WO2011107464A2 - Heating system and method for operating a heating system - Google Patents

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WO2011107464A2
WO2011107464A2 PCT/EP2011/053009 EP2011053009W WO2011107464A2 WO 2011107464 A2 WO2011107464 A2 WO 2011107464A2 EP 2011053009 W EP2011053009 W EP 2011053009W WO 2011107464 A2 WO2011107464 A2 WO 2011107464A2
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heat generator
heat
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Harald Fonfara
Lars Weissmann
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Kermi Gmbh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F24D19/1024Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves a multiple way valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems

Definitions

  • the invention relates to a heating system and method for operating such a heating system in a building with a plurality of heating surfaces, in particular a
  • Heating system with a heat generator in the form of a heat pump.
  • the prior art discloses a variety of heat pumps for use as heat generators for building heating.
  • the heating load of a building goes through different values in the course of a heating period from just over 0% of the standard heating load at the start of the heating period up to 100% of the standard heating load on the coldest days of the year.
  • Refrigeration circuits known.
  • the degree of modulation, ie the lower limit of the achievable power is in the range of 40 to 50%.
  • Heat pump as a heat generator is therefore often a buffer memory to compensate for the actual demand and the minimum power of the heat generator
  • the object of the invention is therefore a heating system with a
  • Heat generator preferably in the form of a heat pump and with heating surfaces available, in which can be dispensed with the usual buffer memory and a method for operating such a system.
  • other heat generators come with a minimum output and the danger unfavorable Taktens falls below it.
  • two circulating water heaters with a design-related minimum mass flow may be mentioned here.
  • the invention assumes that existing in a building heating surfaces than
  • Use buffer storage or use special heating surfaces which can be used for the heat pump as a buffer storage.
  • heating surfaces are preferably radiators with high thermal storage capacity, e.g. with high net weight and high water content (e.g., tube radiators).
  • the heat pump heating system includes a heat pump as a heat generator, with a heat pump controller, on the one hand detects and evaluates the operating conditions of the heat pump and on the other hand on the detection of the outside temperature and the adjustment with a programmed, usually time-dependent heating curve the required
  • the system also includes a switching valve to bypass the
  • Heat generator several heating surfaces for heat dissipation in the individual rooms, for example, a house, with a preferred large, in the relevant
  • heating surfaces actuators which represent the fluidic connection between the heating network and the heating surface, which influence the mass flow of the heating medium and thus the heat output of the respective heating surfaces and change the direction of flow through the heating surface due to a control signal;
  • inventive method is as follows:
  • a third period is characterized in that only a few rooms one
  • the heat pump controller stops the further heat generation, the central circulation pump remains in operation.
  • the heat pump controller now controls the actuators in those rooms whose room temperature has reached the upper shutdown, and there causes a switching of the actuator such that their heating surfaces now in the reverse flow direction, ie from the return to the flow, flows through and bypassing the
  • Heat generator hot heating water for the remaining remaining heating of the not yet fully heated rooms is provided.
  • Fig. 1 is a heating circuit with the components heat generator 1, circulating pump 2, bypass line 3 with changeover valve 4, 3 in a greatly simplified form
  • the changeover valve 4 is switched by the central controller in the unloading position, as well as the actuators 6b, c on the heating surfaces 5b and 5c.
  • the circulation pump 2 continues to run, the energy is removed from the heating surfaces 5b and 5c, so that the residual charge for the Heating 5a to accomplish. If all room controllers detect a room temperature within the controller P-band, all actuators close to the heating surfaces and possibly even the circulation pump can be switched off.
  • the central controller checks whether heat energy can not be taken from the heating surfaces of one or more rooms, if so, the process of discharging is repeated, if not, ie if several room controllers detect temperatures close to the lower switch-on temperature , heat generator and, if necessary, circulation pump start and all valves are switched to the loading position.

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Abstract

The invention relates to a heating system and to a method for operating such a heating system in a building with multiple heating surfaces, in particular a heating system with a heat generator. The heating system for a building with multiple heating surfaces (5a, b, c) comprises at least one heat generator (1); a circulating pump (2); a central regulator for detecting the operating states of the heat generator and for detecting the required operating parameters, such as the flow temperature and/or return temperature of the heating surfaces; control elements (6a, b, c); flow and return lines (VL, RL) for the fluidic connection between the heat generator and the heating surfaces in a cycle; and at least one room regulating device that acts on the control elements. The heating surfaces (5a, b, c) can be used as buffer stores for the heat generator (1). The control elements (6a, b, c) of the heating surfaces allow switching the flow direction of the heating surfaces, and a bypass line (3) branches from the central return line (RL) upstream of the inlet into the heat generator (1), said bypass line being fluidically connected to a switching valve (4), which lies in the flow line (VL) that leads away from the heat generator (1), in order to bypass the heat generator (1).

