Hydraulische Weiche

Abstract

 Heizungs- oder Kühlsystem zur Temperierung eines Gebäudes oder eines Verkehrsmittels mit mehreren Räumen, das in den Räumen angeordnete und von einem Medium durchflossenen Wärmeübertragungselemente aufweist, wobei ein aktiver Wärmeübertrager das Medium auf Vorlauftemperatur temperiert und wobei einem einzelnen Raum eine separate Pumpe zugeordnet ist, die ein in dem Raum befindliches Wärmeübertragungselement mit dem auf Vorlauftemperatur temperierten Medium versorgt, wobei ein Gefäß 9 zur Aufnahme des Heiz- oder Kühlmediums, von dem eine Vorlaufleitung 2 ausgeht und in das eine Rücklaufleitung 3 mündet, wobei der Inhalt des Gefäßes 9 unmittelbar von dem aktiven Wärmeübertrager 5 temperierbar ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heizungs- oder Kühlsystem zur Temperierung eines Gebäudes oder eines Verkehrsmittels mit mehreren Räumen, das in den Räumen angeordnete und von einem Medium durchflossene Wärmeübertragungselemente aufweist, wobei ein aktiver Wärmeübertrager das Medium auf Vorlauftemperatur temperiert und wobei einem einzelnen Raum eine separate Pumpe zugeordnet ist, die ein in dem Raum befindliches Wärmeülbertragungselement mit dem auf Vorlauftemperatur temperierten Medium versorgt.

[0002] Ein derartiges System ist in Form einer Zentralheizung aus der DE 197 111 78 bekannt. In diesem Heizungssystem versorgt nicht wie bisher eine zentral angeordnete Heizungspumpe den Heizwasserkreislauf, sondern einzelnen Heizkörpern sind jeweils separate

dezentrale" Pumpen zugeordnet. Diese dezentralen Pumpen entnehmen den vom Wärmeerzeuger gespeisten Vorlaufleitungen die momentan benötigte Menge an Heizwasser. Nachteilig an dem gezeigten System ist, daß die dezentralen Pumpen von dem Betrieb einer möglicherweise zusätzlich zentral angeordneten Pumpe empfindlich gestört würden. So könnte beispielsweise eine zentral angeordnete Pumpe mit großer Förderleistung die einzelnen dezentralen Pumpen beeinträchtigen, so daß ein ungewollter Heizwasseraustausch in den jeweiligen Heizkörpern stattfindet. Um den Betrieb einer zentralen Pumpe in Verbindung mit dezentralen Pumpen koordinieren zu können, bedürfte es z.B. einer aufwendigen Drehzahlregelung der einzelnen Pumpen, die zur Kommunikation über Datenleitungen untereinander verbunden sein müßten.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein solches System mit dezentralen Pumpen so auszustatten, daß ein störungsfreier Betrieb von zentral angeordneten und dezentral angeordneten Pumpen auf einfache und kostengünstige Weise und unter Gewährleistung der Betriebssicherheit möglich wird.

[0004] Diese Aufgabe wird durch ein System nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.

[0005] Die Idee zur erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe ist ein das Medium aufnehmendes geschlossenes Gefäß, das unterschiedliche Kreisläufe voneinander entkoppelt. Das in diesem Gefäß befindliche Medium wird einerseits über einen in den aktiven Wärmeerzeuger führenden Kreislauf temperiert, während andererseits das temperierte Wasser über ein System von Vor- und Rücklaufleitungen durch Wärmeübertragungselemente geführt wird. An jeden der am Gefäß angeschlossenen Kreisläufe kann nunmehr eine oder mehrere Pumpen angeschlossen werden, ohne daß die Pumpen in einem Kreislauf die Funktion der Pumpen des anderen Kreislaufes beeinträchtigen. Das einfache Gefäßes ist dabei eine kostengünstige und zuverlässige hydraulische Weiche, von der einzelne Kreisläufe abzweigen.

[0006] Auch wenn die erfindungsgemäße thermische Weiche sowohl in Heizungs- als auch in Kühlsystemen eingesetzt werden kann, so ist ihr Einsatz in einem Heizsystem mit einem Umlaufwasserheizern, wie er beispielsweise zur Beheizung einzelner Wohnungen in einem größeren Komplex eingesetzt wird, und mit einzelnen in den Räumen angeordneten Heizkörpern besonders vorteilhaft. Mit einem solchen System kann beispielsweise eine Radiatorheizung oder eine Fußbodenheizung realisiert werden. Dabei zweigt von der thermischen Weiche einerseits der durch den Umlaufwassererheizer führende Heizkreislauf und andererseits der die Heizkörper versorgende Warmwasserkreislauf ab. Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Gefäß in Verbindung mit einer bekannten Wandtherme einsetzen, da moderne Wandthermen mit separaten Pumpen einer hohen Förderleistung ausgestattet sein müssen, um den Durchsatz durch die sehr dünnen in den Thermen befindlichen Rohrleitungen zu gewährleisten. Durch die erfindungsgemäße hydraulische Weiche wird somit die Kombination eines solchen Umlaufwasserheizers mit einem System dezentraler Pumpen ermöglicht.

[0007] In einer besonderen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Gefäß ein Druckausdehnungsgefäß, insbesondere ein Membranausdehnungsgefäß, das einerseits den Druck im System zu kompensieren vermag und andererseits als Hydraulische Weiche für das Heizungswasser dient. In einer besonderen Ausführungsform weist dieses Druckausdehnungsgefäß einen Zulauf- bzw. eine Ablaufstutzen auf, um die Befüllung des Systems mit Heizungswasser und/oder den Ablauf des Heizungswasser aus dem System zu ermöglichen.

