-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wohnungsstation.
-
Eine Wohnungsstation stellt eine kompakte und dezentrale Einheit zur Wärme- und Warmwasserversorgung einzelner Wohneinheiten dar, die in Mehrfamilienhäusern oder anderen Gebäuden mit zentraler Energieversorgung (Primär-Energieversorgung) eingesetzt wird. Die Wohnungsstation dient dazu, Heizwärme und Warmwasser bedarfsgerecht in den Wohneinheiten bereitzustellen.
-
Die Warmwasserversorgung in einer Wohnungsstation erfolgt üblicherweise über ein Durchflusssystem. Dabei wird das Warmwasser nicht in einem Speichertank vorgehalten, sondern direkt bei Bedarf erzeugt. Hierzu wird kaltes Trinkwasser durch einen integrierten Wärmeübertrager in der Wohnungsstation geleitet, der von einem zentralen Heizwasserkreislauf (Primärkreislauf) durchströmt wird. Die Wärmeübertragung kann effizient und schnell erfolgen, so dass das Trinkwasser auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird, sobald es an der Zapfstelle angefordert wird.
-
Da das Wasser erst bei Bedarf erhitzt wird, entfällt das Risiko einer Verkeimung, beispielsweise durch Legionellen, wie sie bei Warmwasserspeichern auftreten kann. Zudem ermöglicht die dezentrale Warmwasserbereitung eine flexible Anpassung der Leistung an den tatsächlichen Verbrauch, wodurch Energieverluste durch lange Leitungswege oder die Vorhaltung großer Warmwassermengen vermieden werden.
-
Das Heizwarmwasser wird in der Wohnungsstation ebenfalls über den Wärmeübertrager bereitgestellt. Hierbei wird das Heizungswasser, das aus einem zentralen Heizkessel, einem Blockheizkraftwerk, einer Wärmepumpe oder einem Fernwärmenetz (d.h. dem Primärkreis) stammt, durch den Wärmeübertrager geführt. Die Energie aus diesem primären Heizwasserkreislauf wird auf den sekundären Heizkreislauf der jeweiligen Wohneinheit übertragen, der die Heizkörper oder die Fußbodenheizung in der Wohnungsstation versorgt.
-
Die Heizwärmeerzeugung ist so ausgelegt, dass sie unabhängig und bedarfsgerecht für jede Wohneinheit gesteuert werden kann. Thermostatventile oder ein integrierter Regelkreis in der Wohnungsstation sorgen dafür, dass die gewünschte Raumtemperatur individuell eingestellt werden kann. Zusätzlich wird die Rücklauftemperatur des Heizkreislaufs optimiert, was die Effizienz des zentralen Wärmeerzeugungssystems erhöht.
-
Thermostate werden in einer Wohnungsstation an mehreren Stellen eingesetzt, um die Wärmeverteilung und die Warmwasserbereitung präzise zu steuern. Sie spielen eine wichtige Rolle sowohl im Heizkreislauf als auch bei der Regelung der Warmwasserbereitung.
-
Im Heizkreislauf befinden sich Thermostatventile an den Heizkörpern oder innerhalb des Regelkreises einer Fußbodenheizung. Sie regeln die Raumtemperatur, indem sie den Durchfluss des Heizwassers anpassen. Wenn die Raumtemperatur den am Thermostat eingestellten Wert erreicht, drosselt das Ventil den Heizwasserdurchfluss oder schließt ihn vollständig, wodurch Energie gespart wird. Sinkt die Raumtemperatur unter den eingestellten Wert, öffnet das Ventil automatisch, um den Heizkörper oder die Fußbodenheizung wieder zu versorgen.
-
In der Warmwasserbereitung wird ein Thermostat in der Wohnungsstation verwendet, um die Temperatur des bereitgestellten Warmwassers konstant zu halten. Hier regelt er die Menge des zentralen Heizwassers, das durch den Wärmeübertrager fließt. So wird sichergestellt, dass das Trinkwasser stets die gewünschte Temperatur hat, ohne dass es zu Überhitzung oder Energieverschwendung kommt.
-
Ein Thermostat ist ein Regelsystem, das automatisch auf Temperaturschwankungen reagiert, um eine konstante Zieltemperatur zu halten. Die Funktionsweise basiert auf einem Temperaturfühler, der die aktuelle Temperatur misst, und einem Regelmechanismus, der die gewünschte Temperatur einstellt. Die Messung der Temperatur erfolgt über einen Temperaturfühler, der oft mit einem Ausdehnungsmaterial (z. B. Flüssigkeit, Gas oder Metall) ausgestattet ist und der auf Temperaturveränderungen reagiert. Bei steigender Temperatur dehnt sich das Material aus, bei sinkender Temperatur zieht es sich zusammen. Der Durchfluss wird gesteuert durch eine durch die Temperaturänderung ausgelöste Bewegung des Ausdehnungsmaterials, welche auf ein Ventil oder einen Schalter wirkt.
