DE4007228A1

DE4007228A1 - Multi functional central heating system for private or industrial use - comprises heat storage container coupled to heat source and flow heat exchanger connected to fresh water supply

Info

Publication number: DE4007228A1
Application number: DE4007228A
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Metzler
Original assignee: METZLER HANS GEORG
Current assignee: METZLER HANS GEORG
Priority date: 1989-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1990-10-11

Abstract

Central heating on the multi-function principle for heating rooms in private or industrial buildings. There is a central reserve heat storage in the form of a water column in a storage container whose volume is kept within a predetermined pressure, and which is associated with a flow and return of an oil fired boiler, or similar heat source. The container volume is such that the actuating frequency of the boiler is reduced. A pressure equaliser comprises a supply in the upper part and a drain connected through a pressure pump in the lower part. A flow heat exchanger immersed in the heating medium is connected to a fresh water supply and to an outlet for a consumer. USE/ADVANTAGE - Produces bacteria free water for washing or drinking.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizzentrale nach dem Multifunktionsprinzip, zur Heizung von Räumen in privaten oder industriellen Gebäuden.The invention relates to a heating center according to the Multifunction principle, for heating rooms in private or industrial buildings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche "Multi funktions-Heizzentrale" zu schaffen, welche dem heute gesteigerten Bedürfnis nach Schonung der Umwelt Rechnung trägt, d. h. insbesondere schadstoffausstoß-verringert ist, bei welcher das Brauchwasser (Wasch- und Trinkwasser) weitestgehend bakterienfrei gehalten werden kann und mit welcher die Möglichkeit geschaffen ist, die Abwärme von Grauwasser- oder anderen Abwasser-Quellen im Rahmen eines Wärmepumpensystems auszunutzen sowie wesentliche Teile der Heizzentrale als Kompaktstation auszubilden, welche montage- und wartungs freundlich ist, so daß die Neuerrichtung oder Nachrüstung von Heizzentralen auf bequeme Weise möglich ist.The invention has for its object such a "multi functional heating center "to create what today takes into account the increased need to protect the environment, d. H. in particular pollutant emissions is reduced, in which the process water (washing and drinking water) as far as possible can be kept bacteria-free and with which the Possibility is created to waste heat from gray water or other wastewater sources as part of a heat pump system exploit and essential parts of the heating center as Training compact station, which assembly and maintenance is friendly, so that the new construction or retrofitting from heating centers in a convenient way.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe in der Hauptsache durch die Merkmale (a) bis (c) nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Patent anspruchs 1 sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben.According to the invention, the task is in the main solved by the features (a) to (c) according to claim 1. Advantageous further developments of the subject matter of the patent claims 1 are given in claims 2 to 11.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß nun ein in sich geschlossenes, umwelt freundliches Heizungssystem geschaffen worden ist, welches dazu geeignet ist, weitgehend automatisiert zu arbeiten und die in den Gebäuden anfallende Abwärme aus Grauwasser- oder Abwasser quellen auszunutzen, weitestgehend bakterien- oder legionellen freies Brauchwasser zu liefern, die Schalthäufigkeit des Haupt wärmeerzeugers (z. B. Öl- oder Gasbrenners mit Wasserrohr kessel) erheblich zu reduzieren und - hiervon sind insbesondere die Gegenstände der Ansprüche 7 bis 11 betroffen - dem Heizungs installateur eine Kompaktstation in die Hand zu geben, welche im Herstellerwerk komplett hydraulisch und elektrisch verschaltet werden kann, so daß die Anschlußarbeiten bezüglich des separat aufgestellten Heizungspufferspeichers auf bequeme Weise ermöglicht sind.The advantages that can be achieved with the invention are above all to see that now a self-contained, environmental friendly heating system has been created is suitable to work largely automated and the in waste heat from buildings from gray water or waste water use sources, largely bacterial or legionella delivering free hot water, the switching frequency of the main heat generator (e.g. oil or gas burner with water pipe boiler) and - of which in particular the subjects of claims 7 to 11 concerned - the heating to give the installer a compact station which Manufacturing plant completely hydraulically and electrically connected can be, so that the connection work regarding the separately installed heating buffer storage in a convenient way are possible.

Im folgenden werden die Heizzentrale nach der Erfindung sowie weitere Vorteile und Einzelheiten anhand mehrerer, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following the heating center according to the invention as well further advantages and details based on several, in the Drawing of illustrated embodiments still explained in more detail. In the drawing shows

Fig. 1 eine Heizzentrale nach der Erfindung in einem Gesamt schaltplan, wobei die anflanschbare Kompaktstation durch strichpunktierte Umrandung hervorgehoben ist; Figure 1 shows a heating center according to the invention in an overall circuit diagram, the flange-mounted compact station is highlighted by dash-dotted outline.

Fig. 2 eine bauliche Vereinigung des Heizungspuffer speichers mit einem Druckausgleichsbehälter, unter gebracht innerhalb einer wärmedämmenden Hülle, in einer schematischen Aufsicht; Figure 2 is a structural union of the heating buffer memory with a surge tank, placed within a heat-insulating shell, in a schematic plan view.

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 schematisch in einem Querschnitt durch die Längsachse des Heizungs pufferspeichers; Fig. 3 shows the object of Figure 2 schematically in a cross section through the longitudinal axis of the heating buffer memory.