Description

Heizungsanlage und Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage Beschreibung  Heating system and method for operating a heating system Description
Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Heizungsanlage in einem Gebäude mit mehreren Heizflächen, insbesondere eine The invention relates to a heating system and method for operating such a heating system in a building with a plurality of heating surfaces, in particular a
Heizungsanlage mit einem Wärmeerzeuger in Form einer Wärmepumpe. Heating system with a heat generator in the form of a heat pump.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Wärmepumpen für die Verwendung als Wärmeerzeuger für Gebäudeheizungen bekannt. Die Heizlast eines Gebäudes durchläuft im Verlaufe einer Heizperiode verschiedene Werte von knapp über 0% der Normheizlast zum Start der Heizperiode bis hin zu 100% der Normheizlast an den kältesten Tagen des Jahres. The prior art discloses a variety of heat pumps for use as heat generators for building heating. The heating load of a building goes through different values in the course of a heating period from just over 0% of the standard heating load at the start of the heating period up to 100% of the standard heating load on the coldest days of the year.
Der dazu gehörige Kreisprozess und damit die Leistung einer Wärmepumpe sind nur in Grenzen und mit erheblichem Aufwand modulierend gestaltbar. Als technische Lösungen hierfür sind u. a. die Invertertechnik, Digital-Scroll-Verdichter oder auch mehrstufige The associated cyclic process and thus the performance of a heat pump are modulatable only within limits and with considerable effort. As technical solutions for this u. a. the inverter technology, digital scroll compressor or multi-stage
Kältekreise bekannt. Der Modulationsgrad, also die untere Grenze der erzielbaren Leistung liegt dabei in einer Größenordnung von 40 bis 50%. Bei Heizungsanlagen mit einer Refrigeration circuits known. The degree of modulation, ie the lower limit of the achievable power is in the range of 40 to 50%. For heating systems with one
Wärmepumpe als Wärmeerzeuger wird deshalb zum Ausgleich zwischen dem tatsächlichen Bedarf und der Mindestleistung des Wärmeerzeugers häufig ein Pufferspeicher Heat pump as a heat generator is therefore often a buffer memory to compensate for the actual demand and the minimum power of the heat generator
zwischengeschaltet, der das Überangebot an Wärme speichert und zeitverzögert an die Raumheizflächen abgibt. Dadurch wird vermieden, dass der Wärmeerzeuger, also die Wärmepumpe taktet, d. h. in kurzen Zyklen ein- und ausschaltet, was zu Lasten der Lebensdauer der Wärmepumpe geht. Nachteilig dabei ist, dass ein Pufferspeicher stets zu einer Verschlechterung der Energiebilanz des Gesamtsystems durch Temperaturverluste, aber auch durch Wärmeleitvorgänge im Puffermedium, durch Störungen der interposed, which stores the excess supply of heat and gives a time delay to the Raumheizflächen. This avoids that the heat generator, so the heat pump clocks, d. H. in short cycles on and off, which is at the expense of the life of the heat pump. The disadvantage here is that a buffer always to a deterioration of the energy balance of the overall system by temperature losses, but also by heat conduction in the buffer medium, by disturbances of the
Wärmeschichtung bei Beladevorgängen und in geringem Maße auch durch den zusätzlichen hydraulischen Widerstand an den Einströmstellen führt. Zudem bedeutet die Notwendigkeit eines Pufferspeichers stets auch zusätzlichen Apparate- und Investitionsaufwand sowie Platzbedarf. Thermal stratification during loading operations and to a lesser extent by the additional hydraulic resistance at the inflow leads. In addition, the need for a buffer memory always means additional equipment and investment and space requirements.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin eine Heizungsanlage mit einem The object of the invention is therefore a heating system with a
Wärmeerzeuger, vorzugsweise in Form einer Wärmepumpe sowie mit Heizflächen zur Verfügung zustellen, bei welcher auf den sonst üblichen Pufferspeicher verzichtet werden kann sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Anlage. Neben Wärmepumpen kommen dabei auch andere Wärmeerzeuger mit einer Mindestleistung und der Gefahr unvorteilhaften Taktens bei Unterschreitung derselben in Betracht. Beispielhaft seien hier 2 Umlaufwasserheizer mit einem konstruktiv bedingten Mindestmassenstrom genannt. Heat generator, preferably in the form of a heat pump and with heating surfaces available, in which can be dispensed with the usual buffer memory and a method for operating such a system. In addition to heat pumps, other heat generators come with a minimum output and the danger unfavorable Taktens falls below it. By way of example, two circulating water heaters with a design-related minimum mass flow may be mentioned here.