-
Eine Steuerung einer Wohnungsstation erfolgt z.B. mittels zwei Temperaturfühler sowie zwei Ventile. Eine erste Kombination aus Fühler und Ventil dient der Regelung des Trinkwarmwassers. Weitere Kombination aus Fühler und Ventil dient, die heizungsseitige Durchströmung des Wärmeübertragers zu unterbrechen sobald keine Trinkwarmwasseranforderung vorhanden ist. Als Ventil werden z.B. Thermostaten verwendet.
-
DE 10 2016 010 386 A1 zeigt ein Warmwasserversorgungssystem zum zentralen Versorgen eines Verbrauchernetzes. Dazu wird ein Übergangsanschluss (Wohnungsstation) zum Anschließen des Warmwasserversorgungssystems an ein Wassernetz, insbesondere an eine Wohnungsstation, vorgesehen. Mittels der Wohnungsstation wird vorerwärmtes Wasser beispielsweise in eine Wohnung geleitet, wo das vorerwärmte Wasser als Warmwasser verwendet werden kann. Zur Nacherwärmung kann ein Durchlauferhitzer vorgesehen sein. Parallel zum Durchlauferhitzer kann ein Bypass vorgesehen sein.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Wohnungsstation mit geringeren Herstellungskosten vorzusehen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Wohnungsstation nach Anspruch 1 gelöst.
-
Somit wird eine Wohnungsstation mit einem Wärmeübertrager mit einem ersten, zweiten, dritten und vierten Anschluss vorgesehen. Ein erster Anschluss ist an einen Heizwasservorlauf, ein zweiter Anschluss ist an einen Heizwasserrücklauf, ein dritter Anschluss an einen Trinkkaltwasserrücklauf und ein vierter Anschluss an einen Trinkwarmwasservorlauf angeschlossen. Die Wohnungsstation weist ferner eine Thermostateinheit mit einem Temperaturfühler und einem Ventil auf. Der Temperaturfühler ragt zumindest teilweise in den vierten Anschluss hinein. Das Ventil ist in dem Heizwasservorlauf vorgesehen. Zwischen dem Temperaturfühler und dem Ventil ist eine Wirkverbindung vorhanden, so dass das Ventil in Abhängigkeit einer durch den Temperaturfühler erfassten Temperatur des Wassers an dem vierten Anschluss gesteuert, d. h. geöffnet oder geschlossen wird.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Temperaturfühler ein Wachsreservoir auf.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Anpassung des Heizwarmwassers mittels des Ventils bei einer bedarfsmäßigen Trinkwasserzapfung.
-
Bei einer fehlenden Trinkwarmwasseranforderung kann die heizungsseitige Durchströmung der Wärmeübertragereinheit durch das Ventil unterbrochen werden.
-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt eine schematische Darstellung einer Wohnungsstation,
- Fig. 2
- zeigt eine schematische Darstellung eines Thermostats,
- Fig. 3A
- zeigt eine perspektivische Ansicht eines Thermostats,
- Fig. 3B
- zeigt eine schematische Darstellung eines Thermostats,
- Fig. 4
- zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Thermostats,
- Fig. 5
- zeigte eine schematische Darstellung einer Wohnungsstation, und
- Fig. 6
- zeigt eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Thermostats.
-
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Wohnungsstation. Eine Wohnungsstation 100 weist eine Wärmeübertragereinheit 300 auf. Die Wärmeübertragereinheit 300 ist über einen ersten, zweiten, dritten und vierten Anschluss 301 - 304 mit einem Heizwasservorlauf 340, einem Heizwasserrücklauf 350, einem Trinkkaltwasserrücklauf 360 und einem Trinkwarmwasservorlauf 370 gekoppelt. In der Wärmeübertragereinheit 300 kann Wärme aus dem Heizwasservorlauf 340 auf einen Trinkwarmwasservorlauf 340 übertragen werden.
-
Die Wohnungsstation 100 weist ferner einen Thermostat 200 mit einem Fühler 210 und einem Ventil 220 auf. Der Fühler 210 ist an oder in dem vierten Anschluss 304 für den Trinkwasservorlauf 370 vorgesehen und erfasst die Temperatur in dem Trinkwasservorlauf 370. Das Ventil 220 ist im Heizwasservorlauf 340 vorgesehen. Das Ventil 220 ist in Wirkverbindung mit dem Fühler 210, so dass das Ventil 220 in Abhängigkeit der Temperatur in dem Trinkwarmwasservorlauf 370, welche durch den Fühler 210 erfasst wird, gesteuert wird.
