DE3633293C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Rückgewinnung der Verlustenergie in einem Gebäudekomplex, die eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit vor- und nachge­ schaltetem Pufferspeicher aufweist.

Vom gesamten Primär-Energieeinsatz ist, bedingt durch die Verluste, zur Zeit nur etwa zwei Drittel als Endenergie nutzbar. Ein Drittel der Energie, also ein gewaltiger Anteil, geht verloren.

Bisher versuchte man einen Teil dieser Verlustenergie rückzugewinnen, in dem man beispielsweise Wärme­ pumpen einsetzte. So wurde die Abluftrestwärme für die Bereitung von Warmwasser genutzt.

Aus der DE-OS 24 40 418 ist eine Zentralheizungsanlage mit Wasser als Wärmeträger bekannt. Dabei wird dem Abwasser unter Verwendung eines Wärmetauschers mittels einer Wärmepumpe eine Wärmemenge entzogen und diese zur Aufheizung des Wärmeträgers verwendet.

Obwohl zwar alle bekannten Wärmerückgewinnungs­ systeme Energie einsparen, verursachen sie jedoch andererseits mehr oder weniger große Investitions­ kosten, so daß in jedem einzelnen Fall Wirtschaft­ lichkeitsrechnungen anzustellen sind. Die Wirtschaft­ lichkeit einer Wärmepumpe ist dabei vom Verlauf der Heiz- und Kühllast im Jahresmittel abhängig, ferner von der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf aber auch von der Leistungsziffer der Kältemaschine.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der mit geringem Investitionsaufwand die in einem Gebäude anfallende Verlustenergie der verschiedensten Energiequellen mit einem guten Wirkungsgrad der Wärmepumpe zurückgewonnen werden kann.

Die erfindungsgemäße Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeträgerschiene vorgesehen ist, über die sämtliche Energieverbraucher wie Warmwasserbereiter, Heizungen, insbesonders Fußbodenheizung versorgt werden und daß sämtliche von den Verbrauchern anfallende Abwärme über eine Abwärmesammelschiene der Wärmepumpe zuführbar ist.

Durch die Erfindung ist es erstmals möglich, den für einen Gebäudekomplex notwendigen Aufwand an Primärenergie beträchtlich zu verringern. Die finanziellen Einsparungen sind dadurch enorm. Darüber hinaus wird die Wirtschaftlichkeit der Anlage noch dadurch erhöht, daß die Primärenergie vom elektrischen Versorgungsunternehmen in Bandform bezogen wird. Der Preis für diese Energie ist damit noch günstiger.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist unmittelbar nach der Wärmepumpe ein elektrischer Durchlauferhitzer angeordnet, der von einem als Blockheizkraftwerk verwendeten Notstromaggregat betreibbar ist.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß im Winter bei Energieknappheit mit diesem als Blockheizkraftwerk verwendeten Notstromaggre­ gat die Anlage betrieben wird. Das Notstromaggregat weist in der Regel einen Dieselmotor auf. Es könnte jedoch jeder zur elektrischen Energie alternative Energieträger Verwendung finden. Herauszustreichen ist vor allem, daß die Verwendung von elektrischer Spitzenenergie die bekanntlich einen hohen Preis hat, vermieden wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind als Wärmespeicher für die Wärmeträgerschiene einerseits die Warmwasser-Fußbodenheizung und andererseits Warm- Brauchwasserbehälter vorgesehen. Äquivalent dazu ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung als Pufferspeicher für die Abwärmesammelschiene ein Abwasserbehälter vorgesehen.

Durch diese Merkmale der Erfindung ist eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades der Wärmepumpe gegeben. Die Wärmeträgerschiene und die Abwärme­ sammelschiene werden gleitend gefahren, d. h. die kalte Seite regelt sich nach dem Energiebe­ darf der warmen Seite. Dadurch ist auch nur ein Regler zu Begrenzung der Tiefsttemperatur auf der kalten Seite notwendig.

Auf der warmen Seite ist die Vorlauftemperatur von der Außentemperatur abhängig. Darüber hinaus ist die Vorlauftemperatur vom Bedarf abhängig, d. h. der Verbraucher der momentan die größte Energie benötigt bestimmt das Temperaturniveau.

