EP4749195A1 - Klimasystem, verfahren zum betreiben eines klimasystems und computerprogramm - Google Patents

Klimasystem, verfahren zum betreiben eines klimasystems und computerprogramm

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EP4749195A1
EP4749195A1 EP25216509.7A EP25216509A EP4749195A1 EP 4749195 A1 EP4749195 A1 EP 4749195A1 EP 25216509 A EP25216509 A EP 25216509A EP 4749195 A1 EP4749195 A1 EP 4749195A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating circuit
mixed
return
branch
unmixed
Prior art date
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Pending
Application number
EP25216509.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michelle Bernard
Christoph Löhr
Tobias Grünwald
Paul Stahl
Johann Wienen
Ingo Schmitz
Tobias Schäfer
Thomas Reinertz
Jan Martinek
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Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F24D19/1012—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating by regulating the speed of a 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
    • F24D19/00—Details
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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
    • F24D19/1015—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
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    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves
    • F24H15/32—Control of valves of switching valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
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    • F24D2220/02—Fluid distribution means
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D2220/20—Heat consumers
    • F24D2220/2009—Radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/20—Heat consumers
    • F24D2220/2081—Floor or wall heating panels

Definitions

  • the invention relates to an air conditioning system with a heating circuit comprising a mixed and an unmixed heating circuit, a method for operating an air conditioning system and a computer program product.
  • Air conditioning systems are used to heat or cool buildings. These systems typically include at least one heating circuit to transfer heat to and from the building's rooms. A heat transfer medium, often heating water, circulates within this circuit.
  • a heating circuit can include multiple consumers, such as radiators, underfloor heating, or fan-assisted convectors.
  • Heat generators for the air conditioning system can be fuel-burning appliances or heat pumps. Heat pumps can be used advantageously for both heating and cooling by reversing the refrigeration cycle.
  • the heating circuit is often subdivided or branched, comprising a mixed and an unmixed heating circuit.
  • a mixed heating circuit allows for adjusting the flow temperature by mixing heat transfer fluid from the return line into the flow. Therefore, a mixed heating circuit is particularly suitable for underfloor heating systems that require a predetermined, low flow temperature.
  • the unmixed heating circuit uses the temperature of the heat generator as its heating circuit temperature and is suitable for consumers such as radiators or heaters.
  • Such heating circuits which have a Systems comprising a mixed and an unmixed circuit typically require a hydraulic separator between the flow and return lines at the heat generator, three circulation pumps positioned between the hydraulic separator and the heat generator, as well as in the mixed and unmixed heating circuits, and a three-way valve connected to the return line as a mixing valve in the mixed heating circuit. While this setup allows for independent temperature control of the mixed and unmixed heating circuits, it is technically very complex and requires a large number of components.
  • the CH 556 513 A The diagram shows a heating system with a heat exchanger for a boiler for hot water supply arranged in parallel to a heating circuit. In this solution, only one heating circuit is provided for heat supply.
  • the object of the invention is to propose a climate system, a method for operating a climate system, and a computer program product that at least partially overcome the problems of the prior art described above.
  • it aims to enable independent temperature control of mixed and unmixed heating circuits, while simultaneously significantly simplifying the design of the heating circuit and reducing the number of necessary components.
  • the mixed heating circuit includes at least one underfloor heating system and, alternatively or cumulatively, a low-temperature radiator.
  • the unmixed heating circuit includes at least one radiator and, alternatively or cumulatively, a fan-assisted convector.
  • the climate control system is a system for air conditioning, in particular for air conditioning at least one building.
  • the climate control system has an integrated heating circuit (supply circuit) for heat transfer.
  • the heating circuit includes, in particular, a liquid medium as a heat transfer fluid, to which heat can be added and removed, or which can transport the supplied heat.
  • the heat transfer fluid is frequently water.
  • the heat transfer fluid can circulate as needed in the heating circuit, which is preferably closed, by means of at least one circulation pump.
  • heating circuit does not imply a restriction to heating operation, but a heating circuit can also be suitable for cooling operation, for example, by surface heating systems, in particular wall, ceiling, or floor heating systems, extracting heat from a room, which is supplied via the heating circuit to a heat pump that releases the heat to the environment in a cooling operation, for example to the ambient air in the case of an air-to-water heat pump.
  • the climate control system can be a heating system.
  • the heating circuit comprises a mixed and an unmixed heating circuit.
  • the heating circuit can comprise exactly one mixed heating circuit and at least one unmixed heating circuit.
  • the climate control system includes a heat generator, for example, in the form of a heating appliance such as a burner for oil, gas, or hydrogen as fuel, or a heat pump.
  • the heat or thermal energy generated by the heat generator can be transferred to the heat transfer medium in the heating circuit and thus supplied to at least one consumer (e.g., a radiator, underfloor heating, or a fan convector) in the heating circuit(s).
  • the at least one consumer can include an adjustment valve for setting the flow rate and/or the heat output (or input) as required.
  • the adjustment valve is often designed as a thermostatic valve, which can, in particular, regulate the room temperature independently.
  • Electronically controlled adjustment valves are also known, which can, for example, be integrated into a home network and enable remote transmission of control signals.
  • At least one consumer typically also has a pre-setting valve, the permanent setting of which is determined as part of a static hydraulic balancing.
  • the pre-setting valve also allows for the adjustment of the flow rate or flow resistance.
  • Pre-setting and adjustment valves are often integrated into a single unit; for example, a conventional thermostatic valve typically allows for pre-setting (as part of the static hydraulic balancing), while an adjustment valve controls heat transfer during the operation of the air conditioning system.
  • the pre-setting valve can define a range for the adjustment of the control valve.
  • the circulation pump along with the heat generator, can be considered the most important component of a heating circuit.
  • the circulation pump moves and circulates a flow of heat transfer fluid within the heating circuit, thereby supplying the heat provided by the heat generator to the connected consumers.
  • the circulation pump is integrated into the unit.
  • the circulation pump generates the flow rate by building up pressure (also known as the differential pressure between the pressure and suction sides of the pump). This pressure is counteracted by a pressure drop within the heating circuit. This pressure drop depends on the current degree of opening of the heating circuit, which is a measure of the number of consumers connected to the circuit in conjunction with the opening state of the control valves.
  • the circulation pump can usually be operated in different pump operating modes and should be adapted to the individual needs of the specific heating circuit or heating system within the configuration of an air conditioning system.
  • the invention proposes a heating circuit design with a mixed heating circuit in which the flow temperature can be adjusted, and an unmixed heating circuit whose flow temperature corresponds to that of the heat generator, which requires a significantly smaller number of components compared to the prior art.
  • a heating circuit flow and a heating circuit return are connected to the heat generator.
  • This section can also be referred to as the heat generator circuit, from which the mixed and unmixed heating circuits branch off.