Fig. 4 eine Ausführung eines an die Heizzentrale nach Fig. 1 anschließbaren Systems zur Ausnutzung der Abwärme von Grauwasser- oder Haushalts-Abwasser mit einem Grauwasserspeicher und einem vorgeschalteten Kiesfilter für das Grau- bzw. Abwasser; Figure 4 shows an embodiment of a connectable to the heating system of Figure 1 for utilizing the waste heat from the gray water or household waste water with a gray water reservoir and an upstream gravel filter for gray or waste water..;

Fig. 5 eine Kühleinrichtung, die z. B. im Abluftkanal eines Schwimm bades angeordnet ist und deren Vor- und Rücklaufleitungen ebenfalls an das Wärmepumpensystem nach Fig. 1 zwecks Wärmerückgewinnung angeschlossen werden können; Fig. 5 shows a cooling device, the z. B. is arranged in the exhaust duct of a swimming pool and the supply and return lines can also be connected to the heat pump system of Figure 1 for heat recovery;

Fig. 6 ebenfalls schematisch (wie in Fig. 5) darge stellt einen sogenannten Variator, d. h. ein Baum- Heiz- oder -Kühlelement mit Lüfter, dessen Vor- und Rücklaufleitungen ebenfalls das Wärmepumpensystem nach Fig. 1 angeschlossen werden können, und Fig. 6 also schematically (as in Fig. 5) Darge represents a so-called variator, ie a tree heating or cooling element with fan, the flow and return lines can also be connected to the heat pump system of FIG. 1, and

Fig. 7 ebenfalls schematisch eine sogenannte Kühlzelle, welcher über einen Ventilator Außenluft zugeführt wird, wobei die Außenluft durch ein Kühlregister gekühlt wird, z. B. innerhalb eines Temperaturbereiches zwischen 8°C und 18°C und wobei die Abluft über eine Jalousie klappe nach außen entlassen wird. Fig. 7 also schematically a so-called cooling cell, which is supplied with outside air via a fan, the outside air being cooled by a cooling register, e.g. B. within a temperature range between 8 ° C and 18 ° C and the exhaust air flap is released to the outside.

In Fig. 1 ist der Heizungspufferspeicher als Ganzes mit ES und sein Speicherbehälter mit 25 bezeichnet. Die anflanschbare Kompaktstation KS ist durch strichpunktierte Umrandung als ein Block hervorgehoben. Diese weist ein erstes Armaturen-Anschluß feld A 1 zum Anschluß externer Wärme-Lieferanten oder -Verbraucher auf und ein zweites Armaturen-Anschlußfeld A 2 zum Anschluß an den Heizungspufferspeicher ES. Der Anschluß 1 zur Wärmerückgewinnung weist eine Vorlaufleitung 1 a mit Pumpe 2 und Ventil V 1 auf, ferner eine Rücklaufleitung 1 b mit Ventil V 2. Vor- und Rücklaufleitung 1 a, 1 b sind an die Primärseite eines Verdampfers 3 angeschlossen. An die Sekundärseite 3 b des Verdampfers 3 (seine Primärseite ist mit 3 a bezeichnet) sind die Vorlaufleitung 3 b 1 bzw. 3 b 2 angeschlossen, letztere über ein Expansionsventil 4.In Fig. 1, the heating buffer memory is designated as a whole with ES and its storage tank with 25 . The flange-mounted compact station KS is highlighted as a block with a dash-dotted border. This has a first fitting connection field A 1 for connecting external heat suppliers or consumers and a second fitting connection field A 2 for connection to the heating buffer store ES . The connection 1 for heat recovery has a flow line 1 a with pump 2 and valve V 1 , and also a return line 1 b with valve V 2 . Flow and return lines 1 a , 1 b are connected to the primary side of an evaporator 3 . The flow line 3 b 1 and 3 b 2 are connected to the secondary side 3 b of the evaporator 3 (its primary side is designated 3 a ), the latter via an expansion valve 4 .

Die Ladepumpe 5 des Wärmeerzeugers WE, insbesondere ein Wasser rohrkessel mit Öl- oder Gasbrenner, liegt in der Rücklaufleitung we 1 in Reihe zu einem Rücklaufventil V 3. Diese Rücklaufleitung we 1 mündet in den Innenraum des Speicherbehälters 25, der von einer Wärmeträger- insbesondere Wassersäule WS gefüllt ist, mit einem Stutzen 21.The charge pump 5 of the heat generator WE , in particular a water tube boiler with an oil or gas burner, is in the return line we 1 in series with a return valve V 3 . This return line we 1 opens into the interior of the storage container 25 , which is filled with a heat transfer medium, in particular a water column WS , with a connecting piece 21 .

Die Vorlaufleitung des Wärmeerzeugers bzw. Hauptwärmeerzeugers WE ist mit we 2 bezeichnet, sie mündet über den Stutzen 18 in das Innere des Speicherbehälters 25 auf einem mittleren Niveau. Zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitung we 2, we 1 ist ein Über strömventil 6 eingeschaltet, welches in Wirkverbindung steht mit einem Anfahrtemperaturregler 6 a. Das Absperrventil in der Vorlaufleitung we 2 ist mit V 4 bezeichnet.The flow line of the heat generator or main heat generator WE is designated we 2 , it opens via the connector 18 into the interior of the storage container 25 at a medium level. Between the flow and return line we 2 , we 1 , an overflow valve 6 is switched on, which is operatively connected to a starting temperature controller 6 a . The shut-off valve in the flow line we 2 is designated V 4 .

