DE102021107698A1 - low-temperature heat network - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Niedertemperatur-Wärmenetz zur Versorgung von Gebäuden mit Wärme zum Heizen und für Warmwasser, bei dem in einer Gebäudestation ein Heizkreis-Rücklauf eines Heizkreises des Gebäudes an die Primärseite einer Wärmepumpe angeschlossen ist, um dem Heizkreis-Rücklauf Wärme zu entziehen und diese Wärme der Primärseite der Wärmepumpe zusätzlich zu Raum-Fortluft als eine weitere Primärwärmequelle zuzuführen, und/oder bei dem eine Übergabestation eine Wärmepumpe umfasst, die eine Primärseite mit einem Aufnahme-Wärmetauscher, der zwischen den Rücklauf eines einen thermischen Zwischenspeicher erwärmenden Netz-Wärmetauschers und eines Netz-Rücklaufs geschaltet ist, und eine Abgabeseite mit einem Abgabe-Wärmetauscher umfasst, über den an den Zwischenspeicher zusätzlich die dem Rücklauf des Netz-Wärmetauschers entzogene Wärme abgegeben werden kann.The invention relates to a low-temperature heating network for supplying buildings with heat for heating and hot water, in which a heating circuit return of a heating circuit of the building is connected to the primary side of a heat pump in a building station in order to extract heat from the heating circuit return and use it to supply heat to the primary side of the heat pump in addition to room exhaust air as a further primary heat source, and/or in which a transfer station comprises a heat pump which has a primary side with an intake heat exchanger which is connected between the return of a mains heat exchanger that heats a thermal buffer store and a Mains return is connected, and includes a delivery side with a delivery heat exchanger, via which the heat extracted from the return of the mains heat exchanger can also be delivered to the intermediate store.

Description

Die Erfindung betrifft ein Niedertemperatur-Wärmenetz zur Versorgung von Gebäuden mit Wärme zum Heizen und für Warmwasser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Gebäudestation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Niedertemperatur-Wärmenetzes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The invention relates to a low-temperature heating network for supplying buildings with heat for heating and hot water according to the preamble of claim 1, a building station according to the preamble of claim 14 and a method for operating a low-temperature heating network according to the preamble of claim 15.

Derartige Niedertemperatur-Wärmenetze, Gebäudestationen hierfür sowie Verfahren zum Betreiben derartiger Netze sind grundsätzlich bekannt.Such low-temperature heating networks, building stations for this and methods for operating such networks are known in principle.

Dabei können im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in einem jeweiligen zu versorgenden Gebäude mehrere Gebäudestationen vorhanden sein, die insbesondere einer separat zu versorgenden Gebäudeeinheit, zum Beispiel einer Wohnung, zugeordnet sind. So kann ein zu versorgendes Gebäude beispielsweise ein Einfamilienhaus, ein Mehrfamilienhaus, ein Reihenhaus oder ein Wohnhaus oder Wohnblock mit einer Mehrzahl von separat zu versorgenden Wohnungen sein. Jeder Gebäudeeinheit, also beispielsweise jeder Wohnung, kann eine eigene Gebäudestation zugeordnet sein, die dann auch als Wohnungsstation bezeichnet wird. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist somit unter einer Gebäudestation auch eine Wohnungsstation zu verstehen, wenn es sich bei der zu versorgenden Einheit des Gebäudes um eine Wohnung handelt. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine Gebäudestation mehrere Einheiten eines Gebäudes, also beispielsweise mehrere Wohnungen, versorgt.Within the scope of the present disclosure, a number of building stations can be present in a respective building to be supplied, which are assigned in particular to a building unit to be supplied separately, for example an apartment. For example, a building to be supplied can be a detached house, an apartment building, a terraced house or a residential building or block of flats with a plurality of apartments to be supplied separately. Each building unit, for example each apartment, can be assigned its own building station, which is then also referred to as a home station. Within the scope of the present disclosure, a building station is also to be understood as a home station if the building unit to be supplied is a home. In principle it is also possible for a building station to supply several units of a building, for example several apartments.

Obwohl in den letzten Jahren durchaus Fortschritte im Zusammenhang mit einer effizienten Nutzung von Energie bei der Wärmeversorgung von Gebäuden, auch unter Einbeziehung von regenerativen Energien, gemacht worden sind, stellt man gleichwohl fest, dass immer noch ein relevanter Anteil der eingesetzten Energie ungenutzt bleibt. Wenn im Folgenden der Begriff „Wärme“ verwendet wird, dann ist darunter „Wärmeenergie“ zu verstehen.Although progress has been made in recent years in connection with the efficient use of energy in the heat supply of buildings, including the inclusion of renewable energies, it is nevertheless clear that a relevant proportion of the energy used remains unused. If the term "heat" is used in the following, then this is to be understood as "thermal energy".

Die Nutzung von Raum-Fortluft durch Wärmepumpen zur Warmwasserbereitung in einem Gebäude, beispielsweise in einer Wohnung oder einer anderen Gebäudeeinheit, ist grundsätzlich bekannt. Problematisch ist, dass derartige Wärmepumpen, um einen akzeptablen Leistungswert (COP = Coefficient Of Performance; ein auch als „Leistungszahl“ bezeichnetes Gütekriterium für Wärmepumpen) zu erhalten, an einem mehr oder weniger festen Arbeitspunkt betrieben werden müssen, also insofern nicht geregelt werden können, als die Zufuhr von Raum-Fortluft - also deren Volumenstrom - nicht entsprechend dem Bedarf gesteigert werden kann. In der Praxis wird daher dem Warmwasserspeicher (Boiler) eine beträchtliche Menge an elektrischer Energie zugeführt, um eine ausreichende Menge an Warmwasser bereiten zu können, wenn die Wärmepumpe nicht genügend Wärme von der Raum-Fortluft liefern kann. Dieser Nachteil besteht unabhängig davon, ob die Gebäudeheizung durch eine zentrale, mehr oder weniger weit entfernt gelegene und mehrere Gebäude versorgende Versorgungszentrale, deren Arbeitsprozess z.B. auf Kraft-Wärme-Kopplung basiert, oder durch eine eigene Heizung, beispielsweise eine Gas- oder Pelletheizung, gebildet wird. Wenn die Heizung des Gebäudes über eine zentrale Versorgung erfolgt, dann führt nicht nur der erwähnte Bedarf an elektrischer Energie für die Wärmepumpe der Gebäudestation zu einer ungünstigen Energiebilanz, sondern es entstehen zusätzlich relevante Verluste insbesondere durch Abwärme des Arbeitsprozesses in der Versorgungszentrale sowie im Netz-Vorlauf und im Netz-Rücklauf zwischen Versorgungszentrale und Übergabestation aufgrund der in der Praxis vergleichsweise hohen Temperaturen des Arbeitsmediums. Diese Temperaturen können in der Praxis 80 bis 85°C im Netz-Vorlauf und etwa 50°C im Netz-Rücklauf betragen. Relevante Streckenverluste lassen sich daher auch bei vergleichsweise guter Wärmedämmung der Leitungen für den Netz-Vorlauf und den Netz-Rücklauf nicht verhindern.The use of room exhaust air by heat pumps for heating water in a building, for example in an apartment or another building unit, is known in principle. The problem is that heat pumps of this type have to be operated at a more or less fixed operating point in order to achieve an acceptable performance value (COP = Coefficient Of Performance; a quality criterion for heat pumps also known as the "performance number"), i.e. they cannot be regulated insofar as as the supply of room exhaust air - i.e. its volume flow - cannot be increased according to demand. In practice, therefore, a considerable amount of electrical energy is supplied to the hot water tank (boiler) in order to be able to prepare a sufficient amount of hot water when the heat pump cannot supply sufficient heat from the room exhaust air. This disadvantage exists regardless of whether the building heating is provided by a central, more or less distant supply center that supplies several buildings, whose work process is based, for example, on combined heat and power, or by a separate heating system, for example a gas or pellet heating system becomes. If the building is heated via a central supply, then not only does the need for electrical energy mentioned for the heat pump of the building station lead to an unfavorable energy balance, but there are also relevant losses, in particular due to waste heat from the work process in the supply center and in the network flow and in the network return between the supply center and transfer station due to the comparatively high temperatures of the working medium in practice. In practice, these temperatures can be 80 to 85°C in the network flow and about 50°C in the network return. Relevant line losses can therefore not be prevented even with comparatively good thermal insulation of the lines for the network flow and the network return.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden.The object of the invention is to avoid these disadvantages in the prior art.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 14 und 15.This problem is solved by the features of the independent claims 1, 14 and 15.

