[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitung von Warmwasser in einem Gebäude,
eine dafür genutzte, insbesondere zentrale, Warmwasserbereitungsanlage mit einer Wärmequelle,
einem Wärmespeicher und einem Ladekreis zum Übertragen von Wärme aus der Wärmequelle
in den Wärmespeicher sowie eine Steuereinrichtung hierfür. Bei dem Verfahren erfolgt
das Aufheizen des Warmwassers in einer Erwärmungsphase, in der Wärme aus der Wärmequelle
in den Wärmespeicher übertragen wird und in der die Wärmequelle zumindest zeitweise
Wärme erzeugt. Das Warmwasser wird typischerweise in dem Wärmespeicher erwärmt und
dort für Verbraucher bereitgehalten. Dazu kann das erwärmte Wasser direkt in dem Wärmespeicher
bereitgehalten werden, d.h. zur Entnahme aus dem Wärmespeicher. Bei dem Wärmespeicher
kann es sich aber auch um einen Pufferspeicher handeln, der der Warmwasserbereitung
dient, beispielsweise dem Wärmespeicher einer Frischwasserstation respektive einem
Hygienespeicher, der erwärmtes Heizungswasser speichert und in dem das Warmwasser
im Durchlaufprinzip erwärmt wird. Die Warmwasserbereitung kann mit einer Raumbeheizung
kombiniert oder eigenständig sein. Bei den Gebäuden kann es sich beispielsweise um
Wohn- oder Geschäftsgebäude handeln.
[0002] Der Begriff "Wärme" wird in diesem Text als Wärmeenergie verstanden, insbesondere
im Sinne eines erwärmten Wärmeträgers, durch den die Wärme aus der Wärmequelle in
den Wärmespeicher übertragen werden kann. Die Wärmequelle der (bezogen auf das Gebäude)
insbesondere zentralen Warmwasserbereitungsanlage kann ein Heizkessel sein, dessen
Brenner Wärmeenergie erzeugt, eine Wärmepumpe, die Umweltwärme von einem niedrigen
auf ein für die Warmwasserbereitung erforderliches Niveau erhöht, eine Fern- oder
Nahwärmestation, die Wärmeenergie aus einem Wärmenetz bezieht oder jede andere Einrichtung,
die geeignet ist, einen Wärmeträger zu erhitzen, wie bspw. ein Solarkollektor. Ein
Zurverfügungstellen von Wärme durch die Wärmequelle wird in diesem Text auch als Erzeugen
von Wärme bezeichnet und soll ausdrücklich Fälle miteinschließen, in denen die Wärme
nicht durch einen aktiven Prozess erzeugt, aber durch die Wärmequelle zur Verfügung
gestellt wird, bspw. indem die Wärmequelle die Wärme durch ein Fern- oder Nahwärmenetz
oder Solarkollektoren bezieht. Die Erfindung ist unabhängig von der Art und Weise
der Wärmeerzeugung in der Wärmequelle. Grundsätzlich kann die Wärme in der Wärmequelle
gemäß der Erfindung also durch Umwandlung von Endenergie (z.B. durch Verbrennen von
Öl, Gas, Pellets in einen Heizkessel oder Blockheizkraftwerk, durch elektrisches Erhitzen,
durch eine Wärmepumpe, die Umweltwärme von einem niedrigen auf ein für die Warmwasserbereitung
erforderliches Niveau erhöht, oder durch ähnliche Umwandlungsprozesse eines Energieträgers
in Wärme) oder durch Bezug aus einem Fern- oder Nahwärmenetz (über eine Fern- oder
Nahwärmestation) erzeugt werden.
[0003] Der Ladekreis ist meist ein Ladekreislauf, der die Wärmequelle mit dem Wärmespeicher
verbindet und der den in der Wärmequelle erhitzten Wärmeträger (auch als Heizmedium
bezeichnet, in der Regel Wasser) mittels einer Fördereinrichtung zu dem Wärmespeicher
überträgt. Das Wärmeübertragen erfolgt also durch den Ladekreis, insbesondere durch
Zirkulieren des Wärmeträgers in dem Ladekreis. Eine Zirkulation kann sich aufgrund
thermischer Unterschiede im Ladekreis ergeben. Vorzugweise findet jedoch eine aktive
Umwälzung des Wärmeträgers, bspw. mittels einer Umwälzpumpe, statt. Dieses aktive
Wärmeübertragen kann dann durch Beenden des aktiven Umwälzens, bspw. durch Ausschalten
der Umwälzpumpe oder Schließen eines Ventils zum Unterbinden der Zirkulation des Wärmeträgers,
gestoppt werden. Der Wärmeträger kann einfachweise eine Flüssigkeit, bspw. Wasser,
sein.
[0004] Für das eigentliche Übertragen der Wärme kann in dem Ladekreis bspw. ein Wärmetauscher
vorgesehen sein, der einen ersten von dem erhitzten Wärmeträger durchströmten Bereich
(Primärseite) und einen zweiten Bereich mit dem zu erwärmenden Wasser (Sekundärseite)
aufweist, wobei der zweite Bereich den ersten Bereich zumindest abschnittsweise umgibt
bzw. eine Kontaktfläche zwischen zweitem und erstem Bereich besteht. Typischerweise
strömt auch das zu erwärmende Wasser durch die Sekundärseite des Wärmetauschers. Durch
den Wärmetauscher wird also die Wärme von dem Wärmeträger auf das zu erwärmende Wasser
übertragen. Die Erfindung ist jedoch auch unabhängig von der Art und Funktionsweise
der Wärmeübertragung, d.h. der Übertragung von Wärme respektive Wärmeenergie aus der
Wärmequelle in den Wärmespeicher.
[0005] Üblicherweise wird die Temperatur des Warmwassers in einem Gebäude an einer zentralen
Stelle im Wärmespeicher gemessen und durch einen Regler geregelt. Die Regelung für
das Aufheizen des Speicherinhalts, d.h. für die Warmwasserbereitung, funktioniert
dann derart, dass es für den Sollwert des Warmwassers einen unteren und einen oberen
Sollwert gibt. Die im Speicher gemessene Wassertemperatur soll dabei stets zwischen
diesen beiden Werten liegen: sobald der untere Sollwert unterschritten wird, startet
der Aufheizvorgang, der beendet wird, sobald der obere Sollwert erreicht wird. Dies
gilt in vergleichbarer Weise für einen Warmwasserspeicher, in dem das Warmwasser dauerhaft
zur Entnahme gespeichert ist, als auch für einen Pufferspeicher, der die Wärme speichert
und in der Art eines Durchlauferhitzers kalt in den Durchlauferhitzer einströmendes
Frischwasser erwärmt, das dann beim Ausströmen aus dem aus dem Durchlauferhitzer das
Warmwasser im Sinne der Erfindung bildet.
[0006] Die Einstellmöglichkeiten für die beiden Sollwerte können je nach verwendetem Regler
unterschiedlich sein: Oft wird nur der obere Sollwert am Regler eingestellt. Der untere
Sollwert ergibt sich aus einem fest im Regler hinterlegten Offset (beispielsweise
-5 K). Teilweise kann dieser Offset auch am Regler konfiguriert werden. Eine andere
Einstellweise besteht darin, dass am Regler ein Mittelwert gewählt wird. Der obere
Sollwert ergibt sich dann aus dem eingestelltem Mittelwert und einem positiven Offset
(beispielsweise +2,5 K), der untere Sollwert aus dem eingestelltem Mittelwert und
einem negativen Offset (beispielsweise -2,5 K).
[0007] Das Aufheizen des Wärmespeicherinhalts erfolgt im dem Ladekreislauf, wie er bereits
beschrieben wurde und grundsätzlich auch gemäß der Erfindung genutzt wird, entweder
über einen direkt im Speicher angeordneten Wärmetauscher oder über einen externen
Wärmetauscher, der primärseitig von Heizungswasser und sekundärseitig von zu erwärmendem
Speicherwasser durchströmt wird. Der Aufheizvorgang startet also dadurch, dass der
Ladekreislauf in Gang gesetzt wird. Hierfür kann entweder eine Speicherladepumpe (Umwälzpumpe)
eingeschaltet oder aber - insbesondere in Kombination mit einer Heizungsanlage - ein
Zweiwegeventil betätigt werden. Das Zweiwegeventil leitet das Heizungswasser in Richtung
des Wärmespeichers anstatt in Richtung der Raumheizung, wobei ggf. auch Zwischenstellungen
des Zweiwegeventils möglich sind, die eine Aufteilung der zur Verfügung stehenden
Wärme in Richtung Wärmespeicher und Raumheizung erlauben. Eine weitere Möglichkeit
ist üblich in kleineren Heizungsanlagen und/oder in Kombination mit einer Raumheizung,
in der ein direkter, ungemischter Heizkreis betrieben wird. Dabei wird der Sollwert
für die Vorlauftemperatur des Wärmeerzeugers bzw. der Fernwärmeübergabestation auf
einen Wert angehoben, der ausreicht, um den Speicherinhalt zu erwärmen, und währenddessen
der Heizkreis ausgeschaltet.