In die Vorlaufleitung h 1 eines nicht näher dargestellten externen Heiznetzes ist die Heizungsumwälzpumpe 7 eingeschaltet, und zwar in Reihe zu dem Absperrventil V 5. Die Vorlaufleitung h 1 mündet über einen Stutzen 17 ebenfalls im mittleren Bereich in das Innere des Speicherbehälters 25. Die Rücklaufleitung h 2 des externen Heiznetzes weist ein Absperrventil V 6 auf und ist über zwei Wege a, b des vorzugsweise als Vier-Wege-Mischventils aus geführten Mehrwegeventils 8 geführt. Sie mündet über einen Leitungsstutzen 20 im unteren Bereich des Speicherbehälter 25 in dessen Inneres. Die Vorlaufleitung h 1 des externen Heiznetzes ist über die beiden Wege c, d des Vier-Wege-Ventils 8 normaler weise geschaltet. Zwischen beiden Leitungen h 1, h 2 ist ein Überströmventil 6 b angeordnet. Durch Verstellung des Vier-Wege- Mischventils 8 können wahlweise Vorlauf- und Rücklaufleitung h 1, h 2 des externen Heiznetzes völlig voneinander separiert werden. Durch Verstellung ist aber auch ein Kurzschluß möglich (andere Extremstellung), so daß Stutzen 17 über das Leitungsstück h 20 mit Stutzen 20 verbunden ist sowie die Vor- und Rücklaufleitungs stücke h 1, h 2 vor dem Mischerventil 8 miteinander über den Weg a-d kurzgeschlossen sind. Mit 16 sind die beiden Rohrschlangen eines Brauchwasserwärmetauschers bezeichnet, welcher im oberen Bereich des Speicherbehälters 25 angeordnet ist. Die Frisch wasser-Leitung bw 1 ist über Ventil V 7 an das untere Ende der Rohrschlangen des Wärmetauschers 16 angeschlossen; sie steht unter dem üblichen Netzdruck. Das andere Ende der Rohrschlangen des Wärmetauschers 16 liefert das warme Frischwasser z. B. in Leitung bw 2, an welche z. B. Warmwasserleitungen für Warmwasser kräne oder Duschen des Hausnetzes angeschlossen sind. In der Leitung bw 2 ist ein Absperrventil V 8 angeordnet. Eine weitere Brauchwasserleitung bw 3 führt von Leitung bw 2 über in Ventil V 9 und eine Zirkulationspumpe 11 zurück zu einer Zweigleitung 16.1 des Wärmetauschers 16. Damit ist ein Zirkulationsbetrieb er möglicht, der die Bildung von Bakterienkolonien verhindert. An die Leitung bw 2 ist vor dem Ventil V 8 über ein Speiseventil 9 eine Speiseleitung da 1 angeschlossen, welche in den Druckaus gleichsbehälter 15 mündet. Die Leitung bw 1 wird vor dem Ventil V 7 und die Leitung bw 3 vor der Zirkulationspumpe 11 durch ein Ventil 10 überbrückt, welches als Brauchwassertemperaturregler wirkt. Dieses Ventil steht in Wirkverbindung mit einem Temeraturfühler 10 a an der warmen Brauchwasserleitung bw 2; wenn also das Brauchwasser zu heiß wird, kann durch Öffnung des Ventils 10 kaltes Frischwasser in die Brauchwasserleitung bw 2 eingespeist werden.In the flow line h 1 of an external heating network, not shown, the heating circulation pump 7 is switched on, in series with the shut-off valve V 5 . The flow line h 1 also opens into the interior of the storage container 25 in the central region via a connector 17 . The return line h 2 of the external heating network has a shut-off valve V 6 and is guided in two ways a, b of the multi-way valve 8, which is preferably a four-way mixing valve. It opens out via a line connector 20 in the lower region of the storage container 25 in the interior thereof. The flow line h 1 of the external heating network is normally connected via the two paths c, d of the four-way valve 8 . An overflow valve 6 b is arranged between the two lines h 1 , h 2 . By adjusting the four-way mixing valve 8 , the flow and return lines h 1 , h 2 of the external heating network can be completely separated. By adjustment, however, a short circuit is possible (other extreme position), so that nozzle 17 is connected via the line piece h 20 to piece 20 and the supply and return line pieces h 1 , h 2 upstream of the mixer valve 8 are shorted together via the path ad . With 16 the two coils of a domestic water heat exchanger are designated, which is arranged in the upper region of the storage tank 25 . The fresh water line bw 1 is connected via valve V 7 to the lower end of the coils of the heat exchanger 16 ; it is under the usual network pressure. The other end of the coils of the heat exchanger 16 provides the warm fresh water z. B. in line bw 2 , to which, for. B. hot water pipes for hot water cranes or showers of the house network are connected. A shut-off valve V 8 is arranged in line bw 2 . Another process water line bw 3 leads from line bw 2 via valve V 9 and a circulation pump 11 back to a branch line 16.1 of the heat exchanger 16 . This enables a circulation operation that prevents the formation of bacterial colonies. To the line bw 2 , a feed line da 1 is connected in front of the valve V 8 via a feed valve 9 , which feed pipe 15 opens into the pressure compensation tank 15 . The line bw 1 is bridged in front of the valve V 7 and the line bw 3 in front of the circulation pump 11 by a valve 10 , which acts as a hot water temperature controller. This valve is in operative connection with a temperature sensor 10 a on the hot water pipe bw 2 ; if the service water becomes too hot, cold fresh water can be fed into the service water line bw 2 by opening the valve 10 .