[0008] Da Umlauf-Wasserheizer in Form der bekannten Wandthermen auch mit eigenen Warmwasserspeichern ausgestattet werden, ist es vorteilhaft, diesen Speicher so zu konzipieren, daß er die Funktion der erfindungsgemäßen hydraulischen Weiche erfüllen kann. Es ist weiterhin vorteilhaft, von dem erfindungsgemäßen Gefäß neben dem Heizwassersystem auch ein Extrakreislauf zur Temperierung von Brauchwasser abzuleiten, da auch ein solcher Brauchwasserkreislauf in einer besonderen Ausführungsform mit einer eigenen dezentralen Pumpe bestückt werden kann.

[0009] Zudem ist vorteilhaft, daß das Gefäß als Energiespeicher dient, dem auch über andere Energiequellen, wie Solarenergie oder Erdwärme, Energie zugeführt werden kann.

[0010] In der Zeichnung ist ein besonderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems gezeigt, das im folgenden näher beschrieben wird.

[0011] Die Figur zeigt ein Heizungssystem zur Temperierung eines nicht näher dargestellten Gebäudes mit zwei übereinander angeordneten Räumen, wobei in jedem Raum ein Wärmeübertragungselement in Form eines Heizkörpers 1 angeordnet ist. Die Heizkörper werden über eine Vorlaufleitung 2 mit heißem Wasser versorgt, das über eine Rücklaufleitung 3 zurückgeführt wird. Im Vorlauf eines jeden Heizkörpers ist eine dezentrale Pumpe in Form einer elektronisch geregelten Kreiselpumpe 4 angeordnet, die die Menge des in den Heizkörper strömenden Mediums reguliert. Über die Pumpen 4 wird das heiße Medium in der Vorlaufleitung 2 in Richtung des Pfeiles A und in der Rücklaufleitung 3 in Richtung des Pfeiles B gefördert.

[0012] Die Aufheizung des Mediums, in diesem Falle Heizwasser, findet in einem als Durchlauferhitzer oder Umlaufwasserheizer ausgebildeten Therme 5 statt, in der das Wasser über einen internen Kreislauf 6 über einen Gasbrenner 7 geführt wird. Innerhalb der Therme ist eine ebenfalls elektronisch gesteuerte Kreiselpumpe 8 als Ladepumpe angeordnet, die den Durchfluß des Wassers durch den internen Kreislauf (Pfeile C, D) gewährleistet.

[0013] Der interne Kreislauf und der Heizungskreislauf sind über eine hydraulische Weiche in Form eines Gefäßes 9 verbunden, das das Heizungswasser aufnimmt. Von der hydraulischen Weiche 9 führen einerseits die eine Ablaufleitung bildende Vorlaufleitung 2 und die Zulaufleitung 13 zum Durchlauferhitzer ab und münden andererseits die Rücklaufleitung 3 und die das aufgeheizte Wasser führende Ablaufleitung 14 des Durchlaufheizers.

[0014] An der hydraulischen Weiche 9 ist gleichfalls die Zu- und Ablaufleitung eines zu einem Brauchwasserspeicher führenden Kreislaufes 10 vorgesehen.

[0015] Das Gefäß 9 selber ist als Druckausdehnungsgefäß mit einer im Behälter angeordneten Membran 11 ausgebildet. Es weist außerdem einen Stutzen 12 auf, über den die Befüllung des Systems mit Wasser möglich ist und über den das System entleerbar ist.

Ansprüche

1. Heizungs- oder Kühlsystem zur Temperierung eines Gebäudes oder eines Verkehrsmittels mit mehreren Räumen, das in den Räumen angeordnete und von einem Medium durchflossenen Wärmeübertragungselemente aufweist, wobei ein aktiver Wärmeübertrager das Medium auf Vorlauftemperatur temperiert und wobei einem einzelnen Raum eine separate Pumpe zugeordnet ist, die ein in dem Raum befindliches Wärmeäbertragungselement mit dem auf Vorlauftemperatur temperierten Medium versorgt,
gekennzeichnet durch ein Gefäß (9) zur Aufnahme des Heiz- oder Kühlmediums, von dem eine Vorlaufleitung (2) ausgeht und in das eine Rücklaufleitung (3) mündet, wobei der Inhalt des Gefäßes (9) unmittelbar von dem aktiven Wärmeübertrager (5) temperierbar ist.

2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Wärmeübertrager (5) ein Umlauf-Wasserheizer ist und die Wärmeübertragungselemente Heizkörper (1) sind oder eine Wand- bzw. Bodenheizung ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (9) die Funktion einer hydraulischen Weiche hat, wobei der Inhalt des Gefäßes (9) einerseits Teil des den aktiven Wärmeübertrager (5) durchströmenden Kreislaufes und andererseits Teil des die Wärmeübertragungselemente (1) über Vorlauf- (2) und Rücklaufleitungen (3) versorgenden Kreislaufes ist.

4. System nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (9) ein Druckausdehnungsgefäß, insbesondere ein Membran-Ausdehnungsgefäß, ist.

5. System nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf-Wasserheizer (5), beispielwseise ein zentral angeordneter Heizkessel oder eine dezentral angeordnete Wandtherme ist.

6. System nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (9) in das System des Wärmeüberträgers, insbesondere in der Wandtherme (5), integriert ist.

7. System nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (9) der Kessel der Wandtherme (5) ist.

8. System nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandtherme (5) eine separate Pumpe (8) zum Betrieb des internen Thermenkreislaufes aufweist.

9. System nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß am Gefäß (9) ein Kreislauf (10) zur Temperierung des Brauchwassers angeschlossen ist.

10. System nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß am Gefäß (9) ein Stutzen (12) zum Zulauf oder zum Ablauf des Mediums vorgesehen ist.

Zeichnung