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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage in Gebäuden mit einem Nah- oder Fernwärmeanschluss, wobei zwei Wärmetauscher in Reihe geschaltet sind.
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Aus dem Stand der Technik ist zum jetzigen Zeitpunkt keine vergleichbare Anordnung einer Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage in Gebäuden mit einem Nah- oder Fernwärmeanschluss der diesseitig beschriebenen Art bekannt.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung für eine Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage in Gebäuden mit einem Nah- oder Fernwärmeanschluss in Verbindung mit zwei Wärmetauschern zu realisieren, wobei eine positive energiepolitische Effizient entsteht.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung für eine Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage in Gebäuden mit einem Nah- oder Fernwärmeanschluss in Verbindung mit zwei Wärmetauschern zu realisieren, wobei ein Vorwärmer bzw. ein Nachwärmer für die Bereitung des Warmwassers eingesetzt wird und gleichzeitig eine Heizungsanlage integriert ist.
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Die Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Patentanspruch 1 realisiert ist.
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Dabei wurde eine Anordnung für eine Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage in Gebäuden mit einem Nah- oder Fernwärmeanschluss in Verbindung mit zwei Wärmetauschern so entwickelt, dass ein Vorwärmer für das Trinkwasser und ein Nachwärmer für die Warmwasserbereitung gegeben ist, wobei der Vorlauf Einspeisung einen Heizkreislauf einspeist und den Vorlauf Verbraucher primärseitig an einen Wärmetauscher ausführt und der Rücklauf Verbraucher primärseitig in den Heizkreislauf eingangsseitig über einen Mischpunkt integriert ist sowie der Rücklauf Heizung als Vorlauf primärseitig eines Wärmetauschers über einen Verteilpunkt anliegt und der Rücklauf primärseitig des Wärmetauschers in den Rücklauf Einspeisung geleitet wird und ein zugeführtes Trinkwasser an den Wärmetauscher sekundärseitig als Zufluss gegeben ist und als Abfluss des Wärmetauschers sekundärseitig eine Verbindung zu einem Mischpunkt ausgeführt ist, welcher sekundärseitig an dem Wärmetauscher mit dem Rücklauf Zirkulation vorhanden ist.
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Dabei ist eine Anlage gegeben, welche dazu dient, einen Heizkreislauf und eine sekundärseitige Warmwasserbereitung über einen Wärmetauscher für die Verbraucher zu realisieren. Bei der Warmwasserbereitung muss erreicht werden, dass eine konstante Einspeisungstemperatur von 60 °C ausgeführt wird. Der Sekundärkreis am Wärmetauscher stellt sich dadurch dar, dass durch den Verbrauch des Warmwassers und die bestehende Zirkulationsleitung ein Rücklauf Verbraucher gegeben ist. Wichtig ist dabei, dass der Vorlauf Warmwasserbereitung auf 60 °C eingestellt wird. Am Anschluss der Fernwärmekompaktstation ist Fernwärme mit dem Vorlauf Einspeisung und dem Rücklauf Einspeisung gegeben. Über einen Verteilpunkt im Vorlauf Einspeisung wird nun eine Abzweigung hin zu einem Heizkreislauf ausgeführt. Dabei ist in dem Vorlauf Heizung ein Dreiwegemischer vorteilhafterweise in Form eines Dreiwegeventils integriert. Dieser Dreiwegemischer besteht aus einem Zugang, welcher mit dem Verteilpunkt verbunden ist. Des Weiteren ist ein Abgang hin zu einer Pumpe und zum Vorlauf Heizung bis zur Heizungsanlage gegeben. Der Rücklauf Heizung weist einen Verteilpunkt auf. An diesem Verteilpunkt ist eine Medienverbindung hin zum Zugang des Dreiwegemischers vorhanden. Innerhalb dieser Verbindung ist ein Mischpunkt gegeben, welcher in Verbindung mit dem Rücklauf Verbraucher ausgeführt ist. Dieser Rücklauf Verbraucher ist der primärseitige Ausgang des Wärmetauschers, vorzugsweise eines Plattenwärmetauschers. Dieser Wärmetauscher wird auch Nachwärmer genannt. Auf der Primärseite des Wärmetauschers ist als Eingang der Vorlauf Verbraucher gegeben und als Ausgang der Rücklauf Verbraucher. Auf der Sekundärseite sind der Ausgang Vorlauf Warmwasserbereitung und der Rücklauf Zirkulation vorhanden. In dem Strang des Rücklaufes Zirkulation ist eine Pumpe geschaltet.