Mit 12 ist der Verdichter des Wärmepumpensystems WP bezeichnet dieser liegt in der Vorlaufleitung 3 b 1 und fördert das Arbeitsmedium in Rohrschlangen 19 a und in Reihe dazu 19 b eines Kondensators 19, dessen Rohrschlangen, wie ersichtlich, im unteren Bereich der Wassersäule WS innerhalb des Speicher behälters 25 angeordnet sind. Das Arbeitsmedium gelangt nach Durchströmen der Rohrschlangen 19 a, 19 b in die Rücklaufleitung 3 b 2.With 12 the compressor of the heat pump system WP is called this is in the flow line 3 b 1 and promotes the working medium in coils 19 a and in series 19 b of a condenser 19 , the coils of which, as can be seen, in the lower area of the water column WS within the reservoir container 25 are arranged. After flowing through the coils 19 a , 19 b , the working medium enters the return line 3 b 2 .

Mit 13 ist eine Druckhalt- bzw. Druckerhöhungspumpe bezeichnet, welche in Reihe mit einem Vorschaltventil 23 a und mit einem Nachschaltventil 23 b in der Ablaufleitung 15 b eingeschaltet ist. Zulaufseitig ist dieser Druckausgleichsbehälter 15 über ein Druckablaßventil 14 an das Innere des Speicherbehälters 25, und zwar innerhalb des oberen Bereiches, angeschlossen. Diese Zulaufleitung 15 a mündet über ein Tauchrohr 15 a 1 als langge strecktes Prisma ausgebildeten Druckausgleichsbehälter 15. Außerdem ist noch ein Sicherheitsventil 24 vorgesehen, dessen Ausgangsleitung 24 b ebenfalls in den nach oben offenen Druck ausgleichsbehälter 15 mündet. Letzterer ist mit einem Über lauf 15 c versehen, der in den Abfluß (nicht dargestellt) mündet.With 13 a pressure maintenance or pressure booster pump is designated, which is switched in series with a series valve 23 a and with a series valve 23 b in the drain line 15 b . On the inlet side, this pressure expansion tank 15 is connected via a pressure relief valve 14 to the inside of the storage tank 25 , specifically within the upper region. This inlet line 15 a opens via a dip tube 15 a 1 formed as a elongated prism pressure expansion tank 15 . In addition, a safety valve 24 is also provided, the output line 24 b also opens into the pressure reservoir 15 which is open at the top. The latter is provided with an overflow 15 c , which opens into the drain (not shown).

Mit 23 ist ein Entleerungsventil bezeichnet, welches eine Verbindung von einem dem Speicherbehälter 25 nahen Teil zur Saugseite der Pumpe 13 herstellen läßt. Wenn dieses Entleerungsventil 23 geöffnet ist und die Vorschalt- und Nachschaltventile 23 a, 23 b geschlossen sind, dann kann über das Entleerungsventil 26 das Wasser aus dem Speicherbehälter 25 in einen nicht näher dargestellten Abfluß entleert werden. Mit 22 ist noch ein Umschaltventil für Kühlbetrieb bezeichnet.With 23 an emptying valve is designated, which can make a connection from a part close to the storage tank 25 to the suction side of the pump 13 . If this drain valve 23 is opened and the ballast and Nachschaltventile 23 a, b are closed 23, then through the drain valve 26, the water from the storage container 25 in a non-illustrated drain to be emptied. With 22 a changeover valve for cooling operation is also designated.

Im folgenden wird die Funktion der neuen Heizzentrale, untergliedert in die Kapitel A1 bis A10, im einzelnen erläutert.In the following the function of the new heating center, divided into chapters A1 to A10, in detail explained.

A. FunktionenA. Features

1. Hygienische Brauchwasserbereitung mit Durchflußwärmetauschern
2. Heizungspufferspeicher zur Schalthäufigkeitsbegrenzung des Hauptwärmeerzeugers
3. Wärmeerzeugung mit einer Wärmepumpe aus Abwärme
4. Druckhaltung mittels Druckhaltepumpe, Druckablaßventil und Ausgleichsbehälter
5. Expansionsentgasung über Vierwegeventil und Druckablaßventil
6. Kompaktstation als Regelung für Heizkreis
7. Ladepumpenbausatz für Hauptwärmeerzeuger
8. Wärmedämmung für alle Armaturen
9. Kompaktstation hydraulisch und elektrisch als Funktionseinheit gefertigt und mittels Flanschenkombination mit der Puffereinheit verbindbar
10. Teilklimatisierung der Wohnräume mit Wärmerückgewinnung für Brauchwasserbereitung 1. Hygienic hot water preparation with flow heat exchangers
2. Heating buffer memory to limit the switching frequency of the main heat generator
3. Heat generation with a heat pump from waste heat
4. Pressure maintenance by means of a pressure maintaining pump, pressure relief valve and expansion tank
5. Expansion degassing via four-way valve and pressure relief valve
6. Compact station as a control for the heating circuit
7. Charge pump kit for main heat generator
8. Thermal insulation for all fittings
9. Compact station hydraulically and electrically manufactured as a functional unit and connectable to the buffer unit by means of a flange combination
10. Partial air conditioning of the living rooms with heat recovery for hot water preparation

A.1. Hygienische Brauchwasserbereitung
Die für die Brauchwasserbereitung erforderliche Energie wird durch die natürliche Temperaturschichtung im Puffervolumen des Speichers ES oberhalb des Stutzens 17 gespeichert. Die Brauchwassererwärmung erfolgt im Durchflußverfahren, darum keine Bakterienanreicherung durch stagnierendes Wasser. Über das thermisch gesteuerte Bypassventil 10 wird die Netztemperatur durch Beimischen von Kaltwasser geregelt.A.1. Hygienic hot water preparation
The energy required for the hot water preparation is stored by the natural temperature stratification in the buffer volume of the storage ES above the nozzle 17 . The hot water is heated using the flow-through method, which means that there is no bacteria enrichment from stagnant water. The network temperature is regulated by adding cold water via the thermally controlled bypass valve 10 .