-
Der Thermostat 200 weist ein Dehnstoffelement 210 in Form eines Temperaturfühlers 210 und einem dazugehörigen Ventil 220 auf. Aufgrund der kompakten Bauweise des Dehnstoffelementes (sehr klein, sehr große spezifische Ausdehnung), welches beispielsweise mit Wachs anstelle von Flüssigkeit arbeitet, kann der Temperaturfühler 210 in unmittelbarer Nähe in oder an einem vierten Anschluss 304 des Wärmeübertragers vorgesehen sein. Dies ist vorteilhaft, weil damit auf einen zweiten Temperaturfühler und ein zweites Ventil verzichtet werden kann. Die Regelfunktion des Thermostats sowie eine Unterbrechung der heizungsseitigen Durchströmung des Wärmeübertragers werden durch das Dehnstoffelement und das dazugehörige Ventil (Thermostat 200) bewirkt.
-
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Thermostats. In Fig. 2 ist ein Thermostat 200 mit einem Temperaturfühler 210 und einem Ventil 220 gezeigt. Der Thermostat weist ferner ein Kapillarrohr 211, einen Faltenbalg 213, einen Thermostatkopf 214, eine Hubstange 215, einen Ventilteller 217, einen heizungsseitigen Ventileintritt 218 und einen heizungsseitigen Ventilaustritt 219 auf. Das Ventil 220 wird durch den Heizwasservorlauf 340 durchflossen.
-
In Abhängigkeit der Temperaturänderung dehnt sich die Flüssigkeit oder das Wasser in dem Fühler 210 aus oder zieht sich zusammen. Dies bewirkt eine Längenänderung des Faltenbalges 213 im Thermostatkopf 214. Dies wiederum wirkt auf das Ventil 220 ein und öffnet oder schließt den Ventilteller 217. Der Faltenbalg 213 und der Temperaturfühler 210 können als eine Einheit vorgesehen sein.
-
Zwischen dem Fühler 210 und dem Faltenbalg 213 kann ein Kapillarrohr 212 als Wirkverbindung vorgesehen sein. Somit können der Fühler 210 und der Faltenbalg 213 auch beabstandet zueinander angeordnet sein. Der Fühler 210 kann in dem vierten Anschluss 304 und das Ventil 220 kann in dem Heizwasservorlauf 340 vorgesehen sein.
-
Fig. 3A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Thermostats. Der Thermostat 200 gemäß Fig. 3A zeichnet sich durch seine kompakte Bauform aus, so dass der Thermostat in oder an einem Anschluss des Wärmeübertragers angeordnet werden kann.
-
Fig. 3B zeigt eine schematische Darstellung eines Thermostats. In Fig. 3B ist ein Thermostat 200 mit einem Fühler 210, einem Faltenbalg 213, einem Thermostatkopf 214 und einem Ventil 220 vorgesehen, welches einen Heizungswasservorlauf 340 beeinflussen bzw. stoppen kann, indem das Ventil 220 geschlossen wird.
-
Fig. 4 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Thermostats. In Fig. 4 ist ein Thermostat alternativ zu dem Thermostat von Fig. 2 dargestellt. Der Thermostat 210 weist einen Temperaturfühler 210, eine Hubstange 210a, einen Wegeübertrager (beispielsweise Faltenbalg 213), ein Kapillarrohr 211, einen Faltenbalg 213 und einen Thermostatkopf 214 auf. Ferner ist ein Ventilteller 217 zum Öffnen und Schließen des Ventils 220, ein heizungsseitiges Eintrittsventil 218 und ein heizungsseitiges Austrittsventil 219 vorgesehen.
-
Das Dehnstoffelement 210 (Temperaturfühler) gemäß Fig. 4 besitzt eine kompaktere Bauweise bei größerer spezifischer Ausdehnung und kann mit Wachs anstelle von Flüssigkeit betrieben werden. Dies ist vorteilhaft, weil das Element damit näher an einem Anschluss des Wärmeübertragers positioniert werden kann, so dass das Dehnstoffelement und das dazugehörige Ventil die Regelfunktion sowie die Unterbrechung der heizungsseitigen Durchströmung des Wärmeübertragers ermöglichen kann.
-
Der Thermostat kann aus zwei Hauptkomponenten, nämlich Fühler und Ventil bestehen, welche beabstandet zueinander vorgesehen sind.
