DE19834742A1 - Verfahren und Anlagensystem zur Regelung der Wärmeübergabe an Wärmetauschern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Wärmeübergabe an Wärmetauschern bei Anlagensystemen, die thermische Energie mit wenigstens einem Beförderungssystem von einem thermischen Niveau hoher Temperatur zur einem thermischen Niveau niedriger Temperatur mit steuerbarer Förderleistung transportieren, wobei die am Wärmetauscher primärseitig übertragene und/oder sekundärseitig übergebene Wärmemenge pro Zeit erfaßt wird und die Förderleistung des/der zugeordneten Beförderungssysteme abhängig von der erfaßten Wärmemenge pro Zeit geregelt wird, wobei das/die Beförderungssysteme so betrieben werden, daß die übertragene und/oder übergebene Wärmemenge pro Zeit ein Maximum ist. DOLLAR A Ferner betrifft die Erfindung ein Anlagensystem mit einem Wärmeerzeuger (3), einem ersten Beförderungssystem (1), einem Wärmetauscher (4), einem Wärmeverbraucher (5), einem Wärmemengenzähler und damit wirkverbunden einer Steuereinheit (6), wobei der Wärmemengenzähler (14, 15, 16, 17, 24, 25, 26) und eine in der Förderleistung steuerbare Pumpe (13, 23) im ersten und/oder einem zweiten Beförderungssystem (1, 2) vorgesehen sind, wobei die Pumpe (13, 23) mit der Steuereinheit (6) wirkverbunden ist und die Pumpe (13) so geregelt wird, daß die gemessene Wärmemenge pro Zeiteinheit ein Maximum bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Wärmeübergabe an Wärmetauschern bei Anlagensystemen, die thermische Energie mit wenigstens einem Beförderungssystem von einem thermischen Niveau hoher Temperatur zu einem thermischen Niveau niedriger Temperatur mit steuerbarer Förderleistung transportieren, wobei eine Wärmemenge erfaßt wird, sowie ein Anlagensystem mit einem Wärmeerzeuger, einem ersten Beförderungssystem, einem Wärmetauscher, einem Wärmeverbraucher, einem Wärmemengenzähler und damit wirkverbunden einer Steuereinheit.

Anlagen bzw. Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Wärmeübertragung an Wärmetauschern sind in unterschiedlichster Ausgestaltung bekannt. In derartigen Anlagen wird thermische Energie von einem thermischen Niveau mit hoher Temperatur, im allgemeinen von einem Wärmeerzeuger, zu einem thermischen Niveau niedrigerer Temperatur, im allgemeinen einem Wärmeverbraucher, transportiert, wobei zwischen beiden Niveaus wenigstens ein Wärmetauscher angeordnet ist. Dabei wird die Wärme mittels Beförderungssystemen zum Wärmetauscher übertragen bzw. vom Wärmetauscher abgeführt. Solche Beförderungssysteme bestehen meist aus einer Ringleitung, in der ein flüssiges oder gasförmiges Medium als Energieträger zirkuliert. Die Beförderung erfolgt mittels Pumpen.

Es ist bekannt, die Pumpen mit einer konstanten Pumpleistung (Drehzahl) zu betreiben und gegebenenfalls die Zirkulation zu unterbrechen. Um jedoch eine ausreichende Wärmeabnahmemöglichkeit am Wärmetauscher zu schaffen, muß die Pumpleistung für eine kurzfristige, erhöhte Wärmeabnahme, beispielsweise für eine gewünschte Brauchwasserschüttleistung, ausgelegt sein und mithin einen großen Volumenstrom erzeugen. Nachteilig ist, daß bei geringerer Wärmeabnahme die Temperaturdifferenz zwischen Eingang und Ausgang am Wärmetauscher fällt und mithin der Wärmetauscher nicht in seinem optimalen Arbeitspunkt betrieben wird. Ferner benötigt die Zirkulationspumpe eine erhebliche Antriebsleistung.