A.2. Heizungspufferspeicher
Durch das Puffervolumen unterhalb des Stutzens 18 wird die Schalthäufigkeit des Hauptwärmeerzeugers herabgesetzt. Bei einem Ölkessel als Hauptwärmeerzeuger verringert sich somit der Schadstoffausstoß von Kohlenwasserstoffen. Bei Unterschreiten eines vorgegebenen Sollwertes am Stutzen 21, vorzugsweise durch eine witterungsgeführte Regelung, wird der Wärmeerzeuger und die Pumpe 5 eingeschaltet. Um Kondensationsprobleme im Wärmeerzeuger vorzubeugen, ist das thermisch gesteuerte Ventil 6 solange geöffnet, bis die Rücklauftemperatur zum Wärmeerzeuger die Kondensationstemperatur überschreitet. Nach Erreichen des Sollwertes am Stutzen 21 wird der Wärmeerzeuger abgeschaltet. Die Pumpe 5 läuft jedoch weiter bis an der Pumpe ein negativer Temperaturgradient registriert wird. Dadurch wird die Überhitzungswärme des Wärmeerzeugers abgebaut.A.2. Heating buffer storage
The switching frequency of the main heat generator is reduced by the buffer volume below the nozzle 18 . With an oil boiler as the main heat generator, the pollutant emissions of hydrocarbons are reduced. When the temperature falls below a predetermined target value on the nozzle 21 , preferably by weather-compensated control, the heat generator and the pump 5 are switched on. In order to prevent condensation problems in the heat generator, the thermally controlled valve 6 is opened until the return temperature to the heat generator exceeds the condensation temperature. After reaching the setpoint on the nozzle 21 , the heat generator is switched off. However, the pump 5 continues to run until a negative temperature gradient is registered on the pump. As a result, the overheating heat of the heat generator is reduced.

A.3. Mit der Wasser-Wasser-Wärmepumpe erfolgt die Wärmerückgewinnung von Abwärme. Der Verdichter 12 wird in Betrieb gesetzt, wenn die Temperatur am Kondensator 19 <55°C ist. Die erforderliche Energiequelle wird an den Anschlüssen 1 angeschlossen.A.3. The water-water heat pump is used to recover waste heat. The compressor 12 is put into operation when the temperature at the condenser 19 is <55 ° C. The required energy source is connected to connections 1 .

Als Energiequellen können dienen:The following can serve as energy sources:

a) Groundwater reservoir Fig. 4
b) Exhaust air Figure 5
c) Indoor air Figure 6

Der Energietransport erfolgt über die Pumpe 2. Der Verdampfereintritt ist über die Druckausgleichsleitung 3 a mit dem Heizungsrücklauf verbunden. Der Wärmequellenkreislauf wird mit Heizungswasser betrieben. Am Verdampferaustritt wird mit einem Fühler 4 die Wassertemperatur überwacht, um ein Einfrieren zu verhindern.The energy is transported via pump 2 . The evaporator inlet is connected to the heating return via the pressure compensation line 3 a . The heat source circuit is operated with heating water. At the evaporator outlet, the water temperature is monitored with a sensor 4 in order to prevent freezing.

Wird an den Stutzen 1 eine Frischhaltezelle gemäß Bild 7 angeschlossen, so hat nicht mehr das Aufheizen des Pufferspeichers priorität, sondern das Klima in der Frischhaltezelle. Kann vom Pufferspeicher keine Energie mehr aufgenommen werden, so erfolgt mit dem Ventil 9 die Rückkühlung.If a fresh-keeping cell as shown in Figure 7 is connected to nozzle 1 , heating the buffer storage is no longer a priority, but the climate in the fresh-keeping cell. If energy can no longer be absorbed by the buffer store, valve 9 is used for recooling.

A.4. Druckhaltung
Mit einem Drucksensor auf Siliziumbasis oder einem Niederdruckpressostaten wird der Druck im Pufferbehälter am Stutzen 21 gemessen. Fällt der Druck unter einem eingestellten Sollwert, so wird die Pumpe 13 so lange eingeschaltet und transportiert Wärmeträgermedium (Wasser) aus dem Vorratsbehälter 15 in den Pufferbehälter bis der Sollwert erreicht wird.A.4. Pressure maintenance
The pressure in the buffer container on the nozzle 21 is measured with a silicon-based pressure sensor or a low-pressure pressostat. If the pressure falls below a setpoint, the pump 13 is switched on and transports heat transfer medium (water) from the reservoir 15 into the buffer tank until the setpoint is reached.

