DE19517053A1

DE19517053A1 - Operation of thermal network for centrally heated buildings

Info

Publication number: DE19517053A1
Application number: DE19517053A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Soller; Guenter Golbeck
Original assignee: F & G Fernwaerme Uebergabestat; INGENIEURGESELLSCHAFT fur EN
Current assignee: F & G Fernwaerme Uebergabestat; INGENIEURGESELLSCHAFT fur EN
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 1996-11-14

Abstract

Externally heated water is drawn from and returned to the network via a heat exchanger (12) forming an interface with the heating and hot water supply of the building. The secondary side of the exchanger feeds a heating coil (30) in a water tank (28) with assistance from a pump (32). The coil is connected in parallel with the space-heating circuit in which hot water is pumped (36) to radiators (34) in accordance with outside temperature and time-switch settings. The tank is heated during off-peak periods until a set maximum temperature is indicated by a sensor (40).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Wärmenetzes zur Heizung von Gebäuden und zur Wassererwärmung in den Gebäuden mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating a Heating network for heating buildings and Water heating in buildings with the characteristics of Preamble of claim 1.

Zur Verbesserung der Energieausnutzung und zur Verringerung des Schadstoffausstoßes ist es bekannt, die bei der Stromerzeugung in Kraftwerken stets anfallende Wärme über Wärmenetze Gebäuden zur Heizung und zur Erwärmung von Wasser zuzuführen. Man bezeichnet dies als Kraft-Wärme- Kopplung, die Kraftwerke, die sowohl elektrischen Strom als auch Wärme liefern, bezeichnet man als Heizkraft-Anlagen.To improve energy efficiency and reduce it of pollutant emissions, it is known that at Power generation in power plants always generates heat Heating networks buildings for heating and warming To supply water. This is called cogeneration Coupling the power plants, which are both electric current also delivering heat is referred to as thermal power plants.

Die Wärmeleistung solcher Heizkraft-Anlagen muß so ausgelegt sein, daß sie einen möglichst hohen Anteil der Jahresheizarbeit erbringen können. Zum Erreichen der Wirtschaftlichkeit gehört gleichzeitig, daß sie in Zeiten der Stromspitzenlast betrieben die dabei anfallende Wärme ins Wärmenetz einspeisen können. Ein zusätzlicher Wärme erzeuger für den Spitzenwärmeverbrauch an kalten Heiztagen, der zusätzlich CO₂ ausstößt, soll möglichst wenig betrieben werden. Wärmeverbrauchsspitzen die über einer Wärme grundlast der Heizkraft-Anlage liegen, treten auf, wenn die Heizungen der Gebäude eine hohe Leistung anfordern und gleichzeitig ein Warmwasserverbrauch auftritt, bei dem die Wassererwärmer in den Gebäuden zusätzlich Wärme anfordern.The thermal output of such thermal power plants must be so be designed so that they have the highest possible proportion of Can provide annual heating work. To reach the At the same time, profitability belongs to times of the peak current load operates the heat generated can feed into the heating network. An additional warmth generator for peak heat consumption on cold heating days, who also emits CO₂ should operate as little as possible will. Heat consumption peaks over a heat base load of the cogeneration system occur when the Heaters of buildings request high performance and at the same time a hot water consumption occurs, in which the Request additional heat from the water heater in the buildings.

Dieser Spitzenwärmeverbrauch tritt beispielsweise morgens auf, wenn die Gebäude nach einer Phase abgesenkten Heiz betriebs (Vorgabe der Heizungsanlagenverordnung) wieder aufgeheizt werden und Warmwasser zum Duschen verbraucht wird.This peak heat consumption occurs in the morning, for example on when the building after a phase of lowered heating operation (specification of the heating system regulation) again be heated and hot water is used for showering becomes.

Wegen des gleichzeitig erforderlichen Aufheizens der an das Wärmenetz angeschlossenen Gebäude und Wassererwärmens in diesen Gebäuden müssen die Spitzenleistung der Wärme erzeugung und die Transportkapazität des Wärmenetzes groß ausgelegt werden. Dies verursacht hohe Investitions- und Betriebskosten. Darüber hinaus muß zusätzlich zur Heizkraft-Anlage häufig der Wärmeerzeuger für den Spitzen wärmeverbrauch zugeschaltet werden, der zusätzlich CO₂ ausstößt.Because of the simultaneous required heating of the Building connected to the heating network and water heating in these buildings need the peak heat generation and the transport capacity of the heating network large be interpreted. This causes high investment and Operating cost. In addition to Heating power plant often the heat generator for the top heat consumption can be switched on, the additional CO₂ ejects.