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Zwischen der Pumpe und dem Eingang zum Wärmetauscher ist ein Mischpunkt gegeben. Dieser Mischpunkt wird eingespeist mit dem Ausgang eines Wärmetauschers auf der Sekundärseite. Des Weiteren ist eine Zuführung Trinkwasser an der Sekundärseite des Wärmetauschers gewährleistet. Somit sind der Wärmetauscher und der Wärmetauscher in Reihe geschaltet. Der Wärmetauscher dient hierzu als Vorwärmer für ein zugeführtes Trinkwasser von ca. 10 °C an der Sekundärseite des Wärmetauschers. An der Primärseite des Wärmetauschers ist im Strang des Rücklaufes Heizung hinter dem Verteilpunkt ein weiterer Verteilpunkt gegeben. Dieser Verteilpunkt dient zur Weiterleitung an eine Rückschlagklappe bzw. zur Einspeisung der Sekundärseite des Wärmetauschers. Diese Einspeisung dient als Vorlauf für den Wärmetauscher. Der Rücklauf an der Primärseite des Wärmetauschers ist über eine Pumpe hin zu einem Mischpunkt geleitet. Dieser Mischpunkt setzt sich aus der eben dargestellten Zuführung aus der Pumpe und den Ausgang der Rückschlagklappe in dem Strang des Rücklaufes Heizung zusammen. Über den Mischpunkt wird das Medium hin zu dem Rücklauf Einspeisung geführt. Der Vorlauf Einspeisung ist über den Verteilpunkt weiterführend zu einem Durchlassventil bis hin zum Vorlauf Verbraucher an den Wärmetauscher geschaltet.
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Weiterhin wird beschreibend dargestellt, welche Temperaturverläufe in der Fernwärmekompaktstation stattfinden. Dabei werden der Vorlauf Einspeisung und der Rücklauf Einspeisung an ein Fernwärmenetz geschaltet.
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Aus dem Heizkreislauf kommt ein Rücklauf Heizung mit einer Temperatur von 40 °C. Es ist ein Verteilpunkt gegeben, welcher in einer Medienverbindung steht mit dem Zugang des Dreiwegemischers im Vorlauf Heizung. Es wird eine Verteilung des Mediums in dem Rücklauf Heizung über den Verteilpunkt durchgeführt. In der Medienverbindung zwischen dem Verteilpunkt und dem Zugang des Dreiwegemischers ist ein Mischpunkt vorhanden. An diesem Mischpunkt ist der Rücklauf Verbraucher angeschlossen. Die Temperatur des beinhalteten Mediums beläuft sich auf ca. 58 °C. Über den Mischpunkt werden die jeweiligen Medien gemischt, und es entsteht eine Temperatur des Mediums von 49,7 °C am Zugang des Dreiwegemischers.
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Der Rücklauf Verbraucher findet primärseitig von einem Wärmetauscher statt und weist eine Temperatur von 58 °C auf. Ebenfalls an der Primärseite ist der Vorlauf Verbraucher mit 70 °C anliegend. An der Sekundärseite des Wärmetauschers ist ein Medium von 60 °C im Vorlauf Warmwasserbereitung gegeben. Wichtig ist dabei, dass diese Temperatur von 60 °C im Vorlauf Warmwasserbereitung konstant gehalten wird.