Ferner sind für Solaranlagen drehzahlgeregelte Pumpen bekannt, die als Führungsgröße die Temperaturdifferenz zwischen Kollektor und Solarspeicher oder die Temperatur nur am Kollektor erfassen. Mit diesem Verfahren kann zwar ein exakter Einschaltpunkt für die Zirkulation bestimmt werden, jedoch wird der Wärmetauscher nicht in allen Betriebssituationen mit optimalem Wirkungsgrad betrieben.

Ein ähnliches Verfahren bzw. Anlagensystem ist aus der DE 43 13 276 A1 bekannt. Die darin beschriebene Solaranlage und das Verfahren zur Regelung derselben schlägt zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der Solaranlage mit Wärmetauscher vor, den Volumenstrom des primären und den Volumenstrom des sekundären Kreislaufes in Abhängigkeit von an zwei Temperaturfühlern gemessenen Temperaturen, einmal im Primärkreislauf zwischen Solarmodul und Wärmetauscher und weiter im Sekundärkreislauf hinter dem Wärmetauscher, zu steuern. Damit soll neben dem Wirkungsgrad des Solarmoduls auch der Wirkungsgrad des Wärmetauschers berücksichtigt werden. Gleichwohl ist durch die alleinige Erfassung von Temperaturen im Primär- und Sekundärkreislauf der genaue Energieübertrag am Wärmetauscher nicht feststellbar und mithin kann der optimale Wirkungsgrad des Wärmetauschers nicht in allen Betriebssituationen erreicht werden.

Ferner ist in dem Artikel "Ertragsoptimierung thermischer Solaranlagen durch modulierte Schalt­ temperaturdifferenz" von Volker Böhringer in HLH Band 48, Januar 1997, Seite 24 bis 30 eine das Füllvolumen des Solarkollektors und das Volumen der Speicherzuleitung berücksichtigende Regelung für die Zirkulation im Solarkreis beschrieben. Dabei werden jedoch auch lediglich die Temperaturen an relevanten Stellen des Kreislaufes gemessen und lediglich nach dem genannten Volumen gewichtet. Die tatsächlich am Wärmetauscher übertragenen Wärmemengen werden nicht erfaßt.

Ein dem Oberbegriff des Anspruches 1, 5 oder 6 entsprechendes Verfahren bzw. Anlagensystem ist aus dem DE 92 19 121 U1 bekannt. In der dort beschriebenen Regelungsvorrichtung für die Entnahmetemperatur von Brauchwasser mit Trinkwasserqualität wird eine von einer Wärmemengenmessung abhängige Regelung behandelt, bei der jedoch lediglich eine genaue Einhaltung der Brauchwasserausgabetemperatur trotz starker Schwankungen des Entnahmevolumens bei begrenzter Primärtemperatur erreicht werden soll. Dabei wird für jeden Moment der Entnahme aus der aktuellen Temperatur des entnommenen Brauchwassers und der pro Zeiteinheit entnommenen Menge des Brauchwassers sowie aus der Zulauftemperatur des Frischwassers zum Sekundärkreis des Wärmetauschers die jeweils für die Konstanthaltung der Ausgabetemperatur des Brauchwassers notwendige Wärmemenge errechnet, die über die Umwälzpumpe dem Heißwasserspeicher entnommen und dem Wärmetauscher zugeführt wird. Hierbei wird jedoch lediglich die am Sekundärkreis gemessene, entnommene Wärmemenge durch entsprechende Ansteuerung der Heißwasserpumpe im Primärkreis in einem festen, vorgegebenen Verhältnis gesteuert.