Der beschriebene Zusammenhang tritt umso deutlicher hervor, je kleiner die spezifische Heizlast der Gebäude ist. Eine kleine spezifische Heizlast (<50 W/m²) und damit ein geringer Heizenergieverbrauch wird durch einen verbesserten Wärmedämmstandard allgemein angestrebt (Wämeschutz- Verordnung, Niedrigenergiehäuser, usw.). Gebäude mit hohem Wärmedämmstandard benötigen einen verhältnismäßig kleinen Heizmittelstrom aus dem Wärmenetz zur Heizung. Bei höheren Außentemperaturen wird die Temperatur des Heizmittels (üblicherweise Wasser) dem verringerten Heizwärmebedarf angepaßt und abgesenkt. Jedoch reicht der verringerte Heizmittelstrom für die Gebäudeheizung, dessen Temperatur abgesenkt ist, nicht aus, um Warmwasser in ausreichender Menge in vertretbarer Zeit zu erwärmen.The relationship described is clearer the lower the specific heating load of the building. A small specific heating load (<50 W / m²) and therefore a low heating energy consumption is improved Thermal insulation standard generally sought (thermal protection Regulation, low energy houses, etc.). Building with high Thermal insulation standards require a relatively small one Heating medium flow from the heating network for heating. At higher Outside temperature is the temperature of the heating medium (usually water) the reduced heating requirement adjusted and lowered. However, the reduced one is sufficient Heating medium flow for building heating, its temperature is lowered, not enough to provide hot water in sufficient Warm up amount in reasonable time.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Wärmenetzes der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das die erforderliche Spitzenwärmeleistung der zentralen Wärmeerzeugungs- und Heizkraft-Anlage verringert und die Wärmeabgabe verstetigt, um die Differenz zwischen Spitzenwärmeleistung und durchschnittlicher Wärmeleistung zu verringern und dadurch eine bessere Energieausnutzung der zentralen Heizkraft- Anlage zu ermöglichen und ihren Schadstoffausstoß zu verringern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The invention is therefore based on the object Method for operating a heating network at the beginning to propose the kind that is required Top heat output of the central heat generation and Heating power plant reduced and the heat emission steady, the difference between peak heat output and to reduce average heat output and thereby better use of energy from the central heating Facility to allow and their pollutant emissions to decrease. This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Heizphase und die Wassererwärmung zeitlich zu entkoppeln, also Warmwasserspeicher in den an das Wärmenetz angeschlossenen Gebäuden vorangig dann zu erwärmen, wenn deren Heizungen abgeschaltet oder zumindest die Heizleistung niedrig ist, oder wenn die Heizkraft-Anlage durch zeitweilig hohe Stromerzeugung mehr Wärme produziert, als die an das Wärmenetz angeschlossenen Gebäude zur Heizung verbrauchen, also ein temporärer Wärmeüberschuß besteht. Dies hat den Vorteil, daß die Spitzenleistung der Wärmeerzeugung und die Transportkapazität des Wärmenetzes kleiner als bei bekannten Anlagen ausgelegt werden kann. Die Investitions- und Betriebskosten verringern sich.The invention is based on the idea of the heating phase and Decouple the water heating in time, so Hot water tank in the connected to the heating network Buildings heat up beforehand when their heaters switched off or at least the heating output is low, or if the heating power plant due to temporarily high Electricity generation produces more heat than that of that Consume buildings connected to the heating network for heating, So there is a temporary excess of heat. This has the Advantage that the peak heat generation and the Transport capacity of the heating network is smaller than at known systems can be designed. The investment and operating costs are reduced.

Die Wassererwärmung erfolgt insbesondere vor Ende der Nachtabsenkung der Gebäudeheizungen, wenn ein zu erwartender hoher Warmwasserverbrauch bevorsteht und in der Mittagszeit, in der auch im Winter die Außentemperatur hoch und oft durch Sonneneinstrahlung die Gebäude zusätzlich aufgeheizt werden, der Heizbedarf also gering ist. In diesen Zeiten wird Wasser in Warmwasserspeichern der Gebäude erwärmt. Außerhalb dieser Zeiten wird nur Wasser in Warmwasserspeichern erwärmt, dessen Temperatur eine festgelegte Minimaltemperatur unterschritten hat. Durch das regelmäßige Erwärmen des Wassers in den Warmwasserspeichern tritt der Fall, daß Wasser in einzelnen Warmwasserspeichern die Minimaltemperatur unterschreitet und deswegen erwärmt werden muß, auch wenn die Gebäudeheizungen eine große Wärmemenge verbrauchen, äußerst selten auf. Dadurch wird ein gleichmäßiger Betrieb der Heizkraft-Anlage möglich, der Voraussetzung für eine gute Energieausnutzung und damit einen wirtschaftlichen Betrieb sowie geringen Schadstoffausstoß ist.The water is heated especially before the end of Night heating of the building heating, if one too expected high hot water consumption is imminent and in the Midday, in which the outside temperature is high even in winter and often the buildings are additionally exposed to sunlight be heated, so the heating requirement is low. In During these times, water is stored in hot water tanks Building warmed. Outside of these times, only water is in Hot water storage heats, the temperature of which has fallen below the specified minimum temperature. By the regular heating of the water in the hot water tanks the case occurs that water in individual hot water tanks falls below the minimum temperature and is therefore warmed must be, even if the building heaters are large Consume heat, extremely rarely. This will even operation of the heating power system possible, the A prerequisite for good energy utilization and thus economical operation and low Is pollutant emissions.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich nicht nur mit Heizkraft-Anlagen anwenden, sondern ebenso mit anderen zentralen, beispielsweise fossilen oder regenerativen Wärmeerzeugungsanlagen. Da das erfindungsgemäße Verfahren zusammen mit der Wärmeerzeugung durch Heizkraft-Anlagen besondere Vorteile mit sich bringt, wird sie hier anhand einer solchen Anlage beschrieben.The method according to the invention can not only be used with Use heating power systems, but also with others central, for example fossil or regenerative Heat generation systems. Since the inventive method together with the generation of heat by combined heat and power plants brings particular advantages, it is based here of such a system.

