben werden können. In einigen bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Moduls ist der zweite Wärmeerzeuger bereits in dem Heizsystem integriert, während der erste Wärmeerzeuger nachgerüstet wird und mittels des erfindungsgemäßen Moduls aufwandsarm an das Heizsystem anschließbar ist.The module also has connections for connecting a second heat generator. The connections for connecting the second heat generator are functionally identical to those of the first heat generator, that is to say they preferably have a flow connection and a return connection. The second heat generator is preferably a thermal bath and / or a boiler, which can be operated, for example, using conventional fossil fuels such as gas or the like. In some preferred embodiments of the module according to the invention, the second heat generator is already integrated in the heating system, while the first heat generator is retrofitted and can be connected to the heating system with little effort by means of the module according to the invention.

Das Modul weist ferner Anschlüsse zum Anschluss eines Wärmespeichers, insbesondere eines Warmwasserspeichers auf. In dem Wärmespeicher ist vorzugsweise Brauchwasser, das heißt Trinkwasser, das auf einer gewünschten Temperatur gespeichert wird. Das in dem Wärmespeicher gespeicherte Wasser als Wärmespeichermedium ist von dem durch die Anschlüsse strömenden Medium entkoppelt, um Hygienevorschriften Rechnung zu tragen.The module also has connections for connecting a heat storage tank, in particular a hot water storage tank. In the heat storage tank there is preferably service water, that is, drinking water that is stored at a desired temperature. The water stored in the heat storage medium as a heat storage medium is decoupled from the medium flowing through the connections in order to comply with hygiene regulations.

Das Modul weist weiter Anschlüsse zum Anschluss eines Wärmeverbrauchers, insbesondere eines Heizkreises, auf. Auch diese Anschlüsse, ebenso wie die des Wärmespeichers, umfassen einen Vorlaufanschluss und einen Rücklaufanschluss, an dem ein Vorlauf bzw. Rücklauf des Wärmespeichers bzw. Wärmeverbrauchers anschließbar ist.The module also has connections for connecting a heat consumer, in particular a heating circuit. These connections, as well as those of the heat accumulator, include a flow connection and a return connection to which a flow or return of the heat accumulator or heat consumer can be connected.

Das Modul weist weiter eine hydraulische Anordnung auf, die zwischen den verschiedenen Anschlüssen bereitgestellt ist. Die hydraulische Anordnung umfasst im Folgenden genauer dargelegte Komponenten, mittels derer Strömungen zwischen den unterschiedlichen Anschlüssen umgesetzt werden. Die hydraulische Anordnung weist ein erstes Umschaltventil auf, das in einem Vorlauf des ersten Wärmeerzeugers bereitgestellt und dazu eingerichtet ist, einen Strömungspfad von dem ersten Wärmeerzeuger zu dem Wärmespeicher und dem Wärmeverbraucher zu regeln. Das heißt, dass mittels des ersten Umschaltventils der Wärmestrom, der aus dem ersten Wärmeerzeuger stammt, zwischen dem Wärmespeicher und dem Wärmeverbraucher aufgeteilt bzw. zu einem der beiden geleitet werden kann. Wird beispielsweise viel Energie in dem Wärmeverbraucher benötigt, beispielsweise in dem Fall, in dem eine Heizung einen Raum aufheizt, wird das Umschaltventil die Strömung in Richtung des Wärmeverbrauchers leiten. Auch kann das erste Umschaltventil einen Parallelbetrieb ermöglichen.The module further has a hydraulic arrangement which is provided between the various connections. The hydraulic arrangement comprises components, which are detailed below and by means of which flows are implemented between the different connections. The hydraulic arrangement has a first switchover valve, which is provided in a supply line of the first heat generator and is set up to regulate a flow path from the first heat generator to the heat accumulator and the heat consumer. This means that by means of the first switching valve, the heat flow that originates from the first heat generator can be divided between the heat accumulator and the heat consumer or can be conducted to one of the two. For example, if a lot of energy is required in the heat consumer, for example in the case in which a heater is heating up a room, the switching valve will direct the flow in the direction of the heat consumer. The first switching valve can also enable parallel operation.

Die hydraulische Anordnung weist ferner ein Mischventil auf. Das Mischventil ist dazu eingerichtet, Fluid aus dem zweiten Wärmeerzeuger mit Fluid aus dem Wärmespeicher oder gemeinsamen Rücklauf derart zu mischen, dass sich am Ausgang des Mischventils eine gewünschte Temperatur einstellt. Das Mischventil ist demnach besonders vorteilhaft in dem Fall, in dem die Temperatur des Fluides, die in den Vorlaufanschluss des zweiten Wärmeerzeugers strömt, eine höhere Temperatur aufweist als sie für den Wärmeverbraucher benötigt wird. Dann kann Wasser aus dem Wärmespeicher oder gemeinsamen Rücklauf dafür genutzt werden, die entstehende Temperatur zu verringern, um unnötige Wärmeverluste in dem Wärmeverbraucher zu vermeiden. Auch ist vorteilhaft der umgekehrte Fall denkbar, in dem die Temperatur des Wärmespeichers bereits höher als die für den Wärmeverbraucher benötigte Temperatur ist, sodass der zweite Wärmeerzeuger eine lediglich sehr niedrige bzw. überhaupt keine Erwärmung zur Bereitstellung von Wärmeenergie durchführen muss. In einem anderen vorteilhaften Fall wird dafür gesorgt, dass nur das Trinkwasser aufgewärmt wird.The hydraulic arrangement also has a mixing valve. The mixing valve is set up to mix fluid from the second heat generator with fluid from the heat accumulator or common return in such a way that a desired temperature is set at the outlet of the mixing valve. The mixing valve is therefore particularly advantageous in the case in which the temperature of the fluid that flows into the flow connection of the second heat generator has a higher temperature than is required for the heat consumer. Then water from the heat storage or common return can be used to reduce the resulting temperature in order to avoid unnecessary heat losses in the heat consumer. The reverse case is also advantageously conceivable, in which the temperature of the heat store is already higher than the temperature required for the heat consumer, so that the second heat generator only has one very little or no heating at all to provide thermal energy. In another advantageous case, it is ensured that only the drinking water is warmed up.