Aufgabe der Erfindung ist es jedoch, den Wirkungsgrad an Wärmetauschern regelungstechnisch zu optimieren.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. mit einem Anlagensystem gemäß Anspruch 5 oder 6 gelöst. Damit wird die Wärmeübergabe in einem Wärmetauscher immer in Abhängigkeit der Betriebssituation bei einem maximalen Wirkungsgrad gehalten. Eine derartige Regelung ist besonders vorteilhaft für Wärmeerzeuger, die eine für den momentanen Verbrauch nicht ausreichende Wärme liefern können und/oder die aufgrund äußerer Umstände unterschiedliche Wärmeleistungen erbringen. Ein derartiger Wärmeerzeuger kann beispielsweise ein Solarkollektor sein, der zufällig nach der Sonneneinstrahlung und weiteren Umgebungsbedingungen Wärme liefert. Bei derartigen Anlagen werden zur Speicherung der Wärme häufig Pufferspeicher und/oder zur Deckung des Restbedarfes eine Zusatzheizung installiert. Um jedoch den Pufferspeicher möglichst optimal zu beladen und/oder weitestgehend auf ein Zusatzheizen zu verzichten, wird mit der erfindungsgemäßen Regelung bzw. Anlage immer eine maximale Wärmemenge im Wärmetauscher übertragen, was insgesamt zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Gesamtanlage führt.

Das wesentliche der Erfindung ist, daß die Förder­ leistung, also in der Regel die Drehzahl der Pumpe, entsprechend der im gleichen Zirkulationssystem erfaßten Wärmemenge pro Zeit als primäre Führungsgröße geregelt wird. Dabei wird die Förderleistung so geregelt, daß die pro Zeiteinheit übertragene Wärmemenge ein Maximum bildet. Hiervon können jedoch auch Abwandlungen möglich sein, bei denen Trägheiten des Systems, Langzeiteffekte oder Überlagerungen mit weiteren Führungsgrößen berücksichtigt werden. Weitere Führungsgrößen sind beispielsweise die Temperaturdifferenz zwischen den beiden thermischen Niveaus zum Ein- und Ausschalten des Beförderungssystems (Pumpe).

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems bestehen also darin, daß der Wirkungsgrad eines Wärmetauschers auch bei unterschiedlichem Wärmeangebot- und/oder Wärmeverbrauch verbessert wird, da der Wärmetauscher immer im optimalen Arbeitspunkt betrieben wird. Somit kann die Energieausbeute eines Wärmeerzeugers erhöht werden. Bei einem Solarkollektor wird beispielsweise die im Kollektor erzeugte Wärmemenge schneller abtransportiert und somit mehr Solarenergie umgesetzt. Gleichfalls wird die Schüttleistung eines Wärmeverbrauchers erhöht, so beispielsweise bei einem mit Heizwasser betriebenen Durchlauferhitzer, da die momentane Wärmeleistung des Wärmetauschers steigt.

Damit zusammenhängend verringert sich der Stromverbrauch der Beförderungspumpen, da die Drehzahl und somit die Leistung auf die zu befördernde Wärmemenge angepaßt wird. Insgesamt kann somit erfindungsgemäß der Anlagennutzungsgrad ganzer Energiesysteme erhöht werden, da das Verhältnis aus eingetragener und entnommener Wärmemenge steigt.

Dadurch, daß Ein- und Ausschaltpunkte für das Beförderungssystem bestimmt werden und als Eingangsgröße die Temperaturdifferenz der beiden thermischen Niveaus erfaßt wird, können wirtschaftliche Ein- und Ausschaltbedingungen berücksichtigt werden. Bei einem Solarkollektor wird beispielsweise die Kollektorentemperatur als erwünschtes thermisches Niveau hoher Temperatur mit wenigstens der minimalen Speichertemperatur verglichen. Unterschreitet die Temperaturdifferenz einen bestimmten Schwellwert, ist ein wirtschaftlicher Betrieb der Solaranlage nicht mehr möglich. Die Anlage kann ausgeschaltet werden. Gleichfalls braucht die Anlage erst bei Überschreiten einer bestimmten Temperaturdifferenz eingeschaltet werden.

Wenn die Regelung nach dem Einschalten des/der Beförderungssysteme erst nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitabschnitts einsetzt, wird vermieden, daß gegebenenfalls in den Zirkulationsleitungen abgekühltes Energieträgermedium kurzfristig zu einer Fehlregelung führt. Die Regelung beginnt erst dann, wenn das gesamte Medium umgewälzt ist.

Dadurch, daß die erfaßte Wärmemenge über vorbestimmte und/oder veränderliche Zeiträume gemittelt wird, kann die Trägheit des Anlagensystems berücksichtigt werden.