Eine Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, die an das Wärmenetz angeschlossenen Gebäude in zwei oder mehr Zeitgruppen einzuteilen. Das Wasser in Warmwasserspeichern von Gebäuden einer Zeitgruppe wird zeitgleich, das Warmwasser in Warmwasserspeichern von Gebäuden verschiedener Zeitgruppen wird zeitversetzt erwärmt. Für jede Zeitgruppe werden feste oder variable Zeitabschnitte vorgegeben, in denen das Wasser der jeweiligen Zeitgruppe zugehöriger Warmwasserspeicher auf eine Maximaltemperatur erwärmt wird. Dadurch wird der Wärmebedarf des Wärmenetzes weiter verstetigt. Desweiteren wird während eines Zeitabschnitts, in welchem das Warmwasser in Warmwasserspeichern einer bestimmten Zeitgruppe erwärmt wird, der Heizmittelstrom aus dem Wärmenetz zu diesen Warmwasserspeichern ausreichend groß, damit die Wassererwärmung auch bei abgesenkter Heizmitteltemperatur in vertretbarer Zeit erfolgt.An improvement of the method according to the invention sees before, the buildings connected to the heating network in two or assign more time groups. The water in Hot water storage of buildings in a time group at the same time, the hot water in hot water tanks from Buildings of different time groups are delayed warmed up. For each time group there are fixed or variable Periods specified in which the water of the the respective hot water tank a maximum temperature is heated. This will make the Heat demand of the heating network continues to rise. Furthermore is during a period in which the Hot water in a certain hot water tank Time group is heated, the heating medium flow from the Heating network for these hot water storage tanks is large enough so that the water is heated even when it is lowered Heating medium temperature takes place in a reasonable time.

Wasser in Warmwasserspeichern, das wärmer als eine festgelegte Schwellentemperatur ist, wird zur Verstetigung der Wärmeabgabe der Heizkraft-Anlage vorzugsweise nicht erwärmt, auch wenn das Wasser in den anderen Warmwasser speichern der Zeitgruppe, zu der dieser Warmwasserspeicher gehört, erwärmt wird. Die Schwellentemperatur wird beispielsweise deutlich über der Minimaltemperatur und knapp unter der Maximaltemperatur festgelegt.Water in hot water storage tanks is warmer than one set threshold temperature becomes steady the heat emission of the heating power plant preferably not warmed up even when the water in the other hot water save the time group at which this hot water tank heard, is heated. The threshold temperature will for example, well above the minimum temperature and set just below the maximum temperature.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Heizmittelstrom zu einem Gebäude auf eine Sollmenge für den Heizbetrieb und auf eine davon abweichende, üblicherweise zwei- bis dreimal größere Sollmenge für die Wassererwärmung begrenzt, um den Heizmittelstrom zu dem Gebäude dem jeweiligen Wärmebedarf anzupassen. Dazu ist ein Heizmittelstromregler für das Gebäude erforderlich, der auf mindestens zwei Sollmengen einstellbar ist. Die Umschaltung von Heizbetrieb auf Wassererwärmung und umgekehrt kann zu fest vorgegebenen Zeitpunkten gemäß der Zeitgruppe erfolgen, der das Gebäude zugeordnet ist.In one embodiment of the invention, the Heating medium flow to a building to a target quantity for the Heating mode and a different, usually Two to three times larger target quantity for water heating limited to the heating medium flow to the building adapt to the respective heat requirement. This is a Heating medium flow regulator required for the building that is on at least two target quantities can be set. The switchover from heating to water heating and vice versa fixed times according to the time group to which the building is assigned.

Vorteilhaft ist es, das Wärmenetz mittels einer zentralen Leittechnikanlage zu betreiben. Dies ermöglicht vielfältige Regelungen der Heizkraft-Anlage, des Wärmenetzes sowie der Gebäudeheizungen und der Wassererwärmung in den Gebäuden und damit eine Optimierung der Verfahrens in Abhängigkeit von den jeweils tatsächlich herrschenden Bedingungen. So lassen sich beispielsweise die Zeitgruppen am Bedarf oder der zur Verfügung stehenden Wärme orientiert verändern, insbesondere einem über längere Zeiträume ermittelten Bedarf anpassen.It is advantageous to use a central heating network To operate the control system. This enables diverse Regulations of the cogeneration plant, the heating network and the Building heaters and water heating in the buildings and thus an optimization of the process depending of the actually prevailing conditions. So For example, the time groups can be based on requirements or change the available heat, especially one determined over longer periods of time Adjust needs.