Steigt der Druck im Pufferbehälter durch thermische Expansion über den Solldruck, so wird das Magnetventil 14 solange geöffnet und Wärmeträgermedium (Wasser) in den Ausgleichsbehälter abgelassen. Im Ausgleichsbehälter muß immer ein bestimmter Vorrat an Wärmeträgermedium vorhanden sein. Über einen Drucksensor oder eine Differenzdruckdose wird der Wasserstand vor der Pumpe 13 gemessen. Bei Unterschreitung des Minimums wird über das Magnetventil 9 Warmwasser nachgespeist. Werden die Schaltungen dieses Magnetventils über die Zeit aufintegriert, so ist damit bei Überschreiten eines Grenzwertes, das Vorhandensein eines Lecks in der Anlage feststellbar. Durch Schließen der Ventile 23 a und 23 b und Öffnen des Ventils 23 ist über die Pumpe 13 und den nachgeschalteten Entleerungshahn eine Schnellentleerung des Systems gegeben. If the pressure in the buffer tank rises above the setpoint pressure due to thermal expansion, the solenoid valve 14 is opened and the heat transfer medium (water) is drained into the expansion tank. There must always be a certain supply of heat transfer medium in the expansion tank. The water level in front of the pump 13 is measured via a pressure sensor or a differential pressure can. If the minimum is undershot, hot water is replenished via the solenoid valve 9 . If the circuits of this solenoid valve are integrated over time, the presence of a leak in the system can be determined when a limit value is exceeded. By closing the valves 23 a and 23 b and opening the valve 23 , the system is emptied quickly via the pump 13 and the downstream drain valve.

A.5. Expansionsentgasung
In bestimmten Zeitabständen wird die Funktion der Vorlauftemperaturregelung aufgehoben und das Vierwegeventil 8 geschlossen, daß nur noch Heizungswasser im Heizkreis umgewälzt wird. Nach Erreichen der Endstellung, signalisiert über einen Endschalter, wird kurzzeitig das Magnetventil 14 geöffnet und der Pufferbehälter über das Tauchrohr auf den Druck im Ausgleichsbehälter expandiert. Nach Schließen des Magnetventils 14 wird über die Druckpumpe 13 der Systemdruck wieder hergestellt. Das Vierwegeventil 8 wird wieder für Regelungszwecke freigegeben.A.5. Expansion degassing
At certain intervals the function of the flow temperature control is canceled and the four-way valve 8 is closed so that only the heating water is circulated in the heating circuit. After reaching the end position, signaled by a limit switch, the solenoid valve 14 is briefly opened and the buffer tank is expanded to the pressure in the expansion tank via the dip tube. After closing the solenoid valve 14 , the system pressure is restored via the pressure pump 13 . The four-way valve 8 is released again for control purposes.

A.6. Die Vorlauftemperaturregelung des Heizkreises ist mit dem Vierwegemischventil 8 der Heizungsumwälzpumpe 7 mit Schwerkraftbremse, Differenzdrucküberströmventil 6 a, Absperrschiebern und witterungsgeführter Vorlauftemperaturregelung hydraulisch und elektrisch als Kompakteinheit betriebsbereit. Es ist lediglich nur noch der Steigstrang zu den Etagen bauseits zu errichten.A.6. The flow temperature control of the heating circuit is hydraulically and electrically ready as a compact unit with the four-way mixing valve 8 of the heating circulation pump 7 with gravity brake, differential pressure overflow valve 6 a , gate valves and weather-compensated flow temperature control. All that is left to do is to install the riser to the floors on site.

A.7 Die Ladepumpe 5 vom Hauptwärmeerzeuger ist mit dem Bypassventil 6 und dem Pufferspeicher hydraulisch verbunden. Ebenso ist die Ladepumpe elektrisch mit der Steuerung verdrahtet und betriebsbereit. Der Hauptwärmeerzeuger muß nur noch über zwei Rohrleitungen und ein Elektrokabel mit Stecker verbunden werden.A.7 The charge pump 5 from the main heat generator is hydraulically connected to the bypass valve 6 and the buffer storage. The charge pump is also electrically wired to the controller and ready for operation. The main heat generator only needs to be connected via two pipes and an electrical cable with a plug.

A.8. Alle Armaturen sind in einem wärmegedämmten Gehäuse untergebracht, so daß die erforderlichen Dämmarbeiten nach Wärmeschutzverordnung entfallen können.A.8. All fittings are in a thermally insulated housing housed so that the necessary insulation work according to the Heat Insulation Ordinance.

A.9. Die Kompaktstation ist in einem Gehäuse untergebracht, an welchem die Flansche mit den Anschlüssen und Meßfühlern mit dessen Grundplatte fest verbunden sind. Die Koppelung mit dem Pufferspeicher erfolgt mittels dieser Flanschen und Dichtungen. Der Ausgleichsbehälter wird mittels Schlauchleitungen angeschlossen.A.9. The compact station is in a housing on which the flanges with the Connections and sensors with its base plate are firmly connected. The coupling with the Buffer storage takes place by means of these flanges and Seals. The expansion tank is by means of Hose lines connected.