  • a first branch divides the heating circuit flow into a first branch, which represents the first flow of the unmixed heating circuit, and a second branch, which leads to the mixed heating circuit.
  • the heating circuit is divided.
  • the first branch includes a three-way valve that can divide the flow rate of the heat transfer fluid between the first and second branches in a ratio determined by the valve's control.
  • At least one consumer, particularly a radiator and/or a heating element can be located downstream of the three-way valve in the first branch.
  • a first return line of the unmixed heating circuit is directly connected to the heating circuit return.
  • “Directly” can be understood to mean, in particular, that (in the direction of heat transfer fluid flow) no consumer is located between the first return line and the heating circuit return, and/or (in the direction of heat transfer fluid flow) no circulation pump is located between the first return line and the heating circuit return, and/or the unmixed heating circuit is not connected in series with the mixed heating circuit, and/or the unmixed heating circuit is not connected in series with another heating circuit.
  • a second branch downstream of the three-way valve, a second branch is provided downstream of the three-way valve. This splits the heating circuit flow coming from the first branch into a third branch, which represents the second flow of the mixed heating circuit, and a fourth branch which is connected (in particular directly) to the second return of the mixed heating circuit and the heating circuit return leading to the heat generator.
  • a first circulation pump is located in the heating circuit supply line, for example between the heat generator and the three-way valve, or in the heating circuit return line.
  • a second circulation pump is located in the mixed heating circuit, for example in the third branch, between the second branch and at least one consumer of the mixed heating circuit.
  • the second circulation pump can also be located in the second return line of the mixed heating circuit.
  • the three-way valve can be a known three-way valve that can split a flow rate into two branches (first and second branch of the first branch) according to a set position.
  • the set position can be adjustable by an actuator, for example a stepper motor, and/or the actuator can be controlled by a control unit.
  • the heat generator can be directly and immediately connected to the first circulation pump via the heating circuit supply line, and the first circulation pump can be directly and immediately connected to the first branch or three-way valve.
  • the heat generator can also be directly and immediately connected to the first branch or three-way valve.
  • the suction side of the first circulation pump can be connected to the heat generator, and the pressure side to the first branch.
  • the first branch of the three-way valve is the first supply line of the unmixed heating circuit, and therefore, at least one consumer of the unmixed heating circuit can be directly and immediately connected to the three-way valve.
  • the first return line of the unmixed heating circuit is directly and immediately connected to the heating circuit return line of the heat generator.
  • the first branch can be directly and immediately connected to the second branch via the second branch.
  • the heating circuit supply coming from the first branch is directly and immediately connected to the second return of the mixed heating circuit and to the heating circuit return to the heat generator. Therefore, the third branch of the second branch is the second supply of the mixed heating circuit.
  • the second circulation pump can be located directly connected to the second branch in the third branch and can be positioned between the second branch and at least one consumer of the mixed heating circuit, for example, one or more underfloor heating systems.
  • first and second branches each connect three pipes.
  • the first pipe is connected to the heating circuit's supply line, and the remaining two pipes form the first and second branches at the first branch, and the third and fourth branches at the second branch.
  • upstream and downstream always refer to the direction of flow of the heat transfer fluid through the heating circuit or heating circuits.
  • the flow direction can be from a supply line to a return line, or in the direction of delivery from the first or second circulation pump.
  • directly and immediately connected means, in particular, that no components other than the pipe and/or, if applicable, a temperature sensor are interposed; rather, the heating circuit's pipe and/or heating circuits establish a direct and immediate connection.
  • the three-way valve can have an end position that ensures a minimum flow rate in the unmixed heating circuit.
  • the flow rate of the heat transfer fluid supplied to the unmixed heating circuit is set to a predetermined minimum flow rate, which the three-way valve cannot fall below.
  • This end position can be stored in the climate control system. This allows the valve to operate only in the mixed heating circuit when there is no heat demand in the unmixed heating circuit.
  • the climate control system can set the end position and thus ensure the circulation of a minimum flow rate in the unmixed heating circuit.
  • the climate control system can include temperature sensors designed and arranged to detect a flow temperature and a return temperature at the heat generator (i.e., at the heating circuit flow and return of the heating circuit or heat generator circuit), as well as at the second flow and return of the mixed heating circuit and/or at the first flow and return of the unmixed heating circuit. This can be used for the most accurate possible measurement. Precise temperature control of mixed and unmixed heating circuits, as well as being helpful for diagnostic purposes.
  • the climate control system can include a control unit configured to regulate and control the climate control system.
  • the control unit can be configured to regulate and control the supply of the heat transfer fluid to the mixed and unmixed heating circuits, specifically to set a flow temperature and/or a flow rate of the heat transfer fluid in the mixed heating circuit.
  • the climate system can include a control and regulating device that is set up to control and regulate the climate system and associated heating circuits or heating circuits.
  • a further aspect is described, along with a procedure for operating the climate control system proposed here. According to this procedure, a predetermined flow temperature of the mixed heating circuit can be set using the three-way valve.
  • the second circulation pump can be operated in such a way that the volume flow rate of the heat transfer fluid in the mixed heating circuit is always lower than the volume flow rate of the heat transfer fluid pumped by the first circulation pump.
  • actuators can be assigned to regulate the heat supply from the mixed and unmixed heating circuits according to demand. These are the heating output of the heat generator, the output of the first circulation pump, the position of the three-way valve, and the output of the second circulation pump.
  • the main control objectives of the overall system, as specified above, are... Actuators are responsible for achieving the target flow temperatures of the mixed and unmixed heating circuits.
  • the temperature of the first flow of the unmixed heating circuit corresponds to the flow temperature of the heat generator and is directly set/controlled via the heating output.
  • the temperature of the second flow of the mixed heating circuit depends on the mass flow rate of the heat transfer fluid in the mixed heating circuit, the return temperature of the mixed heating circuit, the flow temperature of the heat generator, and the set position of the three-way valve.
  • the return temperature of the mixed heating circuit is determined by the heat transfer and cannot be directly influenced.
  • the flow temperature of the heat generator, or the heating circuit flow temperature is the maximum of the requested flow temperatures of the mixed and unmixed heating circuits.
  • the requested temperature of the first flow of the unmixed heating circuit is always higher than the requested temperature of the second flow of the mixed heating circuit.
  • the mixed flow temperature can therefore be controlled by adjusting the output of the second circulation pump in the mixed heating circuit, by setting a position of the three-way valve, or by using both actuators.
  • the temperature setting range of the second flow of the mixed heating circuit via the three-way valve is generally higher than the setting range of the second circulation pump's output.
  • the temperature of the second return of the mixed heating circuit must be lower than the target flow temperature of the mixed heating circuit.
  • the procedure proposed here can be carried out by a computer or a control unit of the climate system, for example, the heat generator.