Hierzu weist die hydraulische Anordnung ferner ein zweites Umschaltventil auf, das einem Ausgang des Mischventils nachgelagert im Strömungspfad angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen Strömungspfad von dem zweiten Wärmeerzeuger zu dem Wärmespeicher und dem Wärmeverbraucher zu regeln. Demnach kann mittels des zweiten Umschaltventils sowohl eine Temperatur des Wärmespeichers als auch des Wärmeverbrauchers nach Bedarf unter Verwendung von durch den zweiten Wärmeerzeuger erzeugter Wärmeenergie gesteuert werden.For this purpose, the hydraulic arrangement also has a second switching valve, which is arranged downstream of an output of the mixing valve in the flow path and is set up to regulate a flow path from the second heat generator to the heat accumulator and the heat consumer. Accordingly, by means of the second switching valve, both a temperature of the heat accumulator and of the heat consumer can be controlled as required using thermal energy generated by the second heat generator.

Schließlich umfasst das Modul eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, auf Grundlage von Wirkungsgraden des ersten Wärmeerzeugers und des zweiten Wärmeerzeugers eine Regelung des Heizsystems zu implementieren. Es ist bekannt, dass insbesondere Wirkungsgrade verschiedener Wärmeerzeuger bei unterschiedlichen Umweltbedingungen verschieden sind. Ein prominentes Beispiel hierfür sind Wärmepumpen, die bei niedrigen Außentemperaturen geringere Wirkungsgrade zeigen. Ab einem gewissen Wert, beispielsweise der Außentemperatur, ist dann die Erzeugung von Wärmeenergie mit einer Wärmepumpe als schlechter zu bewerten im Vergleich mit einer Erzeugung von Wärmeenergie mit einem anderen Wärmeerzeuger.Finally, the module comprises a controller which is set up to implement a regulation of the heating system on the basis of efficiencies of the first heat generator and the second heat generator. It is known that in particular the efficiencies of different heat generators are different under different environmental conditions. A prominent example of this are heat pumps, which are less efficient at low outside temperatures. From a certain value, for example the outside temperature, the generation of thermal energy with a heat pump is then to be assessed as worse in comparison with the generation of thermal energy with another heat generator.

Das erfindungsgemäße Modul ermöglicht somit einen einfachen Anschluss der hydraulischen Anlagenkomponenten aufgrund der Bereitstellung verschiedener Anschlüsse an dem Modul. Alle Anlagenkomponenten können an zentraler Stelle durch die Steuerung des Moduls gesteuert und geregelt werden, was die Komplexität der Anlage insgesamt verringert. Über das Mischventil ist die Integrierbarkeit eines beliebigen bestehenden zweiten Wärmeerzeugers gesichert. Unabhängig davon, ob es sich um einen modernen, aktiven Brennwertkessel mit eigener Pumpe oder einen passiven Kessel ohne eigene Zirkulationsmöglichkeit handelt, beispielsweise, ist dieser problemlos an die dafür vorgesehenen Anschlüsse des Moduls anschließbar und demnach in das Heizsystem integrierbar. Insbesondere sind vorteilhaft teile des Moduls in der Herstellung geprüft, womit Fehler auf der Baustelle vermieden sind.The module according to the invention thus enables a simple connection of the hydraulic system components due to the provision of various connections on the module. All system components can be controlled and regulated at a central point by the control of the module, which reduces the overall complexity of the system. The integration of any existing second heat generator is ensured via the mixing valve. Regardless of whether it is a modern, active condensing boiler with its own pump or a passive boiler without its own circulation option, for example, it can be easily connected to the module connections provided and therefore integrated into the heating system. In particular, parts of the module are advantageously checked during manufacture, which avoids errors on the construction site.

Vorzugsweise umfasst die Regelung eine adaptive Bivalenzpunktregelung, wobei zusätzlich zu den Wirkungsgraden des ersten bzw. zweiten Wärmeerzeugers Energiekosten, Energieeffizienzen und/oder CO2-Ausstöße zur Auswahl des ersten bzw. zweiten Wärmeerzeugers herangezogen werden. Damit wird ein effizientes Management der zur Verfügung stehenden Wärmeerzeuger ermöglicht.The control preferably includes an adaptive bivalence point control, whereby in addition to the efficiency of the first and second heat generator, energy costs, Energy efficiencies and / or CO 2 emissions can be used to select the first or second heat generator. This enables efficient management of the available heat generators.

Vorzugsweise ist die Regelung dazu eingerichtet, den Betrieb des Heizsystems in Abhängigkeit von einer Benutzereingabe ökonomisch oder ökologisch zu optimieren. Der Bivalenzpunkt zwischen erstem und zweitem Wärmeerzeuger kann je nachdem an unterschiedlichen Punkten liegen, ob der Benutzer eine ökonomische oder ökologische Bewertung der Wärmeerzeuger vornimmt. Hierzu kann beispielsweise der CO2-Ausstoß herangezogen werden. Der Benutzer kann demnach festlegen, ob die Steuerung des Heizsystems nach ökonomischen oder ökologischen Gesichtspunkten optimiert werden soll. Damit kann der Benutzer einen aktiven Beitrag zum Umweltschutz leisten.The regulation is preferably set up to optimize the operation of the heating system economically or ecologically as a function of a user input. The bivalence point between the first and second heat generator can be at different points, depending on whether the user makes an economic or ecological assessment of the heat generator. For example, the CO 2 emissions can be used for this purpose. The user can therefore determine whether the control of the heating system should be optimized from an economic or ecological point of view. This enables the user to make an active contribution to environmental protection.