Vorrichtungsgemäß zeichnet sich das eingangs genannte Anlagensystem dadurch aus, daß der Wärmemengenzähler und eine in der Förderleistung steuerbare Pumpe im ersten und/oder zweiten Beförderungssystem vorgesehen sind, wobei die Pumpe mit der Steuereinheit wirkverbunden ist und so geregelt wird, daß die gemessene Wärmemenge pro Zeiteinheit ein Maximum bildet. Dabei weist der Wärmemengenzähler einen im Beförderungssystem angeordneten Volumenstromgeber sowie zwei Temperatursensoren, die am Vorlauf und Rücklauf des Beförderungssystems nahe am Wärmetauscher angeordnet sind, auf.

Bevorzugt ist der Wärmeerzeuger ein Solarkollektor, wobei daran zusätzlich ein Temperatursensor zur Erfassung der Kollektortemperatur vorgesehen ist. Bei einer Solaranlage ist der Energieeintrag so unregelmäßig und zufällig, daß mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine erhebliche Verbesserung des Anlagenwirkungsgrades möglich ist.

Nachfolgend wird das Anlagensystem und das Regelungsverfahren anhand dreier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Anlagenaufbaus mit zwei Beförderungssystemen,

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer Solaranlage zur Brauchwassererwärmung und

Fig. 3 eine Prinzipskizze einer Regelung für einen Wärmetauscher mit direktem sekundärseitigen Brauchwasseranschluß.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze eines thermischen Anlagensystems, bei dem thermische Energie von einem Wärmeerzeuger über einen Wärmetauscher zu einem Wärmeverbraucher übertragen wird. Darin sind als wesentliche Bauelemente ein Wärmeerzeugersystem 3, ein Wärmetauschersystem 4 sowie ein Wärmeverbrauchersystem 5 gezeigt, wobei anzumerken ist, daß jedes System aus mehreren gleichartigen Bauelementen bestehen kann. Zwischen dem Wärmeerzeuger 3 und dem Wärmetauscher 4 ist ein erstes Beförderungssystem 1 als Primärkreis angeordnet. Das erste Beförderungssystem 1 hat eine Zirkulations­ leitung, die aus Vorlauf 11, der vom Erzeuger 3 zum Wärmetauscher 4 führt, und Rücklauf 12, der vom Wärmetauscher 4 zum Wärmeerzeuger 3 führt, besteht. In dem ersten Beförderungssystem 1 ist ein flüssiges oder gasförmiges Energieträgermedium enthalten, das mittels einer Pumpe 13, die bevorzugt im Rücklauf 12 angeordnet ist, zirkuliert wird. Die Pumpe 13 ist in ihrer Förderleistung, beispielsweise drehzahlabhängig, steuerbar. Ferner ist in dem ersten Beförderungssystem 1 ein Volumenstromgeber 14 vorgesehen, der ebenfalls bevorzugt in der Rücklaufleitung 12 angeordnet ist. Ferner ist sowohl im Vorlauf 11 wie auch im Rücklauf 12 des ersten Beförderungssystems 1 je ein Temperatursensor 15, 16 angeordnet. Bevorzugt sind die Temperatursensoren 15, 16 entgegen der lediglich aus Übersichtlichkeitsgründen gegebenen Anordnung in Fig. 1 nahe am Wärmetauscher 4 angeordnet.

Zwischen dem Wärmetauscher 4 und dem Wärmeverbraucher 5 ist ein zweites Beförderungssystem 2 angeordnet, das den Sekundärkreis bildet. Das zweite Beförderungssystem 2 ist spiegelbildlich zum ersten Beförderungssystem 1 mit gleichen Elementen ausgestattet. Die Zirkulationsleitung des zweiten Beförderungssystems 2 besteht aus einem Vorlauf 21 und einem Rücklauf 22. Im Vorlauf 21 ist ein Temperatursensor 25 angeordnet. Der Rücklauf 22 weist einen weiteren Temperatursensor 26, eine in der Förderleistung steuerbare Pumpe 23 und einen Volumenstromgeber 24 auf.