Die Erfindung zeichnet sich also gemäß einem Aspekt dadurch aus, dass in der Gebäudestation der Wärmepumpe nicht nur die Raum-Fortluft als eine Primärwärmequelle zugeführt wird, sondern außerdem der Heizkreis-Rücklauf, so dass die Wärmepumpe zusätzlich die im Heizkreis-Rücklauf enthaltene Wärme nutzen kann. Insbesondere im Winterhalbjahr kann die Steuerungs-Einheit also dem Wärmetauscher den Heizkreis-Rücklauf als weitere Primärwärmequelle zuführen, wenn die Raum-Fortluft eine zu niedrige Temperatur aufweist oder kein ausreichend großer Volumenstrom der Raum-Fortluft zur Verfügung gestellt werden kann, um die erforderliche Energie mit optimalem COP für die Warmwasserbereitung bereitzustellen. Dank der Erfindung kann die Steuerungs-Einheit in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeits- und Bedarfssituation den Betrieb der Wärmepumpe dahingehend regeln, dass die Beiträge der unterschiedlichen Primärwärmequellen Raum-Fortluft einerseits und Heizkreis-Rücklauf andererseits entsprechend variiert werden.The invention is characterized according to one aspect in that in the building station of the heat pump not only the room exhaust air is supplied as a primary heat source, but also the heating circuit return, so that the heat pump can also use the heat contained in the heating circuit return . In the winter months in particular, the control unit can supply the heating circuit return to the heat exchanger as an additional primary heat source if the room exhaust air temperature is too low or if the room exhaust air volume flow cannot be sufficiently large to provide the required energy to provide optimal COP for water heating. Thanks to the invention, the control unit can regulate the operation of the heat pump depending on the respective availability and demand situation in such a way that the contributions of the different primary heat sources room exhaust air on the one hand and heating circuit return on the other hand are varied accordingly.

Ein wesentlicher Vorteil dieses Konzeptes besteht darin, dass im Winterhalbjahr der ansonsten ungenutzte Heizkreis-Rücklauf zur Unterstützung der Primärseite der Wärmepumpe genutzt werden kann, um diese auch bei ungenügendem Wärmeeintrag durch die Raum-Fortluft an ihrem optimalen Arbeitspunkt betreiben und so für die Wärmepumpe den bestmöglichen COP erhalten zu können. Im Sommer dagegen steht genügend Wärme zur Verfügung, nämlich durch die Außenluft (und damit letztlich durch Sonnenenergie), die über die Frischluftzufuhr von außerhalb des Gebäudes und damit als noch wärmere Rauf-Fortluft der Gebäudestation zugeführt werden kann.A major advantage of this concept is that in the winter months the otherwise unused heating circuit return can be used to support the primary side of the heat pump, in order to operate it at its optimum operating point even if there is insufficient heat input from the room exhaust air and thus the best possible for the heat pump to be able to obtain COP. In summer, on the other hand, there is enough heat available, namely from the outside air (and thus ultimately from solar energy), which can be supplied to the building station via the fresh air supply from outside the building and thus as even warmer up-exhaust air.

Die erfindungsgemäße Nutzung des Heizkreis-Rücklaufs als zusätzliche Primärwärmequelle für den primärseitigen Wärmetauscher der Wärmepumpe führt bereits in der Gebäudestation zu einer deutlich verbesserten Energiebilanz, da zusätzliche elektrische Energie für die Warmwasserbereitung nicht mehr notwendig ist oder zumindest auf ein Minimum reduziert werden kann.The inventive use of the heating circuit return as an additional primary heat source for the primary-side heat exchanger of the heat pump already leads to a significantly improved energy balance in the building station, since additional electrical energy for hot water preparation is no longer necessary or can at least be reduced to a minimum.

Dieses Konzept bildet einen unabhängigen Gegenstand gemäß Anspruch 14 (Gebäudestation) und gemäß einem Aspekt von Anspruch 1 (Wärmenetz) und von Anspruch 15 (Betriebsverfahren).This concept forms an independent subject according to claim 14 (building station) and according to an aspect of claim 1 (heating network) and of claim 15 (operating method).

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, der grundsätzlich unabhängig von dem ersten Aspekt ist, besonders vorteilhaft aber mit diesem kombiniert werden kann, ist vorgesehen, dass in der Gebäudestation dem Rücklauf des Netz-Wärmetauschers zusätzlich Wärme entzogen und zum Erwärmen des thermischen Zwischenspeichers genutzt wird. Hierdurch wird zum einen noch mehr Energie aus dem Netz-Vorlauf für die Erwärmung dieses Zwischenspeichers genutzt. Zum anderen ist es hierdurch möglich, dem Netz-Rücklauf zwischen Übergabestation und Versorgungszentrale eine Temperatur zu verleihen, die viel niedriger ist als bisher. Während bisher der Netz-Rücklauf typischerweise Temperaturen im Bereich von etwa 50°C oder bei anderen bekannten Niedertemperatur-Wärmenetzen immer noch etwa 10°C aufweist, kann dank der Erfindung das Arbeitsmedium im Netz-Rücklauf beispielsweise eine Temperatur von nur noch etwa 2 bis 4°C oder noch weniger aufweisen. Hierdurch können im Netz-Rücklauf Wärmeverluste drastisch reduziert oder es kann - in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten - sogar eine Wärmegewinnung mittels des Netz-Rücklaufes erfolgen. Es kann nämlich zum Beispiel durch das umgebende Erdreich, in dem typischerweise die Leitung für den Netz-Rücklauf vergraben ist, das Arbeitsmedium im Netz-Rücklauf auf dem Weg zur Versorgungszentrale insbesondere durch das Erdreich erwärmt werden, und zwar beispielsweise von etwa anfänglichen 2 bis 4°C auf etwa 8 bis 9°C. According to a further aspect of the invention, which is fundamentally independent of the first aspect, but can be combined with it particularly advantageously, it is provided that additional heat is extracted from the return flow of the mains heat exchanger in the building station and used to heat the thermal buffer store. On the one hand, this means that even more energy from the mains flow is used to heat up this temporary storage tank. On the other hand, this makes it possible to give the network return between the transfer station and the supply center a temperature that is much lower than before. While previously the network return typically had temperatures in the range of around 50°C or in other known low-temperature heating networks still around 10°C, thanks to the invention the working medium in the network return can, for example, only have a temperature of around 2 to 4 °C or even less. As a result, heat losses in the network return can be drastically reduced or - depending on the respective circumstances - heat can even be recovered using the network return. For example, the surrounding soil, in which the line for the network return is typically buried, can heat the working medium in the network return on the way to the supply center, in particular through the soil, for example from about the initial 2 to 4 °C to about 8 to 9°C.

Es versteht sich, dass hierdurch eine Wärmedämmung der Leitung des Netz-Rücklaufes überflüssig wird, was bereits erhebliche Kosteneinsparungen mit sich bringt. Zudem kann hierdurch eine noch weitergehende Optimierung dahingehend stattfinden, dass die Leitung des Netz-Rücklaufes nahe an der Leitung für den Netz-Vorlauf verlegt wird, so dass dort entstehende Wärmeverluste zumindest zum Teil zum Erwärmen des dank der Erfindung „heruntergekühlten“ Netz-Rücklaufs verwendet werden können und somit tatsächlich keine Verluste mehr darstellen.It goes without saying that this means that thermal insulation of the mains return line becomes superfluous, which already entails considerable cost savings. In addition, an even more extensive optimization can take place as a result of the line for the network return being laid close to the line for the network flow, so that heat losses occurring there are used at least in part to heat the network return, which has been "cooled down" thanks to the invention and therefore no longer actually represent losses.

Die dank der Erfindung vergleichsweise niedrige Temperatur des Netz-Rücklaufs an der Versorgungszentrale wiederum hat den weiteren Vorteil, dass eine effektive Wärmegewinnung durch die im Arbeitsprozess in der Versorgungszentrale entstehende Abwärme genutzt werden kann, beispielsweise durch die Abwärme aus dem Abgas eines den Arbeitsprozess in der Versorgungszentrale bildenden Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozesses. Derzeit besitzen diese Abgase zum Beispiel Temperaturen von bis zu 100°C, bestenfalls von nicht weniger als 35°C. Mit einem Wärmetauscher kann die Abwärme des Arbeitsprozesses genutzt und dem Netz-Rücklauf zugeführt werden. So lässt sich beispielsweise die Temperatur der Abgase eines Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozesses auf beispielsweise 12 bis 15°C reduzieren, d.h. die Abwärme des Arbeitsprozesses in der Versorgungszentrale kann praktisch vollständig genutzt werden. Dies wiederum reduziert den Energieeinsatz an der Versorgungszentrale zum Erwärmen des Netz-Vorlaufs und damit den Primärenergieanteil.Thanks to the invention, the comparatively low temperature of the network return at the supply center in turn has the further advantage that effective heat generation can be used through the waste heat produced in the work process in the supply center, for example through the waste heat from the exhaust gas of a work process in the supply center forming combined heat and power process. Currently, for example, these exhaust gases have temperatures of up to 100°C, at best not lower than 35°C. With a heat exchanger, the waste heat from the work process can be used and returned to the network return. For example, the temperature of the exhaust gases from a combined heat and power process can be reduced to 12 to 15°C, for example, i.e. the waste heat from the work process in the supply center can be used almost completely. This in turn reduces the energy consumption at the supply center for heating the mains supply and thus the primary energy share.