Um eine Störung einer Heizungspumpe der Heizanlage eines Gebäudes festzustellen, schlägt die Erfindung vor, den Heizmitteltemperaturanstieg beim Einschalten dieser Heizungspumpe zu überwachen. Die Heizmitteltemperatur wird in einer Heizmittelleitung gemessen, durch die Heizmittel strömt, wenn die Heizungspumpe funktioniert. Sofern die Heizungspumpe beim Einschalten kein Heizmittel fördert, ist kein Temperaturanstieg feststellbar, es wird eine Störung der Heizungspumpe gemeldet. Die Störmeldung kann beispielsweise an die zentrale Leittechnikanlage und/oder im jeweiligen Gebäude erfolgen. To a malfunction of a heating pump of the heating system Determining the building, the invention proposes Heating medium temperature rise when switching on Monitor heating pump. The heating medium temperature is measured in a heating medium line by the heating medium flows when the heating pump works. If the Heating pump does not deliver any heating medium when switched on no temperature increase can be determined, it becomes a malfunction reported to the heating pump. The fault message can for example to the central control system and / or in the respective building.

Um einen Defekt einer Speicherladepumpe eines Warmwasser speichers in einem Gebäude zu erkennen, schlägt die Erfindung vor, den Anstieg der Wassertemperatur im Warmwasserspeicher zu überwachen. Steigt die Wassertemperatur nicht innerhalb einer festgelegten Zeitspanne an, wird eine Störung der Speicherladepumpe gemeldet.To a defect of a storage tank charging pump of a hot water recognizing the memory in a building suggests Invention before the rise in water temperature in Monitor the hot water tank. The increases Water temperature not within a set Period, there is a fault in the storage tank charging pump reported.

Um Defekte oder Verstopfungen an einem Wärmemengenzähler, einem Heizmittelstromregler oder Schmutzfiltereinrichtungen festzustellen, schlägt die Erfindung vor, die Heizmittel menge während des Heizungsbetriebs oder die Heizmittel temperatur in einer Rücklaufleitung vom Gebäude zum Wärmenetz zu messen. Sofern der Heizmittelstrom die Sollmenge für den Heizungsbetrieb nicht erreicht, liegt eine Störung vor, die gemeldet wird.To detect defects or blockages in a heat meter, a heating medium flow controller or dirt filter devices To determine, the invention proposes the heating means quantity during heating operation or the heating medium temperature in a return line from the building to the Measure the heating network. If the heating medium flow The target quantity for heating operation has not been reached a malfunction that is reported.

Die vorstehenden Möglichkeiten zur Erkennung von Störungen bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen mittels im Wärmenetz bzw. den Heizungs- und Wasser erwärmungsanlagen der angeschlossenen Gebäuden ohnehin vorhandenen Komponenten. Der Aufwand zur Störungserkennung ist also Minimal.The above possibilities for the detection of faults when using the method according to the invention by means of the heating network or the heating and water heating systems of the connected buildings anyway existing components. The effort for fault detection is minimal.

Vorzugsweise wird die Heizmitteltemperatur der Außentemperatur und ggf. auch den Windverhältnissen angepaßt. Dies dient ebenfalls der Energieeinsparung und damit der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit beim Betrieb des Wärmenetzes. Die Außentemperatur wird beispielsweise über einen Zeitraum vom 12 bis 48 Stunden gemittelt und zur Regelung der Heizmitteltemperatur berücksichtigt. Bei einem Witterungsumschwung von beispielsweise 10 bis 14°C und mehr wird der Zeitraum verkürzt.The heating medium temperature is preferably the Outside temperature and possibly also the wind conditions customized. This also serves to save energy and thus the improvement of profitability in operation of the heating network. The outside temperature, for example averaged over a period of 12 to 48 hours and for Regulation of the heating medium temperature taken into account. At a Weather change of 10 to 14 ° C and more, for example the period will be shortened.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die beiden Figuren zeigen Schemata an ein Wärmenetz angeschlossener Heizungs- und Wassererwärmungsanlagen für Gebäude zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention is described below in the drawing illustrated embodiments explained in more detail. The both figures show schemes on a heating network connected heating and water heating systems for Building for applying the method according to the invention.

Das in Fig. 1 dargestellte Schema zeigt den Anschluß einer Gebäudeheizungs- und Wassererwärmungsanlage an ein Fernwärmenetz. Erwärmtes Wasser aus dem Fernwärmenetz strömt als Heizmittel durch eine Vorlaufleitung 10 in einen Wärmetauscher 12 und von diesem durch eine Rücklaufleitung 14 zurück in das Fernwärmenetz. Vom Fernwärmenetz sind lediglich die Vorlauf- 10 und die Rücklaufleitung 14 dargestellt. Der Wärmetauscher 12 bildet eine Schnittstelle zur Gebäudeheizungs- und Wassererwärmungsanlage.The diagram shown in Fig. 1 shows the connection of a building heating and water heating system to a district heating network. Heated water from the district heating network flows as heating means through a flow line 10 into a heat exchanger 12 and from there through a return line 14 back into the district heating network. From the district heating network only the flow 10 and the return line 14 are shown. The heat exchanger 12 forms an interface to the building heating and water heating system.