Ferner ist eine Steuereinheit 6 vorgesehen, die mit Wirkverbindungen 114, 115 und 116 mit dem Volumenstromgeber 14 und den Temperatursensoren 15 und 16 des Primärkreises 1 sowie mittels Wirkleitungen 124, 125 und 126 mit dem Volumenstromgeber 24 und den beiden Temperatursensoren 25, 26 verbunden sind. Die Steuereinheit 6 weist einen Auswerterechner auf und ist mittels Wirkleitungen 113 und 123 mit den in der Förderleistung regelbaren Pumpen 13 und 23 der beiden Beförderungssysteme 1, 2 verbunden.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Anlagensystems und insbesondere der Regelung erläutert.

Der Wärmeerzeuger 3, der beispielsweise eine Feuerungsanlage, ein Wärmespeicher, ein Solarkollektor oder dergleichen ist, erwärmt das im Primärkreis 1 enthaltene Energieträgermedium, wobei dieses Medium mittels Pumpe 13 zirkuliert wird. Das vom Wärmeerzeuger 3 erwärmte Medium gelangt über den Vorlauf 11 zum Wärmetauscher 4, wo Wärmeenergie an das im Sekundärkreis 2 mittels Pumpe 23 zirkulierende Energieträgermedium abgegeben wird. Das aus dem Wärmetauscher 4 auf der Primärseite austretende Energieträgermedium weist somit eine geringere Temperatur auf, die im Rücklauf 12 mit Temperatursensor 16 erfaßt wird. Ebenfalls wird im Rücklauf 12 das Fördervolumen über Volumenstromgeber 14 erfaßt.

Entsprechend wird das im Wärmetauscher 4 erwärmte Energieträgermedium im Sekundärkreislauf 2 über Vorlauf 21 und Temperatursensor 25 zum Wärmever­ braucher 5 transportiert. Im Wärmeverbraucher 5, beispielsweise einem Heizkörper, einem Wärmespeicher oder dergleichen, wird Wärmeenergie abgegeben, so daß im Rücklauf 22 das Energieträgermedium mit geringerer Temperatur, die mit Temperatursensor 26 erfaßt wird, zum Wärmetauscher 4 zurückgeführt wird. Zur Erfassung des momentanen Fördervolumens ist im Sekundärkreis 2 der Volumenstromgeber 24 vorgesehen.

Die Meßwerte der Volumenstromgeber 14, 24 und der Temperatursensoren 15, 16, 25, 26 werden über Wirkleitungen 114, 115, 116, 124, 125, 126 zur Steuereinheit 6 übertragen. In der Steuereinheit 6 wird die vom Primärkreis 1 im Wärmetauscher 4 übertragene Wärmemenge pro Zeiteinheit aus den Meßwerten des Volumenstromgebers 14 und den Temperatursensoren 15 und 16 errechnet. Ebenso wird die auf den Sekundärkreis 2 übertragene Wärmemenge aus den Meßwerten des Volumenstromgebers 24 und den Temperatursensoren 25 und 26 ermittelt.

Die Zirkulation wird nach einem vorbestimmten Einschaltkriterium, beispielsweise einer vorgegebenen Temperaturdifferenz zwischen den beiden thermischen Niveaus des Wärmeerzeugers und des Wärmeverbrauchers eingeschaltet. Nach einer ebenfalls vorgegebenen Einschaltverzögerung wird dann laufend die am Wärmetauscher 4 übertragene oder abgegebene Wärmemenge ermittelt und die Drehzahl und damit die Förderleistung der Pumpen 13 und 23 so geregelt, daß die übertragene oder abgegebene Wärmemenge im Wärmetauscher 4 ein Maximum ist. Dies wird mit an sich bekannten numerischen Verfahren zur Maximumsermittlung erreicht, z. B. mit Verfahren, bei denen die Drehzahl in kleinen Schritten verändert und dann je nach Ergebnis der dann übertragenen Wärmemenge das Maximum schrittweise angenähert wird.