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Für die Nutzung der Warmwasserbereitung durch die jeweiligen Verbraucher ist eine Zirkulationsleitung hin zum Wärmetauscher über einen Rücklauf Zirkulation mit einer zwischengeschalteten Pumpe vorhanden. Die Eingangstemperatur am Rücklauf Zirkulation beläuft sich auf ca. 55 °C. Der Wärmetauscher dient als Nachwärmer für die Warmwasserbereitung. In Reihe dazu ist ein weiterer Wärmetauscher geschaltet. An der Sekundärseite wird Trinkwasser mit einer Temperatur von 10 °C eingespeist. Der Ausgang der Sekundärseite des Wärmetauschers wird zum Mischpunkt vor dem Eintritt des Rücklaufes Zirkulation über die Pumpe in den Wärmetauscher hergestellt. Über den Vorwärmer Wärmetauscher wird das eingespeiste Trinkwasser mit 10 °C über den Wärmetauschprozess im Wärmetauscher vorgewärmt und zugeführt über den Mischpunkt hin zum Wärmetauscher als Eingangsgröße sekundärseitig. An der Primärseite des Wärmetauschers ist ein Vorlauf mit einer Temperatur von ca. 40 °C gegeben. Dieser Vorlauf wird realisiert über einen Verteilpunkt, welcher aus der Zuführung des Mediums in den Rücklauf Heizung resultiert. Der Rücklauf Heizung mit dem beinhalteten Medium wird über den Verteilpunkt weitergeführt über eine Rückschlagklappe hin zu einem Mischpunkt. In diesem Mischpunkt fließt auch ein Medium, welches über den Wärmetauscher primärseitig und einer Pumpe eingeleitet wird. Dieses Medium hat ca. eine Temperatur von 20 °C primärseitig. Es handelt sich dabei um den Rücklauf aus dem Wärmetauscher hin zum Mischpunkt. Vom Mischpunkt aus findet eine Zuführung in den Rücklauf Einspeisung statt. In dem beschriebenen Temperaturbeispiel wird in dem Rücklauf Einspeisung eine Temperatur von 29,3 °C erreicht.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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Es zeigen die
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1 eine kompakte Anlage und die
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2 eine kompakte Anlage mit Temperaturangaben.
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Die 1 zeigt eine schaltungstechnische Anordnung der erfinderischen Lösung. Dabei wird eine Fernwärmekompaktstation beschrieben, welche dazu dient, einen Heizkreislauf 6 und eine sekundärseitige Warmwasserbereitung über einen Wärmetauscher 7 für die Verbraucher zu realisieren. Bei der Warmwasserbereitung muss erreicht werden, dass eine konstante Einspeisungstemperatur von 60 °C ausgeführt wird. Der Sekundärkreis am Wärmetauscher 7 stellt sich dadurch dar, dass durch den Verbrauch des Warmwassers und die bestehende Zirkulationsleitung ein Rücklauf Verbraucher RL 1 gegeben ist. Wichtig ist dabei, dass der Vorlauf Warmwasserbereitung VL W auf 60 °C eingestellt wird. Am Anschluss der Fernwärmekompaktstation ist Fernwärme mit dem Vorlauf Einspeisung VL 0 und dem Rücklauf Einspeisung RL 0 gegeben. Über einen Verteilpunkt 5 im Vorlauf Einspeisung VL 0 wird nun eine Abzweigung hin zu einem Heizkreislauf 6 ausgeführt. Dabei ist in dem Vorlauf Heizung VL 2 ein Dreiwegemischer 2 vorteilhafterweise in Form eines Dreiwegeventils integriert. Dieser Dreiwegemischer 2 besteht aus einem Zugang A, welcher mit dem Verteilpunkt 5 verbunden ist. Des Weiteren ist ein Abgang AB hin zu einer Pumpe 1 und zum Vorlauf Heizung VL 2 bis zur Heizungsanlage gegeben. Der Rücklauf Heizung RL 2 weist einen Verteilpunkt 4 auf. An diesem Verteilpunkt 4 ist eine Medienverbindung hin zum Zugang B des Dreiwegemischers 2 vorhanden. Innerhalb dieser Verbindung ist ein Mischpunkt 3 gegeben, welcher in Verbindung mit dem Rücklauf Verbraucher RL 1 ausgeführt ist. Dieser Rücklauf Verbraucher RL 1 ist der primärseitige Ausgang des Wärmetauschers 7, vorzugsweise eines Plattenwärmetauschers. Dieser Wärmetauscher 7 wird auch Nachwärmer genannt. Auf der Primärseite des Wärmetauschers 7 ist als Eingang der Vorlauf Verbraucher VL 1 gegeben und als Ausgang der Rücklauf Verbraucher RL 1. Auf der Sekundärseite sind der Ausgang Vorlauf Warmwasserbereitung VL W und der Rücklauf Zirkulation RL Z vorhanden. In dem Strang des Rücklaufes Zirkulation RL Z ist eine Pumpe 9 geschaltet.