[0008] Wenn die gemessene Speichertemperatur den (oberen) Sollwert erreicht, werden der
Aufheizvorgang beendet und der Sollwert des Wärmeerzeugers bzw. der Fernwärmeübergabestation
(mithin der Wärmequelle) in einer mit der Raumheizung kombinierten Anlage wieder auf
den für die Raumheizung notwendigen Wert abgesenkt. In einer Anlage ohne Raumheizung
oder wenn die vorhandene Raumheizung nicht in Betrieb ist (beispielsweise in den Sommermonaten),
wird der Wärmeerzeuger ausgeschaltet oder - bei Fernwärmeversorgung - der Bezug der
Fernwärme gestoppt und eine Ladephase beendet. Der Kreislauf des erhitzten Wärmeträgers
in dem Ladekreis kann noch für die Dauer einer Nachlaufphase aufrechterhalten werden,
um Restwärme aus Heizkessel und Rohrleitungen in den Wärmespeicher zu laden und so
noch zu nutzen.
[0009] Die Dauer einer solchen Nachlaufphase ist im bekannten Stand der Technik entweder
fest im Regler hinterlegt oder konfigurierbar und beträgt beispielsweise 3 Minuten.
Auch wenn dieser Wert konfigurierbar ist, hat die Nachlaufphase nach Abschluss der
Einrichtung bzw. Inbetriebnahme der Warmwasserbereitungsanlage einen festen Wert,
der bei jedem Aufheizvorgang des Speichers gleich ist. Ein Nachteil dieses üblichen
Vorgehens besteht darin, dass die Nachlaufphase nicht an die Gegebenheiten der vorhandenen
Heizungsanlage angepasst ist. Je nach der Wärmekapazität auf der Heizungsseite, die
durch das Wasservolumen in Heizkessel und Rohrleitungen und die sonstigen wärmespeichernden
Materialien (Rohre, Wärmetauscher im Heizkessel) sowie das erreichte Temperaturniveau
bestimmt ist, ist bei Erreichen des Sollwertes im Wärmespeicher noch eine überschüssige
Wärmemenge vorhanden, die während der Nachlaufphase an den Wärmespeicherinhalt abgegeben
werden könnte. Durch eine zu kurze Nachlaufphase bleibt ein Teil dieser Wärmemenge
ungenutzt. Eine zu lange Nachlaufphase kann beispielsweise in Verbindung mit einer
Raumheizung und Warmwasservorrangschaltung dazu führen, dass der Heizkreis unnötig
lange nicht mit Wärme versorgt wird. Darüber hinaus kann durch eine zu lange Nachlaufphase
der Speicher durch das nun kühlere Heizungswasser wieder ein Stück weit entladen werden.
[0010] Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der eigentliche Aufheizvorgang bei Erreichen
der Solltemperatur beendet wird und der Wärmespeicherinhalt während der Nachlaufphase
weiter erwärmt wird. Hierdurch entsteht eine ungewollte Übererwärmung des Speicherinhalts,
was wiederum erhöhte Bereitstellungsverluste zur Folge hat.
[0011] Bei den bekannten Verfahren zur Warmwassererzeugung, wie sie eingangs dargestellt
sind, wird die erzeugte Wärme also nicht optimal ausgenutzt.
[0012] Aufgabe ist es daher, die im Rahmen der Warmwasserbereitung erzeugte Wärme optimal
auszunutzen bzw. die für die Warmwasserbereitung gewünschte Erwärmung des Wassers
mit einem möglichst geringen Energieeintrag und damit hohem Nutzungsgrad zu erreichen.
[0013] Diese Aufgabe wird mit durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und
eine Warmwasserbereitungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Erfindungsgemäß
ist bei den vorgeschlagenen Verfahren insbesondere vorgesehen, dass in der Erwärmungsphase
das Wärmeübertragen von in der Wärmequelle vorhandener Wärme jeweils in einer Ladephase
während der Wärmerzeugung durch die Wärmequelle und/oder in einer Nachlaufphase nach
einem Ausschalten der Wärmeerzeugung der Wärmequelle solange erfolgt, bis die in der
Wärmequelle erzeugte Wärme möglichst vollständig in den Wärmespeicher übertragen ist,
und/oder dass das Wärmeerzeugen durch die Wärmequelle in einer Ladephase abgeschaltet
wird, bevor eine voreingestellte Warmwasser-Solltemperatur
TWW,Soll in dem Wärmespeicher erreicht ist.
[0014] Als Ladephase wird also der Teil der Erwärmungsphase (Zeitraum) bezeichnet, in der
sowohl das Wärmeübertragen (bspw. durch aktive Zirkulation des Wärmeträgers in dem
Ladekreis) stattfindet als auch die Wärmequelle Wärme erzeugt, wobei die Wärmequelle
auch intermittierend Wärme erzeugen kann, d.h. die Wärmeerzeugung durch die Wärmequelle
abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Bei einem Heizkessel nennt man diesen Vorgang
auch "Takten".
[0015] Als Nachlaufphase wird ein Teil der Erwärmungsphase verstanden, in dem das Wärmeübertragen
noch stattfindet (bspw. durch aktive Zirkulation des Wärmeträgers in dem Ladekreis),
die Wärmequelle aber keine Wärme mehr erzeugt (d.h. nach dem Ausschalten der Wärmequelle
während einer Erwärmungsphase bzw. dem letztmaligen Ausschalten im getakteten Betrieb).
Die Nachlaufphase folgt also unmittelbar oder mittelbar auf die Ladephase, wobei während
der Nachlaufphase noch erwärmter Wärmeträger aus der Ladephase in dem Ladekreis vorhanden
ist. Die Nachlaufphase kann mittelbar auf die Ladephase folgen, wenn bspw. nach der
Ladephase eine Pause eingeschoben wird, bevor die Nachlaufphase beginnt. In der Pause
sind dann sowohl das Wärmeerzeugen (bspw. durch Ausschalten des Brenners oder einer
externen Wärmezufuhr) als auch das Wärmeübertragen (bspw. durch Ausschalten einer
Umwälzpumpe oder anderem Unterbinden der Zirkulation des Wärmeträgers) unterbrochen.
Während einer kurzen Pause bleibt also Wärme in dem Wärmeträger im Ladekreis gespeichert
und kann später in der Nachlaufphase noch übertragen werden.
[0016] Eine möglichst vollständiges Übertragen der erzeugten Wärme in den Wärmespeicher
ist im Einklang mit der Erfindung insbesondere dann erreicht, wenn sich die Temperatur
von in der Wärmequelle erwärmtem Wärmeträger und die Temperatur in dem Wärmespeicher
soweit angeglichen haben, dass aufgrund eines zumindest nahezu erreichten thermodynamischen
Gleichgewichts kein nennenswerter Energieübertrag mehr stattfindet. Hierbei ist erfindungsgemäß
unter "erzeugter Wärme" nur die Wärme zu verstehen, die in der Warmwasserbereitungsanlage
übertragbar ist. Notwendigerweise auftretende oder unvermeidbare Wärmeverluste (Bereitstellungsverluste,
bspw. durch Abstrahlung von erzeugter Wärme in der Warmwasserbereitungsanlage während
des normalen Betriebs und/oder aufgrund des Anlagenaufbaus) werden in diesem Sinne
nicht als erzeugte Wärme angesehen, weil die nicht vermeidbaren Wärmeverluste im normalen
Betrieb für eine Wärmeübertragung nicht zur Verfügung stehen.
[0017] Es ist beispielsweise möglich, die aktuell durch den Ladekreis abgegebene aktuelle
Wärmeleistung
Q̇aktuell zu bestimmen und das Wärmeübertragen dann zu beenden, wenn die aktuelle Wärmeleistung
Q̇aktuell einen definierten (d.h. konfigurierbar vorgegebenen) Schwellenwert unterschreitet.
Das Beenden des Wärmeübertragens führt in jedem Fall auch zu einem Beenden des Wärmeerzeugens
in der Wärmequelle. Es beendet damit die Erwärmungsphase durch Abschalten von Ladephase
oder Nachlaufphase, je nachdem, welche der Phasen gerade aktiv ist. Üblicherweise
wird dies die Nachlaufphase sein. Wenn sich die Temperatur von in der Wärmequelle
erwärmtem Wärmeträger und die Temperatur in dem Wasserspeicher auch in der Ladephase
soweit aneinander angleichen, dass ein Wärmeübertragen nicht mehr stattfindet, kann
aber auch die Ladephase gerade aktiv sein.