Vorzugsweise weist die hydraulische Anordnung eine hydraulische Weiche zum Entkoppeln des ersten Wärmeerzeugers von dem ersten Wärmeverbraucher auf und vorteilhaft auch des zweiten Wärmeerzeugers vom ersten Wärmeverbraucher und optional auch vom zweiten Wärmeerzeuger auf. Hydraulische Weichen sind insbesondere aus Heizkreisen bekannt. Demnach kann die hydraulische Weiche als Vorbereitung des Wärmeverbrauchers dahingehend verstanden werden, dass der Wärmeverbraucher einen oder mehrere Heizkreise aufweisen kann. Dies hat insbesondere den Zweck, die Wärmeerzeuger vor einem vollständig geschlossenen Kreis des Wärmeverbrauchers zu schützen.The hydraulic arrangement preferably has a hydraulic switch for decoupling the first heat generator from the first heat consumer and advantageously also the second heat generator from the first heat consumer and optionally also from the second heat generator. Hydraulic switches are known in particular from heating circuits. Accordingly, the hydraulic separator can be understood as preparation of the heat consumer in such a way that the heat consumer can have one or more heating circuits. This has the particular purpose of protecting the heat generator from a completely closed circuit of the heat consumer.

Somit wird durch die hydraulische Weiche die Aufgabe eines Pufferspeichers übernommen. Vorzugsweise teilen sich die hydraulische Weiche und der Wärmespeicher einen gemeinsamen Rücklauf, an dem die beiden Wärmeerzeuger angeschlossen sind. Die hydraulische Weiche sorgt ferner auf Seite des Wärmeverbrauchers, das heißt insbesondere auf Heizkreisseite, beispielsweise bei der Verwendung von Thermen für einen garantierten Mindestvolumenstrom. Vorzugsweise weist der erste Wärmeverbraucher einen hydraulischen Antrieb, insbesondere eine Pumpe, auf, sodass der Wärmeverbraucher beispielsweise über die hydraulische Weiche mit Heizwärme versorgt wird.Thus, the hydraulic separator takes on the task of a buffer storage. The hydraulic separator and the heat accumulator preferably share a common return, to which the two heat generators are connected. The hydraulic separator also ensures a guaranteed minimum volume flow on the side of the heat consumer, i.e. in particular on the heating circuit side, for example when using thermal baths. The first heat consumer preferably has a hydraulic drive, in particular a pump, so that the heat consumer is supplied with heating energy, for example via the hydraulic switch.

Der Wärmeverbraucher ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen ersten und einen zweiten Heizkreis zu implementieren. Der zweite Heizkreis wird vorzugsweise extern von dem Modul montiert, wobei sich ein Abgriff des Vorlaufs des zweiten Heizkreises direkt hinter der hydraulischen Weiche befindet und somit nicht abhängig von einem Betrieb des hydraulischen Antriebs des ersten Heizkreises ist. Die Rückläufe beider Heizkreise werden in dieser Ausführung geräteextern zusammengeführt, allerdings sind natürlich auch Implementierungen denkbar, die die Zusammenführung geräteintern gestalten.The heat consumer is preferably set up to implement a first and a second heating circuit. The second heating circuit is preferably mounted externally of the module, with a tap of the flow of the second heating circuit being located directly behind the hydraulic switch and thus not dependent on operation of the hydraulic one Is the drive of the first heating circuit. In this version, the returns from both heating circuits are merged outside the device, but implementations that make the merging inside the device are also conceivable.

Vorzugsweise weist das Modul ein Gehäuse, insbesondere ein wandmontierbares Gehäuse, auf, wobei die Anschlüsse an einer Unterseite des Gehäuses zugänglich sind. Damit ist eine einfache Montage und ein einfacher Anschluss der Komponenten des Heizsystems möglich. Die Konstruktion ist ferner platzsparend und kompakt, da das Gehäuse einfach an die Wand montierbar ist.The module preferably has a housing, in particular a housing that can be wall-mounted, the connections being accessible on an underside of the housing. This enables simple assembly and simple connection of the components of the heating system. The construction is also space-saving and compact, since the housing can be easily mounted on the wall.

Vorzugsweise weist das Gehäuse EPP auf oder besteht daraus. Das EPP dient als Isolierung, sodass ein Aufwand oder Arbeiten zur Isolation vermieden werden. Dadurch wird der Arbeitsaufwand beim Nachrüsten des Heizsystems bzw. beim Installieren des erfindungsgemäßen Moduls minimiert.The housing preferably has EPP or consists of it. The EPP serves as insulation, so that effort or work on insulation is avoided. This minimizes the amount of work when retrofitting the heating system or when installing the module according to the invention.

Vorzugsweise umfasst der erste Wärmeerzeuger eine Wärmepumpe und der zweite Wärmeerzeuger eine Therme und/oder einen Kessel.The first heat generator preferably comprises a heat pump and the second heat generator a thermal bath and / or a boiler.

Vorzugsweise ist je ein hydraulischer Antrieb, insbesondere eine Pumpe, für den ersten Wärmeerzeuger und/oder für den zweiten Wärmeerzeuger vorgesehen. Demnach ist eine Strömung durch die Anschlüsse des ersten Wärmeerzeugers bzw. des zweiten Wärmeerzeugers auch dann möglich, wenn es sich um passive Komponenten handelt, die an die Anschlüsse angeschlossen werden. Dadurch wird die Flexibilität gewahrt und beliebige Systeme integrierbar.A hydraulic drive, in particular a pump, is preferably provided for the first heat generator and / or for the second heat generator. Accordingly, a flow through the connections of the first heat generator or of the second heat generator is also possible if the components involved are passive and are connected to the connections. This ensures flexibility and any system can be integrated.

Vorzugsweise ist der Wärmeverbraucher zur Verbindung mit zwei Heizkreisen vorbereitet.The heat consumer is preferably prepared for connection to two heating circuits.