In die Vorlaufleitung 10 sind eine Absperrarmatur 16, ein Schmutzfilter 18 sowie ein Regelventil 20 eingebaut, das als Heizmittelstromregler dient. Das Schmutzfilter 18 filtert Verschmutzungen aus dem umlaufenden Wasser aus. Das Regelventil 20, das auch im Rücklauf 14 eingebaut sein kann, regelt die Durchflußmenge durch den Wärmetauscher 12. Das Regelventil 20 regelt die Vorlauftemperatur auf der Sekundärseite und begrenzt die Durchflußmenge sowie die primärseitige Rücklauftemperatur. Es sind auch andere Begrenzungsarmaturen denkbar. Der Sollwert für die Durchflußmenge liegt bei der Wassererwärmung deutlich höher als bei Heizbetrieb. Die Umschaltung von einem auf den anderen Sollwert erfolgt abhängig davon, ob Heizbetrieb oder Wassererwärmung ansteht, vorzugsweise mittels einer, in der Zeichnung nicht dargestellten, zentralen Leittechnikanlage, die den Betrieb des Fernwärmenetzes regelt. Die Regelung kann dann bedarfsabhängig und zeitlich variabel erfolgen, u. U. kann das Regelventil 20 in der Vorlaufleitung 10 zu einem Gebäude vorübergehend ganz geschlossen werden.A shut-off valve 16 , a dirt filter 18 and a control valve 20 , which serves as a heating medium flow controller, are installed in the flow line 10 . The dirt filter 18 filters out dirt from the circulating water. The control valve 20 , which can also be installed in the return 14 , regulates the flow rate through the heat exchanger 12 . The control valve 20 regulates the flow temperature on the secondary side and limits the flow rate and the primary-side return temperature. Other limit fittings are also conceivable. The setpoint for the flow rate is significantly higher for water heating than for heating operation. The switchover from one setpoint to the other depends on whether heating or water heating is pending, preferably by means of a central control system, not shown in the drawing, which controls the operation of the district heating network. The regulation can then take place depending on need and variable in time, u. U. The control valve 20 in the flow line 10 to a building can temporarily be completely closed.

In der Rücklaufleitung 14 befindet sich ein Temperaturfühler 22, ein Wärmemengenzähler 24 sowie eine zweite Absperrarmatur 26. Der Wärmezähler 24 ermittelt den Wärmeverbrauch des an den Wärmetauscher 12 angeschlossenen Gebäudes und mißt zu diesem Zweck unter anderem den Heizmitteldurchfluß durch die Rücklaufleitung 14. Die Vorlaufleitung 10 und die Rücklaufleitung 14 bilden die Primärseite der Heizungs- und Wassererwärmungsanlage eines Gebäudes, sie sind zugleich Bestandteil des Fernwärmenetzes.A temperature sensor 22 , a heat meter 24 and a second shut-off valve 26 are located in the return line 14 . The heat meter 24 determines the heat consumption of the building connected to the heat exchanger 12 and, for this purpose, measures, among other things, the heating medium flow through the return line 14 . The flow line 10 and the return line 14 form the primary side of the heating and water heating system of a building, they are also part of the district heating network.

Sekundärseitig ist an den Wärmetauscher 12 ein Warmwasserspeicher 28 angeschlossen. In ihm befindet sich eine Heizschlange 30, durch die mittels einer Speicherladepumpe 32 erwärmtes Wasser von der Sekundärseite des Wärmetauschers 12 zur Erwärmung des Wassers im Warmwasserspeicher 28 gepumpt werden kann. Der Warmwasserspeicher 28 kann bei anderen Ausgestaltungen der Gebäude Wassererwärmungsanlage auch auf der Primärseite des Wärmetauschers 12 angeschlossen sein, anstatt auf der Sekundärseite, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.On the secondary side, a hot water tank 28 is connected to the heat exchanger 12 . In it there is a heating coil 30 , through which water heated by means of a storage tank charging pump 32 can be pumped from the secondary side of the heat exchanger 12 to heat the water in the hot water tank 28 . In other configurations of the building water heating system, the hot water tank 28 can also be connected on the primary side of the heat exchanger 12 instead of on the secondary side, as is shown in FIG. 1.

Der Heizschlange 30 des Warmwasserspeichers 28 parallel geschaltet ist die Gebäudeheizung, von der beispielhaft nur ein Heizkörper 34 dargestellt ist. Für den Wasserdurchlauf durch die Gebäudeheizung ist eine Heizungspumpe 36 vorgesehen. Auf der Sekundärseite des Wärmetauschers 12 ist ein Temperaturfühler 38 angeordnet, der dem Wärmetauscher 12 nach- und der Speicherladepumpe 32 sowie der Heizungspumpe 36 vorgeschaltet ist. Ein weiterer Temperaturfühler 40 mißt die Wassertemperatur im Warmwasserspeicher 28, ein dritter Temperaturfühler 42 mißt die Temperatur im Zulauf zur Gebäudeheizung 34 nach der Heizungspumpe 36.The heating coil 30 of the hot water tank 28 is connected in parallel with the building heating system, of which only one radiator 34 is shown as an example. A heating pump 36 is provided for the water to flow through the building heating. A temperature sensor 38 is arranged on the secondary side of the heat exchanger 12 , which is connected downstream of the heat exchanger 12 and upstream of the storage charging pump 32 and the heating pump 36 . Another temperature sensor 40 measures the water temperature in the hot water tank 28 , a third temperature sensor 42 measures the temperature in the inlet to the building heating system 34 after the heating pump 36 .