[0018] Der für die Warmwasserbereitung aufzuwendende Energieeintrag kann erfindungsgemäß
auch dadurch reduziert werden, dass das Wärmeerzeugen durch eine Wärmequelle in der
Ladephase aus- bzw. abgeschaltet wird, bevor die voreingestellte Warmwasser-Solltemperatur
TWW,Soll in dem Wärmespeicher erreicht ist. Auch durch diese Maßnahme wird die durch die Wärmequelle
bereits erzeugte und in der Wärmequelle oder dem Ladekreis gespeicherte Wärme zur
Aufwärmung des Wassers in dem Wärmespeicher verwendet, nachdem die Wärmequelle ausgeschaltet
wurde. Hier kann in einer einfachsten Ausführung, ggf. anlagenspezifisch abhängig
von der Wärmekapazität von Wärmequelle und/oder Ladespeicher sowie der Menge (dem
Volumen) des zu erwärmenden Wassers, eine Ausschalttemperatur
TWW,aus für die in dem Wärmespeicher gemessene Warmwassertemperatur
TWW festgelegt werden, die kleiner ist als die Warmwasser-Solltemperatur
TWW,Soll und bei deren Erreichen das Wärmeerzeugen beendet wird, d.h. die Wärmequelle ausgeschaltet
wird. Mathematisch ausgedrückt kann dieses Kriterium wie folgt beschrieben werden:

[0019] Die Warmwasser-Solltemperatur
TWW,Soll wird dann erst nach Ausschalten des Wärmeerzeugens durch die Wärmequelle erreicht,
indem die bereits erzeugte Wärme nach Ausschalten der Wärmequelle noch für ein weiteres
Erwärmen des in dem Wärmespeicher vorhandenen Wassers genutzt wird. Eine geeignete
Ausschalttemperatur
TWW,aus kann im einfachsten Fall empirisch festgelegt werden.
[0020] Durch die beiden beschriebenen Maßnahmen wird der Energieeintrag bei der Warmwasserbereitung
durch besseres und vollständigeres Ausnutzen der durch die Wärmequelle erzeugten Wärme
vermindert. Durch das frühe Ausschalten der Wärmequelle respektive des Wärmeerzeugers
der Wärmequelle vor Erreichen der Warmwasser-Solltemperatur (im Sinne der Zieltemperatur)
wird die Zieltemperatur erst mit der im System vorhandenen Restwärme erreicht. Die
Bereitstellungsverluste werden so reduziert, weil bei einer höheren Temperatur des
Speicherinhalts (als der Zieltemperatur) die Abstrahlverluste sowie die Verteilverluste
im Gebäude ansteigen. Das Bemessen der Nachlaufphase so, dass die in dem Wärmeerzeuger
und Rohrleitungssystem verbliebene Wärmeenergie möglichst vollständig in den Wärmespeicher
abgegeben wird, vermeidet einen Verlust von Wärmeenergie an die Umgebung während der
Stillstandphase. Durch beide Maßnahmen, die erfindungsgemäß kombiniert oder jeweils
einzeln anwendbar sind, findet also eine optimale Ausnutzung des Energieeintrags statt.
[0021] Für das beschriebene Beenden des Wärmeübertragens ist es besonders vorteilhaft, dass
die Ladephase oder Nachlaufphase dann beendet wird, wenn eine im Ladekreis abgegebene
aktuelle Wärmeleistung
Q̇aktuell kleiner (oder kleiner gleich, was durch die Formulierung "kleiner" mit abgedeckt
sein soll) einer gewichteten durchschnittlichen Wärmeleistung während vorausgegangener
Ladephasen oder Nachlaufphasen ist.
[0022] Häufig verfügen Wärmequellen mit Ladekreis über einen Wärmezähler, der bspw. die
Vorlauftemperatur
TVL und die Rücklauftemperatur
TRL im Ladekreis sowie den Massestrom im Ladekreis erfasst und daraus die aktuelle Wärmeleistung
Q̇aktuell im Ladekreis ermittelt, die im Wärmekreis abgegeben wird. Dies kann häufig abgefragt
werden. In einer Recheneinheit einer erfindungsgemäßen Warmwasserbereitungsanlage
können so die Werte der aktuellen Wärmeleistung
Q̇aktuell erfasst und Mittelwerte
Q̇MW der während vorausgegangener Ladephasen und/oder Nachlaufphasen abgegebenen Wärmeleistung
Q ermittelt werden. Diese Mittelwerte können in jeder Ladephase und/oder Nachlaufphasen
bspw. als gleitende Mittelwerte über einen bestimmten Zeitraum oder eine bestimmte
Anzahl von durchgeführten Warmwasserbereitungen bestimmt werden und aktualisieren
sich so fortlaufend.
[0023] Die Gewichtung kann durch einen Faktor
a gebildet sein, mit dem der Mittelwert
Q̇MW multipliziert wird, wobei der Faktor
a vorzugsweise in dem Wertebereich 0 <
a < 1 konfigurierbar und variierbar gewählt werden kann. Der Faktor a gibt (als Gewichtung)
ein Verhältnis der aktuellen Wärmeleistung zu dem Mittelwert
Q̇MW vor.
[0024] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann als Bedingung für das Beenden
des Wärmeübertragens die folgende Bedingung gelten bzw. abgefragt werden:

[0025] Hierbei sind
Q̇aktuell die aktuell registrierte (d.h. erfasste) und im Ladekreis abgegebene Wärmeleistung,
Q̇MW die in vorausgegangenen Erwärmungsphasen, Ladephasen oder Nachlaufphasen durchschnittliche
abgegebene Wärmeleistung und der Faktor
a ein definiert vorgegebener Wert für den Quotienten aus aktueller Wärmeleistung
Q̇aktuell und mittlerer Wärmeleistung
Q̇MW, durch den das Ausschalten des Wärmeübertragens abhängig von dem Mittelwert ausgelöst
wird bzw. erfolgt. Ein möglicher Wert für den Faktor
a kann bei 0,1 liegen, d.h. 10% der durchschnittlichen Wärmeleistung
Q̇MW.
[0026] Durch eine solche Ermittlung des Kriteriums für ein Beenden des Wärmeübertragens
in der Nachlaufphase wird sichergestellt, dass - bezogen auf den gesamten Wärmeübertrag
- tatsächlich der wesentliche Übertrag geleistet ist und durch die aktuell noch vorhandene
Wärme in dem Ladekreis nur noch ein vernachlässigbarer Beitrag geleistet wird bzw.
würde. Entsprechend ist der Wärmeverlust bei Beenden der Wärmeübertragung vernachlässigbar.
[0027] Entsprechendes gilt für eine Variante der bevorzugten Ausführungsform, bei der das
Ausschalten des Übertragens in der Ladephase erfolgt und entsprechend die aktuelle
abgegebene Wärmeleistung
Q̇aktuell in der Ladephase ermittelt wird.
[0028] Als alternatives oder ergänzend angewendetes Kriterium für das Ausschalten des Wärmeübertragens
kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen werden, dass zumindest
während der Ladephase und/oder der Nachlaufphase der Temperaturverlauf der Vorlauftemperatur
TVL im Ladekreis und der Temperaturverlauf der Rücklauftemperatur
TRL im Ladekreis und/oder der Warmwassertemperatur
TWW im Wärmespeicher erfasst werden und das Wärmeübertragen ausgeschaltet wird, wenn
die Differenz von Vorlauftemperatur
TVL und Rücklauftemperatur
TRL und/oder von Vorlauftemperatur
TVL und Warmwassertemperatur
TWW kleiner als ein oder keiner gleich einem jeweils vorgegebenen Schwellenwert sind.
Mathematisch ausgedrückt kann diese Bedingung wie folgt gefasst sein:

oder

[0029] wobei
TVL die Vorlauftemperatur im Ladekreis,
TRL die Rücklauftemperatur im Ladekreis sind. Der Schwellenwert für die Differenz zwischen
Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur im Ladekreis ist Δ
TLad,min, welcher eine minimale Spreizung im Ladekreis für die Abschaltung des Wärmeübertragens
(z. B. 1K) vorgibt. Der Schwellenwert für die Differenz zwischen Vorlauftemperatur
im Ladekreis und Warmwassertemperatur im Ladespeicher ist Δ
TVL,min, welcher eine minimale Übertemperatur des Ladekreises gegenüber der Speichertemperatur
für die Abschaltung des Wärmeübertragens (z. B. 3K) vorgibt. Jeder der Schwellenwerte
kann erfindungsgemäß konfigurierbar und variierbar sein.
[0030] Die Warmwassertemperatur
TWW im Wärmespeicher stimmt mit der Warmwassertemperatur des entnehmbaren Wassers nur
dann identisch überein, wenn der Wärmespeicher als Warmwasserspeicher ausgebildet
ist, in dem das Warmwasser nach dem Erwärmen bis zur Entnahme gespeichert ist. Im
Falle eines als Pufferspeicher ausgebildeten Wärmespeichers, in dem das Warmwasser
bspw. nach einem Durchlauferhitzerprinzip erwärmt wird, ist die Warmwassertemperatur
TWW im Wärmespeicher strenggenommen die Mediumtemperatur das Wärmemediums im Wärmespeicher,
die die Temperatur des Warmwassers definiert, wenn dieses den Durchlauferhitzer durchströmt
hat. Damit gibt diese Mediumtemperatur im Wärmespeicher die Warmwassertemperatur vor,
so dass diese in vorliegenden Text in gleicher Weise als Warmwassertemperatur
TWW bezeichnet werden.