Erfindungsgemäß wird somit ein Modul bereitgestellt, das eine Integrierbarkeit sämtlicher bereits bestehender Komponenten ermöglicht. Das erfindungsgemäße Modul ist hoch variabel, was die Zusammenstellung der dann hybriden Heizungsanlage betrifft. Somit können auch Bestandsvorrichtungen eingebunden werden und Kosten bei der Modernisierung des Heizsystems verringert werden. Vorzugsweise ist hierfür der zweite Wärmeerzeuger extern ein- und ausschaltbar. Hierfür kann das Modul eine geeignete Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise ein Kabel oder eine Funkverbindung, umfassen, mit der die Steuerung des zweiten Wärmeerzeugers, vorzugsweise zusätzlich auch des ersten Wärmeerzeugers, möglich ist.According to the invention, a module is thus provided which enables all existing components to be integrated. The module according to the invention is highly variable in terms of the composition of the then hybrid heating system. In this way, existing devices can also be integrated and costs for modernizing the heating system can be reduced. For this purpose, the second heat generator can preferably be switched on and off externally. For this purpose, the module can comprise a suitable communication interface, for example a cable or a radio link, with which the control of the second heat generator, preferably also the first heat generator, is possible.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen werden nachfolgend mit Verweis auf die beigefügten Figuren beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1
schematisch und exemplarisch die Hydraulik des erfindungsgemäßen Moduls;
Fig. 2
schematisch und exemplarisch eine perspektivische Ansicht des Moduls aus Fig. 1; und
Fig. 3
schematisch und exemplarisch eine weitere Darstellung der Hydraulik aus Fig. 1.
Fig. 4
eine Ansicht einer Befestigungsleiste 14
Fig. 5
eine Ansicht auf einen Klemmnocken 15
Fig. 6
ein geschlossenes Modul 10
Fig. 7
ein geschlossenes Modul 10 mit einem Regler 16
Further advantages and configurations are described below with reference to the attached figures. Here show:
Fig. 1
schematically and by way of example the hydraulics of the module according to the invention;
Fig. 2
schematically and by way of example a perspective view of the module Fig. 1 ; and
Fig. 3
schematically and exemplarily a further representation of the hydraulics Fig. 1 .
Fig. 4
a view of a fastening strip 14
Fig. 5
a view of a clamping cam 15
Fig. 6
a closed module 10
Fig. 7
a closed module 10 with a controller 16

Fig. 1 zeigt schematisch und exemplarisch die Hydraulik eines erfindungsgemäßen Moduls 10 in einem Heizsystem 1. Das Heizsystem 1 weist einen ersten Wärmeerzeuger 2, der beispielsweise als Wärmepumpe ausgeführt ist, und einen zweiten Wärmeerzeuger 3, der beispielsweise ein Kessel oder eine Therme ist, auf. Das Heizsystem 1 weist ferner einen Wärmespeicher 4 auf, beispielsweise einen Warmwasserspeicher, in dem Trinkwasser zur Bereitstellung, beispielsweise an Armaturen, gespeichert ist. Schließlich weist das Heizsystem 1 einen Wärmeverbraucher 5 auf, der in diesem Beispiel einen ersten Heizkreis 6 und einen zweiten Heizkreis 7 als Beispiele für einen Wärmeverbraucher aufweist. Fig. 1 shows schematically and by way of example the hydraulics of a module 10 according to the invention in a heating system 1. The heating system 1 has a first heat generator 2, which is designed for example as a heat pump, and a second heat generator 3, which is for example a boiler or a thermal bath. The heating system 1 also has a heat accumulator 4, for example a hot water tank, in which drinking water is stored for provision, for example on fittings. Finally, the heating system 1 has a heat consumer 5, which in this example has a first heating circuit 6 and a second heating circuit 7 as examples of a heat consumer.

Die Anschlüsse bzw. hydraulischen Leitungen, die üblicherweise Wasser als Fluid führen, werden im üblichen Jargon als Vorläufe bzw. Rückläufe bezeichnet. In Fig. 1 sind lediglich schematisch die hydraulischen Zusammenhänge gezeigt, während Fig. 2 exemplarisch eine Ansicht der Komponenten samt Anschlüssen und Gehäuse zeigt.The connections or hydraulic lines, which usually carry water as a fluid, are referred to in the usual jargon as feeds or returns. In Fig. 1 the hydraulic relationships are only shown schematically during Fig. 2 shows an example of a view of the components including connections and housing.

Der erste Wärmeerzeuger 2, der üblicherweise als Wärmepumpe WP ausgeführt ist, verfügt wie angedeutet über einen Vorlauf WPVL und einen Rücklauf WPRL. Schematisch sind durch eingezeichnete Pfeile die Fließrichtungen des Fluids, üblicherweise Wasser, gezeigt. Der zweite Wärmeerzeuger 3, der üblicherweise als Kessel bzw. Therme ausgebildet ist, weist entsprechend einen Vorlauf ThVL sowie einen Rücklauf ThRL auf. Der Wärmespeicher 4, der üblicherweise als Warmwasserspeicher WW-SP ausgeführt ist, weist einen Rücklauf WWRL und einen Vorlauf WWVL auf. Da es sich bei dem Wärmespeicher 4 um eine Komponente handelt, die im Ergebnis Wärme, die durch die Wärmeerzeuger 2 bzw. 3 erzeugt wird, aufnimmt, ist die Fließrichtung des Vorlaufs bzw. des Rücklaufs entgegengesetzt zu denen der Wärmeerzeuger 2 bzw. 3. Entsprechend weist der Wärmeverbraucher 5 bzw. die schematisch gezeigten ersten und zweiten Heizkreise 6, 7 einen Vorlauf HKVL bzw. HK2VL sowie einen Rücklauf HKRL bzw. HK2RL auf. Hierbei sei erneut erwähnt, dass der zweite Heizkreis 7 optional ist und das Heizsystem 1 auch mit lediglich einem Heizkreis, beispielsweise dem Heizkreis 6 als Wärmeverbraucher 5 einsetzbar ist.The first heat generator 2, which is usually designed as a heat pump WP, has, as indicated, a flow WPVL and a return WPRL. The flow directions of the fluid, usually water, are shown schematically by the arrows drawn in shown. The second heat generator 3, which is usually designed as a boiler or thermal bath, accordingly has a flow ThVL and a return ThRL. The heat storage 4, which is usually designed as a hot water storage tank WW-SP, has a return WWRL and a flow WWVL. Since the heat accumulator 4 is a component which, as a result, absorbs heat generated by the heat generators 2 and 3, the flow direction of the supply and return is opposite to that of the heat generators 2 and 3, respectively the heat consumer 5 or the schematically shown first and second heating circuits 6, 7 have a flow HKVL or HK2VL and a return HKRL or HK2RL. It should be mentioned again here that the second heating circuit 7 is optional and the heating system 1 can also be used with just one heating circuit, for example the heating circuit 6 as a heat consumer 5.