  • the control unit can, for example, include and/or have a processor.
  • the processor can, for example, execute the procedure stored in a memory (of the control unit).
  • the control- The control unit can be electrically connected to the first circulation pump, the second circulation pump, and/or the flame monitoring system of the heat generator.
  • data recorded or required during the implementation of the procedure proposed here such as characteristic curves, limit values, etc., can be stored in the control unit's memory.
  • a computer program product or a computer program comprising instructions which, when the program is executed, cause a computer, for example a control and monitoring device of the climate system, to execute a method presented here.
  • This section describes a climate system, a method for operating a climate system, and a computer program product, which relate to the
  • the proposed climate control system at least partially solves the problems described in the state of the art.
  • it is considerably simpler in design than a state-of-the-art climate control system, as it eliminates the need for a hydraulic separator and a circulation pump for the unmixed heating circuit, while still allowing independent control of the mixed and unmixed heating circuits, and especially the setting of a flow temperature in the mixed heating circuit, using the method proposed here.
  • FIG. 1 shows an exemplary and schematic representation of a proposed climate system 1.
  • This system comprises a heat generator 11, which is connected to a heating circuit 2 and can be, for example, a boiler or a heat pump.
  • the heat generator 11 can be configured to transfer heat to or extract heat from a heat transfer medium circulating in the heating circuit 2.
  • the heating circuit 2 can be a heat generator circuit.
  • the heating circuit 2 has a heating circuit supply 3 and a heating circuit return 4, through which the heat transfer medium can flow in a flow direction 25.
  • the unmixed heating circuit 5 at least one consumer 26 is arranged between the first supply 6 and the first return 7; in an unmixed heating circuit 5, this is often a radiator and/or a heating element.
  • the first return 7 of the unmixed heating circuit 5 is connected to the heating circuit return 4 of heating circuit 2. It is explicitly noted that configurations with more than one unmixed heating circuit 5 are also possible.
  • the second branch 28 of the first branch 14, or of the heating circuit supply 3, leads to a second branch 16.
  • a third branch 29 of the second branch 16, or of the heating circuit supply 3, forms a second supply 9 of a mixed heating circuit 8, wherein a fourth branch 30 of the second branch 16 is connected to a second return 10 of the mixed heating circuit 6 and the heating circuit return 4 of the heating circuit 2.
  • a second circulation pump 13 is also arranged, which pumps the heat transfer fluid in the mixed heating circuit 8 in the flow direction 25.
  • At least one consumer 26, which can be designed as a surface heating system, is also arranged in the mixed heating circuit 8 between the second supply line 9 and the second return line 10. Depending on the flow rate, heat transfer fluid can thus be supplied in the second branch 16. Flow from the second return 10 of the mixed heating circuit 8 into the second supply 9 of the mixed heating circuit 8, thus setting a mixed temperature as the supply temperature of the mixed heating circuit 8.
  • the climate system 1 can include several temperature sensors 19, 20, 21, 22, 23, 24, in particular a first temperature sensor 19 in the heating circuit flow 3 of the heating circuit 2, a second temperature sensor 20 in the heating circuit return 4 of the heating circuit 2, a third temperature sensor 21 in the first flow 6 of the unmixed heating circuit 5, a fourth temperature sensor 22 in the first return 7 of the unmixed heating circuit 5, a fifth temperature sensor 23 in the second flow 9 of the mixed heating circuit 8 and a fifth temperature sensor 24 in the second return 10 of the mixed heating circuit 8.
  • the climate control system 1 or the heat generator 11 can include a control unit 17 configured to execute a procedure proposed herein.
  • the procedure can be stored as a computer program 18 in the memory of the control unit 17.
  • the control unit 17 can be electrically connected to the heat generator 11, the first circulation pump 12, the second circulation pump 13, the three-way valve 15, and the temperature sensors 19, 20, 21, 22, 23, 24 in the supply lines 3, 6, 9 and the return lines 4, 7, 10 of the heating circuit 2, the unmixed heating circuit 5, and the mixed heating circuit 8, thus enabling the transmission of detected signals or control signals.
  • the electrical connection can be wired or wireless.
  • the temperature of the second flow 9 of the mixed heating circuit 8 (which can be detected by the fifth temperature sensor 23) can be controlled by adjusting the three-way valve 15.
  • the volume flow rate delivered by the second circulation pump 13 can always be lower than the volume flow rate delivered by the first circulation pump 12.
  • climate system 1 is its simple design and the fact that it does not require a hydraulic separator, unlike state-of-the-art climate systems.

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Abstract

Klimasystem (1), zumindest aufweisend:
- einen Heizkreislauf (2) mit einem gemischten Heizkreis (8) und einem ungemischten Heizkreis (5),
- einen Wärmeerzeuger (11), der mit einem Heizkreislaufvorlauf (3) und einem Heizkreislaufrücklauf (4) des Heizkreislaufs (2) verbunden ist, wobei ein erster Rücklauf (7) des ungemischten Heizkreises (5) mit dem Heizkreislaufrücklauf (4) des Heizkreislaufs (2) direkt verbunden ist,
- ein Dreiwegeventil (15), das an einer ersten Abzweigung (14) des Heizkreislaufvorlaufs (3) angeordnet ist,
- eine erste Umwälzpumpe (12), die in einer Durchströmungsrichtung (25) des Heizkreislaufs (2) dem Dreiwegeventil (15) vorgeordnet ist,
- eine zweite Abzweigung (16), die in der Durchströmungsrichtung (25) der ersten Abzweigung (14) nachgeordnet ist, die den Heizkreislaufvorlauf (3) mit einem zweiten Vorlauf (9) des gemischten Heizkreises (8) verbindet und die einen zweiten Rücklauf (10) des gemischten Heizkreises (8) mit dem zweiten Vorlauf (9) des gemischten Heizkreises (8) verbindet, und
- eine zweite Umwälzpumpe (13), die in dem gemischten Heizkreislauf (8) angeordnet ist. Zudem wird ein Verfahren zum Betreiben des Klimasystems (1) sowie ein Computerprogrammprodukt (18) vorgeschlagen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Klimasystem mit einem Heizkreislauf, der einen gemischten und einen ungemischten Heizkreis umfasst, ein Verfahren zum Betreiben eines Klimasystems und ein Computerprogrammprodukt.
  • Zur Wärmeversorgung oder Kühlung von Gebäuden kommen Klimasysteme zum Einsatz, die in der Regel zumindest einen Heizkreis aufweisen, um einen Wärmetransport in oder aus Räumen des Gebäudes zu ermöglichen. In dem zumindest einen Heizkreis zirkuliert ein Wärmeträger, häufig Heizungswasser. Ein Heizkreis kann mehrere Verbraucher, wie Radiatoren, Flächenheizungen oder Gebläse-Konvektoren, umfassen. Als Wärmeerzeuger des Klimasystems können Heizgeräte, die zur Verbrennung eines Brennstoffes eingerichtet sind, oder auch Wärmepumpen zum Einsatz kommen. Dabei können Wärmepumpen durch eine Umkehr des Kältekreises vorteilhaft sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eingesetzt werden.