[0031] Auch aus dem Beobachten von Temperaturverläufen lässt sich so mit einer für das erfindungsgemäße
Verfahren ausreichenden Genauigkeit ermitteln, dass die in der Wärmequelle erzeugte
Wärme vollständig oder nahezu vollständig in den Wärmespeicher übertragen worden ist.
Ein Temperaturverlauf lässt sich auch dann durch Nachinstallation von Temperatursensoren
vergleichsweise einfach ermitteln, wenn in der Wärmequelle oder dem Ladekreis kein
geeigneter Wärmezähler zur Verfügung steht oder dessen Werte für eine Recheneinheit
respektive Regelung oder Steuerung der Warmwasserbereitungsanlage nicht auslesbar
sind.
[0032] Diese vorstehenden Kriterien für das Beenden der Nachlaufphase bzw. Ladephase und/oder
das Abschalten des Wärmeübertragens aus dem Ladekreis in den Wärmespeicher können
sowohl in reinen Warmwasserbereitungsanlagen (ohne an die Wärmequelle zusätzlich angeschlossene
Heizung) als auch bei einer Warmwasserbereitungsanlage mit einer an der Wärmequelle
angeschlossenen Heizung mit mindestens einem Heizkreis zur Gebäudeheizung verwendet
werden. Im Falle einer angeschlossenen Heizung ist es besonders vorteilhaft, als ein
weiteres Kriterium für das Abschalten des Wärmeübertragens respektive das Beenden
der Ladephase oder Nachlaufphase bei der Warmwasserbereitungsanlage auch eine Vorlauftemperatur
im Heizkreis
THK zu beobachten. In diesem Fall kann als weiteres oder alternatives Kriterium vorgesehen
werden, dass bei einem an die Wärmequelle angeschlossenen Heizkreis zur Gebäudeheizung
zumindest während der Ladephase und/oder der Nachlaufphase die Temperaturverläufe
einer Vorlauftemperatur
TVL im Ladekreis und einer Vorlauftemperatur im Heizkreis
THK erfasst werden und das Wärmeübertragen ausgeschaltet wird, wenn die Differenz von
Vorlauftemperatur
TVL im Wärmespeicher und Vorlauftemperatur
THK im Heizkreis kleiner als ein (oder kleiner gleich einem) vorgegebenen Schwellenwert
sind.
[0033] Dieses weitere Kriterium lautet mathematisch ausgedrückt

wobei
THK die Vorlauftemperatur im Heizkreis (bei mehreren Heizkreisen: insbesondere die höchste
Vorlauftemperatur aller Heizkreise) und der Schwellenwert Δ
TVL-HK,min für Abschaltung des Ladekreises die minimale Übertemperatur der Vorlauftemperatur
im Ladekreis respektive der Vorlauftemperatur in der Wärmequelle gegenüber
THK (z. B. 2K) sind. Auch der Schwellenwert Δ
TVL-HK,min ist vorzugsweise erfindungsgemäß konfigurierbar und variierbar.
[0034] Durch dieses ergänzende Kriterium wird ein besonders reibungsloser Übergang von einem
Betrieb der Heizungsanlage respektive der Wärmequelle für die Warmwasserbereitung
zu einem Betrieb der Heizungsanlage respektive der Wärmequelle für die Gebäudeheizung
erreicht, weil bei Erfüllen dieser Bedingung die Vorlauftemperatur der Wärmequelle
gerade mit einer Vorlauftemperatur im Heizkreis (oder deren Sollwert) übereinstimmt.
Die Phase der Wärmebereitung (Erwärmungsphase) geht dann nahtlos in eine Phase des
Gebäudeheizbetriebs über.
[0035] Gemäß einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen
werden, dass das Wärmeübertragen ab- bzw. ausgeschaltet wird, wenn eines der vorstehend
beschriebenen Kriterien erfüllt ist, d.h.

oder

oder

[0036] Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausschalten des Wärmeerzeugens kann bevorzugt
genau dann erfolgen, wenn die während der Ladephase in der Wärmequelle und dem Ladekreis
gespeicherte Wärme, d.h. die im System gespeicherte Restwärme, gerade oder genau ausreicht,
um die Warmwasser-Solltemperatur
TWW,Soll ohne weitere Wärmezufuhr zu erreichen. Hierdurch wird der notwendige Energieeintrag
für die Warmwasserbereitung minimiert und damit die Energieeffizienz optimiert.
[0037] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass
die Ausschalttemperatur
TWW,aus für das Abschalten des Wärmeerzeugens in der Ladephase bei Erreichen der Ausschaltemperatur
TWW,aus durch eine gemessene Warmwassertemperatur
TWW aus dem Temperaturverlauf der gemessenen Warmwassertemperatur
TWW einer oder mehrerer Vorhergehender Warmwasserbereitungen ermittelt wird. Dies kann
bspw. dadurch erfolgen, dass das Maximum des Temperaturverlaufs der gemessenen Warmwassertemperatur
TWW,max nach dem Abschalten des Wärmeerzeugers ermittelt und eine Differenztemperatur Δ
T zu der Warmwasser-Solltemperatur
TWW,Soll gebildet wird, d.h. Δ
T =
TWW,Soll -
TWW,max. Die Ausschaltemperatur
TWW,aus wird kann dann bspw. durch Addition mit der Differenztemperatur Δ
T (ggf. unter Anwendung einer Gewichtung) korrigiert werden zu

wobei eine Gewichtung in dem dargestellten Beispiel nicht angewendet wurde. Der Fachmann
kann leicht auch andere Möglichkeiten zur adaptiven Anpassung Ausschalttemperatur
TWW,aus im Rahmen seines Fachwissens finden. Durch iterative Anwendung in aufeinanderfolgenden
Warmwasserbereitungen wird die Ausschalttemperatur
TWW,aus so iterativ optimiert. Als Differenztemperatur Δ
T kann, bspw. zur Glättung und kleineren Gewichtung von Ausreißern, auch ein Mittelwert
aus mehreren vorausgegangenen Differenztemperaturen Δ
T verwendet werden. Durch eine erneute Ermittlung der der Ausschaltemperatur
TWW,aus nach jeder Warmwasserbereitung oder in vorgegeben Abständen, bspw. jeder n-ten Warmwasserbereitung
oder auch nach einer bestimmten Anzahl von Tagen, verhält sich die Ausschaltemperatur
TWW,aus adaptiv und passt sich automatisch veränderten Betriebsbedingungen an.
[0038] Ein konkreter Algorithmus bietet die Möglichkeit, eine adaptive Anpassung der Ausschalttemperatur
TWW,aus für aufeinander folgende Warmwasserbereitungen n unter Vorgabe einer Starttemperatur
bei der ersten Warmwasserbereitung
n = 1 und dann weitere Warmwasserbereitungen
n > 1 zu beschreiben (adaptives Lernverfahren):
TWW,Soll entspricht hierbei dem im Regler eingestellten Sollwert für die zu erreichende Temperatur
im Wärmespeicher (z. B. 60°C), und es wird
TWW,Soll als Startbedingung für das Verfahren gesetzt.
[0039] Für die Bestimmung des korrekten Endzeitpunktes für die Wärmeerzeugung im Rahmen
des adaptiven Lernverfahrens können die Temperatur des Wärmespeichers
TWW während der ersten Ladephase, die mit Erreichen von
TWW,Soll und dem damit verbundenen Abschalten der Wärmequelle endet, sowie - aus nachfolgend
noch erläuterten Gründen - optional die Vorlauftemperatur im Ladekreis beobachtet
werden. Während der Nachlaufphase und zu Beginn der sich ggf. anschließenden Auskühlphase
wird die maximal erreichte Wärmespeichertemperatur
TWW,max ermittelt, die dann bei der nächsten Warmwasserbereitung zur Adaption der Ausschalttemperatur
TWW,aus herangezogen wird.
[0040] Eine Optimierung des Verfahrens kann darin bestehen, die tatsächliche Vorlauftemperatur
zu berücksichtigen und deren Wert in die Bestimmung des Ausschaltpunktes respektive
der Ausschalttemperatur
TWW,αus einfließen zu lassen. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die Vorlauftemperatur
der Wärmequelle nicht konstant sein muss. Ist die Vorlauftemperatur geringer als im
Durchschnitt, dann wird die Ausschalttemperatur
TWW,αus geringfügig angehoben und umgekehrt. Dazu kann vorteilhafterweise Weise die Vorlauftemperatur
der Wärmequelle
TVL während der Ladephasen erfasst und ein Mittelwert, bspw. ein gleitender Mittelwert
über eine vorgegebene Anzahl von mehreren Warmwasserbereitungen, gebildet werden.