Dadurch sollen sowohl die Energiebilanz, der Investitionsaufwand der Anlage als auch die Lebensdauer des Wärmeerzeugers verbessert werden. This should improve both the energy balance, the investment of the plant and the life of the heat generator.
Die Erfindung geht davon aus, die in einem Gebäude vorhandenen Heizflächen als The invention assumes that existing in a building heating surfaces than
Pufferspeicher zu nutzen oder spezielle Heizflächen einzusetzen, die für die Wärmepumpe als Pufferspeicher herangezogen werden können. Als Heizflächen kommen vorzugsweise Heizkörper mit hoher thermisch wirksamer Wärmespeicherkapazität, z.B. mit großem Eigengewicht und hohem Wasserinhalt (z.B. Röhren radiatoren) in Betracht. Use buffer storage or use special heating surfaces, which can be used for the heat pump as a buffer storage. As heating surfaces are preferably radiators with high thermal storage capacity, e.g. with high net weight and high water content (e.g., tube radiators).
Die Wärmepumpenheizungsanlage umfasst eine Wärmepumpe als Wärmerzeuger, mit einem Wärmepumpenregler, der einerseits die Betriebszustände der Wärmepumpe erfasst und auswertet und andererseits über die Erfassung der Außentemperatur und den Abgleich mit einer einprogrammierten, meist zeitabhängigen Heizkurve die erforderlichen The heat pump heating system includes a heat pump as a heat generator, with a heat pump controller, on the one hand detects and evaluates the operating conditions of the heat pump and on the other hand on the detection of the outside temperature and the adjustment with a programmed, usually time-dependent heating curve the required
Betriebsparameter wie Vorlauftemperatur und/oder Rücklauftemperatur der Heizflächen ermittelt. Zur Anlage gehören weiter ein Umschaltventil zur Umgehung des Operating parameters such as flow temperature and / or return temperature of the heating surfaces determined. The system also includes a switching valve to bypass the
Wärmeerzeugers, mehrere Heizflächen für die Wärmeabgabe in den einzelnen Räumen beispielsweise eines Hauses, mit einer bevorzugten großen, im relevanten Heat generator, several heating surfaces for heat dissipation in the individual rooms, for example, a house, with a preferred large, in the relevant
Temperaturbereich thermisch wirksamen Wärmespeicherkapazität, beispielsweise in Folge großen Wasserinhaltes, großen Eigengewichtes, zur Heizfläche gehörigen Bauelementen mit hoher thermisch wirksamer Wärmespeicherkapazität, wie z.B. PCM Temperature range thermally effective heat storage capacity, for example, due to large water content, high net weight, associated with the heating surface components with high thermal storage capacity heat, such. PCM
(Latentwärmespeichermaterialien) Beton, Magnesit, wobei die Heizflächen zur Erreichung einer hohen thermisch wirksamen Wärmespeicherkapazität mit Ein- oder Anbauteilen aus diesen Materialien versehen sind oder ganz oder teilweise daraus bestehen, (Latent heat storage materials) concrete, magnesite, wherein the heating surfaces are provided to achieve a high thermal heat storage capacity with inputs or attachments made of these materials or wholly or partly consist of
zu den Heizflächen gehörigen Stellorganen, die die fluidtechnische Verbindung zwischen dem Heiznetz und der Heizfläche darstellen, die den Massenstrom des Heizmediums und damit die Wärmeabgabe der jeweiligen Heizflächen beeinflussen und die aufgrund eines Steuersignals die Durchflussrichtung durch die Heizfläche wechseln; associated with the heating surfaces actuators, which represent the fluidic connection between the heating network and the heating surface, which influence the mass flow of the heating medium and thus the heat output of the respective heating surfaces and change the direction of flow through the heating surface due to a control signal;
mehrere Raumregeleinrichtungen, die auf die Stellorgane einwirken, die die Wärmeabgabe der Heizfläche in Abhängigkeit von Sollwertvorgaben der Raumtemperaturen beeinflussen, die eine Schalthysterese aufweisen, also bei der Raumheizung über eine obere several room control devices that act on the actuators that affect the heat output of the heating surface as a function of setpoint specifications of the room temperatures, which have a switching hysteresis, ie in the space heating over an upper
Abschalttemperatur verfügen, bei deren Überschreitung die weitere Aufheizung des Raumes durch Schließen des Stellorgans beendet wird und über eine Temperatur, bei deren If the temperature is exceeded, the further heating of the room is terminated by closing the actuator and a temperature at which
Unterschreitung die Aufheizung des Raumes durch Öffnen des Stellorgans startet; Below the heating of the room by opening the actuator starts;
die in bidirektionalem Wirkzusammenhang mit dem Wärmepumpenregler stehen; which are in bidirectional relationship with the heat pump controller;
die den Gradienten des Raumtemperaturverlaufs in den Aufheiz- und Abkühlphasen eines Raumes überwachen und auswerten und die die thermisch wirksame Wärmespeicherkapazität des oder der im jeweiligen Raum befindlichen Heizfläche (n) kennen oder aus der Auswertung des Auf- und Abheizverhaltens adaptiv ermittelt haben. to monitor and evaluate the gradient of the room temperature in the heating and cooling phases of a room and know the thermally effective heat storage capacity of the or in each room located heating surface (s) or have determined adaptively from the evaluation of the heating up and Abheizverhaltens.