  • Der Heizkreislauf ist dabei häufig unterteilt bzw. verzweigt und umfasst einen gemischten und einen ungemischten Heizkreis. Ein gemischter Heizkreis bietet dabei die Möglichkeit einer Einstellung einer Vorlauftemperatur durch Beimischung von Wärmeträger aus dem Rücklauf in den Vorlauf. Insofern ist ein gemischter Heizkreis insbesondere für Flächenheizungen geeignet, die eine vorgegebene, niedrige Vorlauftemperatur benötigen. Der ungemischte Heizkreis hat eine Temperatur des Wärmeerzeugers als Heizkreistemperatur und ist für Verbraucher wie Heizkörper oder Radiatoren geeignet. Derartige Heizkreisläufe, die einen gemischten und einen ungemischten Kreis umfassen, erfordern in der Regel eine hydraulische Weiche zwischen Vorlauf und Rücklauf am Wärmerzeuger, drei Umwälzpumpen, angeordnet zwischen hydraulischer Weiche und Wärmeerzeuger sowie im gemischten und im ungemischten Heizkreis, und ein Dreiwegeventil in Verbindung mit einer Verbindungsleitung zum Rücklauf als Mischer im gemischten Heizkreis. Dieser Aufbau ermöglicht zwar eine unabhängige Temperaturreglung von gemischtem und ungemischtem Heizkreis, ist jedoch technisch sehr aufwendig und erfordert eine Vielzahl von Bauelementen.
  • Die CH 556 513 A zeigt eine Heizungsanlage mit einem parallel zu einem Heizkreis angeordneten Wärmetauscher eines Boilers zur Warmwasserversorgung. Zur Wärmeversorgung ist bei dieser Lösung lediglich ein Heizkreis vorgesehen.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Klimasystem, ein Verfahren zum Betreiben eines Klimasystems sowie ein Computerprogrammprodukt vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden. Insbesondere soll eine unabhängige Temperaturregelung von gemischtem und ungemischtem Heizkreis ermöglicht werden, bei gleichzeitiger deutlicher Vereinfachung des Aufbaus des Heizkreises und einer Reduktion der notwendigen Bauteile.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Klimasystem bei, das zumindest Folgendes aufweist:
    • einen Heizkreislauf mit einem gemischten und einem ungemischten Heizkreis
    • einen Wärmeerzeuger, der mit einem Heizkreislaufvorlauf und einem Heizkreislaufrücklauf des Heizkreislaufs verbunden ist, wobei ein erster Rücklauf des ungemischten Heizkreises mit dem Heizkreislaufrücklauf des Heizkreislaufs direkt verbunden ist,
    • ein Dreiwegeventil, das an einer ersten Abzweigung des Vorlaufs des ungemischten Heizkreises angeordnet ist,
    • eine erste Umwälzpumpe, angeordnet in dem Heizkreisvorlauf oder dem Heizkreislaufrücklauf,
    • eine zweite Abzweigung, die in der Durchströmungsrichtung der ersten Abzweigung nachgeordnet ist, die den Heizkreislaufvorlauf mit einem zweiten Vorlauf des gemischten Heizkreises verbindet und die einen zweiten Rücklauf des gemischten Heizkreises mit dem zweiten Vorlauf des gemischten Heizkreises verbindet, und
    • eine zweite Umwälzpumpe, die in dem gemischten Heizkreislauf angeordnet ist.
  • Insbesondere ist als Verbraucher des gemischten Heizkreises mindestens eine Flächenheizung sowie alternativ oder kumulativ ein Niedertemperaturradiator vorgesehen bzw. umfasst. Insbesondere ist als Verbraucher des ungemischten Heizkreises mindestens ein Heizkörper oder Radiator sowie alternativ oder kumulativ ein Gebläse-Konvektor vorgesehen bzw. umfasst.
  • Bei dem Klimasystem handelt es sich um ein System zur Klimatisierung, insbesondere zur Klimatisierung mindestens eines Gebäudes. Das Klimasystem weist einen verbundenen Heizkreislauf (Versorgungskreislauf) zum Wärmetransport auf. Der Heizkreislauf umfasst insbesondere ein flüssiges Medium als Wärmeträger, dem Wärme zu- und abgeführt werden kann bzw. welches zugeführte Wärme transportieren kann. Bei dem Wärmeträger handelt es sich häufig um Wasser. Der Wärmeträger kann in dem, bevorzugt geschlossenen, Heizkreislauf mittels mindestens einer Umwälzpumpe bedarfsgerecht zirkulieren. In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass der Begriff Heizkreislauf keine Beschränkung auf einen Heizbetrieb beinhaltet, sondern ein Heizkreislauf auch für einen Kühlbetrieb geeignet sein kann, indem beispielsweise Flächenheizungen, insbesondere Wand-, Decken, oder Fußbodenheizungen, einem Raum Wärme entziehen, die über den Heizkreislauf einer Wärmepumpe zugeführt werden, die die Wärme in einem Kühlbetrieb an die Umgebung abgibt, beispielsweise an die Umgebungsluft bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.
  • Insbesondere kann das Klimasystem eine Heizungsanlage sein. Der Heizkreislauf umfasst einen gemischten und einen ungemischten Heizkreis. Insbesondere kann der Heizkreislauf genau einen gemischten Heizkreis und mindestens einen ungemischten Heizkreis umfassen. Das Klimasystem umfasst einen Wärmeerzeuger, zum Beispiel in Form eines Heizgeräts, wie einen Brenner für Öl, Gas oder Wasserstoff als Brennstoff, oder einer Wärmepumpe. Die vom Wärmeerzeuger erzeugte Wärme bzw. Wärmeenergie kann auf den Wärmeträger in dem Heizkreislauf übertragen und so zumindest einem Verbraucher (z. B. einem Radiator, einer Flächenheizung oder einem Gebläse-Konvektor) im Heizkreis bzw. Heizkreislauf zugeführt werden. Der zumindest eine Verbraucher kann ein Einstellventil zur bedarfsgerechten Einstellung einer Durchflussmenge und/oder einer abzugebenden (bzw. aufzunehmenden) Wärme umfassen. Das Einstellventil ist häufig als Thermostatventil ausgebildet, das insbesondere selbstständig eine Raumtemperatur regeln kann. Es sind auch elektronisch ansteuerbare Einstellventile bekannt, die beispielsweise in ein Heimnetzwerk eingebunden werden können und eine Fernübertragung von Ansteuersignalen ermöglichen. Der zumindest eine Verbraucher weist zudem in der Regel ein Voreinstellventil auf, deren dauerhafte Einstellung im Rahmen eines statischen hydraulischen Abgleichs erfolgt. Auch das Voreinstellventil ermöglicht eine Durchflussmenge bzw. einen Strömungswiderstand einzustellen. Häufig sind Voreinstellventile und Einstellventile einteilig ausgeführt, so ermöglicht ein bekanntes Thermostatventil in der Regel eine Voreinstellung (im Rahmen des statischen hydraulischen Abgleichs) und ein Einstellventil eine Steuerung des Wärmetransportes im Betrieb des Klimasystems. Insofern kann das Voreinstellventil ein Fenster als Einstellbereich des Einstellventils vorgeben.