-
Optional kann das Dehnstoffelement 210 nicht komplett vom Trinkwasser umströmt werden, sondern lediglich das Wachsreservoir wird vom Trinkwasser umströmt. Damit sind alle bewegenden Komponenten außerhalb des Trinkwarmwassers positioniert. Das Trinkwarmwasser umströmt das Wachsreservoir des Fühlers und bewirkt bei einer Temperaturänderung eine Längsänderung des Hubs (Hubstange). Dies Wegänderung wird vom Faltenbalg (Wegübertrager fühlerseitig) an den zweiten Faltenbalg (Wegübertrager Temperaturkopf ventilseitig) übertragen. Dabei kann das Ventil an der Heizungsseite geöffnet oder geschlossen werden. Damit kann zum einen die bedarfsmäßige Trinkwasserzapfung mittels des Heizwassers geregelt werden durch Anpassung des heizungsseitigen Ventilstromes durch den Wärmeübertrager und zum anderen kann, wenn keine Trinkwarmwasseranforderung vorliegt, die heizungsseitige Durchströmung des Wärmeübertragers unterbrochen werden. Dies geschieht dadurch, dass nach der Trinkwasseranforderung das Trinkwarmwasser im Wärmeübertrager und damit am Dehnstoff weiter erwärmt wird, so dass das Ventil auf der Heizungsseite schließt.
-
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Wohnungsstation. In Fig. 5 ist eine Wohnungsstation 100 mit einer Wärmeübertragereinheit 300, einem Thermostat 200 sowie mehreren Leitungen 400 gezeigt.
-
In Fig. 5 ist der Heizungswasservorlauf 340 und der Heizungswasserrücklauf 350 gezeigt. Das Ventil 220 und der Thermostatkopf 214 sind in dem Heizungswasservorlauf 340 angeordnet. Zwischen dem Faltenbalg 213 und dem Thermostatkopf 214 ist ein Kapillarrohr und/oder ein Wegübertrager vorgesehen, um eine Wirkverbindung zwischen dem Temperaturfühler 210 und dem Faltenbalg 213 auf der einen Seite und dem Ventil 220 auf der anderen Seite herzustellen. Das Ventil 220 kann an dem ersten Anschluss 301 angeschlossen sein. An dem zweiten Anschluss 302 ist der Heizungswasserrücklauf (kalt) 350 angeschlossen. An dem dritten Anschluss 303 ist der Trinkkaltwasserrücklauf 360 angeschlossen.
-
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Thermostats. In Fig. 6 ist ein Temperaturfühler 210 und ein Faltenbalg 213 vorgesehen. Ferner ist ein Teil des Wärmeübertragers 300 sowie der vierte Anschluss 304 gezeigt. Der Temperaturfühler 210 reicht in den vierten Anschluss 304 hinein. Der vierte Anschluss 304 kann dabei einen Standardanschluss darstellen und der Wärmeübertrager 300 kann einen Standardwärmeübertrager darstellen. Der Fühler 210 kann in einer Hülse 201 vorgesehen sein. Ferner kann ein Ausgang 202 vorgesehen sein. Durch den Ausgang 304 der Wärmeübertragereinheit kann Trinkwarmwasser vorbei an dem Fühler 210 und aus dem Ausgang 202 herausströmen. Hierbei kommt der Fühler 210 in Kontakt mit dem Trinkwarmwasser, was zu einer Längenänderung des Temperaturfühlers führen kann.
-
An dem vierten Anschluss 304 ist ein Gehäuse 200a zur Aufnahme des Temperaturfühlers 210 sowie des Faltenbalgs 213 vorgesehen. Ein Thermostatkopf 214 sowie das Ventil 220 ist mit dem Heizungswasservorlauf (von der zentralen Heizungsanlage) angeordnet.
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Wohnungsstation
- 200
- Thermostat
- 200a
- Gehäuse
- 201
- Hülse
- 202
- Ausgang
- 210
- Fühler
- 210a
- Hubstange
- 211
- Kapillarrohr
- 212
- Kapillarrohr
- 213
- Faltenbalg
- 214
- Thermostatkopf
- 215
- Hubstange
- 217
- Ventilteller
- 218
- Ventileintritt
- 219
- Ventilaustritt
- 220
- Ventil
- 300
- Wärmeübertragereinheit
- 301
- erster Anschluss
- 302
- zweiter Anschluss
- 303
- dritter Anschluss
- 304
- vierter Anschluss
- 340
- Heizwasservorlauf
- 350
- Heizwasserrücklauf
- 360
- Trinkkaltwasserrücklauf
- 370
- Trinkwarmwasservorlauf
- 400
- Leitungen