Das Modul 10 weist eine hydraulische Anordnung 100 auf, die die Anschlüsse und Hydraulik des Systems ermöglicht. Der Wärmepumpenvorlauf WPVL wird über ein erstes Umschaltventil 110 integriert, mit dem die Möglichkeit besteht, zwischen einem Heizbetrieb und einem Warmwasserbetrieb umzuschalten. In dem Warmwasserbetrieb wird ermöglicht, dass von dem ersten Wärmeerzeuger 2 erzeugte Wärme in den Wärmespeicher 4 gelangt, während in dem Heizbetrieb die erzeugte Wärme über eine hydraulische Weiche 120 in den Wärmeverbraucher 5 einleitbar ist. Die hydraulische Weiche 120 entkoppelt den ersten Wärmeerzeuger 2 bzw. den zweiten Wärmeerzeuger 3 von dem Wärmeverbraucher 5 und schützt demnach den Wärmeerzeuger vor einem vollständig geschlossenen Kreis des Wärmeverbrauchers 5. Anders ausgedrückt kann die hydraulische Weiche 120 auch als Pufferspeicher aufgefasst werden. Ein gemeinsamer Rücklauf des Wärmespeichers 4, nämlich der Warmwasserrücklauf WWRL, und der hydraulischen Weiche 120 führt zurück zu dem ersten Wärmeerzeuger 2 über den Wärmepumpenrücklauf WPRL und zu dem zweiten Wärmeerzeuger 3 über den Thermenrücklauf ThRL.The module 10 has a hydraulic arrangement 100 which enables the connections and hydraulics of the system. The heat pump flow WPVL is integrated via a first switchover valve 110 with which it is possible to switch between heating operation and hot water operation. In the hot water mode, it is possible for the heat generated by the first heat generator 2 to reach the heat accumulator 4, while in the heating mode the heat generated can be introduced into the heat consumer 5 via a hydraulic switch 120. The hydraulic switch 120 decouples the first heat generator 2 or the second heat generator 3 from the heat consumer 5 and accordingly protects the heat generator from a completely closed circuit of the heat consumer 5. In other words, the hydraulic switch 120 can also be understood as a buffer store. A common return of the heat accumulator 4, namely the hot water return WWRL, and the hydraulic switch 120 leads back to the first heat generator 2 via the heat pump return WPRL and to the second heat generator 3 via the thermal return ThRL.

Der zweite Wärmeerzeuger 3 ist über ein Mischventil 130 und ein zweites Umschaltventil 140 in das Heizsystem 1 integriert. Das Mischventil 130 sorgt für die benötigte Solltemperatur des Wärmeverbrauchers 5. Das zweite Umschaltventil 140 funktioniert analog zu dem ersten Umschaltventil 110.The second heat generator 3 is integrated into the heating system 1 via a mixing valve 130 and a second switching valve 140. The mixing valve 130 ensures the required setpoint temperature of the heat consumer 5. The second switchover valve 140 functions analogously to the first switchover valve 110.

Auf Heizkreisseite, das heißt auf Seite des Wärmeverbrauchers 5, sorgt die hydraulische Weiche 120 insbesondere bei einer Verwendung von Thermen als zweitem Wärmeerzeuger 3 für einen garantierten Mindestvolumenstrom. Zusätzlich ist exemplarisch je ein hydraulischer Antrieb 150, 160, 170, beispielsweise je eine Pumpe, in dem Kreis des ersten Wärmeerzeugers 2, des zweiten Wärmeerzeugers 3 und des Wärmeverbrauchers 5 vorgesehen. Der zweite Heizkreis 7 steht optional zur Verfügung, wobei ein Abgriff des Vorlaufes HK2VL sich direkt hinter der hydraulischen Weiche 120 und vor dem hydraulischen Antrieb 170 befindet. Somit ist der zweite Heizkreis 7 unabhängig von dem Betrieb des hydraulischen Antriebs 170. Der Rücklauf des ersten Heizkreises 6 und des zweiten Heizkreises 7 muss in diesem Fall extern zusammengeführt werden.On the heating circuit side, that is to say on the side of the heat consumer 5, the hydraulic separator 120 ensures a guaranteed minimum volume flow, in particular when using thermal baths as the second heat generator 3. In addition, there is one hydraulic drive 150, 160, 170, for example one pump each, in the circuit of the first Heat generator 2, the second heat generator 3 and the heat consumer 5 are provided. The second heating circuit 7 is optionally available, with a tap of the flow HK2VL being located directly behind the hydraulic switch 120 and in front of the hydraulic drive 170. The second heating circuit 7 is thus independent of the operation of the hydraulic drive 170. The return of the first heating circuit 6 and the second heating circuit 7 must be brought together externally in this case.

In Fig. 1 ist weiter eine mit WPM4 bezeichnete Steuerung 60 gezeigt. Die Steuerung 60 ist dazu eingerichtet, auf Grundlage von Wirkungsgraden des ersten Wärmeerzeugers 2 und des zweiten Wärmeerzeugers 3 eine Regelung des Heizsystems 1 zu implementieren. Vorzugsweise ist die Steuerung 60 dazu ausgebildet, eine adaptive Bivalenzpunktregelung zu implementieren, welche auf Basis der Wirkungsgrade der Wärmeerzeuger 2, 3 und der entsprechenden Energiekosten Energieeffizienzen oder CO2-Ausstößen den optimalen Wärmeerzeuger aus dem Wärmeerzeuger 2 und dem Wärmeerzeuger 3 wählt. Der Heizbetrieb kann, insbesondere auf Wunsch des Benutzers, ökonomisch oder ökologisch, oder beispielsweise auch anhand von CO2-Ausstößen optimiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine klassische Betriebsweise über einen Bivalenzpunkt implementiert werden. Vorzugsweise agiert die Steuerung 60 anhand einer von dem Benutzer gewählten Komfortzone selbstständig, um das festgelegte Ziel umzusetzen bzw. einzuregeln.In Fig. 1 a controller 60 labeled WPM4 is also shown. The controller 60 is set up to implement regulation of the heating system 1 on the basis of the efficiency of the first heat generator 2 and the second heat generator 3. The controller 60 is preferably designed to implement an adaptive bivalence point control, which selects the optimal heat generator from the heat generator 2 and the heat generator 3 based on the efficiency of the heat generators 2, 3 and the corresponding energy costs, energy efficiencies or CO2 emissions. The heating operation can, in particular at the request of the user, be optimized economically or ecologically, or, for example, based on CO2 emissions. As an alternative or in addition, a classic operating mode can also be implemented via a bivalence point. The controller 60 preferably acts independently on the basis of a comfort zone selected by the user in order to implement or regulate the defined goal.