A.10. Teilklimatisierung von Wohnräumen
Durch Umschalten des Ventils 22 und Umschalten von Pumpe 2 auf Pumpe 7 ist bei geschlossenem Vierwegemischer 8 eine Teilklimatisierung von Wohnräumen über die dort installierten Heizflächen möglich. Um Kondensatbildung an den Heizflächen zu verhindern, übernimmt das Umschaltventil 22 zusätzlich noch eine Regelfunktion zur Konstanthaltung der Vorlauftemperatur im Heizkreis. Als Heizflächen eignen sich hierfür vorteilhaft eine Fußbodenheizung oder Aluminiumheizkörper. A.10. Partial air conditioning of living spaces
By switching the valve 22 and switching from pump 2 to pump 7 , partial air-conditioning of living spaces is possible via the heating surfaces installed there when the four-way mixer 8 is closed. In order to prevent condensation on the heating surfaces, the changeover valve 22 also takes on a control function for keeping the flow temperature in the heating circuit constant. Underfloor heating or aluminum radiators are advantageously suitable as heating surfaces for this.

BezugszeichenlisteReference symbol list

ES Heizungspufferspeicher
25 Speicherbehälter
KS Kompaktstation
A 1 erstes Armaturen-Anschlußfeld
A 2 zweites Armaturen-Anschlußfeld
1 Anschluß zur Wärmerückgewinnung
1 a Vorlaufleitung
2 Pumpe
V 1 Ventil
1 b Rücklaufleitung
V 2 Ventil
3 Verdampfer
3 a Primärseite von (3)
3 b Sekundärseite von (3)
3 b 1 Vorlaufleitung von (3 b)
3 b 2 Rücklaufleitung von (3 b)
4 Expansionsventil
5 Ladepumpe
WE Wärmeerzeuger
we 1 Rücklaufleitung
V 3 Rücklaufventil
WS Wärmeträger-, insb. Wassersäule in (25)
21 Stutzen an (we 1)
we 2 Vorlaufleitung von (WE)
18 Stutzen an (we 2)
6 Überströmventil
6 a Anfahrtemperaturregler
V 4 Absperrventil in (we 2)
h 1 Vorlaufleitung externes Heiznetz
7 Heizungsumwälzpumpe
V 5 Absperrventil in (h 2)
17 Stutzen an (h 1)
h 2 Rücklaufleitung
V 6 Absperrventil in (h 2)
a, b Wege am Vier-Wege-Mischerventil (8)
8 Vier-Wege-Mischerventil
20 Leitungsstutzen an (h 2)
c, d Wege für (h 1) an (8)
6 b Überströmventil zwischen (h 1) und (h 2)
h 20 Leitungsstück von (h 2)
16 Brauchwasser-Wärmetauscher-Rohrschlangen
bw 1 Frischwasserleitung (kalt)
V 7 Ventil in (bw 1)
bw 2 Frisch (Brauch-)/Wasserleitung
V 8 Absperrventil in (bw 2)
bw 3 weitere Brauchwasserleitung
V 9 Ventil in (bw 3)
11 Zirkulationspumpe
9 Speiseventil
da 1 Speiseleitung
15 Druckausgleichsbehälter
10 Bypassventil zwischen (bw 1) und (bw 2)
10 a Temperaturfühler an (bw 2)
12 Verdichter
WP Wärmepumpensystem
19 a, 19 b Rohrschlangen von (19)
19 Kondensator
WS Wassersäule
13 Druckhalte- bzw. Druckerhöhungspumpe
23 a Vorschaltventil vor (13)
23 b Nachschaltventil nach (13)
15 b Ablaufleitung von (15)
14 Druckablaßventil
15 a Zulaufleitung zu (15)
15 a 1 Tauchrohr
24 Sicherheitsventil
24 b Ausgangsleitung an (24)
15 c Überlauf an (15)
23 Entleerungsventil
26 Entleerungsventil, weiteres
22 Umschaltventil für Kühlbetrieb
3 c Druckausgleichsleitung
22 a Umschaltpfeile ES heating buffer storage
25 storage tanks
KS compact station
A 1 first valve connection panel
A 2 second valve connection panel
1 connection for heat recovery
1 a flow line
2 pump
V 1 valve
1 b return line
V 2 valve
3 evaporators
3 a primary side of ( 3 )
3 b secondary side of ( 3 )
3 b 1 flow line from ( 3 b)
3 b 2 return line from ( 3 b)
4 expansion valve
5 charge pump
WE heat generator
we 1 return line
V 3 return valve
WS heat transfer, esp. Water column in ( 25 )
21 sockets on (we 1 )
we 2 supply line from (WE)
18 sockets on (we 2 )
6 overflow valve
6 a Start-up temperature controller
V 4 shut-off valve in (we 2 )
h 1 flow line external heating network
7 Heating circulation pump
V 5 shut-off valve in (h 2 )
17 sockets at (h 1 )
h 2 return line
V 6 shut-off valve in (h 2 )
a, b ways on four-way mixer valve ( 8 )
8 four-way mixer valve
20 pipe sockets on (h 2 )
c, d paths for (h 1 ) an ( 8 )
6 b overflow valve between (h 1 ) and (h 2 )
h 20 pipe section from (h 2 )
16 process water heat exchanger coils
bw 1 fresh water pipe (cold)
V 7 valve in (bw 1 )
bw 2 Fresh (custom) / water pipe
V 8 shut-off valve in (bw 2 )
bw 3 more process water pipes
V 9 valve in (bw 3 )
11 circulation pump
9 feed valve
since 1 feed line
15 surge tank
10 bypass valve between (bw 1 ) and (bw 2 )
10 a temperature sensor on (bw 2 )
12 compressors
WP heat pump system
19 a , 19 b coils of ( 19 )
19 capacitor
WS water column
13 Pressure maintenance or booster pump
23 a ballast valve before ( 13 )
23 b secondary valve according to ( 13 )
15 b drain line from ( 15 )
14 pressure relief valve
15 a supply line to ( 15 )
15 a 1 dip tube
24 safety valve
24 b output line on ( 24 )
15 c overflow on ( 15 )
23 drain valve
26 drain valve, others
22 Changeover valve for cooling operation
3 c pressure equalization line
22 a toggle arrows