Wie bereits erwähnt, ist dieser zweite Aspekt der Erfindung besonders vorteilhaft in Kombination mit dem ersten Aspekt, denn indem dem Heizkreis-Rücklauf des Gebäudes Wärme entzogen wird, gelangt dieser als Gebäude-Rücklauf zur Übergabestation, also in den Zwischenspeicher, mit einer geringeren Temperatur als bisher, nämlich mit einer Temperatur von beispielsweise etwa 20 bis 22°C oder noch weniger, beispielsweise etwa 15°C. Dies reduziert in vorteilhafter Weise den Energieeinsatz für die Wärmepumpe der Übergabestation, die dazu dient, dem Rücklauf des Netz-Wärmetauschers Wärme zu entziehen und diese Wärme dem Zwischenspeicher zusätzlich zuzuführen. Zudem kann insbesondere dann, wenn die Temperatur des Gebäude-Rücklaufes zumindest annähernd der Temperatur des Rücklaufs des Netz-Wärmetauschers entspricht, dieser besonders effizient arbeiten, d.h. der Netz-Wärmetauscher besitzt dann eine besonders gute Übertragungsqualität.As already mentioned, this second aspect of the invention is particularly advantageous in combination with the first aspect, because by extracting heat from the heating circuit return of the building, this reaches the transfer station as the building return, i.e. into the intermediate storage tank, at a lower temperature than hitherto, namely at a temperature of, for example, about 20 to 22°C or even less, for example about 15°C. This advantageously reduces the use of energy for the heat pump of the transfer station, which is used to extract heat from the return line of the mains heat exchanger and to additionally supply this heat to the intermediate store. In addition, especially when the temperature of the building return at least approximately corresponds to the temperature of the return of the mains heat exchanger, this can work particularly efficiently, i.e. the mains heat exchanger then has a particularly good transmission quality.

Vereinfacht ausgedrückt zeichnet sich die Erfindung - bezogen auf die Gebäudestation - dadurch aus, dass der Rücklauf des Heizkreises genutzt wird, um die Warmwasserbereitung effizienter zu machen, und - bezogen auf die Übergabestation - dadurch, dass der Rücklauf des Netz-Wärmetauschers genutzt wird, um die Erwärmung des Zwischenspeichers effizienter zu machen und weitere Vorteile zu erzielen, insbesondere die damit einhergehende Reduzierung der Temperatur des Netz-Rücklaufes, die wiederum eine Energiegewinnung auf der Strecke zur Versorgungszentrale und aus der Abwärme der Versorgungszentrale ermöglicht, d.h. im Ergebnis eine Minimierung des Energieeinsatzes an der Versorgungszentrale zur Erwärmung des Netz-Vorlaufs.Put simply, the invention is characterized - based on the building station - characterized in that the return of the heating circuit is used to make hot water preparation more efficient and - in relation to the transfer station - by using the return flow of the network heat exchanger to make the heating of the buffer storage more efficient and to achieve other advantages, in particular the associated reduction in temperature of the network return, which in turn enables energy to be generated on the route to the supply center and from the waste heat from the supply center, ie the result is a minimization of the energy use at the supply center for heating the network flow.

Mit der Kombination der beiden Aspekte der Erfindung ergeben sich dadurch - wie vorstehend erläutert - noch mehr Synergieeffekte, die es ermöglichen, ein Niedrigtemperatur-Wärmenetz mit einem Minimum an - über den Einsatz von regenerativer Energie hinausgehendem - Energieeinsatz zu betreiben.As explained above, the combination of the two aspects of the invention results in even more synergy effects that make it possible to operate a low-temperature heating network with a minimum of energy use—beyond the use of regenerative energy.

Wenn im Rahmen der vorliegenden Offenbarung von einem „Vorlauf“ oder von einem „Rücklauf“ oder von einem „Kreislauf“ oder von einem „Speicher“ die Rede ist, dann ist darunter in Abhängigkeit von dem jeweiligen Zusammenhang das jeweilige fluide Arbeitsmedium, insbesondere Wasser, oder eine Leitung bzw. ein Behältnis zu verstehen, in der dieses Arbeitsmedium strömt bzw. in dem dieses Arbeitsmedium enthalten ist.If, within the scope of the present disclosure, a "supply" or a "return" or a "circulation" or a "reservoir" is mentioned, then this includes the respective fluid working medium, in particular water, depending on the respective context. or to understand a line or a container in which this working medium flows or in which this working medium is contained.

Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the drawing.

Die erfindungsgemäße Gebäudestation kann in Form eines transportablen, als Ganzes handhabbaren, insbesondere im Nassbereich einer Gebäudeeinheit wie z.B. in einem Bad oder in einem WC aufstellbaren Geräts vorgesehen sein. Die Wärmepumpe und ein Warmwasserspeicher (Boiler) können dabei - wie bei derzeit bereits bekannten Geräten auch - zu einer baulichen und funktionalen Einheit zusammengefasst sein.The building station according to the invention can be provided in the form of a transportable device that can be handled as a whole and set up in particular in the wet area of a building unit, for example in a bathroom or in a toilet. The heat pump and a hot water tank (boiler) can be combined to form a structural and functional unit, as is the case with devices that are already known.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der Gebäudestation ein zusätzlicher Lüftungs-Wärmetauscher vorgesehen ist, an dem ein Wärmeaustausch zwischen zugeführter Außenluft und der Raum-Fortluft erfolgt und der zusammen mit der Wärmepumpe in zumindest zwei unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen betrieben werden kann, wobei in einer Winter-Schaltkonfiguration die Raum-Fortluft vor dem Eintritt in die Wärmepumpe dem Lüftungs-Wärmetauscher zugeführt wird, um die Außenluft zu erwärmen, und in einer Sommer-Schaltkonfiguration die Raum-Fortluft zunächst der Wärmepumpe und dann dem Lüftungs-Wärmetauscher zugeführt wird, um die Außenluft abzukühlen.According to a further exemplary embodiment of the invention, it can be provided that an additional ventilation heat exchanger is provided in the building station, on which heat exchange takes place between the supplied outside air and the room exhaust air and which can be operated together with the heat pump in at least two different circuit configurations, where in a winter switching configuration the room exhaust air is fed to the ventilation heat exchanger before entering the heat pump in order to heat the outdoor air, and in a summer switching configuration the room exhaust air is first fed to the heat pump and then to the ventilation heat exchanger to cool the outside air.

Mit nur einer zusätzlich zur Wärmepumpe vorgesehenen Komponente, nämlich einem grundsätzlich bekannten Lüftungs-Wärmetauscher, kann die Gebäudestation für jede Außentemperatur, also für jede Temperatur der Außenluft, eine optimale Funktionalität erfüllen. Die Außenluft kann mit der Raum-Fortluft entweder erwärmt oder abgekühlt werden. In jedem Fall wird die Raum-Fortluft über den Aufnahme-Wärmetauscher der Wärmepumpe geführt und als energetisch genutzte Raum-Fortluft aus der Gebäudestation herausgeführt, um an die Umgebung, also aus dem Gebäude heraus, abgegeben zu werden. Hierdurch werden gleichzeitig eine Temperierung (Kühlung oder Erwärmung) der Außenluft und eine Lüftung des Gebäudes, in dem die Gebäudestation installiert ist, ermöglicht.With only one component provided in addition to the heat pump, namely a basically known ventilation heat exchanger, the building station can fulfill optimal functionality for every outside temperature, ie for every temperature of the outside air. The outside air can either be heated or cooled with the room exhaust air. In any case, the exhaust air from the room is routed via the intake heat exchanger of the heat pump and is routed out of the building station as exhaust air used for energy purposes in order to be discharged to the environment, i.e. out of the building. This enables temperature control (cooling or heating) of the outside air and ventilation of the building in which the building station is installed at the same time.

Dies bedeutet, dass hierdurch auf eine zusätzliche Lüftungsanlage verzichtet werden kann, die bei bekannten, mit einer Wärmepumpe arbeitenden Konzepten zusätzlich notwendig ist, um im Winterhalbjahr geheizte Raumluft nach außen zu fördern, da aufgrund der heutzutage sehr gut abdichtenden Fenster eine Raumentfeuchtung durch Lüftung notwendig ist. Bei derartigen bekannten Lüftungsanlagen ist zwar eine Wärmerückgewinnung aus der nach außen geführten warmen Raumluft vorgesehen, die aber wenig effizient ist.This means that there is no need for an additional ventilation system, which is also necessary with known concepts that work with a heat pump, in order to convey heated room air to the outside in the winter months, since room dehumidification by ventilation is necessary due to the windows that are very well sealed nowadays . In the case of such known ventilation systems, heat recovery from the warm room air routed to the outside is provided, but this is not very efficient.

Der Lüftungs-Wärmetauscher und die Wärmepumpe sind insbesondere zu einer Einheit zusammengefasst.In particular, the ventilation heat exchanger and the heat pump are combined into one unit.