[0041] Die Erfindung betriff auch eine Warmwasserbereitungsanlage mit einer Wärmequelle,
einem Wärmespeicher, einem Ladekreis zum Übertragen von Wärme aus der Wärmequelle
in den Wärmespeicher und einer Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung, die insbesondere
eine Recheneinheit umfasst, ist erfindungsgemäß zur Durchführung des vorbeschriebenen
Verfahrens oder Teilen hiervon eingerichtet.
[0042] Erfindungsgemäß kann die Warmwasserbereitungsanlage einen Vorlauftemperaturfühler
zur Messung der Vorlauftemperatur im Ladekreis, einen Rücklauftemperaturfühler zur
Messung der Rücklauftemperatur im Ladekreis und/oder einen Wärmezähler zur Ermittlung
der im Ladekreis abgegebene Wärmemenge aufweisen. Der Ladekreis ist ein geschlossener
Kreislauf zwischen der Wärmequelle und dem Wärmespeicher, in dem der Wärmeträger zirkuliert,
wobei als Vorlauf des Ladekreises der Zweig des Ladekreises gilt, in dem in der Wärmequelle
erwärmter Wärmeträger dem Wärmespeicher zugeführt wird und als Rücklauf des Ladekreises
der Zweig des Ladekreises gilt, in dem der Wärmeträger nach Abgabe der Wärme in dem
Wärmespeicher zu der Wärmequelle zurückgeführt wird. Für die Zirkulation des Wärmeträgers
in dem Ladekreis kann eine auch als Speicherladepumpe bezeichnete Umwälzpumpe vorgesehene
sein. Ferner kann die Warmwasserbereitungsanlage einen Warmwassertemperaturfühler
zur Messung der Warmwassertemperatur im Wärmespeicher aufweisen. Wie beschrienen kann
der Wärmespeicher insbesondere als Warmwasserspeicher oder Pufferspeicher für einen
Durchlauferhitzer ausgebildet sein.
[0043] Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar mit dem Vorlauftemperaturfühler,
dem Rücklauftemperaturfühler, dem Wärmezähler, der Umwälzpumpe und/oder dem Warmwassertemperaturfühler
verbunden. Bei einer unmittelbaren Verbindung ist die Steuereinrichtung direkt mit
den erwähnten Komponenten verbunden und kann auf deren Messwerte zugreifen. In diesem
Fall steuert die Steuereinrichtung die gesamte Warmwasserbereitungsanlage, einschließlich
einer Basisregelung der Warmwasserbereitungsanlage respektive des Ladekreises, d.h.
insbesondere die Regelung der Vorlauftemperatur im Ladekreis, das An- und Abschalten
der Wärmequelle und/oder das An- und Abschalten der Umwälzpumpe, und die im Rahmen
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens umgesetzte Optimierung.
[0044] In einer anderen Ausführungsform weist die erfindungsgemäß vorgeschlagene und zur
Durchführung des Verfahren eingerichtete Steuereinrichtung eine Schnittstelle (insbesondere
eine Kommunikationsschnittstelle) zu einem Regler zur Basissteuerung der Warmwasserbereitungsanlage
auf. Die Steuereinrichtung kann auf den Regler Stellbefehle zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens aufschalten und Messwerte von Temperaturfühlern, insbesondere von dem Warmwassertemperaturfühler,
abrufen. Der durch den Regler vermittelten Zugriff auf Komponenten ist mit einem mittelbaren
Zugriff der Steuereinrichtung auf die Komponenten gemeint.
[0045] Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung zumindest unmittelbar an den Vorlauftemperaturfühler
zur Messung der Vorlauftemperatur im Ladekreis, den Rücklauftemperaturfühler zur Messung
der Rücklauftemperatur im Ladekreis und/oder den Wärmezähler zur Ermittlung der im
Ladekreis abgegebene Wärmemenge angeschlossen. Mit den Messwerten dieser Komponenten
ist, je nach geeigneter Kombination der Geräte und Ausgestaltung des Verfahrens, das
erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren durchführbar. Stellbefehle und Messwerte
anderer Komponenten können dann über die Schnittstelle an den Regler gesendet und/oder
von diesem empfangen werden.
[0046] Dazu ist der Regler dann vorzugweise an eine Umwälzpumpe im Ladekreis angeschlossen,
um durch An- und Abschalten der Umwälzpumpe die Zirkulation des Wärmeträger im Ladekreis
und damit das Wärmeübertragen an- und abzuschalten. Der Regler ist zur entsprechenden
Ausgabe von Steuerbefehlen an die Umwälzpumpe eingerichtet, bspw. durch Ein- und Ausschalten
einer Stromversorgung oder durch eine Busansteuerung. Ebenso kann der Regler an den
Warmwassertemperaturfühler zur Messung der Warmwassertemperatur im Wärmespeicher angeschlossen
sein, um die aktuelle Warmwassertemperatur auszulesen. Dies sind Messdaten und Steuerbefehle
zur Steuerung der Warmwasserbereitung, wie eingangs bereits beschreiben. Diese werden
üblicherweise von einer Regelung zur Basissteuerung einer Warmwasseranlage benötigt
und verwendet, wobei die Regelung auch die Wärmequelle bei Bedarf an- und abschaltet.
Dazu ist die Regelung auch mit der Wärmequelle verbunden oder in diese integriert.
[0047] In einer alternativen Ausgestaltung kann die Steuereinrichtung an die Umwälzpumpe
und den Warmwassertemperaturfühler angeschlossen sein. Dann kann die Steuereinrichtung
direkt auf die Messwerte des Warmwassertemperaturfühlers zugreifen und die Umwälzpumpte
direkt durch An- und Abschalten ansteuern. Über die Schnittstelle besteht dann eine
Verbindung mit dem Regler, um die Wärmequelle bei Bedarf durch den Regler an- und
abzuschalten. In dieser Ausgestaltung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung
einen Steuereingang aufweist, der an einen Steuerausgang des Reglers zur Verbindung
mit der Umwälzpumpe angeschlossen ist, und einen Messwertausgang aufweist, der an
einen Messwerteingang des Reglers zur Verbindung mit dem Warmwassertemperaturfühler
eingerichtet ist. Dann kann die Steuereinrichtung nicht nur den Messwert des Warmwassertemperaturfühlers
auslesen, sondern auch einen Simulationswert auf dem Messwertausgang an den Regler
ausgeben und damit den Regler so beeinflussen, dass das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt wird, insbesondere die Wärmequelle abgeschaltet wird. Hierzu muss der
Simulationswert bspw. bei Erreichen der Ausschalttemperatur
TWW,aus im Wärmespeicher, gemessen von dem Warmwassertemperaturfühler, einen Simulationswert
ausgeben, der der voreingestellten Warmwasser-Solltemperatur
TWW,Soll entspricht. Damit schaltet der Regler die Wärmequelle aus, d.h. er beendet die Ladephase.
Die Nachlaufphase kann die Steuereinrichtung dann unmittelbar über die direkt angeschlossene
Umwälzpumpe steuern, indem diese an- und abgeschaltet wird, unabhängig von dem am
Steuerausgang des Reglers ausgegebenen Signal.
[0048] An die Warmwasserbereitungsanlage kann in einer kombinierten Warmwasserbereitungs-
und Heizanlange auch mindestens ein Heizkreis angeschlossen sein, über den der Wärmeträger
zu Gebäudeheizflächen geführt wird. Dazu ist ein Vorlauf des Heizkreises an den Vorlauf
des Ladekreises und ein Rücklauf des Heizkreises an einen Rücklauf des Ladekreises
angeschlossen sein, wobei der Vorlauf und der Rücklauf des Heizkreises über ein Mischventil
verbunden sind, um die Vorlauftemperatur im Heizkreis
THK einzuregeln. Im Vorlauf des Heizkreises kann dazu ein Heizkreis-Vorlauftemperaturfühler
vorgesehen sein.
[0049] Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steuereinrichtung für eine Warmwasserbereitungsanlage
mit einer Schnittstelle und einer Recheneinheit beschrieben, wobei die Schnittstelle
einen ersten Steueranschluss zur Verbindung mit einer Wärmequelle und einen zweiten
Steueranschluss zur Verbindung mit einer Umwälzpumpe im Ladekreis einer Warmwasseranlage
und/oder einen Kommunikationsanschluss zur Verbindung mit einem Regler zur Basissteuerung
der Warmwasserbereitungsanlage sowie einen ersten Fühleranschluss zur Verbindung mit
einem Wärmezähler, mit einem Vorlauftemperaturfühler im Ladekreis und/oder mit einem
Rücklauftemperaturfühler im Ladekreis aufweist. Erfindungsgemäß ist die Recheneinheit
der Steuereinrichtung zur Durchführung des Eingangs beschrieben Verfahrens eingerichtet.