Fig. 2 zeigt schematisch und exemplarisch eine perspektivische Ansicht einer Ausführung des Moduls 10, das schematisch in Fig. 1 gezeigt ist. Insbesondere ist die hydraulische Anordnung 100 des Moduls 10 einschließlich der Anschlüsse der weiteren Komponenten des Heizsystems 1 an einer Unterseite eines Gehäuses 12 deutlich zu sehen. Das Gehäuse 12 umfasst die gesamte Hydraulik vorzugsweise in einem EPP-Gehäuse, das zum Zwecke der besseren Sichtbarkeit in Fig. 2 nicht dargestellt ist und letztlich als Isolierung dient. Damit entfallen mit der Isolierung verbundene Arbeiten bei der Montage, da das Modul 10 bereits einschließlich der Isolierung vorgefertigt ausgeliefert wird. Das Modul 10 komprimiert den gesamten Anlagenaufbau demnach in das Gehäuse 12, das vorzugsweise an einer Wand montierbar ist und einem Beispiel Maße von höchsten 950 x 770 x 300 mm aufweist und demnach sehr kompakt und einfach zu montieren ist. Dadurch, dass sämtliche Anschlüsse an der Unterseite des Gehäuses sind, ist ein Anschluss der hydraulischen Anlagenkomponenten vereinfacht. Die Steuerung 60 steuert und regelt alle Komponenten des Heizsystems 10 an zentraler Stelle. Wie in Fig. 2 sichtbar, umfasst das Modul 10 einen Anschluss 122 zum Anschluss des Wärmepumpenvorlaufs WPVL, sowie einen Anschluss 124 zum Anschluss des Wärmepumpenrücklaufs WPRL. Auch in Fig. 2 ist die Strömungsrichtung in der hydraulischen Anordnung 100 durch Pfeile schematisch angedeutet. Verschlossen ist das Gehäuse 12 mit einer Kappe 13. Eine Befestigungsleiste 14 (Fig. 4) ist im Gehäuse 12 zu Fixierung von Rohren vorgesehen. Weiterhin werden die Rohre im Gehäuse durch Klemmnocken 15 (Fig. 5) gehalten. Fig. 2 shows schematically and by way of example a perspective view of an embodiment of the module 10, which is shown schematically in FIG Fig. 1 is shown. In particular, the hydraulic arrangement 100 of the module 10 including the connections of the other components of the heating system 1 on an underside of a housing 12 can be clearly seen. The housing 12 encompasses the entire hydraulic system, preferably in an EPP housing, which for the purpose of better visibility in Fig. 2 is not shown and ultimately serves as insulation. This eliminates the work associated with the insulation during assembly, since the module 10 is delivered prefabricated including the insulation. The module 10 accordingly compresses the entire system structure into the housing 12, which can preferably be mounted on a wall and, in one example, has dimensions of at most 950 x 770 x 300 mm and is therefore very compact and easy to mount. Because all connections are on the underside of the housing, connection of the hydraulic system components is simplified. The controller 60 controls and regulates all components of the heating system 10 at a central point. As in Fig. 2 Visible, the module 10 comprises a connection 122 for connecting the heat pump flow WPVL, and a connection 124 for connecting the heat pump return WPRL. Also in Fig. 2 is the The direction of flow in the hydraulic arrangement 100 is indicated schematically by arrows. The housing 12 is closed with a cap 13. A fastening strip 14 ( Fig. 4 ) is provided in the housing 12 for fixing pipes. Furthermore, the pipes are held in the housing by clamping cams 15 ( Fig. 5 ) held.

Zum Anschluss des zweiten Wärmeerzeugers 3 umfasst das Modul 10 einen Anschluss 132 zur Verbindung mit dem Vorlauf ThVL und einen Anschluss 134 zur Verbindung mit dem Rücklauf ThRL.To connect the second heat generator 3, the module 10 comprises a connection 132 for connection to the flow ThVL and a connection 134 for connection to the return ThRL.

Zum Anschluss des Wärmespeichers 4 umfasst das Modul 10 einen Anschluss 142 für den Vorlauf WWVL und einen Anschluss 144 für den Rücklauf WWRL. Schließlich umfasst das Modul 10 zum Anschluss des Wärmeverbrauchers 5, insbesondere der beiden Heizkreise 6 und 7 einen Anschluss 152 zur Verbindung mit dem Vorlauf des ersten Heizkreises HKVL, einen Anschluss 154 zur Verbindung mit dem Vorlauf des zweiten Heizkreises HK2VL sowie einen kombinierten Rücklauf zum Verbinden mit dem Rücklauf beider Heizkreise HKRL, Anschluss 156.To connect the heat accumulator 4, the module 10 comprises a connection 142 for the flow WWVL and a connection 144 for the return WWRL. Finally, the module 10 for connecting the heat consumer 5, in particular the two heating circuits 6 and 7, comprises a connection 152 for connecting to the flow of the first heating circuit HKVL, a connection 154 for connecting to the flow of the second heating circuit HK2VL and a combined return to connect with the return of both heating circuits HKRL, connection 156.