Claims

1.Heating center based on the multifunction principle, for heating rooms in private or industrial buildings, with the following features:

a) there is a central heating buffer memory in the form of a heat carrier, in particular water column containing storage container is provided, the heat transfer volume is kept within a predetermined pressure range and to which a main heat generator, for. B. an oil burner with a water tube boiler is connected, the storage container having such a storage volume that the switching frequency of the main heat generator is reduced;
b) a surge tank is connected with its inlet to the upper region and with its outlet via a booster pump to the lower region of the storage tank and is open at its upper end for the purpose of degassing;
c) in the upper area of the storage tank for the purpose of hygienic hot water preparation, at least one flow heat exchanger, immersed in the heat transfer volume, is arranged, which is connected on the inlet side to a fresh water inlet and on the outlet side to a consumer network for warm fresh water.

2. heating system according to claim 1, characterized in that in the lower Area of the heating buffer storage the heat exchanging Pipes of a heat pump system protrude into the storage volume, the secondary-side loop of an evaporator through a Flow line of the evaporator with compressor and this after switched heat-exchanging pipes and the connected ones Return line is closed, and the primary side the evaporator by means of heat-exchanging pipes and at least a feed pump to waste heat suppliers, e.g. B. so-called Gray water or wastewater storage, is connected.

3. heating center according to claim 1 or 2, characterized in that in the lower Area of the storage container near the mouth of the Drain line of the surge tank at least one Pressure sensor is installed, which with the pressure increase pump is in operative connection, whereby in the case of the sub the printers exceed a specified pressure setpoint booster pump is switched on as long as and heat transfer medium medium from the surge tank to the reservoir container transported until the pressure setpoint is reached.

4. heating center according to claim 3, characterized in that the pressure expansion tank via a first pressure-dependent switchable Valve with its inlet line to the upper area of the Storage tank is connected and the switchable valve with a pressure signal line of a pressure sensor that the pressure feels in the storage container, is connected, in the case of due to thermal expansion-related increase in pressure in the Storage tank above the target pressure the first switchable valve as long as open and heat transfer medium in the pressure compensation is drained until the upper pressure setpoint is undershot is.

5. heating system according to claim 3 or 4, characterized in that an over a second switchable valve to a hot domestic water Connection line connected to the upper area of the Pressure compensation tank leads and that to the measurement of the water stood in front of the booster pump or a pressure sensor Differential pressure gauges are provided, falling below of the pressure minimum, the second switchable valve is opened and closed this warm heat transfer medium or hot water in the pressure expansion tank is refillable.

6. Heating center according to one of claims 1 to 5, wherein an external heating network on the storage tanks via a and return line, one in an intersection of forward and Return line switched on, preferably motor-driven Multi-way valve, especially four-way valve, connected as well a feed pump is switched on in the flow line, characterized in that for the purpose expansion degassing with the multi-way valve closed only heating water can still be circulated in the heating circuit and the volume of the storage tank by briefly opening the first one switchable valve to the pressure in the surge tank is expandable, with degassing above open expansion tank.

7. Central heating system according to one of claims 1 to 6, characterized in that it has a flange-mounted compact station for coupling to the heating buffer storage, that the compact station is housed in a transportable housing and on its side facing the buffer storage (ES) flanges for pressure sealing Connection of at least the following heating network cables via corresponding counter flanges of the heating buffer memory (ES) :

a) process water supply and return lines to or from a process water heat exchanger ( 16 ) in the interior of the storage tank,
b) supply and return lines ( 18, 21 ) of a heat generator, for. B. in the form of an oil or gas burner device, and
c) supply and return lines ( 17, 20 ) of a heating circuit.

8. Central heating system according to claim 7 or 8, characterized in that a flange of the compact station for pressure-tight connection of the condenser capacitor lines ( 19 ) of a heat pump circuit to a corresponding counter flange of the storage container for the heating buffer memory (ES) are provided.

9. Central heating system according to claim 7 or 8, characterized in that the flange connections for the hot water supply and return lines are arranged in the upper region of the heating buffer memory, those of the heating circuit and heat generator supply lines ( 17, 18 ) in a somewhat lower located termination area are arranged and that the flange connections for the heating circuit and heat generator return lines ( 20, 21 ) and optionally for the condenser lines ( 19 ) are arranged in the lower region of the heating buffer memory.

10. Central heating system according to one of claims 6 to 9, characterized in that it has a four-way mixer valve ( 8 ), which normally switches the supply and return lines of the heating circuit through or partially through and which in a second short-circuit line the heating circuit on the buffer tank side or short-circuits on the network side.

11. Heating center according to one of claims 7 to 10, characterized in that the Compact station further connections for the buffer storage has pressure expansion tank connected in parallel, which at least one connection for one from the bottom of the pressure equalization container outgoing return line include, where inner the booster pump or pressure half of the compact station Holding pump to raise the pressure level of the regenerative water and at least one line downstream of the booster pump to feed the pressurized water back into the Heating buffer memory are provided.