Diese Steuereinrichtung kann durch die vorgesehene Schnittstelle einfach an bestehende
Warmwasserbereitungsanlagen angeschlossen werden und so die erfindungsgemäß vorgeschlagene,
energieeffiziente Warmwasserbereitung auch in bestehenden Anlagen nachrüsten. Ein
zweiter Fühleranschluss an einen Warmwassertemperaturfühler kann mittelbar über den
Regler oder unmittelbar mit dem Warmwassertemperaturfühler verbunden sein. Ferner
kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, wie bereits im Zusammenhang mit einer
anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben, einen Steuereingang aufweisen,
der an einen Steuerausgang des Reglers zur Verbindung mit der Umwälzpumpe angeschlossen
ist, und einen Messwertausgang aufweisen, der an einen Messwerteingang des Reglers
zur Verbindung mit dem Warmwassertemperaturfühler eingerichtet ist.
[0050] Auch die vorbeschriebene (separate) Steuereinrichtung bildet, angeschlossen an eine
vorbeschriebene Warmwasserbereitungsanlage, eine Warmwasserbereitungsanlage im Sinne
der Erfindung.
[0051] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich
auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung.
Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale zusammen
oder in beliebiger fachmännisch sinnvoller Kombination zum Gegenstand der Erfindung,
auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in beschriebenen bzw. dargestellten Ausführungsbeispielen
oder in den Ansprüchen.
[0052] Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,
die angeschlossen an eine Warmwasserbereitungsanlage auch eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Warmwasserbereitungsanlage bildet;
- Fig. 2
- schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
und einer erfindungsgemäßen Warmwasserbereitungsanlage;
- Fig. 3
- schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
und einer erfindungsgemäßen Warmwasserbereitungsanlage;
- Fig. 4
- schematisch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
und einer erfindungsgemäßen Warmwasserbereitungsanlage;
- Fig. 5
- schematisch eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
und einer erfindungsgemäßen Warmwasserbereitungsanlage;
- Fig. 6
- eine Verlaufsgrafik einer Warmwasserbereitung gemäß einem aus dem Stand der Technik
bekannten Verfahren mit fester Nachlaufphase nach Abschalten der Wärmequelle;
- Fig. 7
- eine Verlaufsgrafik einer Warmwasserbereitung gemäß einem aus dem Stand der Technik
bekannten Verfahren mit Darstellung der Rücklauftemperatur im Warmwasserladezweig
und fester Nachlaufphase nach Abschalten der Wärmequelle;
- Fig. 8
- eine Verlaufsgrafik einer Warmwasserbereitung gemäß einer Ausführungsform mit einer
variablen Nachlaufphase nach Abschalten der Wärmequelle;
- Fig. 9
- eine Verlaufsgrafik einer Warmwasserbereitung gemäß einer weiteren Ausführungsform
mit einer variablen Nachlaufphase nach Abschalten der Wärmequelle unter Berücksichtigung
der Vorlauftemperatur eines vorhandenen Heizkreises;
- Fig. 10
- eine Verlaufsgrafik einer Warmwasserbereitung gemäß einer weiteren Ausführungsform
mit einem variablen Abschalten der Wärmequelle.
[0053] In den nachfolgend beschriebenen Fig. 1 bis 5 werden verschiedenen Ausführungsformen
von erfindungsgemäßen Warmwasserbereitungsanlagen 1a, 1b, 1c, 1d, 1e dargestellt,
die jeweils erfindungsgemäße Steuereinrichtungen 50a, 50b, 50c, 50d, 50e aufweisen.
Die Steuereinrichtungen 50a, 50b, 50c, 50d, 50e weisen jeweils eine (nicht dargestellte)
Recheneinheit auf, die zur Durchführung von erfindungsgemäßen Verfahren zur Bereitung
von Warmwasser in einem Gebäude eingerichtet sind. Verschiedene Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Verfahren anhand von Verlaufsgrafiken gemäß Fig. 8 bis Fig.
10 werden erläutert. Die Verlaufsgrafiken gemäß Fig. 6 und Fig. 7 zeigen Verfahren
zur Warmwasserbereitung nach einem firmeninternen Stand der Technik.
[0054] Gleiche Komponenten der Warmwasserbereitungsanlagen 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, der Steuereinrichtungen
50a, 50b, 50c, 50d, 50e und gleiche Verfahrensabschnitte in den Fig. 5 bis 10 sind
der Einfachheit halber mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nur einmal
ausführlich erläutert. Die zugehörige Beschreibung gilt für alle Ausführungsbeispiele
in derselben Weise.
[0055] Die in Fig. 1 dargestellte Warmwasserbereitungsanlage 1a umfasst eine Wärmequelle
2, einen Wärmespeicher 3 und eine Ladekreis 4 zum Übertragen von Wärme aus der Wärmequelle
2 in den Wärmespeicher 3. Der Ladekreis 4 ist ein geschlossener Kreislauf zwischen
der Wärmequelle 2 und dem Wärmespeicher 3, in dem ein Wärmeträger, bspw. Wasser, zirkuliert.
Der Wärmeträger wird in der Wärmequelle 2 erwärmt und über einen Vorlauf 5 des Ladekreises
4 von der Wärmequelle 2 dem Wärmespeicher 3 zugeführt sowie in einem Rücklauf 6 des
Ladekreises 4 nach Abgabe der Wärme in dem Wärmespeicher 3 zu der Wärmequelle 2 zurückgeführt.
Dazu ist in dem Wärmespeicher 3 ein nicht dargestellter Wärmetauscher vorgesehen,
über den in dem Wärmespeicher 3 befindliches Wasser erwärmt wird. Über einen Kaltwasserzulauf
7 wird dem Wärmespeicher kaltes Wasser zugeführt und in dem Wärmespeicher 3 auf eine
gewünschte Temperatur erwärmt und für längere Zeit gespeichert. Besonders bevorzugt
ist der Wärmespeicher 3 gerade kein Durchlauerhitzer, sondern dient der Erwärmung
und längeren Speicherung von Warmwasser, das aus dem Wärmespeicher jederzeit gezapft
werden kann. Über eine Verteilleitung 8 können Verbraucher das Warmwasser dann bei
Bedarf aus dem Wärmespeicher 3 abrufen, bspw. durch Zapfen an einem Wasserhahn. Die
Warmwassertemperatur ist durch einen Warmwassertemperaturfühler 9 messbar.
[0056] Die Zirkulation des Wärmeträgers in dem Ladekreis 4 wird durch eine an- und abschaltbare
Umwälzpumpe 10 erreicht.
[0057] In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Warmwasserbereitungsanlage
1a durch eine zu der Warmwasserbereitungsanlage 1a gehörige Steuereinrichtung 50a
gesteuert. Die Steuereinrichtung umfasst dazu einen in Fig. 1 nicht gesondert dargestellten
Regler 11a, der in diesem Ausführungsbeispiel mit der Steuereinrichtung 50a zusammenfällt.
Zu den Funktionen des Reglers 11a (respektive der Steuereinrichtung 50a in dieser
Ausführungsform) zählt die Basisregelung der Warmwasserbereitungsanlage 1a mit dem
An- und Abschalten der Wärmequelle 2, dem Regeln der Vorlauftemperatur im Ladekreis
4 und dem An- und Abschalten der Umwälzpumpe 10, und zwar abhängig von der im Wärmespeicher
3 durch den Warmwassertemperaturfühler 9 gemessenen Warmwassertemperatur. Fällt diese
in dem Warmwassertemperaturspeicher auf einen zu niedrigen Wert, wird die Warmwasserbereitung
im Zuge der Basisregelung aktiviert, bis das Warmwasser in dem Wärmespeicher (wie
bereits beschrieben) ausreichend erwärmt ist.
[0058] Die Steuereinrichtung 50a ist dazu mit einer nicht näher dargestellten Schnittstelle
versehen, die einen ersten Steueranschluss zur Verbindung mit der Wärmequelle 2 und
einen zweiten Steueranschluss zur Verbindung mit der Umwälzpumpe 10 im Ladekreis 4
sowie einen zweiten Fühleranschuss zum dem Warmwasserfühler 9 aufweist. Alle Anschlüsse
in diesem Ausführungsbeispiel sind als gestrichelte Linien dargestellt, die sowohl
einen Kabelanschluss als auch drahtlosen Anschluss symbolisieren können.
[0059] Außerdem ist die (nicht dargestellte) Recheneinheit der Steuereinrichtung 50a zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet, das eingangs bereits ausführlich
beschrieben wurde und später anhand von Verlaufsgrafiken noch einmal kurz beschrieben
wird. Dazu weist die Schnittstelle der Steuereinrichtung einen ersten Fühleranschluss
auf, der mit einem Wärmezähler 12 und einem Vorlauftemperaturfühler 13 verbunden ist,
um weitere für das Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens benötige Messwerte
zu erhalten. Andere Ausführungsformen sehen statt der hier beschriebenen Kombination
Wärmezähler 12 und Vorlauftemperaturfühler 13 einen Vorlauftemperaturfühler 13 und
einen Rücklauftemperaturfühler 14 vor. Diese Kombination sind zwischen den Ausführungsformen
beliebig austauschbar.