Fig. 3 zeigt schematisch und exemplarisch die in Fig. 1 gezeigte Hydraulik in anderer beispielhafter Darstellung. Fig. 3 shows schematically and by way of example the in Fig. 1 Hydraulics shown in another exemplary representation.

Vorzugsweise ist die Steuerung 60 dazu ausgebildet, Sollwerte an den ersten Wärmeerzeuger 2 bzw. den zweiten Wärmeerzeuger 3 zu kommunizieren, sodass insbesondere der zweite Wärmeerzeuger 3 nur mit einer angemessenen Temperatur betrieben werden muss, das heißt, mit einer Temperatur, die für den Wärmespeicher 4 oder den Wärmeverbraucher 5 gerade benötigt wird. Ohne eine derartige Kommunikation muss der zweite Wärmeerzeuger 3 immer die höhere, benötigte Temperatur, die üblicherweise die Temperatur des Wärmespeichers 4 ist, bereitstellen, die dann gegebenenfalls mit dem Mischventil 130 auf eine niedrigere Temperatur gemischt wird.The controller 60 is preferably designed to communicate setpoint values to the first heat generator 2 or the second heat generator 3, so that the second heat generator 3 in particular only needs to be operated at an appropriate temperature, that is to say at a temperature that is suitable for the heat store 4 or the heat consumer 5 is just needed. Without such communication, the second heat generator 3 always has to provide the higher, required temperature, which is usually the temperature of the heat accumulator 4, which is then optionally mixed with the mixing valve 130 to a lower temperature.

Erfindungsgemäß kann das Modul 10 mit jedem fossilen Wärmeerzeuger 3 kombiniert werden, unabhängig von dem Hersteller. Das Modul 10 ermöglicht somit eine hoch variable Verwendung, was die Zusammenstellung der hybriden Anlage für das Heizsystem 1 betrifft. Der zweite Wärmeerzeuger 3 muss dafür lediglich extern ein- bzw. ausgeschaltet werden können. Demnach muss dank der Erfindung bei einer Sanierung einer Heizung lediglich das erfindungsgemäße Modul 10 bereitgestellt werden und die bereits vorhandenen einzelnen Komponenten mit dem Modul 10 über die Anschlüsse verbunden werden. Den Betrieb des Heizsystems 1 übernimmt dann die Steuerung 60 des Moduls 10.According to the invention, the module 10 can be combined with any fossil heat generator 3, regardless of the manufacturer. The module 10 thus enables a highly variable use in terms of the composition of the hybrid system for the heating system 1. The second heat generator 3 only needs to be able to be switched on or off externally for this. Accordingly, thanks to the invention, when a heating system is being renovated, only the module 10 according to the invention has to be provided and the individual components already present have to be connected to the module 10 via the connections. The control 60 of the module 10 then takes over the operation of the heating system 1.

Obwohl das erfindungsgemäße Modul 10 besonders bei der Sanierung eines Altbaus zum Einsatz kommt, eignet es sich ebenso als permanente Lösung für hybride Anlagen oder auch als Übergangslösung, wenn ein Gebäude später nachisoliert wird oder ein bestehender Öltank geleert werden soll. Als permanente Lösung kann flexibel auf Preisentwicklungen seitens Strom-, Gas- und Ölanbietern reagiert werden.Although the module 10 according to the invention is used particularly in the renovation of an old building, it is also suitable as a permanent solution for hybrid systems or as a temporary solution if a building is to be re-insulated later or an existing oil tank is to be emptied. As a permanent solution, it is possible to react flexibly to price developments on the part of electricity, gas and oil providers.

Weiter bevorzugt ist, dass das erfindungsgemäße Modul 10 ein Kühlen bis zum Kondensationspunkt ermöglicht. Hierzu muss lediglich die Betriebsrichtung des als Wärmepumpe ausgestalteten ersten Wärmeerzeugers 2 umgekehrt werden.It is further preferred that the module 10 according to the invention enables cooling to the point of condensation. To this end, the operating direction of the first heat generator 2, designed as a heat pump, only has to be reversed.

Demnach wird ein Modul 10 zur Integration zweier Wärmeerzeuger 2, 3 in ein Heizsystem 1 mit einer hydraulischen Anordnung 100 vorgeschlagen, wobei die hydraulische Anordnung 100 hydraulische Verbindungen zwischen Anschlüssen 122, 124, 132, 134, 142, 144, 152, 154, 156 bereitstellt und mit einer Steuerung 60, wobei die hydraulische Anordnung 100 aufweist: ein erstes Umschaltventil 110, ein Mischventil 130 und ein zweites Umschaltventil 140, wobei die Steuerung 60 dazu eingerichtet ist, auf Grundlage von Wirkungsgraden des ersten Wärmeerzeugers 2 und des zweiten Wärmeerzeugers 3 eine Regelung des Heizsystems 1 zu implementieren.Accordingly, a module 10 for integrating two heat generators 2, 3 into a heating system 1 with a hydraulic arrangement 100 is proposed, the hydraulic arrangement 100 providing hydraulic connections between connections 122, 124, 132, 134, 142, 144, 152, 154, 156 and with a controller 60, the hydraulic arrangement 100 having: a first switchover valve 110, a mixing valve 130 and a second switchover valve 140, the controller 60 being set up to regulate based on the efficiency of the first heat generator 2 and the second heat generator 3 of the heating system 1 to implement.

Die Figuren 6 und 7 zeigen ein geschlossenes Modul 10 mit dem Gehäuse 12, der Kappe 13 sowie den Regler 16.The Figures 6 and 7th show a closed module 10 with the housing 12, the cap 13 and the controller 16.