Die Wirkungsweise einer Heizungsanlage ohne Pufferspeicher und ohne das The operation of a heating system without buffer and without the
erfindungsgemäße Verfahren ist wie folgt: inventive method is as follows:
Zur morgendlichen Aufheizphase eines Gebäudes haben praktisch alle Räume des In the morning heating phase of a building, practically all rooms of the
Gebäudes einen Bedarf an Wärmeenergie. Die Raumregler melden diesen Bedarf an den Wärmepumpenregler, der daraufhin die Wärmepumpe startet. Damit startet auch die Building a need for heat energy. The room controllers report this requirement to the heat pump controller, which then starts the heat pump. This also starts the
Aufheizung der einzelnen Räume. Heating of the individual rooms.
Nach einem ersten Zeitabschnitt, in dem praktisch alle Räume einen Bedarf an Heizwärme haben, wird in einem zweiten Heizabschnitt nach und nach von einzelnen Raumreglern die Deckung des Raumwärmebedarfs rückgemeldet. Da die Wärmepumpe nicht oder nur ungenügend moduliert, wird sie gegen Ende des zweiten Zeitabschnitts zur Anpassung des Wärmeangebotes an den Wärmebedarf takten, also zyklisch ein- und ausschalten. Ein dritter Zeitabschnitt ist dadurch gekennzeichnet, dass nur noch einzelne Räume einen  After a first period of time, in which practically all rooms have a need for heating, the cover of the room heat demand is gradually confirmed by individual room controllers in a second heating section. Since the heat pump does not or only insufficiently modulates, it will clock towards the end of the second period to adjust the supply of heat to the heat demand, so cycle on and off. A third period is characterized in that only a few rooms one
Wärmebedarf aufweisen. Die Wärmepumpe taktet. Abhilfe dagegen kann derzeit nur mittels eines Pufferspeichers erreicht werden, der auch für den Fall, dass ein sog. Sperrzeitentarif des Stromlieferanten verwendet, wird in den Sperrzeiten in begrenztem Umfang Wärme bereitstellt. Have heat demand. The heat pump is clocking. Remedy, however, can currently only be achieved by means of a buffer memory, which also in the event that uses a so-called. Blocking tariff of the electricity supplier is provided in the blocking periods to a limited extent heat.
Alternativ dazu ist die Wirkungsweise einer Wärmepumpenheizungsanlage ohne Alternatively, the operation of a heat pump heating system without
Pufferspeicher und mit der erfindungsgemäßen Regelung wie folgt: Buffer memory and with the inventive control as follows:
Zur morgendlichen Aufheizphase eines Gebäudes haben praktisch alle Räume des In the morning heating phase of a building, practically all rooms of the
Gebäudes einen Bedarf an Wärmeenergie. Die Raumregler melden diesen Bedarf an den Wärmepumpenregler, der daraufhin die Wärmepumpe startet. Damit startet auch die Building a need for heat energy. The room controllers report this requirement to the heat pump controller, which then starts the heat pump. This also starts the
Aufheizung der einzelnen Räume. Heating of the individual rooms.
Nach einem ersten Zeitabschnitt, in dem praktisch alle Räume einen Bedarf an Heizwärme haben wird in einem zweiten Heizabschnitt nach und nach von einzelnen Raumreglern die Deckung des Raumwärmebedarfs rückgemeldet. Die Ventile in den Räumen, in denen der Wärmebedarf bereits gedeckt ist, also die Raumtemperatur die Abschalttemperatur erreicht hat, sind zu diesem Zeitpunkt geschlossen, während in den anderen Räumen die Ventile der dort befindlichen Heizflächen noch geöffnet sind.  After a first period of time, in which practically all rooms have a need for heating heat, the cover of the room heat requirement is gradually confirmed by individual room controllers in a second heating section. The valves in the rooms where the heat demand is already covered, ie the room temperature has reached the shutdown temperature, are closed at this time, while in the other rooms, the valves of the heating surfaces located there are still open.