[0060] Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform von Warmwasserbereitungsanlage 1b und Steuereinrichtung
50b der zuvor beschriebenen Ausführungsform grundsätzlich ähnlich. Der wesentliche
Unterschied liegt darin, dass der Regler 11b zur Basisteuerung direkt der Wärmequelle
2 zugeordnet sowie mit der Umwälzpumpe 10 und dem Warmwassertemperaturfühler 9 direkt
verbunden ist. Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete
Steuereinrichtung 50b ist mit dem Regler über eine Kommunikationsverbindung 15 und
über diesen mittelbar mit der der Umwälzpumpe 10 und dem Warmwassertemperaturfühler
9 verbunden. Die Steuereinrichtung 50b ist also separat von dem Regler 11b vorgesehen.
[0061] Die Warmwasserbereitungsanlage 1c in Fig. 3 entspricht der Warmwasserbereitungsanlage
1b aus Fig. 2 mit dem Unterschied, dass anstelle des Wärmezählers 12 in dem Rücklauf
6 des Ladekreises 4 an dem Rücklauf 6 ein Rücklauftemperaturfühler 14 vorgesehen ist,
analog zu dem Vorlauftemperaturfühler 13 am Vorlauf 5 des Ladekreises 4.
[0062] Die Ausführungsform der Warmwasserbereitungsanlage 1d in Fig. 4 unterscheidet sich
von der Warmwasserbereitungsanlage 1c (Fig. 3) dadurch, dass die Steuereinrichtung
50d nicht dem Regler 11d aufgeschaltet werden kann, d.h. keine Kommunikationsverbindung
zwischen der Steuereinrichtung 50d und dem Regler 11d besteht. Stattdessen ist vorgesehen,
dass die Steuereinrichtung 50d einen Steuereingang aufweist, der an einen Steuerausgang
des Reglers 11d zur Verbindung 16 mit der Umwälzpumpe 10 angeschlossen ist, und einen
Messwertausgang aufweist, der an einen Messwerteingang des Reglers zur Verbindung
17 mit dem Warmwassertemperaturfühler 9 eingerichtet ist. Die Steuereinrichtung 50d
ist dann direkt an die Umwälzpumpe 10 und den Warmwassertemperaturfühler 9 angeschlossen.
[0063] In diesem Fall werden die Umwälzpumpe 10 und der Warmwassertemperaturfühler von dem
Regler 11d getrennt und direkt an die Steuereinrichtung 50d angeschlossen. Der Regler
11d erhält als Simulationswert den Widerstandswert für die Temperaturmessung statt
von dem Warmwassertemperaturfühler 9 von der Steuereinrichtung 50d, die dadurch eine
vorzeitige Abschaltung der Wärmequelle 2 erreichen kann, durch entsprechende Simulation
eines geeigneten Widerstandswerts. Die Umwälzpumpe 10 wird ebenso von der Steuereinrichtung
50d direkt gesteuert, so dass die Nachlaufphase nach Bedarf verlängert oder verkürzt
werden kann.
[0064] Die in Fig. 5 gezeigte Warmwasserbereitungsanlage 1e entspricht der Warmwasserbereitungsanlage
1a gemäß Fig. 1 mit dem Unterschied, dass die Warmwasserbereitungsanlage 1e Teil einer
Heizungsanlage ist. Dazu ist ein Heizkreis an den Ladekreis 4 angeschlossen, über
den der Wärmeträger zu (nicht dargestellten) Gebäudeheizflächen geführt wird. Ein
Vorlauf 21 des Heizkreises 20 ist an den Vorlauf 5 des Ladekreises 4 und ein Rücklauf
22 des Heizkreises 20 an einen Rücklauf 6 des Ladekreises 4 angeschlossen, wobei der
Vorlauf 21 und der Rücklauf 22 des Heizkreises 20 über ein Mischventil 23 verbunden
sind, um die Vorlauftemperatur
THK im Heizkreis 20 einzuregeln. Im Vorlauf 21 des Heizkreises 20 ist dazu ein Heizkreis-Vorlauftemperaturfühler
24 vorgesehen.
[0065] Nachfolgend wird mit Bezug auf die Verlaufsgrafiken zum Temperaturverlauf gemäß den
Fig. 5 bis Fig. 10 der Effekt der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Ausgangspunkte sind die Temperaturverläufe bei bekannten Verfahren aus einem internen
Stand der Technik, der in den Figuren 5 und 6 erläutert ist.
[0066] In der Verlaufsgrafik nach Fig. 5 sind typische Temperaturverläufe T über die Zeit
t bei einer herkömmlichen Warmwasserbereitung dargestellt, und zwar die Vorlauftemperatur
im Ladekreis 4 und die Warmwassertemperatur
TWW im Wärmespeicher 3, wie sie durch den Warmwassertemperaturfühler 9 gemessen wird.
Die Warmwasserbereitung beginnt im Zeitpunkt t=0 mit dem Aufheizen des Wassers in
der Erwärmungsphase 100 durch Erhöhen der Vorlauftemperatur nach dem Anschalten der
Wärmequelle 2 bis auf eine maximale Vorlauftemperatur von etwa 80 °C im dargestellten
Beispiel. Diese Ladephase 101 dauert an, bis die Warmwassertemperatur
TWW den Warmwassersollwert
TWW,Soll im Zeitpunkt t=1 erreicht. Wie zu sehen ist, erwärmt sich der Inhalt des Wärmespeichers
3 nach Ende der Ladephase 101 (Abschalten der Wärmequelle 2) noch weiter. Es schließt
sich ein zeitlich vordefinierte Nachlaufphase 102 bis zum Zeitpunkt t=2 an, in der
die Warmwassertemperatur aufgrund der im Ladekreis 4 und der Wärmequelle 2 gespeicherten
Wärme auf eine maximale Temperatur
TWW,max steigt, die größer ist als die Warmwasser-Solltemperatur
TWW,Soll. Im gezeigten Beispiel wird die maximale Temperatur während der Nachlaufphase 102
erreicht; dieser Punkt kann aber auch erst nach Abschluss der Nachlaufphase (nach
Beginn der Auskühlphase 103) erreicht werden. Der Energieeintrag wird nicht effizient
genutzt.
[0067] Fig. 7 verdeutlicht ein weiteres Problem. Die Nachlaufphase 120 ist in diesem Beispiel
zu kurz, um die in Wärmequelle 2 und Ladekreis 4 enthaltene Wärme vollständig an den
Wärmespeicherinhalt abzugeben. Es beginnt die Auskühlphase 103, in der ein Teil der
im Wärmträger gespeicherten Wärme (gegenüber der Warmwassertemperatur
TWW signifikant erhöhte Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur
TRL) ungenutzt abkühlt. Hierfür wird ein unnötiger Energieeintrag verbraucht.
[0068] Wie Fig. 8 für eine Warmwasserbereitungsanlage a1, 1b, 1c, 1d entsprechend den Fig.
1 bis 4 zeigt, besteht die Lehre der Erfindung darin, die Nachlaufphase 102 nicht
nach einer festen Zeitdauer zu beenden, sondern die Nachlaufphase 102 dann zu beenden
(Zeitpunkt t=2), wenn keine nennenswerte Wärmeleistung mehr vom Ladekreis 4 in den
Wärmespeicher 3 abgegeben wird. Dieser Zustand ist daran zu erkennen, dass sich die
Warmwassertemperatur
TWW sowie die Vorlauftemperatur und auch die Rücklauftemperatur
TRL im Ladekreis 4 näherungsweise angeglichen haben. Unterschiedliche Kriterien für das
Beenden der Nachlaufphase wurden eingangs bereits ausführlich erläutert. Eine ähnliche
Situation kann sich ergeben, wenn die Ladephase 101 unter den definierten Bedingungen
beendet wird.
[0069] Wenn die abgegebene Wärmeleistung, wie hier zum Zeitpunkt t=2 dargestellt, nur noch
sehr klein ist, lohnt es sich nicht, den Ladekreis 4 weiter zu betreiben, da dafür
elektrische Antriebsenergie für die Umwälzpumpe 10 benötigt wird. Die Nachlaufphase
102 kann sich, je nach den Gegebenheiten in Wärmequelle 2 und Ladekreis 4 und den
Betriebsbedingungen, gegenüber der festen Zeit eines herkömmlichen Reglers verkürzen
oder verlängern. Zusätzlich kann auch noch eine Maximaldauer definiert werden, um
unerwünscht lange Laufzeiten zu vermeiden.
[0070] Im Falle einer kombinierten Warmwasserbereitungsanlage 1e mit Heizungslage, wie sie
in Fig. 5 gezeigt ist, kann es energetisch günstig sein, die Nachlaufphase 102 zum
Zeitpunkt t=2 dann zu beenden, wenn die Vorlauftemperatur in dem Ladekreis 4 der in
etwa einer Vorlauftemperatur
THK im Heizkreis entspricht, wie in Fig. 9 dargestellt. So wird erreicht, dass die Erwärmungsphase
100 nahtlos in eine Heizphase 104 übergeht.