Claims (9)

Modul (10) zur Integration zweier Wärmeerzeuger (2, 3) in ein Heizsystem (1), umfassend - Anschlüsse (122, 124) zum Anschluss eines ersten Wärmeerzeugers (2), - Anschlüsse (132, 134) zum Anschluss eines zweiten Wärmeerzeugers (3), - Anschlüsse (142, 144) zum Anschluss eines Wärmespeichers (4), insbesondere eines Warmwasserspeichers, - Anschlüsse (152, 154, 156) zum Anschluss eines Wärmeverbrauchers (5), insbesondere eines Heizkreises (6, 7), - eine hydraulische Anordnung (100), wobei die hydraulische Anordnung (100) hydraulische Verbindungen zwischen den Anschlüssen (122, 124, 132, 134, 142, 144, 152, 154, 156) bereitstellt und - eine Steuerung (60), wobei die hydraulische Anordnung (100) aufweist: - ein erstes Umschaltventil (110), das in einem Vorlauf (WPVL) des ersten Wärmeerzeugers (2) in der hydraulischen Anordnung (100) bereitgestellt und dazu eingerichtet ist, einen Strömungspfad von dem ersten Wärmeerzeuger (2) zu dem Wärmespeicher (4) und dem Wärmeverbraucher (5) zu regeln, - ein Mischventil (130), das dazu eingerichtet ist, Fluid aus dem zweiten Wärmeerzeuger (3) mit Fluid aus dem Wärmespeicher (4) derart zu mischen, dass sich am Ausgang des Mischventils (130) eine gewünschte Temperatur einstellt und - ein zweites Umschaltventil (140), das einem Ausgang des Mischventils (130) nachgelagert im Strömungspfad angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen Strömungspfad von dem zweiten Wärmeerzeuger (3) zu dem Wärmespeicher (4) und dem Wärmeverbraucher (5) zu regeln,
wobei die Steuerung (60) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage von Wirkungsgraden des ersten Wärmeerzeugers (2) und des zweiten Wärmeerzeugers (3) eine Regelung des Heizsystems (1) zu implementieren. Module (10) for integrating two heat generators (2, 3) into a heating system (1), comprising - Connections (122, 124) for connecting a first heat generator (2), - Connections (132, 134) for connecting a second heat generator (3), - Connections (142, 144) for connecting a heat storage tank (4), in particular a hot water storage tank, - Connections (152, 154, 156) for connecting a heat consumer (5), in particular a heating circuit (6, 7), - A hydraulic arrangement (100), the hydraulic arrangement (100) providing hydraulic connections between the connections (122, 124, 132, 134, 142, 144, 152, 154, 156) and - a controller (60), wherein the hydraulic arrangement (100) comprises: - A first switching valve (110), which is provided in a flow (WPVL) of the first heat generator (2) in the hydraulic arrangement (100) and is set up to provide a flow path from the first heat generator (2) to the heat accumulator (4) and to regulate the heat consumer (5), - A mixing valve (130) which is set up to mix fluid from the second heat generator (3) with fluid from the heat accumulator (4) in such a way that a desired temperature is set at the output of the mixing valve (130) and - A second switching valve (140) which is arranged downstream of an output of the mixing valve (130) in the flow path and is set up to regulate a flow path from the second heat generator (3) to the heat accumulator (4) and the heat consumer (5),
wherein the controller (60) is set up to implement a regulation of the heating system (1) on the basis of the efficiency of the first heat generator (2) and the second heat generator (3). Modul (10) nach Anspruch 1, wobei die Regelung eine adaptive Bivalenzpunktregelung umfasst, wobei zusätzlich zu den Wirkungsgraden des ersten Wärmeerzeugers (2) und des zweiten Wärmeerzeugers (3) Energiekosten, Energieeffizienzen und/oder CO2-Ausstöße zur Auswahl des Wärmeerzeugers aus dem ersten Wärmeerzeuger (2) und dem zweiten Wärmeerzeuger (4) herangezogen werden.Module (10) according to claim 1, wherein the control comprises an adaptive bivalence point control, wherein in addition to the efficiency of the first heat generator (2) and the second heat generator (3) energy costs, energy efficiencies and / or CO2 emissions for selecting the heat generator from the first Heat generator (2) and the second heat generator (4) are used. Modul (10) nach Anspruch 1, wobei die Regelung dazu eingerichtet ist, den Betrieb des Heizsystems (1) in Abhängigkeit einer Benutzereingabe ökonomisch oder ökologisch zu optimieren.Module (10) according to claim 1, wherein the control is set up to optimize the operation of the heating system (1) economically or ecologically as a function of a user input. Modul (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die hydraulische Anordnung (100) eine hydraulische Weiche (120) zum Entkoppeln des ersten Wärmeerzeugers (2) von dem Wärmeverbraucher (5) aufweist.Module (10) according to one of the preceding claims, wherein the hydraulic arrangement (100) has a hydraulic switch (120) for decoupling the first heat generator (2) from the heat consumer (5). Modul (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Modul (10) ein Gehäuse (12), insbesondere ein wandmontierbares Gehäuse (12), aufweist und die Anschlüsse an einer Unterseite des Gehäuses zugänglich sind.Module (10) according to one of the preceding claims, wherein the module (10) has a housing (12), in particular a wall-mountable housing (12), and the connections are accessible on an underside of the housing. Modul (10) nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse (12) EPP aufweist oder daraus besteht, das als Isolierung dient.Module (10) according to claim 5, wherein the housing (12) comprises or consists of EPP, which serves as insulation. Modul (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Wärmeerzeuger (2) eine Wärmepumpe und der zweite Wärmeerzeuger (3) eine Therme und/oder einen Kessel umfasst.Module (10) according to one of the preceding claims, wherein the first heat generator (2) comprises a heat pump and the second heat generator (3) comprises a thermal bath and / or a boiler. Modul (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei je ein hydraulischer Antrieb (150, 160, 170), insbesondere eine Pumpe, für den ersten Wärmeerzeuger (2), für den zweiten Wärmeerzeuger (3) und/oder für den Wärmeverbraucher (5) vorgesehen ist.Module (10) according to one of the preceding claims, wherein a hydraulic drive (150, 160, 170), in particular a pump, for the first heat generator (2), for the second heat generator (3) and / or for the heat consumer (5 ) is provided. Modul (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wärmeverbraucher (5) zur Verbindung mit zwei Heizkreisen (6, 7) vorbereitet ist.Module (10) according to one of the preceding claims, wherein the heat consumer (5) is prepared for connection to two heating circuits (6, 7).
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