Vorzugsweise sind umschaltbare Ventile vorgesehen, um den Wechsel zwischen den unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen zu ermöglichen. Diese Ventile können über die Steuerungs-Einheit der Gebäudestation gesteuert werden.Switchable valves are preferably provided to allow switching between the different circuit configurations. These valves can be controlled via the control unit of the building station.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird in der Gebäudestation der Raum-Fortluft nicht nur die Wärme entzogen, sondern wird die Raum-Fortluft gleichzeitig mittels des primärseitigen Wärmetauschers der Wärmepumpe entfeuchtet. Die den primärseitigen Wärmetauscher der Wärmepumpe verlassende, kühlere und trockenere Raum-Fortluft kann als Gebäude-Fortluft aus dem Gebäude entlassen werden. Dies erfolgt so im Winter. Im Sommer dagegen kann gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung, wie vorstehend bereits erläutert, mittels eines nachgeschalteten Luft-Luft-Wärmetauschers diese durch den primärseitigen Wärmetauscher der Wärmepumpe abgekühlte Raum-Fortluft genutzt werden, um von außerhalb des Gebäudes angesaugte, wärmere Frischluft (Außenluft) zu kühlen. Auf diese Weise kann also eine vorteilhafte Raumtemperierung im Sommer erfolgen. Kühlbedarf und verfügbare Sonnenenergie, letztere in Form der von der Wärmepumpe nutzbaren warmen Außenluft, fallen also in vorteilhafter Weise zusammen. Folglich kann die Warmwasserbereitung ohne zusätzliche Wärmequellen erfolgen, insbesondere ohne zusätzliche Energie aus einer Versorgungszentrale.In an advantageous further development of the invention, not only is the heat removed from the room outgoing air in the building station, but the room outgoing air is simultaneously dehumidified by means of the primary-side heat exchanger of the heat pump. The cooler and drier room exhaust air leaving the primary-side heat exchanger of the heat pump can be discharged from the building as building exhaust air. This is what happens in winter. In summer, on the other hand, according to a further possible embodiment of the invention, as already explained above, by means of a downstream air-to-air heat exchanger, this room exhaust air cooled by the primary-side heat exchanger of the heat pump can be used to heat warmer fresh air drawn in from outside the building (outside air ) to cool. In this way, therefore, an advantageous room temperature control in summer take place. The need for cooling and the available solar energy, the latter in the form of the warm outside air that can be used by the heat pump, therefore advantageously coincide. Consequently, the hot water can be prepared without additional heat sources, in particular without additional energy from a supply center.

Gemäß weiterer möglicher Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest eine für ein fluides Arbeitsmedium, insbesondere Wasser, vorgesehene Leitung, insbesondere eine Leitung für den Netz-Vorlauf, für den Netz-Rücklauf, für den Gebäude-Vorlauf und/oder für den Gebäude-Rücklauf, gleichzeitig als elektrischer Leiter oder als Träger für einen elektrischen Leiter zur Übertragung von elektrischer Energie ausgebildet sein. Hierbei können Wärmeverluste aufgrund des elektrischen Widerstands genutzt werden, um das in der betreffenden Leitung strömende Arbeitsmedium zu erwärmen. Diese Nutzung von ansonsten verloren gehender Wärme stellt einen weiteren möglichen Synergieeffekt der Erfindung dar.According to further possible embodiments of the invention, at least one line provided for a fluid working medium, in particular water, in particular a line for the network supply, for the network return, for the building supply and/or for the building return, can simultaneously be designed as an electrical conductor or as a carrier for an electrical conductor for the transmission of electrical energy. In this case, heat losses due to the electrical resistance can be used to heat the working medium flowing in the relevant line. This use of otherwise lost heat represents another possible synergy effect of the invention.

Wie auch an anderer Stelle näher beschrieben, kann die Übergabestation zusätzlich mit zumindest einem elektrischen Zwischenspeicher versehen sein, der mit elektrischer Energie von einer externen Quelle betrieben werden kann, z.B. mittels einer Photovoltaikanlage oder von der Versorgungszentrale. Dieser elektrische Zwischenspeicher kann die Übergabestation und/oder die Gebäudestation bzw. mehrere Gebäudestationen, die mit der Übergabestation verbunden sind, insbesondere während der Nachtstunden mit elektrischer Energie versorgen. Für die elektrische Anbindung dieses elektrischen Zwischenspeichers können die vorstehend erwähnten Vorläufe E und J und/oder Rückläufe F und K dienen, wenn diese entsprechend ausgebildet sind.As also described in more detail elsewhere, the transfer station can also be provided with at least one electrical buffer store that can be operated with electrical energy from an external source, e.g. by means of a photovoltaic system or from the supply center. This electrical buffer store can supply the transfer station and/or the building station or a number of building stations which are connected to the transfer station with electrical energy, in particular during the night hours. The above-mentioned feeds E and J and/or returns F and K can be used for the electrical connection of this electrical intermediate store if they are designed accordingly.

Gemäß weiterer möglicher Ausführungsformen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der Gebäudestation dem Warmwasserspeicher ein weiterer Wärmetauscher zugeordnet ist, der über die Steuerungs-Einheit mit dem Gebäude- Vorlauf und/oder mit dem Heizkreis-Vorlauf verbunden werden kann, um in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeits- und Bedarfssituation Wärme von dem Warmwasserspeicher dem Gebäude-Vorlauf oder dem Heizkreis-Vorlauf und/oder Wärme von dem Gebäude-Vorlauf dem Warmwasserspeicher zur Verfügung zu stellen.According to further possible embodiments of the invention, provision can be made for another heat exchanger to be assigned to the hot water tank in the building station, which heat exchanger can be connected to the building flow and/or to the heating circuit flow via the control unit in order, depending on the respective availability and demand situation to provide heat from the hot water tank to the building flow or the heating circuit flow and/or heat from the building flow to the hot water tank.

Durch diese Verschaltungs- bzw. Steuerungsmöglichkeiten kann dann, insbesondere in der Übergangszeit zwischen Sommer und Winter bzw. Winter und Sommer, wenn einerseits genügend Sonnenenergie zur Verfügung steht und so Wärme über die Wärmepumpe der Gebäudestation dem Warmwasserspeicher zugeführt werden kann, andererseits aber noch geheizt werden muss, das Heizen des Gebäudes zumindest teilweise über Solarenergie, also über den Warmwasserspeicher, erfolgen, ohne dass es zu einem Mangel an Warmwasser kommt. Auch ist es möglich, über den durch Sonnenenergie und die Wärmepumpe der Gebäudestation erwärmten Warmwasserspeicher und die Steuerungseinheit die Wärme an den Zwischenspeicher der Übergabestation abzugeben.These connection and control options mean that, particularly in the transitional period between summer and winter or winter and summer, when sufficient solar energy is available and heat can be supplied to the hot water tank via the heat pump of the building station, heating can still take place the building must be heated, at least in part, using solar energy, i.e. using the hot water storage tank, without there being a shortage of hot water. It is also possible to transfer the heat to the intermediate storage tank of the transfer station via the hot water tank heated by solar energy and the heat pump of the building station and the control unit.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass in der Übergabestation eine Steuerungs-Einheit vorgesehen ist, über welche der Gebäude-Vorlauf und der Gebäude-Rücklauf mit dem thermischen Zwischenspeicher verbunden sind und die dazu ausgebildet ist, zusammen mit der Steuerungs-Einheit der Gebäudestation den Betrieb des Wärmenetzes - zumindest bezogen auf die Übergabestation und die oder jede an diese Übergabestation angeschlossene Gebäudestation - in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeits- und Bedarfssituation zu steuern.Furthermore, it is preferably provided according to the invention that a control unit is provided in the transfer station, via which the building flow and the building return are connected to the thermal buffer store and which is designed to, together with the control unit of the building station To control operation of the heating network - at least in relation to the transfer station and the or each building station connected to this transfer station - depending on the respective availability and demand situation.

Beide Steuerungs-Einheiten können bezogen auf die jeweilige Gebäudestation als eine Gesamt-Steuerung betrachtet werden, die für die betreffende Gebäudestation sozusagen alles erfasst, überwacht, steuert und regelt, was für die gewünschte Wärmeversorgung des Gebäudes, zu der die betreffende Gebäudestation gehört, relevant ist.In relation to the respective building station, both control units can be viewed as an overall controller that records, monitors, controls and regulates everything for the building station in question that is relevant for the desired heat supply of the building to which the building station in question belongs .

Insbesondere das Zusammenspiel der hierin offenbarten Einrichtungen und Steuerungen, wie sie insbesondere auch aus den nachstehend näher beschriebenen Figuren hervorgehen, ermöglicht eine in einem Höchstmaß effiziente und vorrangig mit Solarenergie betriebene Wärmeversorgung von Gebäuden bzw. Gebäudeeinheiten wie z.B. Wohnungen. Hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang auch, dass überschüssige Sonnenenergie, die während des Tages anfällt, sowohl in dem elektrischen Zwischenspeicher als auch - für jede angeschlossene Gebäudestation über die dortige Anordnung aus Wärmepumpe, Warmwasserspeicher und Gebäude-Vorlauf - in dem thermischen Zwischenspeicher gespeichert werden kann.In particular, the interaction of the devices and controls disclosed herein, as can be seen in particular from the figures described in more detail below, enables buildings or building units such as apartments to be supplied with heat in a highly efficient manner and primarily operated with solar energy. It should also be emphasized in this context that excess solar energy that accumulates during the day can be stored both in the electrical intermediate storage tank and - for each connected building station via the local arrangement of heat pump, hot water storage tank and building flow - in the thermal intermediate storage tank.

Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wärmenetz beschriebenen möglichen Weiterbildungen der Gebäudestation bzw. der beschriebenen, in der Gebäudestation vorhandenen Einrichtungen sind hiermit auch als Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Gebäudestation bzw. deren jeweiliger Einrichtung und - wenn es sich um steuerungsrelevante bzw. eine Steuerung erfordernde oder ermöglichende Aspekte handelt - auch als Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens offenbart.The possible developments of the building station described in connection with the heating network according to the invention or the described devices present in the building station are hereby also considered developments of the building station according to the invention or its respective device and - when it comes to control-relevant or control-requiring or enabling aspects is - also disclosed as developments of the method according to the invention.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

  • 1 ein schematischer Überblick über ein erfindungsgemäßes N iedertem peratur-Wärmenetz,
  • 2 schematisch weitere Einzelheiten eines erfindungsgemäßen Niedertemperatur-Wärmenetzes,
  • 2a die Wohnungsstation (Gebäudestation) von 2 in einer vergrößerten Darstellung,
  • 2b die Übergabestation von 2 in einer vergrößerten Darstellung, und
  • 2c weitere Details der Gebäudestation von 2.
The invention is described below by way of example with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a schematic overview of a low-temperature heating network according to the invention,
  • 2 schematically further details of a low-temperature heating network according to the invention,
  • 2a the home station (building station) of 2 in an enlarged view,
  • 2 B the transfer station from 2 in an enlarged view, and
  • 2c more details of building station from 2 .

Wie eingangs bereits erwähnt, umfasst das erfindungsgemäße Niedertemperatur-Wärmenetz eine oder mehrere Gebäudestationen 1 (die hier auch als Wohnungsstationen bezeichnet werden), eine Versorgungszentrale 3, die einer Mehrzahl von Gebäudestationen 1 zugeordnet ist, sowie jeweils zwischen einer Gebäudestation 1 und der Versorgungszentrale 3 eine Übergabestation 2.As already mentioned, the low-temperature heating network according to the invention comprises one or more building stations 1 (which are also referred to here as home stations), a supply center 3, which is assigned to a plurality of building stations 1, and one between a building station 1 and the supply center 3 transfer station 2.

Die Erfindung betrifft sowohl eine Gebäudestation 1 als auch ein Niedertemperatur-Wärmenetz, das zusätzlich zu einer oder mehreren erfindungsgemäßen Gebäudestationen 1 zumindest eine Übergabestation 2 und zumindest eine Versorgungszentrale 3 umfasst.The invention relates both to a building station 1 and to a low-temperature heating network which, in addition to one or more building stations 1 according to the invention, comprises at least one transfer station 2 and at least one supply center 3 .

Der erfindungsgemäßen Gebäudestation 1, die beispielsweise in Form eines transportierbaren Geräts in einem Badezimmer oder einem WC einer Wohnung (im Folgenden einfach: Gebäude) installiert ist, wird Raum-Fortluft A zugeführt, die aus dem Gebäude angesaugt wird und die die Gebäudestation 1 als energetisch genutzte Gebäude-Fortluft B verlässt. Auf Details hierzu wird an anderer Stelle näher eingegangen. Die Gebäudestation 1 dient zur Warmwasser-Versorgung C des Gebäudes sowie zur Versorgung eines Heizkreises D des Gebäudes über eine Steuerungs-Einheit SE (2a), wobei der Heizkreis D einen Heizkreis-Vorlauf DVL und einen Heizkreis-Rücklauf DRL umfasst.The building station 1 according to the invention, which is installed, for example, in the form of a transportable device in a bathroom or a toilet of an apartment (hereinafter simply: building), room exhaust air A is supplied, which is sucked out of the building and the building station 1 as energetic used building exhaust air B leaves. Details on this are discussed elsewhere. The building station 1 is used for the hot water supply C of the building and for the supply of a heating circuit D of the building via a control unit SE ( 2a) , wherein the heating circuit D comprises a heating circuit flow DVL and a heating circuit return DRL.

Mit der Übergabestation 2 ist die Gebäudestation durch den Gebäude-Vorlauf E und den Gebäude-Rücklauf F verbunden.The building station is connected to the transfer station 2 by the building flow E and the building return F.

Die Übergabestation 2 steht mit der Versorgungszentrale 3 über den Netz-Vorlauf J und den Netz-Rücklauf K in Verbindung. Durch die kleinen Pfeile ist beim Netz-Vorlauf J angedeutet, dass Wärmeverluste an das umgebende Erdreich der betreffenden Versorgungsleitung entstehen. Die in umgekehrter Richtung auf die Rücklaufleitung des Netz-Rücklaufs K gerichteten kleinen Pfeile deuten an, dass aufgrund der eingangs erläuterten niedrigen Temperatur des Arbeitsmediums des Netz-Rücklaufs K dieses Arbeitsmedium Wärme aus dem umgebenden Erdreich, die zumindest teilweise von der abgegebenen Wärme, also der Verlust-Wärme, des Netz-Vorlaufs J stammen kann, aufnehmen kann.The transfer station 2 is connected to the supply center 3 via the network flow J and the network return K. The small arrows in the network flow J indicate that there are heat losses to the surrounding soil of the relevant supply line. The small arrows pointing in the opposite direction to the return line of the network return K indicate that due to the low temperature of the working medium of the network return K explained at the beginning, this working medium receives heat from the surrounding soil, which is at least partially absorbed by the heat given off, i.e. the Heat loss, the mains flow J can come from, can absorb.

Für die Übergabestation 2 kann Sonnenenergie H beispielsweise mittels einer Photovoltaikanlage PV unmittelbar oder mittelbar genutzt werden. Hierzu ist die Übergabestation 2 mit einem nicht dargestellten elektrischen Zwischenspeicher versehen, nämlich einer Batterie, der mittels der Photovoltaikanlage PV und damit durch Sonnenenergie versorgt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Zwischenspeicher der Übergabestation 2 auch mit Strom von der Versorgungszentrale 3 versorgt werden. Der elektrische Zwischenspeicher dient zur Versorgung der Einrichtungen in der Gebäudestation 1 und in der Übergabestation 2 insbesondere während der Nachtstunden. Für die elektrische Anbindung dieses elektrischen Zwischenspeichers können - wie an anderer Stelle bereits erwähnt - die Leitungen für die einzelnen Vorläufe E und J und/oder Rückläufe F und K dienen.Solar energy H can be used directly or indirectly for the transfer station 2, for example by means of a photovoltaic system PV. For this purpose, the transfer station 2 is provided with an electrical intermediate store, not shown, namely a battery, which can be supplied by means of the photovoltaic system PV and thus by solar energy. As an alternative or in addition, the electrical buffer store of the transfer station 2 can also be supplied with electricity from the supply center 3 . The electrical intermediate storage is used to supply the facilities in the building station 1 and in the transfer station 2, especially during the night hours. As already mentioned elsewhere, the lines for the individual feeds E and J and/or returns F and K can be used for the electrical connection of this electrical intermediate store.

Die Versorgung der Übergabestation 2 mit elektrischer Energie I von der Versorgungszentrale 3 und die Versorgung der Gebäudestation 1 mit elektrischer Energie G durch die Übergabestation 2 kann - wie vorstehend bereits erläutert - über die Leitungen des betreffenden Vorlaufs J bzw. E und/oder Rücklaufs K bzw. F erfolgen. Separate elektrische Leitungen können dann entfallen, was in 2 und dementsprechend auch in den 2a und 2b durch die gestrichelten Linien bei H und I angedeutet ist.The supply of the transfer station 2 with electrical energy I from the supply center 3 and the supply of the building station 1 with electrical energy G through the transfer station 2 can - as already explained above - via the lines of the relevant flow J or E and / or return K or .F done. Separate electrical lines can then be omitted, which in 2 and accordingly also in the 2a and 2 B is indicated by the dashed lines at H and I.

Wie 2a zeigt, dient die Steuerungs-Einheit SE, die mit dem Gebäudevorlauf E und dem Gebäuderücklauf F verbunden ist, zur Verteilung und Einstellung und somit zur Beeinflussung der einzelnen Arbeitsmedien-Durchflüsse, insbesondere mit Hilfe von entsprechenden Ventil-Stellgliedern. An die Steuerungs-Einheit SE sind zudem der Heizkreis-Vorlauf DVL und der Heizkreis-Rücklauf DRL angeschlossen. So kann erfindungsgemäß über die Steuerungs-Einheit SE der Primärseite der Wärmepumpe WP1 als Primärwärmequelle nicht nur die Raum-Fortluft A, sondern außerdem der Heizkreis-Rücklauf DRL zugeführt werden, nämlich über einen weiteren an die Primärseite der Wärmepumpe WP1 angeschlossenen und in Reihe mit dem Luft-Kältemittel-Wärmetauscher WT1 für die Raum-Fortluft A geschalteten Kältemittel-Wasser-Wärmetauscher WT2. Diesem kann die Steuerungs-Einheit SE bedarfsgerecht dosiert den Heizkreis-Rücklauf DRL zuführen. Hierdurch können dem Primärkreis der Wärmepumpe WP1 also zwei unterschiedliche Primärwärmequellen zugeführt werden, nämlich die Raum-Fortluft A und der Heizkreis-Rücklauf DRL.As 2a shows, the control unit SE, which is connected to the building flow E and the building return F, is used for distribution and adjustment and thus for influencing the individual working medium flows, in particular with the help of corresponding valve actuators. The heating circuit flow DVL and the heating circuit return DRL are also connected to the control unit SE. According to the invention, not only the room exhaust air A, but also the heating circuit return DRL can be supplied via the control unit SE to the primary side of the heat pump WP1 as the primary heat source, namely via another connected to the primary side of the heat pump WP1 and in series with the Air-refrigerant heat exchanger WT1 for the room exhaust air A switched refrigerant-water heat exchanger WT2. The SE control unit can meter the heating circuit return DRL to this as required. This allows the primary circuit of the heat pump WP1 so two different Primary heat sources are supplied, namely the room exhaust air A and the heating circuit return DRL.