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Zwischen der Pumpe 9 und dem Eingang zum Wärmetauscher 7 ist ein Mischpunkt 14 gegeben. Dieser Mischpunkt 14 wird eingespeist mit dem Ausgang eines Wärmetauschers 8 auf der Sekundärseite. Des Weiteren ist eine Zuführung Trinkwasser TW an der Sekundärseite des Wärmetauschers 8 gewährleistet. Somit sind der Wärmetauscher 7 und der Wärmetauscher 8 in Reihe geschaltet. Der Wärmetauscher 8 dient hierzu als Vorwärmer für ein zugeführtes Trinkwasser von ca. 10 °C an der Sekundärseite des Wärmetauschers 8. An der Primärseite des Wärmetauschers 8 ist im Strang des Rücklaufes Heizung RL 2 hinter dem Verteilpunkt 4 ein weiterer Verteilpunkt 12 gegeben.
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Dieser Verteilpunkt 12 dient zur Weiterleitung an eine Rückschlagklappe 11 bzw. zur Einspeisung der Sekundärseite des Wärmetauschers 8. Diese Einspeisung dient als Vorlauf für den Wärmetauscher 8. Der Rücklauf an der Primärseite des Wärmetauschers 8 ist über eine Pumpe 10 hin zu einem Mischpunkt 15 geleitet. Dieser Mischpunkt 15 setzt sich aus der eben dargestellten Zuführung aus der Pumpe 10 und den Ausgang der Rückschlagklappe 11 in dem Strang des Rücklaufes Heizung RL 2 zusammen. Über den Mischpunkt 15 wird das Medium hin zu dem Rücklauf Einspeisung RL 0 geführt. Der Vorlauf Einspeisung VL 0 ist über den Verteilpunkt 5 weiterführend zu einem Durchlassventil 13 bis hin zum Vorlauf Verbraucher VL 1 an den Wärmetauscher 7 geschaltet.
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Die 2 zeigt die schaltungstechnische Darstellung der erfinderischen Lösung mit den entsprechenden Temperaturangaben einer Fernwärmekompaktstation, wobei der Vorlauf Einspeisung VL 0 und der Rücklauf Einspeisung RL 0 an ein Fernwärmenetz geschaltet sind. Dabei beläuft sich die Temperatur des Vorlaufes Einspeisung VL 0 auf 70 °C. Über den Verteilpunkt 5 werden nun ein Heizkreislauf 6 und die Zuführung über ein Durchlassventil 13 hin zum Vorlauf Verbraucher VL 1 des Wärmetauschers 7 schaltungstechnisch ausgeführt. An dem Verteilpunkt 5 ist eine Abzweigung hin zum Heizkreislauf 6 als Vorlauf Heizung VL 2 gegeben. Nach dem Verteilpunkt 5 ist ein Dreiwegemischer 2 vorhanden und nachfolgend eine Pumpe 1 zur Förderung des Mediums. Die Temperatur nach dem Dreiwegemischer 2 liegt bei 50,7 °C Eingangstemperatur über den Vorlauf Heizung VL 2 in den Heizkreislauf 6. An den Vorlauf Heizung VL 2 sind entsprechende Heizungsanlagen angeschlossen. Bei dem berechneten Beispiel handelt es sich um 48 Wohneinheiten bei einer Außentemperatur von 0 °C.
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Aus dem Heizkreislauf 6 kommt ein Rücklauf Heizung RL 2 mit einer Temperatur von 40 °C. Es ist ein Verteilpunkt 4 gegeben, welcher in einer Medienverbindung steht mit dem Zugang B des Dreiwegemischers 2 im Vorlauf Heizung VL 2. Es wird eine Verteilung des Mediums in dem Rücklauf Heizung RL 2 über den Verteilpunkt 4 durchgeführt. In der Medienverbindung zwischen dem Verteilpunkt 4 und dem Zugang B des Dreiwegemischers 2 ist ein Mischpunkt 3 vorhanden. An diesem Mischpunkt 3 ist der Rücklauf Verbraucher RL 1 angeschlossen. Die Temperatur des beinhalteten Mediums beläuft sich auf ca. 58 °C. Über den Mischpunkt 3 werden die jeweiligen Medien gemischt, und es entsteht eine Temperatur des Mediums von 49,7 °C am Zugang B des Dreiwegemischers 2.