Betrieben wird die dargestellte, fernwärmeversorgte Gebäudeheizungs- und Wassererwärmungsanlage gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wie folgt: Die Gebäudeheizung 34 wird stets bei Bedarf betrieben, d. h. wenn aufgrund der Außentemperatur, einer Zeitsteuerung (Schaltuhr) oder der Stellung eines Betriebsartenschalters der Gebäuderegelung Heizbetrieb ansteht und der Wassererwärmer nicht mit Vorrang wegen Unterschreiten der Speicherminimaltemperatur aufgeheizt wird, wird die Heizungspumpe 36 eingeschaltet. Der Wasserdurchfluß durch die Primärseite des Wärmetauschers 12 wird während des Heizungsbetriebs mittels des Regelventils 20 auf einen Sollwert begrenzt.The illustrated, district heating-supplied building heating and water heating system is operated according to the method according to the invention as follows: The building heating 34 is always operated when required, that is to say when heating operation is pending due to the outside temperature, a time control (timer) or the setting of a mode switch of the building control system and the water heater is not the heating pump 36 is switched on with priority because the storage temperature falls below the minimum storage temperature. The water flow through the primary side of the heat exchanger 12 is limited to a desired value during the heating operation by means of the control valve 20 .

Zur Wassererwärmung sind die an das Fernwärmenetz angeschlossenen Gebäude in mehrere Zeitgruppen eingeteilt. Die Wassererwärmung erfolgt in Gebäuden einer Zeitgruppe zeitgleich, für verschiedene Zeitgruppen zeitversetzt. Die Zeitgruppen werden in Zeiten geringen Heizungswärmebedarfs oder größeren Wärmeangebots gelegt, also beispielsweise in die Zeit vor Ende einer Nachtabsenkung der Heizung 34 sowie in die Mittagszeit.For water heating, the buildings connected to the district heating network are divided into several time groups. Water is heated in buildings in a time group at the same time, for different time groups with a time delay. The time groups are placed in times of low heating demand or greater supply of heat, that is to say, for example, in the time before the end of a night heating 34 reduction and in the midday time.

Während eines Zeitabschnitts, der zur Wassererwärmung der Zeitgruppe vorgesehen ist, welcher der Warmwasserspeicher 28 zugeordnet ist, wird die Speicherladepumpe 32 eingeschaltet und auf diese Weise das Wasser im Warmwasserspeicher 28 auf eine festgelegte Maximaltemperatur erwärmt. Sofern das Wasser im Warmwasserspeicher 28 wärmer als eine Schwellentemperatur von beispielsweise 54°C ist, wird die Speicherladepumpe 32 des Warmwasserspeichers 28 nicht eingeschaltet und das Wasser nicht erwärmt.During a period of time which is provided for water heating of the time group to which the hot water tank 28 is assigned, the storage tank charging pump 32 is switched on and in this way the water in the hot water tank 28 is heated to a predetermined maximum temperature. If the water in the hot water tank 28 is warmer than a threshold temperature of, for example, 54 ° C., the storage tank charging pump 32 of the hot water tank 28 is not switched on and the water is not heated.

Während des Zeitabschnitts zur Wassererwärmung der Zeitgruppe, denen das Gebäude zugeordnet ist, wird das Regelventil 20 im Primärkreislauf dieses Gebäudes auf einen Sollwert eingestellt, der zur Aufheizung des Warmwasser speicher 28 in vertretbarer Zeit ausreicht, auch wenn die Wassertemperatur im Fernwärmenetz in der Übergangszeit und im Sommer, wenn der Heizungswärmebedarf gering oder Null ist, abgesenkt ist auf beispielsweise 65 bis 70°C in der Vorlaufleitung 10.During the time period for water heating of the time group to which the building is assigned, the control valve 20 in the primary circuit of this building is set to a setpoint that is sufficient for heating the hot water tank 28 in a reasonable time, even if the water temperature in the district heating network during the transition period and in Summer, when the heating requirement is low or zero, is reduced to, for example, 65 to 70 ° C in the flow line 10 .

Der Betrieb der Speicherladepumpe 32 sowie die Umschaltung des Regelventils 20 von Heizungsbetrieb auf Wassererwärmung und zurück kann zu fest vorgegebenen Zeiten erfolgen. Vorzuziehen ist die Ansteuerung mittels einer nicht dargestellten, zentralen Leittechnikanlage, die den Betrieb des gesamten Fernwärmenetzes regelt und die eine bedarfsabhängige, veränderliche Zeitgruppeneinteilung möglich macht.The operation of the storage tank charging pump 32 and the switchover of the control valve 20 from heating operation to water heating and back can take place at predetermined times. Control by means of a central control system (not shown), which regulates the operation of the entire district heating network and which makes it possible to change the time groups as required, is preferable.