  • Die Umwälzpumpe kann neben dem Wärmeerzeuger als wichtigster Aktor eines Heizkreislaufs oder eines Heizkreises angesehen werden. Die Umwälzpumpe kann einen Volumenstrom des Wärmeträgers im Heizkreislauf bzw. im Heizkreis fördern und zirkulieren und damit einen vom Wärmeerzeuger bereitgestellten Wärmestrom den angeschlossenen Verbrauchern des Heizkreislaufs zuführen. Bei einigen Wärmeerzeugern bzw. Heizgeräten ist die Umwälzpumpe in das Heizgerät integriert. Der Volumenstrom wird durch die Umwälzpumpe erzeugt, indem diese einen Druck (auch als Differenzdruck zwischen Druck- und Saugseite der Umwälzpumpe bezeichnet) aufbaut. Dem von der Umwälzpumpe realisierten Druck wirkt ein Druckverlust des Heizkreises bzw. des Heizkreislaufs entgegen. Der Druckverlust ist dabei vom aktuellen Öffnungsgrad des Heizkreises bzw. Heizkreislaufs abhängig, wobei der Öffnungsgrad ein Maß für die Anzahl der in den Heizkreis bzw. Heizkreislauf eingebundenen Verbraucher in Verbindung mit einem Öffnungszustand der Einstellventile ist. Die Umwälzpumpe kann in der Regel in verschiedenen Pumpenbetriebsarten betrieben werden und sollte im Rahmen einer Konfiguration eines Klimasystems auf den individuellen Bedarf des konkreten Heizkreises bzw. Heizkreislaufs abgestimmt werden.
  • Die Erfindung schlägt einen Aufbau eines Heizkreislaufs mit einem gemischten Heizkreis, bei dem eine Einstellung der Vorlauftemperatur möglich ist, und einem ungemischten Heizkreis, dessen Vorlauftemperatur der des Wärmeerzeugers entspricht, vor, die gegenüber dem Stand der Technik eine deutlich geringere Anzahl an Bauteilen benötigt.
  • Der Aufbau des Heizkreislaufs soll nachfolgend nochmals detaillierter beschrieben werden. Am Wärmeerzeuger ist ein Heizkreislaufvorlauf und ein Heizkreislaufrücklauf eines Heizkreislaufs angeschlossen. Dieser Bereich kann auch als Wärmeerzeugerkreislauf bezeichnet werden, von dem der gemischte und der ungemischte Heizkreis abzweigen. Hierzu kann eine erste Abzweigung den Heizkeislaufvorlauf in einen ersten Zweig, der den ersten Vorlauf des ungemischten Heizkreises darstellt, und einen zweiten Zweig, der zum gemischten Heizkreis führt, aufteilen. Die erste Abzweigung umfasst ein Dreiwegeventil, das den Volumenstrom des Wärmeträgers auf den ersten Zweig und den zweiten Zweig in einem durch die Ansteuerung des Dreiwegeventils vorgegebenen Verhältnis aufteilen kann. Dabei kann in dem ersten Zweig dem Dreiwegeventil zumindest ein Verbraucher, insbesondere in Form eines Heizkörpers und/oder eines Radiators, nachgeordnet sein. Ein erster Rücklauf des ungemischten Heizkreises ist direkt mit dem Heizkreislaufrücklauf des Heizkreislaufs verbunden. Unter "direkt" kann insbesondere verstanden werden, dass (in der Durchströmungsrichtung des Wärmeträgers) zwischen dem ersten Rücklauf und dem Heizkreislaufrücklauf kein Verbraucher angeordnet ist und/oder (in der Durchströmungsrichtung des Wärmeträgers) zwischen dem ersten Rücklauf und dem Heizkreislaufrücklauf keine Umwälzpumpe angeordnet ist und/oder der ungemischte Heizkreis nicht mit dem gemischten Heizkreis in Reihe geschaltet ist und/oder der ungemischte Heizkreis nicht mit einem weiteren Heizkreis in Reihe geschaltet ist.
  • In dem zweiten Zweig dem Dreiwegeventil nachgeordnet ist eine zweite Abzweigung vorgesehen. Diese verzweigt den von der ersten Abzweigung kommenden Heizkreislaufvorlauf in einen dritten Zweig, der den zweiten Vorlauf des gemischten Heizkreises darstellt, und einen vierten Zweig der (insbesondere direkt) mit dem zweiten Rücklauf des gemischten Heizkreises und dem zum Wärmeerzeuger führenden Heizkreislaufrücklauf verbunden ist.
  • Dabei ist in dem Heizkreislaufvorlauf, beispielsweise zwischen dem Wärmeerzeuger und dem Dreiwegeventil, oder im Heizkreislaufrücklauf eine erste Umwälzpumpe und in dem gemischten Heizkreis, beispielsweise in dem dritten Zweig, zwischen der zweiten Abzweigung und dem zumindest einen Verbraucher des gemischten Heizkreises, eine zweite Umwälzpumpe angeordnet. Alternativ kann die zweite Umwälzpumpe auch in dem zweiten Rücklauf des gemischten Heizkreises angeordnet sein.
  • Bei dem Dreiwegeventil kann es sich um ein bekanntes Dreiwegeventil handeln, das einen Volumenstrom auf zwei Zweige (erster und zweiter Zweig der ersten Abzweigung) gemäß einer Einstellposition aufteilen kann. Die Einstellposition kann dabei durch einen Aktuator, beispielsweise einen Schrittmotor, einstellbar sein und/oder der Aktuator kann von einem Regel- und Steuergerät ansteuerbar sein.