Ein weiterer gravierender Vorteil dieser erfindungs­ gemäßen Anlage ist darin zu sehen, daß sie bei hohen Außentemperaturen immer noch funktioniert. Ferner kann die Anlage bei Neubauten als auch bei bestehenden Gebäuden Verwendung finden.

Mit einer entsprechenden Leittechnik ist erstmals die Möglichkeit gegeben, durch Konferenzschaltun­ gen, Zu- und Abschaltungen verschiedener Leistungs­ gruppen und Abschaltung von Heizungsabschnitten ohne Komfortverlust die Gesamtleistung auf Bandlast im Winter zu reduzieren.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.

Gemäß der Figur ist eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe 1 in der Anlage zur Rückgewinnung der Verlustenergie in einem Gebäudekomplex vorgesehen. Vor- und nach­ geschaltet dieser Wärmepumpe 1 ist je ein Pufferspeicher (2, 3). Über die Wärmeträgerschiene 4 werden sämt­ liche Energieverbraucher versorgt. Über die Ab­ wärmesammelschiene 5 ist sämtliche von den Verbrauchern anfallende Abwärme der Wärmepumpe 1 zuführbar. Die Verbraucher können beispielsweise die Lüftung 6, die Schwimmbad-Versorgung 7 oder die Fußbodenheizung 8 sein. Die von diesen Verbrauchern anfallende Abwärme wird über Plattenwärmetauscher 9, oder Abluftkühl­ register 10 der Abwärmesammelschiene 5 zugeführt.

Unmittelbar nach der Wärmepumpe 1 ist ein elektrischer Durchlauferhitzer 11 geschaltet, der von einem als Blockheizwerk verwendeten Notstromaggregat 12 betrieben wird. Dieses Notstromaggregat 12 wird bei niedrigen Außentemperaturen zur kalorischen Spitzendeckung eingesetzt.

Im Falle eines Netzausfalles kann natürlich auch der Notbetrieb im Gebäude aufrechterhalten werden. Dies soll mit dem Pfeil 13 ausgedrückt werden.

Als Wärmespeicher für die Wärmeträgerschiene 4 ist ein Warm-Brauchwasserbehälter 14 vorgesehen. Als Abwärmespeicher für die Abwärmesammelschiene 5 ist ein Abwasserbehälter 15 vorgesehen.

Mittels der durch die Leittechnik ermöglichten Konferenzschaltungen und Zu- und Abschaltungen verschiedener Leistungsgruppen ist ein optimaler Zugriff auf die vorhandenen Energiereserven, die in der Fußbodenheizung 8, dem Warm-Brauchwasser­ behälter 14 und dem Abwasserbehälter 15 gegeben sind, möglich. Erst wenn diese Energiereserven erschöpft sind, wird das Notstromaggregat 12 in Betrieb genommen.

Die Abwärmesammelschiene 5 wird vorzugsweise mit einem Diäthylenglykol-Gemisch betrieben. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, bis in die Nähe des Gefrierpunktes den Betrieb aufrecht erhalten zu können.

Ferner wird durch eine Differenztemperaturregelung dem Abwasserbehälter nur Wärme entzogen. Frequenzum­ richtergesteuerte Pumpen können bei der Warmwasser­ bereitung eingesetzt werden.

Claims (4)

1. Anlage zur Rückgewinnung der Verlustenergie in einem Gebäudekomplex, die eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit vor- und nachgeschaltetem Pufferspeicher aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeträgerschiene (4) vorgesehen ist, über die sämtliche Energieverbraucher wie Warmwasserbereiter, Heizungen, insbesondere Fußbodenheizung (8) versorgt werden und daß sämtliche von den Verbrauchern anfallende Abwärme über eine Abwärmesammelschiene (5) der Wärmepumpe (1) zuführbar ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Wärmepumpe (1) ein elektrischer Durchlauferhitzer (11) angeordnet ist, der von einem als Blockheizkraftwerk verwendeten Notstromaggregat (12) betreibbar ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmespeicher für die Wärmeträgerschiene (4) einerseits die Warmwasser-Fußbodenheizung (8) und andererseits Warm-Brauchwasserbehälter (14) vorgesehen sind.

4. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Pufferspeicher für die Abwärmesammelschiene (5) ein Abwasserbehälter (15) vorgesehen ist.