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Der Rücklauf Verbraucher RL 1 findet primärseitig von einem Wärmetauscher 7 statt und weist eine Temperatur von 58 °C auf. Ebenfalls an der Primärseite ist der Vorlauf Verbraucher VL 1 mit 70 °C anliegend. An der Sekundärseite des Wärmetauschers 7 ist ein Medium von 60 °C im Vorlauf Warmwasserbereitung VL W gegeben. Wichtig ist dabei, dass diese Temperatur von 60 °C im Vorlauf Warmwasserbereitung VL W konstant gehalten wird.
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Für die Nutzung der Warmwasserbereitung durch die jeweiligen Verbraucher ist eine Zirkulationsleitung hin zum Wärmetauscher 7 über einen Rücklauf Zirkulation RL Z mit einer zwischengeschalteten Pumpe 9 vorhanden. Die Eingangstemperatur am Rücklauf Zirkulation RL Z beläuft sich auf ca. 55 °C. Der Wärmetauscher 7 dient als Nachwärmer für die Warmwasserbereitung. In Reihe dazu ist ein weiterer Wärmetauscher 8 geschaltet. An der Sekundärseite wird Trinkwasser TW mit einer Temperatur von 10 °C eingespeist. Der Ausgang der Sekundärseite des Wärmetauschers 8 wird zum Mischpunkt 14 vor dem Eintritt des Rücklaufes Zirkulation RL Z über die Pumpe 9 in den Wärmetauscher 7 hergestellt. Über den Vorwärmer Wärmetauscher 8 wird das eingespeiste Trinkwasser TW mit 10 °C über den Wärmetauschprozess im Wärmetauscher 8 vorgewärmt und zugeführt über den Mischpunkt 14 hin zum Wärmetauscher 7 als Eingangsgröße sekundärseitig. An der Primärseite des Wärmetauschers 8 ist ein Vorlauf mit einer Temperatur von ca. 40 °C gegeben. Dieser Vorlauf wird realisiert über einen Verteilpunkt 12, welcher aus der Zuführung des Mediums in den Rücklauf Heizung RL 2 resultiert. Der Rücklauf Heizung RL 2 mit dem beinhalteten Medium wird über den Verteilpunkt 12 weitergeführt über eine Rückschlagklappe 11 hin zu einem Mischpunkt 15. In diesem Mischpunkt 15 fließt auch ein Medium, welches über den Wärmetauscher 8 primärseitig und einer Pumpe 10 eingeleitet wird. Dieses Medium hat ca. eine Temperatur von 20 °C primärseitig. Es handelt sich dabei um den Rücklauf aus dem Wärmetauscher 8 hin zum Mischpunkt 15. Vom Mischpunkt 15 aus findet eine Zuführung in den Rücklauf Einspeisung RL 0 statt. In dem beschriebenen Temperaturbeispiel wird in dem Rücklauf Einspeisung RL 0 eine Temperatur von 29,3 °C erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pumpe
- 2
- Dreiwegemischer
- 3
- Mischpunkt
- 4
- Verteilpunkt
- 5
- Verteilpunkt
- 6
- Heizkreislauf
- 7
- Wärmetauscher
- 8
- Wärmetauscher
- 9
- Pumpe
- 10
- Pumpe
- 11
- Rückschlagklappe
- 12
- Verteilpunkt
- 13
- Durchlassventil
- 14
- Mischpunkt
- 15
- Mischpunkt
- A
- Zugang
- B
- Zugang
- AB
- Abgang
- VL 0
- Vorlauf Einspeisung
- RL 0
- Rücklauf Einspeisung
- VL 1
- Vorlauf Verbraucher
- RL 1
- Rücklauf Verbraucher
- VL 2
- Vorlauf Heizung
- RL 2
- Rücklauf Heizung
- RL Z
- Rücklauf Zirkulation
- VL W
- Vorlauf Warmwasserbereitung
- TW
- Trinkwasser