  • Somit kann der Wärmeerzeuger über den Heizkreislaufvorlauf direkt und unmittelbar mit der ersten Umwälzpumpe verbunden sein und die erste Umwälzpumpe direkt und unmittelbar mit der ersten Abzweigung bzw. dem Dreiwegeventil verbunden sein. Alternativ kann bei Anordnung der ersten Umwälzpumpe im Heizkreislaufrücklauf der Wärmeerzeuger auch direkt und unmittelbar mit der ersten Abzweigung bzw. dem Dreiwegeventil verbunden sein. So kann insbesondere die Saugseite der ersten Umwälzpumpe mit dem Wärmeerzeuger und die Druckseite mit der ersten Abzweigung verbunden sein. Der erste Zweig des Dreiwegeventils ist der erste Vorlauf des ungemischten Heizkreises und insofern kann direkt und unmittelbar dem Dreiwegeventil der zumindest eine Verbraucher des ungemischten Heizkreises nachgeordnet sein. Der erste Rücklauf des ungemischten Heizkreises ist direkt und unmittelbar mit dem Heizkreisrücklauf des Wärmeerzeugers verbunden.
  • Direkt und unmittelbar kann die erste Abzweigung über den zweiten Zweig mit der zweiten Abzweigung verbunden sein. An der zweiten Abzweigung ist der von der ersten Abzweigung kommende Heizkreislaufvorlauf mit dem zweiten Rücklauf des gemischten Heizkreises und mit dem Heizkreislaufrücklauf zum Wärmeerzeuger direkt und unmittelbar verbunden. Insofern ist der dritte Zweig der zweiten Abzweigung der zweite Vorlauf des gemischten Heizkreises. Direkt verbunden mit der zweiten Abzweigung kann im dritten Zweig die zweite Umwälzpumpe angeordnet sein, die zwischen der zweiten Abzweigung und dem zumindest einen Verbraucher des gemischten Heizkreises, beispielsweise eine oder mehrere Flächenheizungen, angeordnet sein kann.
  • Vorsorglich wird nochmals klargestellt, dass die erste und die zweite Abzweigung jeweils drei Leitungen verbinden, wobei eine erste Leitung mit dem Heizkreislaufvorlauf verbunden ist, und die verbleibenden zwei Leitungen bei der ersten Abzweigung den ersten und zweiten Zweig bilden und bei der zweiten Abzweigung den dritten und vierten Zweig. Die Begriffe bzw. Beschreibung vor- und nachgeordnet bezieht sich hier immer auf eine Durchströmungsrichtung des Wärmeträgers durch den Heizkreislauf bzw. durch die Heizkreise. Die Durchströmungsrichtung kann von einem Vorlauf zum Rücklauf bzw. in einer Förderrichtung von erster bzw. zweiter Umwälzpumpe weisen. Die Bezeichnung "direkt und unmittelbar" verbunden soll insbesondere bedeuten, dass keine Bauteile, außer der Leitung und/oder ggf. einem Temperatursensor, dazwischen angeordnet sind, sondern die Leitung des Heizkreislaufs und/oder der Heizkreise eine direkte und unmittelbare Verbindung herstellt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das Dreiwegeventil eine Endlage aufweisen, die einen Mindestvolumenstrom im ungemischten Heizkreis sicherstellt. Somit wird in einer Endlage der dem ungemischten Heizkreis zugeführte Volumenstrom des Wärmeträgers auf einen vorgegebenen Mindestvolumenstrom eingestellt, der vom Dreiwegeventil nicht unterschritten werden kann. Die Endlage kann dabei in einer Steuerung des Klimasystems hinterlegt sein. Somit wird ermöglicht, bei einem fehlenden Wärmebedarf des ungemischten Heizkreises nur der gemischte Heizkreis durchströmt wird. Die Steuerung des Klimasystems kann die Endlage einstellen und so die Umwälzung eines Mindestvolumenstroms im ungemischten Heizkreis sicherstellen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das Klimasystem Temperatursensoren umfassen, die dazu eingerichtet und angeordnet sind, jeweils eine Vorlauftemperatur und jeweils eine Rücklauftemperatur am Wärmeerzeuger (somit am Heizkreislaufvorlauf und am Heizkreislaufrücklauf des Heizkreislaufs bzw. des Wärmeerzeugerkreises), sowie am zweiten Vorlauf und am zweiten Rücklauf des gemischten Heizkreises und/oder am ersten Vorlauf und am ersten Rücklauf des ungemischten Heizkreises zu erfassen. Diese kann für eine möglichst präzise Temperaturregelung von gemischtem und ungemischtem Heizkreis als auch für Diagnosezwecke hilfreich sein.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das Klimasystem ein Regel- und Steuergerät umfassen, dass dazu eingerichtet ist, das Klimasystem zu regeln und zu steuern. Das Regel- und Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, eine Versorgung des gemischten und des ungemischten Heizkreises mit dem Wärmeträger zu regeln und zu steuern, also insbesondere eine Vorlauftemperatur und/oder einen Volumenstrom des Wärmeträgers in dem gemischten Heizkreis einzustellen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das Klimasystem ein Regel- und Steuergerät umfassen, das zum Steuern und Regeln des Klimasystems und verbundener Heizkreisläufe bzw. Heizkreise eingerichtet ist.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines hier vorgeschlagenen Klimasystems angegeben. Gemäß dem Verfahren kann mittels des Dreiwegeventils eine vorgegebene Vorlauftemperatur des gemischten Heizkreises eingestellt werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann die zweite Umwälzpumpe derart betrieben werden, dass der Volumenstrom des Wärmeträgers im gemischten Heizkreis immer geringer ist als der von der ersten Umwälzpumpe geförderte Volumenstrom des Wärmeträgers.
  • Dabei können einem hier vorgeschlagenen Klimasystem vier Aktoren zur Einstellung einer bedarfsorientierten Wärmeversorgung von dem gemischten und dem ungemischten Heizkreis zugeordnet werden. Dies sind eine Heizleistung des Wärmeerzeugers, eine Leistung der ersten Umwälzpumpe, eine Stellung des Dreiwegeventils sowie eine Leistung der zweiten Umwälzpumpe. Die Hauptregelziele des Gesamtsystems mit den oben angegebenen Aktoren sind das Erreichen der Soll-Vorlauftemperaturen des gemischten und ungemischten Heizkreises. Die Temperatur des ersten Vorlaufs des ungemischten Heizkreises entspricht der Vorlauftemperatur des Wärmeerzeugers und wird direkt über die Heizleistung eingestellt/geregelt. Die Temperatur des zweiten Vorlaufs des gemischten Heizkreises ist abhängig vom Massenstrom des Wärmeträgers im gemischten Heizkreis, der Rücklauftemperatur des gemischten Heizkreises, der Vorlauftemperatur des Wärmeerzeugers und der eingestellten Position des Dreiwegeventils. Die Temperatur des Rücklaufs des gemischten Heizkreises stellt sich in Abhängigkeit der Wärmeübertragung ein und kann nicht direkt beeinflusst werden. Die Vorlauftemperatur des Wärmeerzeugers bzw. des Heizkreislaufvorlaufs ergibt sich als Maximum der angeforderten Vorlauftemperaturen von gemischtem und ungemischtem Heizkreis. In der Regel ist dabei die angeforderte Temperatur ersten Vorlaufs des ungemischten Heizkreise immer größer als die angeforderte Temperatur des zweiten Vorlaufs des gemischten Heizkreises. Eine Regelung der gemischten Vorlauftemperatur wäre somit über die Einstellung der Leistung der zweiten Umwälzpumpe im gemischten Heizkreis, über die Einstellung einer Position des Dreiwegeventils oder über beide Aktuatoren möglich. Dabei ist der Einstellbereich Temperatur des zweiten Vorlaufs des gemischten Heizkreises per Dreiwegeventil in der Regel höher ist als der Einstellbereich der Leistung der zweiten Umwälzpumpe. Um eine Minderung der Temperatur des zweiten Vorlaufs (gilt für den Heizbetrieb, im Kühlbetrieb ist eine Vorlauftemperaturanhebung der Normalbetrieb) des gemischten Heizkreises zu erreichen, muss die Temperatur des zweiten Rücklaufs des gemischten Heizkreises niedriger sein als die Sollvorlauftemperatur des gemischten Heizkreises.