[0071] Gemäß einen weiteren Aspekt zur effizienten Nutzung des Energieeintrags schlägt die
Erfindung vor, das Wärmeerzeugen bereits vor Erreichen der Solltemperatur
TWW,Soll für den Warmwassertemperatur
TWW im Wärmespeicher 3 zu stoppen. Dies entspricht einer Verkürzung der Ladephase 101,
so dass
TWW,Soll erst während der Nachlaufphase 102 erreicht wird und
TWW,Soll =
TWW,max gilt. Der entsprechende Temperaturverlauf ergibt sich aus Fig. 10.
Bezugszeichenliste:
[0072]
- 1a, 1b, 1c, 1d, 1e
- Warmwasserbereitungsanlage
- 2
- Wärmequelle
- 3
- Wärmespeicher
- 4
- Ladekreis
- 5
- Vorlauf des Ladekreises
- 6
- Rücklauf des Ladekreises
- 7
- Kaltwasserzulauf
- 8
- Verteilleitung
- 9
- Warmwassertemperaturfühler
- 10
- Umwälzpumpe, auch Speicherladepumpe genannt
- 11a, 11b, 11c, 11d, 11e
- Regler zur Basissteuerung der Warmwasserbereitungsanlage
- 12
- Wärmezähler
- 13
- Vorlauftemperaturfühler
- 14
- Rücklauftemperaturfühler
- 15
- Kommunikationsverbindung
- 16
- Steueranschluss zur Verbindung mit der Umwälzpumpe
- 17
- Messwerteingang zur Verbindung mit dem Warmwassertemperaturfühler
- 20
- Heizkreis
- 21
- Vorlauf des Heizkreises
- 22
- Rücklauf des Heizkreises
- 23
- Mischventil
- 24
- Heizkreis-Vorlauftemperaturfühler
- 50a, 50b, 50c, 50d, 50e
- Steuereinrichtung
- 100
- Erwärmungsphase
- 101
- Ladephase
- 102
- Nachlaufphase
- 103
- Abkühlphase
- 104
- Heizphase
1. Verfahren zur Bereitung von Warmwasser in einem Gebäude mittels einer Warmwasserbereitungsanlage
(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) mit einer Wärmequelle (2), einem Wärmespeicher (3) und einem
Ladekreis (4) zum Übertragen von Wärme aus der Wärmequelle (2) in den Wärmespeicher
(3), wobei bei dem Verfahren das Aufheizen des Warmwassers in einer Erwärmungsphase
(100) erfolgt, in der Wärme aus der Wärmequelle (2) in den Wärmespeicher (3) übertragen
wird und in der die Wärmequelle (2) zumindest zeitweise Wärme erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragen von in der Wärmequelle (2) vorhandener Wärme in einer Ladephase
(101) während der Wärmerzeugung durch die Wärmequelle (2) oder in einer Nachlaufphase
(102) nach einem Ausschalten der Wärmeerzeugung der Wärmequelle (2) solange erfolgt,
bis die in der Wärmequelle (2) erzeugte Wärme in den Wärmespeicher (3) übertragen
ist, und/oder dass das Wärmeerzeugen durch die Wärmequelle (2) in einer Ladephase
(101) abgeschaltet wird, bevor eine voreingestellte Warmwasser-Solltemperatur (TWW,Soll) in dem Wärmespeicher (3) erreicht ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladephase (101) oder Nachlaufphase (102) beendet wird, wenn eine im Ladekreis
(4) abgegebene aktuelle Wärmeleistung (Q̇aktuell) kleiner einer gewichteten durchschnittlichen Wärmeleistung (Q̇MW) während vorausgegangener Ladephasen (101) oder Nachlaufphasen (102) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Ladephase (101) und/oder der Nachlaufphase (102) die Temperaturverläufe
einer Vorlauftemperatur (TVL) im Ladekreis (4) und einer Rücklauftemperatur (TRL) im Ladekreis (4) und/oder einer Warmwassertemperatur (TWW) im Wärmespeicher (3) erfasst werden und das Wärmeübertragen ausgeschaltet wird,
wenn die Differenz von Vorlauftemperatur (TVL) und Rücklauftemperatur (TRL) und/oder von Vorlauftemperatur (TVL) und Warmwassertemperatur (TWW) kleiner als ein jeweils vorgegebener Schwellenwert sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem an die Wärmequelle (2) angeschlossenen Heizkreis (20) zur Gebäudeheizung
zumindest während der Ladephase (101) und/oder der Nachlaufphase (102) die Temperaturverläufe
einer Vorlauftemperatur (TVL) im Ladekreis (4) und einer Vorlauftemperatur (THK) im Heizkreis (20) erfasst werden und das Wärmeübertragen ausgeschaltet wird, wenn
die Differenz von Vorlauftemperatur (TVL) im Ladekreis (4) und Vorlauftemperatur (THK) im Heizkreis (20) kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeerzeugen dann abgeschaltet wird, wenn die während der Ladephase (101) in
der Wärmequelle (2) und dem Ladekreis (4) gespeicherte Wärme ausreicht, um die Warmwasser-Solltemperatur
(TWW,Soll) zu erreichen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausschalttemperatur (TWW,aus) für das Abschalten des Wärmeerzeugens in der Ladephase (101) bei Erreichen der Ausschaltemperatur
(TWW,aus) durch eine gemessene Warmwassertemperatur (TWW) aus dem Temperaturverlauf der gemessenen Warmwassertemperatur (TWW) in dem Wärmespeicher (3) einer oder mehrerer vorhergehender Warmwasserbereitungen
ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeerzeugen durch die Wärmequelle (2) in der Ladephase (101) abgeschaltet wird,
sobald die der gemessenen Warmwassertemperatur (TWW) in dem Wärmespeicher (3) die Ausschalttemperatur (TWW) erreicht.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Ermitteln der Ausschalttemperatur (TWW,aus) die tatsächliche Vorlauftemperatur (TVL) der Wärmequelle (2) berücksichtigt wird.
9. Warmwasserbereitungsanlage mit einer Wärmequelle (2), einem Wärmespeicher (3), einem
Ladekreis (4) zum Übertragen von Wärme aus der Wärmequelle (2) in den Wärmespeicher
(3) und einer Steuereinrichtung (50a, 50b, 50c, 50d, 50e), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50a, 50b, 50c, 50d, 50e) zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.
10. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmwasserbereitungsanlage (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) einen Regler (11a, 11b, 11c,
11d, 11e) zur Basissteuerung aufweist und die Steuereinrichtung (50a, 50b, 50c, 50d,
50e) eine Schnittstelle umfasst, die mit dem Regler (11a, 11b, 11c, 11d, 11 e) zur
Basisteuerung verbindbar ist.
11. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50a, 50b, 50c, 50d, 50e) an einen Vorlauftemperaturfühler
(13) zur Messung der Vorlauftemperatur (TVL) im Ladekreis (4), einen Rücklauftemperaturfühler (14) zur Messung der Rücklauftemperatur
(TRL) im Ladekreis (4) und/oder einen Wärmezähler (12) zur Ermittlung der im Ladekreis
(4) abgegebene Wärmemenge angeschlossen ist.
12. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) an eine Umwälzpumpe (10) im Ladekreis (4) und
an einen Warmwassertemperaturfühler (9) zur Messung der Warmwassertemperatur (TWW) im Wärmespeicher (3) angeschlossen ist.
13. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50a, 50b, 50c, 50d, 50e) an die Umwälzpumpe (10) und den Warmwassertemperaturfühler
(9) angeschlossen ist.
14. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (50a, 50b, 50c, 50d, 50e) einen Steuereingang aufweist, der
an einen Steuerausgang des Reglers (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) zur Verbindung mit der
Umwälzpumpe (10) angeschlossen ist, und einen Messwertausgang aufweist, der an einen
Messwerteingang des Reglers (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) zur Verbindung mit dem Warmwassertemperaturfühler
(9) eingerichtet ist.
15. Steuereinrichtung für eine Warmwasserbereitungsanlage (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) mit einer
Schnittstelle und einer Recheneinheit beschrieben, wobei die Schnittstelle einen ersten
Steueranschluss zur Verbindung mit einer Wärmequelle (2) und einen zweiten Steueranschluss
zur Verbindung mit einer Umwälzpumpe (10) im Ladekreis (4) einer Warmwasserbereitungsanlage
(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) und/oder einen Kommunikationsanschluss zur Verbindung mit einem
Regler (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) zur Basissteuerung der Warmwasserbereitungsanlage
(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) sowie einen ersten Fühleranschluss zur Verbindung mit einem Wärmezähler
(12), mit einem Vorlauftemperaturfühler (13) im Ladekreis (4) und/oder mit einem Rücklauftemperaturfühler
(14) im Ladekreis (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit der Steuereinrichtung (50a, 50b, 50c, 50d, 50e) zur Durchführung
des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.