Ausnahmsweise wird Wasser in einem Warmwasserspeicher 28 eines Gebäudes auch außerhalb des vorgesehenen Zeitabschnitts erwärmt, der für die Zeitgruppe dieses Gebäudes vorgesehen ist, wenn das Wasser in diesem Warmwasserspeicher 28 eine Minimaltemperatur von beispielsweise 47°C unterschreitet. Durch die vorsorgliche Erwärmung des Wassers in den Warmwasserspeichern 28 aller an das Fernwärmenetz angeschlossener Gebäude zu Zeiten geringen Heizungswärmebedarfs und vor zu erwartendem Warmwasserverbrauch tritt der Fall, daß das Wasser in einem Warmwasserspeicher 28 die Minimaltemperatur unterschreitet, äußerst selten auf.Exceptionally, water in a hot water tank 28 of a building is also heated outside of the intended time period, which is provided for the time group of this building, when the water in this hot water tank 28 falls below a minimum temperature of, for example, 47 ° C. By precautionary warming of the water in the hot water tanks 28 all connected to the district heating network building to periods of low heating heat demand and, to be expected consumption of hot water enters the case, that the water falls below the minimum temperature in a hot water tank 28, extremely rare.

Um festzustellen, ob die Speicherladepumpe 32 arbeitet, wird der Temperaturanstieg des Wassers im Warmwasserspeicher 28 mittels des Temperaturfühlers 40 gemessen. Steigt diese Temperatur beispielsweise innerhalb von 30 Minuten nach Einschalten der Speicherladepumpe 32 nicht um einen vorgegebenen Wert an, wird eine Störung der Speicherwasserpumpe 32 im Gebäude oder an die zentrale Leittechnikanlage gemeldet.In order to determine whether the storage tank charging pump 32 is working, the temperature rise in the water in the hot water storage tank 28 is measured by means of the temperature sensor 40 . If, for example, this temperature does not rise by a predetermined value within 30 minutes after the storage tank charging pump 32 is switched on, a fault in the storage water pump 32 in the building or to the central control system is reported.

Auf gleiche Weise wird auch die Heizungspumpe 36 überwacht: Steigt die Wassertemperatur in der Heizungsleitung von der Heizungspumpe 36 zu den Heizkörpern 34, die mittels des Temperaturfühlers 42 gemessen wird, nicht innerhalb einer vorgegeben Zeit von beispielsweise 120 Sekunden nach Einschalten der Heizungspumpe 36 um einen bestimmten Wert an, so wird eine Störung der Heizungspumpe 36 gemeldet. The heating pump 36 is also monitored in the same way: If the water temperature in the heating line from the heating pump 36 to the radiators 34 , which is measured by means of the temperature sensor 42 , does not rise by a certain time within a predetermined time, for example 120 seconds after the heating pump 36 is switched on Value, a fault in the heating pump 36 is reported.

Zur Überwachung des Primärkreislaufs wird der Wasserdurchsatz herangezogen, den der Wärmezähler 24 mißt, und festgestellt, ob dieser den für das Regelventil vorgegebenen Sollwert für den Heizungsbetrieb bzw. für die Wassererwärmung erreicht.To monitor the primary circuit, the water flow rate, which the heat meter 24 measures, is used and it is determined whether it reaches the setpoint value for the control valve for heating operation or for water heating.

Fig. 2 zeigt das Schema einer zweiten Ausführungsform einer Gebäudeheizungs- und Wassererwärmungsanlage zum Anschluß an ein Fernwärmenetz. Der Wassererwärmungsteil dieser Anlage ist anders aufgebaut als bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage. Im übrigen stimmen die beiden Anlagen, insbesondere der Primärteil sowie der Anschluß der Gebäudeheizung auf der Sekundärseite, miteinander überein, die Funktion beider Anlage ist weitgehend gleich. Für übereinstimmende Teile werden gleiche Bezugszahlen verwendet. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird nachfolgend nur der Wassererwärmungsteil der in Fig. 2 dargestellten Gebäudeheizungs- und Wassererwärmungsanlage erläutert und im übrigen auf die Beschreibung von Fig. 1 verwiesen. Fig. 2 shows the diagram of a second embodiment of a building heating and water heating system for connection to a district heating network. The water heating part of this system is constructed differently than in the system shown in Fig. 1. For the rest, the two systems, in particular the primary part and the connection of the building heating on the secondary side, match one another, the function of the two systems is largely the same. The same reference numbers are used for matching parts. To avoid repetitions, only the water heating part of the building heating and water heating system shown in FIG. 2 is explained below and reference is made to the description of FIG. 1.