  • Das hier vorgeschlagene Verfahren kann durch einen Computer oder ein Regel- und Steuergerät des Klimasystems, beispielsweise des Wärmeerzeugers, durchgeführt werden. Hierzu kann das Regel- und Steuergerät beispielsweise einen Prozessor aufweisen und/oder über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. Das Regel- und Steuergerät kann hierfür insbesondere mit der ersten Umwälzpumpe, der zweiten Umwälzpumpe und/oder einer Flammenüberwachung des Wärmeerzeugers elektrisch verbunden sein. Zudem können auf dem Speicher des Regel- und Steuergerätes im Rahmen der Durchführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens erfasste oder benötigte Daten hinterlegt werden oder sein, beispielsweise Kennlinien, Grenzwerte etc.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auch ein Computerprogrammprodukt bzw. ein Computerprogramm vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms einen Computer, beispielsweise ein Regel- und Steuergerät des Klimasystems, dazu veranlassen, ein hier vorgestelltes Verfahren auszuführen.
  • Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ("mindestens ein"), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgeschlagenen Klimasystem und Computerprogramm auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Hier werden somit ein Klimasystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Klimasystems sowie ein Computerprogrammprodukt angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere ist das vorgeschlagene Klimasystem erheblich einfacher aufgebaut als ein Klimasystem nach dem Stand der Technik, da auf eine hydraulische Weiche sowie eine Umwälzpumpe des ungemischten Heizkreises verzichtet werden kann, wobei eine unabhängige Regelung von gemischtem und ungemischtem Heizkreis und insbesondere eine Einstellung einer Vorlauftemperatur im gemischten Heizkreis nach wie vor mittels eines hier vorgeschlagenen Verfahrens möglich ist.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch das angeführten Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in der Figur erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
    Fig. 1: ein hier vorgeschlagenes Klimasystem.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Klimasystem 1. Dieses umfasst einen Wärmeerzeuger 11, der mit einem Heizkreislauf 2 verbunden ist und beispielsweise ein Heizgerät oder eine Wärmepumpe sein kann. Der Wärmeerzeuger 11 kann dazu eingerichtet sein, Wärme auf einen in dem Heizkreislauf 2 zirkulierenden Wärmeträger zu übertragen oder diesem Wärme zu entziehen. Der Heizkreislauf 2 kann ein Wärmeerzeugerkreislauf sein. Der Heizkreislauf 2 hat einen Heizkreislaufvorlauf 3 und einen Heizkreislaufrücklauf 4, die vom Wärmeträger in einer Durchströmungsrichtung 25 durchströmt werden können.
  • Ausgehend vom Wärmeerzeuger 11 kann in der Durchströmungsrichtung 25 im Heizkreislaufvorlauf 3 eine erste Umwälzpumpe 12 angeordnet sein, durch die der Wärmeträger in der Durchströmungsrichtung 25 förderbar ist. Alternativ könnte die erste Umwälzpumpe 12 auch im Heizkreislaufrücklauf 4 angeordnet sein. Der ersten Umwälzpumpe 12 ind er in der Fig. 1 dargestellten Position, kann bezogen auf die Durchströmungsrichtung 25 eine erste Abzweigung 14 nachgeordnet sein, die ein Dreiwegeventil 15 umfasst. Das Dreiwegeventil 15 bzw. die erste Abzweigung 14 unterteilt den Heizkreislaufvorlauf 3 des Heizkreislaufs 2 in einen ersten Zweig 27 und einen zweiten Zweig 28. Der erste Zweig 27 bildet einen ersten Vorlauf 6 eines ungemischten Heizkreises 5, der den ersten Vorlauf 6 und einen ersten Rücklauf 7 umfasst. Im ungemischten Heizkreis 5 ist zwischen dem ersten Vorlauf 6 und dem ersten Rücklauf 7 zumindest ein Verbraucher 26 angeordnet, der bei einem ungemischten Heizkreis 5 häufig ein Heizkörper und/oder ein Radiator ist. Der erste Rücklauf 7 des ungemischten Heizkreises 5 ist mit dem Heizkreislaufrücklauf 4 des Heizkreislaufs 2 verbunden. Es wird explizit angemerkt, dass auch Ausgestaltungen mit mehr als einem ungemischten Heizkreis 5 möglich sind.
  • Der zweite Zweig 28 der ersten Abzweigung 14 bzw. des Heizkreislaufvorlaufs 3 führt zu einer zweiten Abzweigung 16. Ein dritter Zweig 29 der zweiten Abzweigung 16 bzw. des Heizkreislaufvorlaufs 3 bildet einen zweiten Vorlauf 9 eines gemischten Heizkreises 8, wobei ein vierter Zweig 30 der zweiten Abzweigung 16 mit einem zweiten Rücklauf 10 des gemischten Heizkreises 6 und dem Heizkreislaufrücklauf 4 des Heizkreislaufs 2 verbunden ist. Im zweiten Vorlauf 9 (wie in der Fig. 1 dargestellt) oder im zweiten Rücklauf 10 des gemischten Heizkreises 8 ist zudem eine zweite Umwälzpumpe 13 angeordnet, die den Wärmeträger im gemischten Heizkreis 8 in der Durchströmungsrichtung 25 fördert. Auch im gemischten Heizkreis 8 ist zwischen dem zweiten Vorlauf 9 und dem zweiten Rücklauf 10 zumindest ein Verbraucher 26 angeordnet, der insbesondere als Flächenheizung ausgebildet sein kann. In Abhängigkeit der Durchströmung kann somit in der zweiten Abzweigung 16 Wärmeträger aus dem zweiten Rücklauf 10 des gemischten Heizkreises 8 in den zweiten Vorlauf 9 des gemischten Heizkreises 8 überströmen und so eine Mischtemperatur als Vorlauftemperatur des gemischten Heizkreises 8 einstellen.