Der Abgabe-Wärmetauscher WT3 der Wärmepumpe WP1 erwärmt über sein Arbeitsmedium (Kältemittel) das Arbeitsmedium, insbesondere Wasser, im Warmwasserspeicher WW zur Warmwasserversorgung C des Gebäudes. Über die Steuerungs-Einheit SE kann dem Warmwasserspeicher WW gegebenenfalls auch Wärme mittels eines weiteren Wärmetauschers WT4 zugeführt werden. Zu der möglichen Einbindung und Nutzung dieses weiteren Wärmetauschers WT4 wird auch auf die entsprechenden Ausführungen im Einleitungsteil verwiesen.The output heat exchanger WT3 of the heat pump WP1 heats the working medium, in particular water, in the hot water tank WW for the hot water supply C of the building via its working medium (refrigerant). If necessary, heat can also be fed to the hot water storage tank WW via the control unit SE by means of a further heat exchanger WT4. With regard to the possible integration and use of this further heat exchanger WT4, reference is also made to the corresponding statements in the introductory part.

Mit Ausnahme der erfindungsgemäßen zusätzlichen Zufuhr von Wärme des Heizkreis-Rücklaufs DRL an die Primärseite der Wärmepumpe WP1 - hier über den zusätzlichen primärseitigen Wärmetauscher WT2 - ist dieser Aufbau einer Gebäudestation 1 grundsätzlich bekannt.With the exception of the additional inventive supply of heat from the heating circuit return DRL to the primary side of the heat pump WP1 - here via the additional primary-side heat exchanger WT2 - this structure of a building station 1 is known in principle.

Hinsichtlich der weiteren Einzelheiten und insbesondere möglicher Temperaturen bzw. Temperaturbereiche der einzelnen Kreise bzw. Vorläufe und Rückläufe wird auch auf die übrige vorliegende Offenbarung einschließlich der Beschriftungen in den Figuren verwiesen. Dies gilt auch für die Ausführungen im Zusammenhang mit der Übergabestation 2 und der Versorgungszentrale 3.With regard to further details and in particular possible temperatures or temperature ranges of the individual circuits or feeds and returns, reference is also made to the rest of the present disclosure, including the inscriptions in the figures. This also applies to the statements in connection with the transfer station 2 and the supply center 3.

In 2 und 2a sind jeweils zwei Lüftungs-Wärmetauscher WTP dargestellt. Tatsächlich ist nur ein einziger derartiger Lüftungs-Wärmetauscher WTP, nämlich ein Luft-Luft-Wärmetauscher, vorgesehen, worauf nachstehend in Verbindung mit 2c näher eingegangen wird. Die diesbezüglich vereinfachte Darstellung in 2 und 2a mit den zwei Lüftungs-Wärmetauschern WTP soll lediglich zwei mögliche, unterschiedliche Schaltungskonfigurationen veranschaulichen, die mit dem einen Lüftungs-Wärmetauscher WTP und der Wärmepumpe WP1 realisiert werden können.In 2 and 2a two ventilation heat exchangers WTP are shown. In fact, only one such ventilation heat exchanger WTP, namely an air-to-air heat exchanger, is provided, which is described below in connection with 2c will be dealt with in more detail. The simplified representation in this regard in 2 and 2a with the two ventilation heat exchangers WTP is only intended to illustrate two possible, different circuit configurations that can be implemented with one ventilation heat exchanger WTP and the heat pump WP1.

2c veranschaulicht die Anordnung aus Lüftungs-Wärmetauscher WTP und Wärmetauscher WT1 der Wärmepumpe WP1 in zwei unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen, die nachstehend kurz erläutert werden sollen. Der Einfachheit halber wird nachfolgend die jeweilige Luft bzw. Komponente nur durch ihr Bezugszeichen angegeben (A = Raum-Fortluft etc., siehe Bezugszeichenliste). Ob eine Linie gestrichelt dargestellt ist oder nicht, soll hier nicht von Bedeutung sein. 2c illustrates the arrangement of ventilation heat exchanger WTP and heat exchanger WT1 of the heat pump WP1 in two different circuit configurations, which will be explained briefly below. For the sake of simplicity, the respective air or component is indicated below only by its reference number (A=room exhaust air, etc., see list of reference numbers). Whether a line is dashed or not is not intended to be important here.

Der Weg von „M“ nach „N“ über die Sekundär-Seite des WTP ist und bleibt immer gleich. Dabei handelt es sich immer um frische Außenluft M, die im WTP entweder erwärmt (Winter) oder abgekühlt (Sommer) wird und an die Räume als Zuluft N abgegeben wird.The path from "M" to "N" via the secondary side of the WTP is and always will be the same. This is always fresh outside air M, which is either heated (winter) or cooled (summer) in the WTP and is released into the rooms as supply air N.

Hingegen ist „A“ stets die „verbrauchte“ (CO2 und Feuchtigkeit enthaltende, d.h. entsprechend angereicherte) Raum-Fortluft, welche zunächst grundsätzlich, auf welche Art und Weise sie auch immer durch die Ventile V1 - V3 umgelenkt wird, dieses „Gebilde“ immer als Raum-(Gebäude)-Fortluft (verbrauchte Luft) über „B“ verlässt.On the other hand, "A" is always the "spent" room exhaust air (containing CO2 and moisture, i.e. correspondingly enriched), which is initially always this "structure", regardless of how it is diverted through the valves V1 - V3 exits as room (building) exhaust air (stale air) via "B".

Die Raum-Fortluft „A“ wird ebenfalls grundsätzlich immer durch den WT1 der WP1 geführt.The room exhaust air "A" is also always routed through the WT1 of the WP1.

„Grundstellung“ = Winterbetrieb:"Basic position" = winter operation:

„A“ wird über V1 nach oben zur Primärseite des WTP geführt und erwärmt dort im Wärmeaustauschverfahren die kältere Außenluft „M“. Um diesen Energiefaktor abgekühlt, verlässt „A“ den WTP und wird über V3 dem WT1 der WP1 zugeführt. Diesen verlässt „A“ schließlich abgekühlt und entfeuchtet und passiert das V2 auf dem geraden Weg nach außen und wird zur Fortluft „B“."A" is routed upwards via V1 to the primary side of the WTP, where it heats up the colder outside air "M" in the heat exchange process. Cooled by this energy factor, "A" leaves the WTP and is fed to WT1 of WP1 via V3. Eventually "A" leaves this cooled and dehumidified and passes the V2 on the straight way out and becomes exhaust air "B".

Sommer-Betrieb:Summer operation:

„A“ passiert wieder V1, welches umgeschaltet wurde und „A“ (nach unten umgelenkt) über eine Leitung zum V3 führt, welches ebenfalls umgeschaltet wurde und nun die zwei Wege: „6 Uhr“ (unten) und „3 Uhr“ (rechts) sowie „9 Uhr“ (links) und „12 Uhr“ (oben) offenhält. Damit gelangt „A“ nun unmittelbar in den WT1 der WP1, wird dort abgekühlt und verlässt den WT1 über V2, welches ebenfalls umgeschaltet hat und nun „A“ über die weitere Leitung zum WTP führt. Im WTP wird nun mit dem abgekühlten „A“ über dessen Primärseite und das Wärmeaustauschverfahren die jetzt (im Sommer) wärmere Außenluft „M“ abgekühlt. „A“ hat hingegen jetzt Wärme aufgenommen und verlässt so erwärmt WTP und passiert über V3 und den Weg „9 Uhr“ (links) und „12 Uhr“ (oben) dieses auf dem Weg zur „B“ und wird somit wiederum als Fortluft „B“ aus der Gebäudestation und somit aus dem Gebäude entlassen."A" again passes V1, which has been switched and leads "A" (redirected down) via a line to V3, which has also been switched and now the two paths: "6 o'clock" (below) and "3 o'clock" (right ) as well as "9 o'clock" (left) and "12 o'clock" (top) keeps open. This means that "A" now goes directly to WT1 of WP1, where it is cooled and leaves WT1 via V2, which has also switched and now leads "A" to the WTP via the further line. In the WTP, the now (in summer) warmer outside air "M" is cooled down with the cooled "A" via its primary side and the heat exchange process. "A", on the other hand, has now absorbed heat and leaves WTP warmed up and passes through V3 and the path "9 o'clock" (left) and "12 o'clock" (above) on the way to "B" and is thus in turn treated as exhaust air " B" from the building station and thus released from the building.

Eine Entfeuchtung der Luft findet stets, also in beiden Schaltungskonfigurationen, im WT1 der WP1 statt, wobei im Sommer zusätzlich die Außenluft M im WTP entfeuchtet wird.Dehumidification of the air always takes place, i.e. in both circuit configurations, in WT1 of WP1, with the outside air M also being dehumidified in WTP in summer.