Wenn infolge sinkender Anzahl der noch geöffneten Heizkörperventile der Massenstrom am Wärmeerzeuger so gering geworden ist, dass die untere Leistungsgrenze des Wärmerzeugers erreicht ist, wird vom Wärmepumpenregler die weitere Wärmeerzeugung beendet, die zentrale Umwälzpumpe bleibt aber in Betrieb. If, due to decreasing number of still open radiator valves, the mass flow at the heat generator has become so low that the lower power limit of Heat generator is reached, the heat pump controller stops the further heat generation, the central circulation pump remains in operation.
Der Wärmepumpenregler steuert nunmehr die Stellorgane in denjenigen Räumen, deren Raumtemperatur den oberen Abschaltwert erreicht hat, an und bewirkt dort ein Umschalten des Stellorgans derart, dass deren Heizflächen nunmehr in umgekehrter Strömungsrichtung, also vom Rücklauf zum Vorlauf, durchströmt werden und unter Umgehung des  The heat pump controller now controls the actuators in those rooms whose room temperature has reached the upper shutdown, and there causes a switching of the actuator such that their heating surfaces now in the reverse flow direction, ie from the return to the flow, flows through and bypassing the
Wärmeerzeugers warmes Heizungswasser für die noch verbliebene restliche Aufheizung der noch nicht vollends aufgeheizten Räume zur Verfügung gestellt wird. Heat generator hot heating water for the remaining remaining heating of the not yet fully heated rooms is provided.
Diese Rückholung von Wärmeenergie aus einem aufgeheizten Raum geht so lange, bis in diesem Raum die Raumtemperatur unter die Einschalttemperatur sinkt. Wenn dies bei mehreren Räumen der Fall ist, erkennt der Wärmepumpenregler, dass wieder genügend Räume einen Bedarf zur Aufheizung haben und dieser Bedarf mindestens so groß ist, wie die Mindestleistung des Wärmeerzeugers. Nunmehr wird die Umkehr der Fließrichtung an allen Raumreglern rückgängig gemacht und die betreffenden Räume werden wieder bis zur Erreichung der oberen Abschalttemperatur aufgeheizt. This recovery of heat energy from a heated room continues until the room temperature falls below the switch-on temperature in this room. If this is the case with several rooms, the heat pump controller recognizes that enough rooms have a need for heating and that this requirement is at least as high as the minimum output of the heat generator. Now, the reversal of the flow direction is reversed on all room controllers and the relevant rooms are heated again until reaching the upper shutdown temperature.
Kommen beim Betrieb der Wärmepumpe sog. Sperrzeitentarife zur Anwendung, ist das beschriebene Verfahren in begrenztem Umfang auch anwendbar.  If so-called lock-up tariffs come into operation when operating the heat pump, the method described is also applicable to a limited extent.
Damit wird erreicht, dass ohne die Verwendung eines Pufferspeichers unter Ausnutzung der thermischen Trägheit von Räumen, unter Einbeziehung einer aus einem Regler-P-Band resultierenden Hysterese der Raumtemperatur und unter Ausnutzung der This ensures that without the use of a buffer memory taking advantage of the thermal inertia of rooms, including a resulting from a controller P-band hysteresis of the room temperature and taking advantage of the
Wärmespeicherkapazität der Heizflächen ein quasi kontinuierlicher Betrieb der Heat storage capacity of the heating surfaces a quasi-continuous operation of
Wärmepumpe, erfolgt. Heat pump, done.
In der Fig. 1 ist in stark vereinfachter Form ein Heizungskreislauf mit den Komponenten Wärmeerzeuger 1 , Umwälzpumpe 2, Umgehungsleitung 3 mit Umschaltventil 4, 3  In Fig. 1 is a heating circuit with the components heat generator 1, circulating pump 2, bypass line 3 with changeover valve 4, 3 in a greatly simplified form
Heizflächen 5a-c und den dazugehörigen Stellorganen 6a-c in Form von Be- und Heating surfaces 5a-c and the associated actuators 6a-c in the form of loading and
Entladeventilen dargestellt. Beim Beladen ist die Umgehungsleitung außer Betrieb, alle Stellorgane 6a-c stehen in der Stellung beladen, dies stellt den üblichen Betriebszustand jeder Heizungsanlage dar. Mit fortlaufender Beladung erreichen die zu den Heizflächen 5b und 5c gehörigen Räume ihre jeweilige obere Abschalttemperatur, die Stellorgane müssten normalerweise schließen. Unloading valves shown. When loading the bypass line is out of service, all actuators 6a-c are loaded in the position, this represents the usual operating state of each heating system. With continuous loading to reach the heating surfaces 5b and 5c associated rooms reach their respective upper shutdown, the actuators would normally shut down.