  • Zudem kann das Klimasystem 1 mehrere Temperatursensoren 19, 20, 21, 22, 23, 24 umfassen, insbesondere einen ersten Temperatursensor 19 im Heizkreislaufvorlauf 3 des Heizkreislaufs 2, einen zweiten Temperatursensor 20 im Heizkreislaufrücklauf 4 des Heizkreislaufs 2, einen dritten Temperatursensor 21 im ersten Vorlauf 6 des ungemischten Heizkreises 5, einen vierten Temperatursensor 22 im ersten Rücklauf 7 des ungemischten Heizkreises 5, einen fünften Temperatursensor 23 im zweiten Vorlauf 9 des gemischten Heizkreis 8 sowie einen fünften Temperatursensor 24 im zweiten Rücklauf 10 des gemischten Heizkreises 8, umfassen.
  • Das Klimasystem 1 bzw. der Wärmeerzeuger 11 können ein Regel- und Steuergerät 17 umfassen, das dazu eingerichtet ist, ein hier vorgeschlagenes Verfahren auszuführen. Das Verfahren kann hierzu als Computerprogrammprodukt 18 auf einem Speicher des Regel- und Steuergeräts 17 hinterlegt sein. Das Regel- und Steuergerät 17 kann zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens mit dem Wärmeerzeuger 11, der ersten Umwälzpumpe 12, der zweiten Umwälzpumpe 13, dem Dreiwegeventil 15 sowie den Temperatursensoren 19, 20, 21, 22, 23, 24 in den Vorläufen 3, 6, 9 und den Rückläufen 4, 7, 10 des Heizkreislaufs 2, des ungemischten Heizkreises 5 und des gemischten Heizkreises 8 elektrisch verbunden sein, so dass eine Übertragung von erfassten Signalen oder Ansteuerungssignalen ermöglicht wird. Die elektrische Verbindung kann dabei kabelgebunden oder kabellos ausgeführt sein.
  • Gemäß einem hier vorgeschlagenen Verfahren kann eine Regelung der Temperatur des zweiten Vorlaufs 9 des gemischten Heizkreises 8 (die durch den fünften Temperatursensor 23 erfasst werden kann) mittels einer Einstellung des Dreiwegeventils 15 erfolgen. Dabei kann gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens der von der zweiten Umwälzpumpe 13 geförderte Volumenstrom immer geringer als der von der ersten Umwälzpumpe 12 geförderte Volumenstrom sein.
  • Vorteilhaft ist das Klimasystem 1 einfach aufgebaut und benötigt keine hydraulische Weiche, wie Klimasysteme nach dem Stand der Technik.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Klimasystem
    2
    Heizkreislauf
    3
    Heizkreislaufvorlauf
    4
    Heizkreislaufrücklauf
    5
    ungemischter Heizkreis
    6
    erster Vorlauf
    7
    erster Rücklauf
    8
    gemischter Heizkreis
    9
    zweiter Vorlauf
    10
    zweiter Rücklauf
    11
    Wärmeerzeuger
    12
    erste Umwälzpumpe
    13
    zweite Umwälzpumpe
    14
    erste Abzweigung
    15
    Dreiwegeventil
    16
    zweite Abzweigung
    17
    Regel- und Steuergerät
    18
    Computerprogrammprodukt
    19
    erster Temperatursensor
    20
    zweiter Temperatursensor
    21
    dritter Temperatursensor
    22
    vierter Temperatursensor
    23
    fünfter Temperatursensor
    24
    sechster Temperatursensor
    25
    Durchströmungsrichtung
    26
    Verbraucher
    27
    erster Zweig
    28
    zweiter Zweig
    29
    dritter Zweig
    30
    vierter Zweig

Claims (8)

  1. Klimasystem (1), zumindest aufweisend:
    - einen Heizkreislauf (2) mit einem gemischten Heizkreis (8) und mindestens einem ungemischten Heizkreis (5),
    - einen Wärmeerzeuger (11), der mit einem Heizkreislaufvorlauf (3) und einem Heizkreislaufrücklauf (4) des Heizkreislaufs (2) verbunden ist, wobei ein erster Rücklauf (7) des ungemischten Heizkreises (5) mit dem Heizkreislaufrücklauf (4) des Heizkreislaufs (2) direkt verbunden ist,
    - ein Dreiwegeventil (15), das an einer ersten Abzweigung (14) des Heizkreislaufvorlaufs (3) angeordnet ist,
    - eine erste Umwälzpumpe (12), angeordnet in dem Heizkreisvorlauf (3) oder dem Heizkreislaufrücklauf (4),
    - eine zweite Abzweigung (16), die in der Durchströmungsrichtung (25) der ersten Abzweigung (14) nachgeordnet ist, die den Heizkreislaufvorlauf (3) mit einem zweiten Vorlauf (9) des gemischten Heizkreises (8) verbindet und die einen zweiten Rücklauf (10) des gemischten Heizkreises (8) mit dem zweiten Vorlauf (9) des gemischten Heizkreises (8) verbindet, und
    - eine zweite Umwälzpumpe (13), die in dem gemischten Heizkreislauf (8) angeordnet ist.
  2. Klimasystem (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Umwälzpumpe (12) in einer Durchströmungsrichtung (25) des Heizkreislaufs (2) dem Dreiwegeventil (15) vorgeordnet ist.
  3. Klimasystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Dreiwegeventil (15) eine Endlage aufweist, die einen Mindestvolumenstrom im ungemischten Heizkreis (5) sicherstellt.
  4. Klimasystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Temperatursensoren (19, 20, 21, 22, 23, 24) dazu eingerichtet und angeordnet sind, eine Vorlauftemperatur und eine Rücklauftemperatur des Heizkreislaufs (2), des gemischten Heizkreises (8) und des ungemischten Heizkreises (5) zu erfassen.
  5. Klimasystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein Regel- und Steuergerät (17) eingerichtet zur Regelung und Steuerung des Heizkreislaufs (2), des ungemischten Heizkreises (5) und des gemischten Heizkreises (8).
  6. Verfahren zum Betreiben eines Klimasystems (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mittels eines Dreiwegeventils (15) des Klimasystems (1) eine vorgegebene Vorlauftemperatur eines gemischten Heizkreises (8) des Klimasystems (1) eingestellt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine zweite Umwälzpumpe (13) des Klimasystems (1) derart betrieben wird, dass ein Volumenstrom eines Wärmeträgers im gemischten Heizkreis (8) immer geringer ist als ein von einer ersten Umwälzpumpe (12) des Klimasystems (1) geförderter Volumenstrom des Wärmeträgers.
  8. Computerprogrammprodukt (18) umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms einen Computer oder ein Regel- und Steuergerät (17) eines Klimasystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dazu veranlassen ein Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7 auszuführen.
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