Die vorstehend erläuterten Strömungswege lassen sich kurz wie folgt zusammenfassen:The flow paths explained above can be briefly summarized as follows:

Sommer:Summer:

A (warm) -> V3 -> WT1 (dort Abkühlung und Entfeuchtung) -> V2 -> WTP (dort (i) Aufnahme von Wärme von M und (ii) Entfeuchtung) -> 1V3 -> B (als abgekühlte und entfeuchtete Raum-Fortluft aus dem Gebäude heraus).
M (warm) -> WTP (dort Abgabe von Wärme und Entfeuchtung) -> N (= abgekühlte Frischluft; „Raumtemperierung“).A (warm) -> V3 -> WT1 (there cooling and dehumidification) -> V2 -> WTP (there (i) absorption of heat from M and (ii) dehumidification) -> 1V3 -> B (as cooled and dehumidified room exhaust air out of the building).
M (warm) -> WTP (there release of heat and dehumidification) -> N (= cooled fresh air; "room temperature control").

Winter:Winter:

A (warm) -> WTP (dort Abkühlung durch Vorerwärmung von M) -> V3 -> WT1 (dort Abkühlung und Entfeuchtung) -> B (als abgekühlte und entfeuchtete Raum-Fortluft aus dem Gebäude heraus).
M (kalt) -> WTP (dort Vorerwärmung durch A) -> N (= vorerwärmte Frischluft).A (warm) -> WTP (there cooling by preheating of M) -> V3 -> WT1 (there cooling and dehumidification) -> B (as cooled and dehumidified room exhaust air out of the building).
M (cold) -> WTP (there preheating by A) -> N (= preheated fresh air).

Ein weiterer Vorteil dieser Konstellation ist, dass das im weiteren Verlauf (gegenüber dem Wert unmittelbar beim Verlassenen des Raumes) stets etwas kühlere „A“ nach dem Verlassen des WTP (trotz der in diesem aufgenommenen Wärme aus der Außenluft) im V3 durch dessen Bauweise und die Führung der jeweiligen Luft an derselben Umschaltklappe des V3 durch den Luftmassenstrom und damit die Abkühlung auf der besagten Ventil-Umschaltklappe des V3, über diese, auf deren anderen Seite der dort noch etwas wärmeren dort vorbeiströmenden Raum-Fortluft „A“ Wärme entzogen werden kann, was der Kühlleistung durch den WT1 und WP1 zu Gute kommt, weil diese Kühlleistung „natürliche“ physikalische Grenzen besitzt.Another advantage of this constellation is that in the further course (compared to the value immediately when leaving the room), the always slightly cooler "A" after leaving the WTP (despite the heat absorbed in it from the outside air) in the V3 due to its construction and the routing of the respective air on the same changeover flap of the V3 by the air mass flow and thus the cooling on the said valve changeover flap of the V3, via this, on the other side of which heat can be extracted from the slightly warmer room exhaust air "A" flowing past there , which benefits the cooling capacity of the WT1 and WP1, because this cooling capacity has "natural" physical limits.

Auch die Übergabestation 2 gemäß 2b ist hinsichtlich ihres grundsätzlichen Aufbaus bekannt. Der Netz-Vorlauf J erwärmt über den Netz-Wärmetauscher WT7 den Zwischenspeicher ZS, der zusammen mit den Gebäude-Rücklauf F und dem Gebäude-Vorlauf E einen Gebäudekreislauf bildet, der hydraulisch von dem Versorgungs- oder Netzkreislauf getrennt ist, der zusätzlich zu dem Netz-Vorlauf J und dem Netz-Wärmetauscher WT7 den Netz-Rücklauf K umfasst, zu dem der Rücklauf L des Netz-Wärmetauschers WT7 führt.The transfer station 2 according to 2 B is known in terms of its basic structure. The network flow J heats the intermediate storage tank ZS via the network heat exchanger WT7, which forms a building circuit together with the building return F and the building flow E, which is hydraulically separated from the supply or network circuit, which in addition to the network -Flow J and the network heat exchanger WT7 comprises the network return K, to which the return L of the network heat exchanger WT7 leads.

Erfindungsgemäß wird zusätzlich der Rücklauf L des Netz-Wärmetauschers WT7 zur Erwärmung eines Zwischenspeichers ZS genutzt, und zwar über eine weitere Wärmepumpe WP2. Dem primärseitigen Wärmetauscher WT5 dieser Wärmepumpe WP2 wird der Rücklauf L des Netz-Wärmetauschers WT7 zugeführt, um mittels des abgabeseitigen Wärmetauschers WT6 der Wärmepumpe WP2 den Zwischenspeicher ZS zu erwärmen. Das Medium des Zwischenspeichers ZS und damit des Gebäudekreises wird auch als Gebäudesystemwasser bezeichnet, das - wie erwähnt - in grundsätzlich bekannter Weise von dem Versorgungs- oder Netzsystemwasser (also von dem Netzkreis mit Netz-Vorlauf J, Netz-Wärmetauscher WT7 und Netz-Rücklauf K) hydraulisch getrennt ist.According to the invention, the return L of the mains heat exchanger WT7 is also used to heat an intermediate store ZS, specifically via a further heat pump WP2. The primary-side heat exchanger WT5 of this heat pump WP2 is supplied with the return L of the mains heat exchanger WT7 in order to heat the intermediate store ZS by means of the output-side heat exchanger WT6 of the heat pump WP2. The medium of the intermediate reservoir ZS and thus of the building circuit is also referred to as building system water, which - as mentioned - in a fundamentally known manner from the supply or mains system water (i.e. from the mains circuit with mains flow J, mains heat exchanger WT7 and mains return K ) is hydraulically separated.

Durch den primärseitigen Wärmetauscher WT5 der Wärmepumpe WP2 wird dem Rücklauf L des Netz-Wärmetauschers WT7 weiter Wärme entzogen, so dass der Netz-Rücklauf K die bereits erwähnte niedrige Temperatur von beispielsweise 2 bis 4°C aufweist. Hieraus ergeben sich die weiteren Vorteile, die an anderer Stelle bereits erwähnt worden sind.The heat exchanger WT5 of the heat pump WP2 on the primary side removes further heat from the return L of the network heat exchanger WT7, so that the network return K has the already mentioned low temperature of, for example, 2 to 4°C. This results in the further advantages that have already been mentioned elsewhere.

Während des Betriebs dieses Niedertemperatur-Wärmenetzes wird das Arbeitsmedium des Netzkreises über den Netz-Vorlauf J einer in der Übergabestation 2 vorhandenen Management-, Versorgungs- oder Steuerungs-Einheit SE zugeführt, die entscheidet, welcher Ebene (mittlerer Ebene oder oberer Ebene) des Netz-Wärmetauschers WT7 das auf einem hohen Temperaturniveau liegende Medium zugeführt wird, um die Wärme an den Zwischenspeicher ZS abzugeben. In einer möglichen Betriebssituation liegt das unterste Temperaturniveau des Arbeitsmediums am Ausgang des Netz-Wärmetauschers WT7, also an dessen Rücklauf L, ungefähr auf dem Niveau der Temperatur des Arbeitsmediums des Gebäude-Rücklaufs F. Durch den sogenannten Rekuperator in Form des primärseitigen Wärmetauschers WT5 der Wärmepumpe WP2 und dem Abgabe-Wärmetauscher WT6 wird dem Netz-Arbeitsmedium weiter Wärme entzogen, so dass der Netz-Rücklauf K eine Temperatur von etwa 2 bis 4°C (und damit ein aufnahmefähiges Temperaturniveau zur Gewinnung von Wärme aus Umwelteinflüssen (z.B. aus dem umgebenden Erdreich)) erhält und die entzogene Wärme dem Zwischenspeicher ZS über den Wärmetauscher WT6 zugeführt wird.During the operation of this low-temperature heating network, the working medium of the network circuit is fed via network flow J to a management, supply or control unit SE in transfer station 2, which decides which level (middle level or upper level) of the network -Heat exchanger WT7, the medium at a high temperature level is supplied in order to release the heat to the intermediate store ZS. In a possible operating situation, the lowest temperature level of the working medium at the outlet of the network heat exchanger WT7, i.e. at its return L, is approximately at the level of the temperature of the working medium of the building return F. Due to the so-called recuperator in the form of the primary-side heat exchanger WT5 of the heat pump WP2 and the output heat exchanger WT6, more heat is extracted from the network working medium, so that the network return flow K has a temperature of around 2 to 4°C (and thus an absorbable temperature level for the extraction of heat from environmental influences (e.g. from the surrounding soil )) Receives and the extracted heat is fed to the intermediate store ZS via the heat exchanger WT6.