Das zweite Beförderungssystem kann auch ein offenes System sein, bei dem beispielsweise Brauchwasser im Wärmetauscher zum Verbrauch erwärmt wird. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 als Prinzipskizze einer den Inhalt eines Brauchwasser­ speichers erwärmenden Solaranlage dargestellt. Gleiche oder ähnliche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.

In Fig. 2 ist der Wärmeerzeuger als Solarkollektor 31 ausgebildet. Der "Wärmeverbrauch" erfolgt an einer in einem Brauchwasserspeicher 51 angeordneten Wärme­ tauscherschlange 41. Zwischen dem Solarkollektor 31 und der Wärmetauscherschlange 41 ist das erste Beförderungssystem 1 mit einer Vorlaufleitung 11 und einer Rücklaufleitung 12 angeschlossen. Zur Zirkulation des darin enthaltenen Energieträgermediums ist eine Solarpumpe 13, die der in der Förderleistung regelbaren vorgenannten Pumpe entspricht, angeordnet. Ferner ist ein Wärmemengenzähler 17 im Zirkulationssystem vorgesehen, der wenigstens einen Volumenstromgeber und zwei Temperatursensoren umfaßt. Zur Steuerung ist eine Steuereinheit 6 mit der Solarpumpe 13 und dem Wärmemengenzähler 17 wirkverbunden.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die im Sonnenkollektor 31 aufgenommene Wärme mit einem nicht dargestellten Temperatursensor am Solarkollektor 31 überwacht und bei Überschreiten einer Temperaturdifferenz zum Brauchwasserspeicher wird die Zirkulation eingeschaltet. Entsprechend wird die Zirkulation unterhalb eines Schwellenwertes der Temperaturdifferenz ausgeschaltet. Bei der Zirkulation wird das warme Energieträgermedium über Vorlauf 11 in den Brauchwasserspeicher 51 geleitet und gibt dort über Wärmetauscherschlange 41 Wärmeengerie an das Brauchwasser ab. Das erwärmte Brauchwasser wird oben am Brauchwasserspeicher 51 über Warmwasserentnahme 53 entnommen. Gleichzeitig fließt Kaltwasser über Kaltwasserzufluß 52 nach.

Das so in der Wärmetauscherschlange 41 abgekühlte Energieträgermedium wird über Rücklauf 12 zum Solarkollektor 31 rückgepumpt. Die im Wärmemengen­ zähler 17 erfaßte Wärmemenge pro Zeiteinheit wird in der Steuerung 6 ausgewertet und die Drehzahl und damit die Förderleistung der Solarpumpe 13 so geregelt, daß die übertragene Wärmemenge pro Zeiteinheit ein Maximum bildet.

Damit ist insbesondere bei der zufälligen Wärmeabgabe eines Solarkollektors eine optimale Energieausnutzung und Wärmeübertragung auf den Brauchwasserspeicher erreicht. Der Gesamtwirkungsgrad der Anlage sowie die solare Deckungsrate des Systems steigen an.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform mit einem direkten Brauchwasseranschluß am Wärmetauscher dargestellt.

In diesem Ausführungsbeispiel ist wieder ein allgemeiner Wärmeerzeuger 3 vorgesehen, der mit einem ersten Beförderungssystem 1 mit einem Wärmetauscher 4 zur direkten Brauchwassererwärmung verbunden ist. Zur Zirkulation des Wärmeträgermediums im Beförderungssystem 1 ist in der Rücklaufleitung 12 eine Ladepumpe 13 angeordnet. Ferner ist ein Wärmemengenzähler 17 im Zirkulationssystem angeordnet. Ferner ist eine Steuereinheit 6 mit der Pumpe 13 und dem Wärmemengenzähler 17 wirkverbunden.

Die Steuereinheit 6 regelt dabei die Drehzahl der Ladepumpe 13 so, daß eine maximale Wärmemenge übergeben wird. Damit wird die in dem Wärmetauscher auf das Brauchwasser übergebene Wärmemenge optimiert und unabhängig von der momentan angeforderten Brauchwasserschüttleistung der optimale Arbeitspunkt des Wärmetauschers erreicht. Insgesamt kann ein höherer Wirkungsgrad des Wärmetauschers gewährleistet werden.