Der Wassererwärmungsteil der in Fig. 2 dargestellten Gebäudeheizungs- und Wassererwärmungsanlage ist parallel zum Heizungsteil auf der Sekundärseite des Wärmetauschers 12 angeschlossen. Er kann auch auf der Primärseite eingebaut werden. Er weist einen zweiten Wärmetauscher 46 auf, an den ein Schichtladespeicher 48 angeschlossen ist. Für den Wasserdurchsatz durch eine Primärseite des zweiten Wärmetauschers 46 sorgt die Speicherladepumpe 32. In einen Sekundärkreislauf des zweiten Wärmetauschers 46 ist eine Brauchwasserumwälzpumpe 50 eingebaut, die für einen Wasserdurchsatz durch den Schichtladespeicher 48 sorgt.The water heating part of the building heating and water heating system shown in FIG. 2 is connected in parallel to the heating part on the secondary side of the heat exchanger 12 . It can also be installed on the primary side. It has a second heat exchanger 46 to which a stratified charge store 48 is connected. The storage tank charging pump 32 ensures the water throughput through a primary side of the second heat exchanger 46 . A process water circulation pump 50 is installed in a secondary circuit of the second heat exchanger 46 and ensures a water throughput through the stratified storage tank 48 .

Der Schichtladespeicher 48 hat einen Kaltwasserzulauf 52 und einen Warmwasserablauf 54. Es ist ein Temperaturfühler 56 zur Messung der Wassertemperatur im Schichtladespeicher 48 sowie ein weiterer Temperaturfühler 58 zur Messung der Temperatur in einem Rücklauf vom Schichtladespeicher 48 zum zweiten Wärmetauscher 56 oder im Schichtladespeicher 48 vorgesehen.The stratified storage tank 48 has a cold water inlet 52 and a hot water outlet 54 . A temperature sensor 56 for measuring the water temperature in the stratified charge store 48 and a further temperature sensor 58 for measuring the temperature in a return from the stratified charge store 48 to the second heat exchanger 56 or in the stratified charge store 48 are provided.

Beim Schichtladespeicher 48 der in Fig. 2 dargestellten Gebäudeheizungs- und Wassererwärmungsanlage wird die Heizfläche aus dem Warmwasserspeicher 48 heraus verlagert. Die Brauchwasserumwälzpumpe 50 ist zusätzlich zur Speicherladepumpe 32 erforderlich. Wenn am Temperaturfühler 58 im Rücklauf vom Schichtladespeicher 48 ein Temperatur sollwert von beispielsweise 58°C ansteht, wird der Speicherladervorgang beendet. Diese Gebäudeheizungs- und Wassererwärmungsanlage hat den Vorteil gleicher Temperatur verhältnisse bei der Wassererwärmung und vermeidet dadurch eine ungenügende Rücklaufauskühlung des Fernheizwassers.When stratified charge memory 48 of the Gebäudeheizungs- and water-heating system illustrated in FIG. 2, the heating surface is displaced from the hot water storage tank 48 out. The domestic water circulation pump 50 is required in addition to the storage tank charging pump 32 . If a temperature setpoint of, for example, 58 ° C. is present at the temperature sensor 58 in the return from the stratified storage tank 48 , the storage tank charging process is ended. This building heating and water heating system has the advantage of the same temperature conditions for water heating and thereby avoids inadequate return cooling of the district heating water.

Claims

1. A method for operating a heating network for heating buildings connected to the heating network and for heating water in the buildings by means of a central heating system or a central heat generation system, characterized in that water in hot water storage tanks ( 28 ) of the building at times of low heating consumption and / or during generation otherwise not required heat is heated, provided that the water temperature in the respective hot water tank ( 28 ) has not exceeded a maximum temperature, and that outside of these times only water is heated in hot water tanks ( 28 ) of buildings that has fallen below a minimum temperature.

2. The method according to claim 1, characterized in that the buildings are divided into time groups, that water in hot water tanks ( 28 ) of buildings of a time group is heated in a predetermined time period, and that water in hot water tanks ( 28 ) of buildings, the different time groups are assigned to be heated at different times, with the exception that water in a hot water tank ( 28 ), which has fallen below a minimum temperature, is also heated outside the period specified for this hot water tank ( 28 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that water in hot water tanks ( 28 ), which has a predetermined threshold temperature which is between the maximum temperature and the minimum temperature, is not heated.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that a heating medium flow for heating and Water heating of a building to a target quantity for the Heating mode and a larger target quantity for the Water heating is limited.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the operation of the heating network means a central control system.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a fault message for a heating pump ( 36 ) of a heating system of a building occurs when a heating medium temperature in a heating medium line connected to the heating pump ( 36 ) is not within a specified period after switching on Heating pump ( 36 ) rises or a temperature difference between a supply line to and a discharge line from the heating pump ( 36 ) that is greater than a measurement error limit is established over a defined period of time.

7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a fault message for a storage tank charging pump ( 32 ) of a hot water tank ( 28 ) takes place in a building when the water temperature in the hot water tank ( 28 ) is not within a specified period after switching on Storage tank charging pump ( 32 ) rises.

8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a fault message is issued when a volume flow measuring part ( 24 ) does not provide a quantity signal or when the heating medium flow of the building does not reach the target quantity for heating operation.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a heating medium flow temperature of the heating network and / or building heating in Dependence on the averaged over a period of time Outside temperature and proportionate to the mean Wind speed is regulated.