EP4521030B1 - System zur steuerung eines warmwasserbereitungsmittels - Google Patents

System zur steuerung eines warmwasserbereitungsmittels

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EP4521030B1
EP4521030B1 EP24197492.2A EP24197492A EP4521030B1 EP 4521030 B1 EP4521030 B1 EP 4521030B1 EP 24197492 A EP24197492 A EP 24197492A EP 4521030 B1 EP4521030 B1 EP 4521030B1
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Claims (14)

  1. System (1) zum Regulieren einer Warmwassererzeugungseinrichtung, umfassend:
    - eine Messvorrichtung (2), die mit einem Stromverteilungsnetz (3) verbunden und angeordnet ist, um den Energieverbrauch einer Strom- und/oder Gasanlage für ein Haushalts- oder Industriegebäude zu quantifizieren,
    - einen Steuerkasten (4), der drahtlos oder drahtgebunden mit der Messvorrichtung (2) verbunden ist und Daten sammelt, die von der Messvorrichtung (2) erzeugt werden,
    - eine erste Warmwassererzeugungseinrichtung (5), vorzugsweise ein Wassererhitzer, die Folgendes aufweist:
    ∘ einen Behälter (6), der eine Erhitzungseinrichtung (7), vorzugsweise einen elektrischen Widerstand, zum Erhitzen von Wasser (8) auf eine gegebene Temperatur beinhaltet, wobei die Erhitzungseinrichtung (7) mit dem Steuerkasten (4) verbunden ist,
    ∘ oder einen Behälter (6), der keine Erhitzungseinrichtung (7), vorzugsweise einen elektrischen Widerstand, beinhaltet, wobei sich letztere außerhalb der ersten Warmwassererzeugungseinrichtung (5) befindet, wobei die Erhitzungseinrichtung (7) und eine Umwälzpumpe (25) mit dem Steuerkasten (4) verbunden sind,
    - eine Erzeugungseinrichtung erneuerbarer elektrischer Energie (9), vorzugsweise eine Photovoltaikanlage, wobei die Erzeugungseinrichtung erneuerbarer elektrischer Energie (9) mit dem Stromverteilungsnetz (3) verbunden ist, an das die Messvorrichtung (2) angeschlossen ist,
    - eine Wasserzufuhr (10), die an ein Kaltwasserverteilungsnetz (11) angeschlossen ist,
    - einen Auslass (12), der angeordnet ist, um gebrauchsfertiges Wasser (13) mit einer höheren Temperatur als jene, die von der Zufuhr (10) bereitgestellt wird, bereitzustellen,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten (4) angeordnet ist, um die verfügbare Elektrizität, die von der Erzeugungseinrichtung elektrischer Energie (9) erzeugt wird, zu verwenden, um die Erhitzungseinrichtung (7) zu modulieren, um das in dem Behälter (6) enthaltene Wasser (8) zu erhitzen, bis eine maximale Temperatur des Wassers erreicht ist, und dass der Steuerkasten angeordnet ist, dass die Leistung und/oder den zu kompensierenden Strom der Messvorrichtung (2) kontinuierlich zu steuern, um den Eigenverbrauch der von der Erzeugungseinrichtung elektrischer Energie (9) erzeugten Energie zu maximieren.
  2. System nach Anspruch 1, umfassend eine zweite Warmwassererzeugungseinrichtung (14), die vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend einen Gasheizkessel (mit oder ohne Warmwasservorrat oder Speicher), einen Pelletheizkessel, eine Wärmepumpe, einem Ölheizkessel, einen Elektroheizkessel und deren Kombinationen.
  3. System nach Anspruch 2, wobei die zweite Warmwassererzeugungseinrichtung (14) angeordnet ist, um nicht unbedingt mit Solarenergie betrieben zu werden.
  4. System nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Erzeugungseinrichtung (14) angeordnet ist, um Warmwasser (15) mit einer Temperatur, die gleich wie oder höher als jene ist, die an dem Auslass des Systems (13) bereitgestellt wird, bereitzustellen.
  5. System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steuerkasten (4) mit einer Spannungs- und Strommessung ausgestattet ist, um zu messen, was an Energie von der ersten Warmwassererzeugungseinrichtung (5) verbraucht wird.
  6. System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steuerkasten (4) zu Folgendem angeordnet ist:
    - Sammeln von Daten über Spannung, Leistung, Strom, viertelstündliche Spitze, Index, Daten zur Vorhersage der Sonneneinstrahlung über Wifi, und/oder
    - Messen der Temperatur des Wassers (8) innerhalb des Behälters (6) der ersten Erzeugungseinrichtung (5), und/oder
    - wenn die Temperatur des Wassers innerhalb des Behälters (6) der ersten Erzeugungseinrichtung (5) unter einer vordefinierten Temperatur ist, Aktivieren der Erhitzungseinrichtung (7) mit einer ausreichenden Leistung, um die Temperatur des Wassers (8) mittels der Elektrizität zu erhöhen, die von der Erzeugungseinrichtung elektrischer Energie (9) erzeugt wird.