Bezugszeichenliste

1

erstes Beförderungssystem, Primärkreis

11

Zirkulationsleitung, Vorlauf

12

Zirkulationsleitung, Rücklauf

13

Pumpe

14

Volumenstromgeber

15

Temperatursensor

16

Temperatursensor

17

Wärmemengenzähler

2

Zweites Beförderungssystem, Sekundärkreis

21

Zirkulationsleitung, Vorlauf

22

Zirkulationsleitung, Rücklauf

23

Pumpe

24

Volumenstromgeber

25

Temperatursensor

26

Temperatursensor

3

Wärmeerzeuger (-system)

31

Solarkollektor

4

Wärmetauscher (-system)

41

Wärmetauscherschlange

5

Wärmeverbraucher (-system)

51

Brauchwasserspeicher

52

Kaltwasserzufluß

53

Warmwasserentnahme

6

Steuereinheit

113

Wirkleitung

114

Wirkleitung

115

Wirkleitung

116

Wirkleitung

123

Wirkleitung

124

Wirkleitung

125

Wirkleitung

126

Wirkleitung

Claims (8)

1. Verfahren zur Regelung der Wärmeübergabe an Wärmetauschern bei Anlagensystemen, die thermische Energie mit wenigstens einem Beförderungssystem von einem thermischen Niveau hoher Temperatur zu einem thermischen Niveau niedriger Temperatur mit steuerbarer Förderleistung transportieren, wobei eine Wärmemenge erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die am Wärmetauscher primärseitig übertragene und/oder sekundärseitig übergebene Wärmemenge pro Zeit erfaßt wird und die Förderleistung des/der zugeordneten Beförderungssysteme abhängig von der erfaßten Wärmemenge pro Zeit geregelt wird, wobei das/die Beförderungssysteme so betrieben werden, daß die übertragene und/oder übergebene Wärmemenge pro Zeit ein Maximum ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ein- und Ausschaltpunkte für das Beförderungssystem bestimmt werden und als Eingangsgröße die Temperaturdifferenz der beiden thermischen Niveaus erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung nach dem Einschalten des/der Beförderungssysteme erst nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitabschnitts einsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Wärmemenge über vorbestimmte und/oder veränderliche Zeiträume gemittelt wird.

5. Anlagensystem mit einem Wärmeerzeuger, einem ersten Beförderungssystem, einem Wärmetauscher, einem Wärmeverbraucher, einem Wärmemengenzähler und damit wirkverbunden einer Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmemengenzähler (14, 15, 16, 17) und eine in der Förderleistung steuerbare Pumpe (13) im ersten Beförderungssystem (1) vorgesehen sind, wobei die Pumpe (13) mit der Steuereinheit (6) wirkverbunden ist und die Pumpe (13) so geregelt wird, daß die gemessene Wärmemenge pro Zeiteinheit ein Maximum bildet.

6. Anlagensystem mit einem Wärmeerzeuger, einem ersten Beförderungssystem, einem Wärmetauscher, einem Wärmeverbraucher, einem an der Sekundärseite des Wärmetauschers angeordneten Wärmemengenzähler und damit wirkverbunden einer Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sekundärseite des Wärmetauschers (4) eine in der Förderleistung steuerbare Pumpe (23) vorgesehen ist und ein zweites Beförderungssystem (2) bildet, wobei die Pumpe (23) mit der Steuereinheit (6) wirkverbunden ist und die Pumpe (23) so geregelt wird, daß die gemessene Wärmemenge pro Zeiteinheit ein Maximum bildet.

7. Anlagensystem nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmemengenzähler einen im Beförderungssystem (1, 2) angeordneten Volumenstromgeber (14, 24) sowie zwei Temperatursensoren (15, 16, 25, 26), die am Vorlauf und Rücklauf des Beförderungssystems nahe am Wärmetauscher (4) angeordnet sind, aufweist.

8. Anlagensystem nach Anspruch 5 und/oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger (3) ein Solarkollektor (31) ist, wobei daran zusätzlich ein Temperatursensor zur Erfassung der Kollektortemperatur vorgesehen ist.