In der Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Situation dargestellt. Da die für die Restbeladung des zu Heizfläche 5a gehörigen Raumes erforderliche Wassermenge die für den Wärmeerzeuger 1 benötigte Mindestwassermenge unterschreitet, geht der Wärmeerzeuger 1 außer Betrieb, das Umschaltventil 4 wird vom Zentralregler in die Stellung Entladen umgeschaltet, ebenso die Stellorgane 6b, c an den Heizflächen 5b und 5c. Da die Umwälzpumpe 2 weiter läuft, wird die Energie aus den Heizflächen 5b und 5c entnommen, um damit die Restbeladung für die Heizfläche 5a zu bewerkstelligen. Wenn alle Raumregler eine Raumtemperatur innerhalb des Regler-P-Bandes detektieren, schließen alle Stellorgane an den Heizflächen und evt. kann sogar die Umwälzpumpe abgeschaltet werden. 2, the situation of the invention is shown. Since the amount of water required for the residual charge of the space 5a to heating surface falls below the minimum amount of water required for the heat generator 1, the heat generator 1 goes out of operation, the changeover valve 4 is switched by the central controller in the unloading position, as well as the actuators 6b, c on the heating surfaces 5b and 5c. As the circulation pump 2 continues to run, the energy is removed from the heating surfaces 5b and 5c, so that the residual charge for the Heating 5a to accomplish. If all room controllers detect a room temperature within the controller P-band, all actuators close to the heating surfaces and possibly even the circulation pump can be switched off.
Meldet einer der Raumregler einen erneuten Bedarf, überprüft der Zentralregler, ob nicht aus den Heizflächen eine Raumes oder mehrerer Räume Wärmeenergie entnommen werden kann, wenn ja, wiederholt sich der Vorgang des Entladens, wenn nein, wenn also mehrere Raumregler Temperaturen nahe der unteren Einschalttemperatur detektieren, starten Wärmerzeuger und ggf. Umwälzpumpe und alle Ventile werden in die Beladestellung geschaltet. If one of the room controllers reports a new requirement, the central controller checks whether heat energy can not be taken from the heating surfaces of one or more rooms, if so, the process of discharging is repeated, if not, ie if several room controllers detect temperatures close to the lower switch-on temperature , heat generator and, if necessary, circulation pump start and all valves are switched to the loading position.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Heizungsanlage für ein Gebäude mit mehreren Heizflächen (5a,b,c) umfassend, mindestens einen Wärmeerzeuger (1 ), eine Umwälzpumpe (2), einen Zentralregler zur Erfassung der Betriebszustände des Wärmeerzeugers sowie zur Ermittlung der 1 . Heating system for a building with a plurality of heating surfaces (5a, b, c) comprising at least one heat generator (1), a circulating pump (2), a central controller for detecting the operating conditions of the heat generator and for determining the
erforderlichen Betriebsparameter wie Vorlauftemperatur und/oder Rücklauftemperatur der Heizflächen, Stellorgane (6a,b,c) sowie Vor- und Rücklaufleitungen (VL,RL) für die fluidtechnische Verbindung in einem Kreisprozess zwischen dem Wärmeerzeuger und den Heizflächen sowie mindestens eine Raumregeleinrichtung, die auf die Stellorgane einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizflächen (5a,b,c) für den Wärmeerzeuger (1 ) als Pufferspeicher nutzbar sind, wobei die Stellorgane (6a,b,c) der Heizflächen eine required operating parameters such as flow temperature and / or return temperature of the heating surfaces, actuators (6a, b, c) and supply and return lines (VL, RL) for the fluidic connection in a cyclic process between the heat generator and the heating surfaces and at least one room control device on the Actuators acts, characterized in that the heating surfaces (5a, b, c) for the heat generator (1) can be used as a buffer memory, wherein the actuators (6a, b, c) of the heating surfaces a
Umschaltung der Strömungsrichtung der Heizflächen erlauben und von der zentralen Rücklaufleitung (RL) vor dem Eintritt in den Wärmeerzeuger (1 ) eine Umgehungsleitung (3) abzweigt, die mit einem in der vom Wärmeerzeuger (1 ) abgehenden Vorlaufleitung (VL) angeordneten Umschaltventil (4) zur Umgehung des Wärmeerzeugers (1 ) fluidtechnisch verbunden ist. Allow switching of the flow direction of the heating surfaces and from the central return line (RL) before entering the heat generator (1) branches off a bypass line (3) arranged with a switching valve (4) arranged in the flow line (VL) leaving the heat generator (1). to bypass the heat generator (1) is fluidly connected.
2. Heizungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeerzeuger (1 ) ein im Betrieb modulierenden Wärmeerzeuger mit einer Mindestleistung verwendet wird, wie z.B. Wärmepumpe, Umlaufwasserheizer oder vergleichbare Wärmeerzeuger mit einem konstruktiv bedingten Mindestmassenstrom des Heizwassers. 2. Heating installation according to claim 1, characterized in that a heat modulator modulating in operation with a minimum power is used as the heat generator (1), such as e.g. Heat pump, circulating water heater or similar heat generator with a constructive minimum mass flow of the heating water.
3. Heizungsanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeerzeuger (4) eine Wärmepumpe vorgesehen ist. 3. Heating system according to claims 1 and 2, characterized in that a heat pump is provided as the heat generator (4).
4. Heizungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizflächen (5a,b,c) mit einer großen, im relevanten Temperaturbereich thermisch wirksamen Wärmespeicherkapazität, insbesondere in Folge großen Wasserinhaltes und großen Eigengewichtes versehen sind. 4. Heating installation according to claims 1 to 3, characterized in that the heating surfaces (5a, b, c) are provided with a large, in the relevant temperature range thermally effective heat storage capacity, in particular as a result of large water content and high dead weight.
5. Heizungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizflächen Heizkörper, vorzugsweise Röhren radiatoren und/oder Flächenheizungen wie Fußboden-, Wand- oder Deckenheizungen verwendet werden. 5. Heating system according to claim 4, characterized in that radiators are used as heating surfaces, preferably tubes and / or surface heating such as floor, wall or ceiling heating.
6. Heizungsanlage nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizflächen zur Erreichung einer hohen thermisch wirksamen Wärmespeicherkapazität mit Ein- oder Anbauteilen aus Beton, Magnesit oder Latentwärmespeichermaterialien (PCM) versehen sind oder ganz oder teilweise daraus bestehen. 6. Heating system according to one of the above claims, characterized in that the heating surfaces to achieve a high thermal heat storage capacity with Components or attachments made of concrete, magnesite or latent heat storage materials (PCM) are provided or consist entirely or partially thereof.
7. Heizungsanlage nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler verwendet wird, der einerseits die Betriebszustände des Wärmeerzeugers erfasst und auswertet und andererseits über die Erfassung der Außentemperatur und den Abgleich mit einer einprogrammierten, meist zeitabhängigen Heizkurve die erforderlichen 7. Heating system according to one of the o. G. Claims, characterized in that a controller is used, on the one hand detects the operating conditions of the heat generator and evaluates and on the other hand on the detection of the outside temperature and the adjustment with a programmed, usually time-dependent heating curve the required
Betriebsparameter wie Vorlauftemperatur und/oder Rücklauftemperatur der Heizflächen ermittelt. Operating parameters such as flow temperature and / or return temperature of the heating surfaces determined.
8. Heizungsanlage nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Heizflächen gehörigen Stellorgane, die die fluidtechnische Verbindung zwischen dem Wärmeerzeuger und der Heizfläche darstellen, den Massenstrom des Heizmediums und damit die Wärmeabgabe der jeweiligen Heizflächen beeinflussen und aufgrund von 8. Heating system according to one of the o. G. Claims, characterized in that the belonging to the heating surfaces actuators, which represent the fluidic connection between the heat generator and the heating surface, the mass flow of the heating medium and thus influence the heat output of the respective heating surfaces and due to
Steuersignalen die Strömungsrichtung durch die Heizfläche wechseln. Control signals change the flow direction through the heating surface.
9. Heizungsanlage nach einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumregeleinrichtungen, die auf die Stellorgane einwirken, die Wärmeabgabe der 9. Heating system according to one of the o. G. Claims, characterized in that the room control devices that act on the actuators, the heat output of
Heizflächen in Abhängigkeit von Sollwertvorgaben der Raumtemperaturen beeinflussen. Influencing heating surfaces as a function of setpoint specifications of room temperatures.
10. Heizungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die 10. Heating system according to claim 9, characterized in that the
Raumregeleinrichtungen eine Schalthysterese aufweisen, wonach bei der Raumheizung eine obere Abschalttemperatur vorgesehen ist, bei deren Überschreitung die weitere Aufheizung des Raumes durch Schließen der Stellorgane der Heizflächen beendet wird und weiter eine Temperatur vorgesehen ist, bei deren Unterschreitung die Aufheizung des Raumes durch Öffnen der Stellorgane erfolgt. Room control devices have a switching hysteresis, according to which an upper shutdown temperature is provided in the space heating, the exceeding of the further heating of the room by closing the actuators of the heating surfaces is stopped and further provided a temperature below which the heating of the room takes place by opening the actuators ,
1 1 . Heizungsanlage nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumregeleinrichtungen in bidirektionalem Wirkzusammenhang mit dem Regler stehen und den Gradienten des Raumtemperaturverlaufs in den Aufheiz- und Abkühlphasen eines Raumes überwachen und auswerten und die thermisch wirksame Wärmespeicherkapazität des oder der im jeweiligen Raum befindlichen Heizfläche (n) kennen und/oder aus der Auswertung des Auf- und Abheizverhaltens der Heizflächen adaptiv ermitteln. 1 1. Heating system according to claims 9 and 10, characterized in that the room control devices are in bidirectional operative relationship with the controller and monitor and evaluate the gradient of the room temperature course in the heating and Abkühlphasen a room and the thermally effective heat storage capacity of or located in each room heating surface (n) know and / or adaptively determine from the evaluation of the heating and Abheizverhaltens the heating surfaces.
12. Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage mit mehreren Heizflächen in einem 12. Method for operating a heating system with multiple heating surfaces in one
Gebäude, wobei die Heizungsanlage nach den Merkmalen mindestens einer der Ansprüche 1 bis 1 1 ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Building, wherein the heating system according to the features of at least one of claims 1 to 1 1 is formed, characterized in that
bei Erreichen der unteren Leistungsgrenze des Wärmeerzeugers durch den Regler des Wärmeerzeugers die Wärmeerzeugung trotz vorhandenen Bedarfs an Restaufheizung einzelner Heizflächen beendet wird und die Wärme für die erforderliche Restaufheizung von Heizflächen durch Umkehr der Strömungsrichtung und dem Betrieb der Umwälzpumpe aus dem Rücklauf von Heizflächen derjenigen Räume entnommen wird, deren Raumtemperatur den oberen Abschaltwert erreicht hat, wobei der Regler des Wärmeerzeugers das in der Umgehungsleitung angeordnete Umschaltventil sowie die Stellorgane der Heizflächen derjenigen Räume ansteuert, deren Raumtemperatur den oberen Abschaltwert erreicht haben und die Stellorgane derart umschaltet, dass deren Heizflächen in umgekehrter Strömungsrichtung vom Rücklauf zum Vorlauf durchströmt werden und unter Umgehung des Wärmeerzeugers über das Umschaltventil und die Umgehungsleitung warmes upon reaching the lower power limit of the heat generator by the controller of the heat generator, the heat generation despite existing needs for residual heating of individual heating surfaces is completed and the heat for the required residual heating of heating surfaces by reversing the flow direction and the operation of the circulation pump from the return of heating surfaces of those rooms is removed , whose room temperature has reached the upper shutdown, wherein the controller of the heat generator controls the arranged in the bypass line switching valve and the actuators of the heating surfaces of those rooms whose room temperature has reached the upper Abschaltwert and the actuators switches such that their heating surfaces in the reverse flow direction of the return to flow through the flow and bypassing the heat generator via the switching valve and the bypass line warm
Heizungswasser für die noch verbliebene restliche Aufheizung der noch nicht vollständig aufgeheizten Heizflächen zur Verfügung gestellt wird. Heating water for the remaining remaining heating of not yet fully heated heating surfaces is provided.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehr der 13. The method according to claim 12, characterized in that the reversal of
Strömungsrichtung rückgängig gemacht, wenn der Regler des Wärmeerzeugers erkennt, dass wieder genügend Räume bzw. Heizflächen einen Bedarf zur Aufheizung haben und dieser Bedarf mindestens so groß ist, wie die Mindestleistung des Wärmeerzeugers ist. Flow direction reversed when the controller of the heat generator detects that again enough rooms or heating surfaces have a need for heating and this demand is at least as large as the minimum power of the heat generator.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehr der Strömungsrichtung rückgängig gemacht, wenn die Raumtemperatur unter die 14. Process according to claims 12 and 13, characterized in that the reversal of the flow direction reversed when the room temperature below the
Einschalttemperatur sinkt. Switch-on temperature drops.
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