  7. System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die erste Warmwassererzeugungseinrichtung (5) auf eine beliebige Einrichtung bezieht, die einen elektrischen Widerstand zum Erzeugen von Warmwasser enthält, und vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend einen Warmwasserspeicher mit elektrischem Widerstand, einem thermodynamischen Warmwasserbereiter, der mit einem elektrischen Widerstand ausgestattet ist.
  8. System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das System angeordnet ist, um das von der ersten Warmwassererzeugungseinrichtung (5) erzeugte Warmwasser (16) mit dem Wasser, das aus der Wasserzufuhr (10) stammt, und/oder dem Wasser (15), das aus der zweiten Warmwassererzeugungseinrichtung (14) stammt, das vorzugsweise eine vorbestimmte Temperatur aufweist, die höher als oder gleich wie die Temperatur des Wassers an dem Auslass des Systems (13) ist, zu mischen.
  9. System nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend ein (thermostatisches) Mischventil (17), vorzugsweise mindestens zwei (thermostatische) Mischventile (17, 18), das angeordnet ist, um das von der ersten (5) und der zweiten (14) Wassererzeugungseinrichtung erzeugte Wasser und/oder das Wasser, das aus dem Verteilungsnetz (11) stammt, zu erhalten.
  10. System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erzeugungseinrichtung erneuerbarer elektrischer Energie (9) ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend eine Windkraftanlage, eine Wasserkraftanlage, eine Photovoltaikanlage und deren Kombinationen.
  11. System nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Temperaturfühler (19), der sich an dem Ausgang des Behälters der ersten Erzeugungseinrichtung (5) oder im Inneren der ersten Einrichtung (5) befindet und der an den Steuerkasten (4) angeschlossen ist.
  12. System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Steuerkasten (4) einen Heizzyklus aktiviert, um eine maximale Temperatur innerhalb des Behälters (6) der ersten Einrichtung (5) zu erreichen, um die Bildung einer biologischen Belastung innerhalb des Behälters (6) zu verhindern, vorzugsweise nach mindestens einer Anzahl von Tagen, während der die maximale Wassertemperatur in dem Behälter nicht erreicht wurde.
  13. System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei, wenn die Phasenspannung der Erzeugungseinrichtung elektrischer Energie (9) einen Schwellenwert überschreitet, der Steuerkasten (4) die Leistungsmodulation des Steuerkastens (4) anpasst, um zu verhindern, dass die Erzeugungsanlage erneuerbarer elektrischer Energie (9) aufgrund einer Überspannung in dem Stromnetz in den sicheren Zustand übergeht.
  14. Steuerkasten des Systems nach einem der vorherigen Ansprüche, der es ermöglicht, die Heizeinrichtung (7) unter Verwendung der von der Erzeugungseinrichtung erneuerbarer elektrischer Energie (9) erzeugten Energie zu modulieren und die Warmwassererzeugungseinrichtung (5) zu regulieren, der Steuerkasten umfassend:
    - eine Kommunikationseinrichtung (24), das mit der Messvorrichtung (2), die an das Stromverteilungsnetz (3) angeschlossen und angeordnet ist, um den Energieverbrauch einer Strom- und/oder Gasanlage für ein Haushalts- oder Industriegebäude zu quantifizieren, oder mit der Erzeugungseinrichtung erneuerbarer elektrischer Energie (9) verbunden ist,
    - eine Kommunikationseinrichtung mit einem Temperaturfühler,
    - einen Dimmer, der die Erhitzungseinrichtung (7) unter Verwendung der von der Erzeugungseinrichtung erneuerbarer elektrischer Energie (9) oder einem statischen Umrichter erzeugten Energie zu modulieren,
    - eine Messeinrichtung des Stromverbrauchs des Steuerkasten, die die Selbstregulierung des Kastens ermöglicht, sodass:
    o wenn der Verbrauch des Steuerkastens höher ist als die Energie, die von der Erzeugungseinrichtung erneuerbarer elektrischer Energie (9) erzeugt wird, sie in den Standby-Modus schaltet,
    o wenn der Verbrauch des Steuerkastens gleich wie oder niedriger als die von der Erzeugungseinrichtung erneuerbarer elektrischer Energie (9) erzeugte Energie ist, sie die Erhitzungseinrichtung (7) moduliert,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten angeordnet ist, um die verfügbare Elektrizität, die von der Erzeugungseinrichtung elektrischer Energie (9) erzeugt wird, zu verwenden, um die Erhitzungseinrichtung (7) zu modulieren, um das in dem Behälter (6) enthaltene Wasser (8) zu erhitzen, bis eine maximale Temperatur des Wassers erreicht ist, und dass der Steuerkasten die Leistung und/oder den zu kompensierenden Strom der Messvorrichtung (2) kontinuierlich steuert, um den Eigenverbrauch der von der Erzeugungseinrichtung elektrischer Energie (9) erzeugten Energie zu maximieren.
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