Wie an anderer Stelle bereits erwähnt, ist auch die Übergabestation 2 mit einer Steuerungs-Einheit SE versehen, an welche der Gebäude-Vorlauf E und der Gebäude-Rücklauf F mit dem thermischen Zwischenspeicher ZS angebunden sind und die dazu ausgebildet ist, zusammen mit der Steuerungs-Einheit SE der Gebäudestation 1 und der Steuerungs-Einheit SE, zu welcher der Netz-Vorlauf J führt, den Betrieb des Wärmenetzes - zumindest bezogen auf die Übergabestation 2 und die oder jede angeschlossene Gebäudestation 1 - in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeits- und Bedarfssituation zu steuern.As already mentioned elsewhere, the transfer station 2 is also provided with a control unit SE to which the building flow E and the building return F with the intermediate thermal store ZS are connected and which is designed for this, together with the control -Unit SE of the building station 1 and the control unit SE, to which the network flow J leads, the operation of the heating network - at least in relation to the transfer station 2 and the or each connected building station 1 - depending on the respective availability and demand situation to control.

Was den Gebäudekreislauf betrifft, der mit dem im Zwischenspeicher ZS erwärmten und über den Gebäude-Vorlauf E der Steuerungs-Einheit SE des Gebäudes zugeführten Arbeitsmedium einen vom Netzkreislauf getrennten Kreislauf darstellt, so sorgt die Steuerungs-Einheit SE für die Warmwasserbereitung im Boiler WW (Warmwasserspeicher) und für die Heizung des Gebäudes über den Heizkreis D. Dabei wird der Heizkreis-Rücklauf DRL über die Steuerungs-Einheit SE dosiert über den zusätzlichen Wärmetauscher WT2 an der Primärseite der Wärmepumpe WP1 geführt. Der dortige Arbeitsmedium-Kreislauf - umfassend den Wärmetauscher WT1 für die Raum-Fortluft A, den zusätzlichen Wärmetauscher WT2, die Wärmepumpe WP1 und deren Abgabe-Wärmetauscher WT3 - wird entsprechend dosiert um einen Wärmeanteil aus dem Heizkreis-Rücklauf DRL ergänzt, der für den Betrieb der Wärmepumpe WP1 im optimalen Arbeitspunkt bei bestmöglichem COP erforderlich ist.As far as the building circuit is concerned, which is a circuit separate from the mains circuit with the working medium heated in the intermediate storage tank ZS and fed to the building's control unit SE via the building flow E, the control unit SE takes care of the hot water preparation in the boiler WW (hot water storage tank ) and for heating the building via the heating circuit D. The heating circuit return DRL is metered via the control unit SE via the additional heat exchanger WT2 out on the primary side of the heat pump WP1. The working medium circuit there - comprising the heat exchanger WT1 for the room exhaust air A, the additional heat exchanger WT2, the heat pump WP1 and its output heat exchanger WT3 - is supplemented by a proportion of heat from the heating circuit return DRL, which is dosed accordingly, which is required for operation of the heat pump WP1 is required at the optimum operating point with the best possible COP.

In 2a, 2b und 2c - und somit auch in 2 - ist jeweils durch einen mit einer gestrichelten Linie umgrenzten Bereich angedeutet, was durch die Erfindung einem grundsätzlich bekannten Aufbau einer Gebäudestation bzw. einer Übergabestation hinzugefügt wurde, um die vorstehend erläuterten Vorteile und Synergieeffekte erzielen zu können, die nachstehend noch einmal zusammengestellt werden sollen.In 2a , 2 B and 2c - and therefore also in 2 - is indicated by an area delimited by a dashed line, which was added by the invention to a fundamentally known structure of a building station or a transfer station in order to be able to achieve the advantages and synergy effects explained above, which will be summarized again below.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Niedertemperatur-Wärmenetzes - wenn es als Ganzes betrachtet wird - liegt in der Nutzung und Bündelung einer Mehrzahl von einzelnen Vorteilen und Synergie-Effekten, und zwar wie folgt:The particular advantage of the low-temperature heating network according to the invention - when viewed as a whole - lies in the use and bundling of a number of individual advantages and synergy effects, as follows:

Versorgungszentralesupply center

In der Versorgungszentrale 3 ergibt sich ein im Vergleich zum Stand der Technik deutlich höherer nutzbarer Primärenergie-Anteil. Die eingesetzte Primärenergie wird dort vollumfänglich genutzt. Zudem können in der Versorgungszentrale 3 gleichzeitig sowohl der zum Betrieb des Wärmenetzes benötigte Strom als auch die Versorgungswärme erzeugt werden, wobei dies in vorteilhafter Weise bedarfsweise möglich ist. Letztlich können dadurch die bei der konventionellen Stromerzeugung entstehenden Verluste vollständig eingespart werden. Zudem kann dank des „kalten“ Netz-Rücklaufs K außerdem die sonst mit der Abwärme (Abgase aus Arbeitsprozess) der Versorgungszentrale 3 entweichende Verlustenergie nahezu vollständig auf das Arbeitsmedium im Netz-Rücklauf K und im Netz-Vorlauf J übertragen werden. Folglich zeichnet sich erfindungsgemäß die Versorgungszentrale 3 durch die folgenden Punkte aus:

  • - Energieerzeugung ausschließlich nach Bedarf
  • - Gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme
  • - Vollständige Nutzung von Abgaswärme
  • - Die Anteile „Stromerzeugung“ und „Wärmeerzeugung“ können in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bedarf unabhängig voneinander geregelt werden
  • - Hieraus resultiert insgesamt eine nahezu vollständige und damit in einem Höchstmaß effiziente Primärenergie-Nutzung
In the supply center 3 there is a significantly higher proportion of usable primary energy compared to the prior art. The primary energy used is fully utilized there. In addition, both the electricity required to operate the heating network and the supply heat can be generated in the supply center 3 at the same time, and this is advantageously possible as needed. Ultimately, this means that the losses that occur with conventional power generation can be completely saved. In addition, thanks to the “cold” network return K, the energy loss that otherwise escapes with the waste heat (exhaust gases from the work process) from the supply center 3 can be almost completely transferred to the working medium in the network return K and in the network flow J. Consequently, according to the invention, the supply center 3 is characterized by the following points:
  • - Energy production only on demand
  • - Simultaneous generation of electricity and heat
  • - Full use of exhaust heat
  • - The proportions of "electricity generation" and "heat generation" can be regulated independently of each other depending on the respective demand
  • - Overall, this results in an almost complete and therefore highly efficient use of primary energy

Arbeitsmedium-Leitungen (Rohre) als elektrische LeiterWorking medium lines (pipes) as electrical conductors

Die zur Versorgung der Gebäudestationen 1 dienenden Leitungen für die fluiden Arbeitsmedien können - wie an andere Stelle bereits erwähnt - gleichzeitig als elektrische Leiter zur Stromversorgung der Gebäudestationen 1 genutzt werden. Auf zusätzliche Stromleitungen kann folglich verzichtet werden. Damit gehen durch den elektrischen Widerstand bedingte Leitungsverluste nicht vollständig verloren, sondern können dem fluiden Arbeitsmedium aufgrund der niedrigen „Arbeitstemperaturen“ als Wärme zugeführt werden. Die die Leitungen für die Arbeitsmedien bildenden Rohre besitzen einen vergleichsweise großen Leitungsquerschnitt. Dies kann für eine direkte Stromversorgung mit einer Sicherheitsspannung und insbesondere mit vergleichsweise hohen Strömen genutzt werden. Hierdurch werden Wandlungsverluste vermieden und können aufwendige Sicherheitseinrichtungen eingespart werden.The lines serving to supply the building stations 1 for the fluid working media can—as already mentioned elsewhere—be used at the same time as electrical conductors for the power supply to the building stations 1 . Additional power lines can therefore be dispensed with. As a result, line losses caused by the electrical resistance are not completely lost, but can be supplied to the fluid working medium as heat due to the low "working temperatures". The pipes forming the lines for the working media have a comparatively large line cross section. This can be used for a direct power supply with a safety voltage and in particular with comparatively high currents. As a result, conversion losses are avoided and costly safety devices can be saved.

Vorrangige Nutzung von SolarenergiePriority use of solar energy

Generell ermöglicht das erfindungsgemäße Niedertemperatur-Wärmenetz eine unmittelbare und vorrangige Nutzung von Solarenergie. Zum einen kann Solarenergie mittels Photovoltaik direkt als Betriebsstrom und als Ladestrom für den elektrischen Zwischenspeicher in der Übergabestation 2 genutzt werden. Dieser elektrische Zwischenspeicher wird daher auch als Betriebsstrom-Zwischenspeicher bezeichnet. Dank des systembedingt stets optimalen Arbeitspunktes der in den einzelnen Gebäudestationen 1 zum Einsatz kommenden Wärmepumpen WP1 ist es möglich, diese effizient mit einem vergleichsweise geringen solaren Betriebsstrom und mit einem optimal nutzbaren Temperaturniveau zu betreiben. Während des Tages anfallende, überschüssige Solarenergie kann in der Übergabestation 2 sowohl als Strom, nämlich im elektrischen Zwischenspeicher, als auch als Wärme, nämlich im thermischen Zwischenspeicher ZS, zwischengespeichert werden. Darüber hinaus gehende Überschüsse an Solarenergie können über das vorhandene Netz weiterverteilt und/oder an anderer Stelle zwischengespeichert werden. Diese bestehenden Möglichkeiten zur Zwischenspeicherung haben zur Folge, dass die Versorgung mit Solarenergie gewissermaßen über einen langen Zeitraum „gestreckt“ werden kann, sodass letztlich die Wärmeversorgung CO2-neutral im Wesentlichen aus Sonnenenergie erfolgen kann. Dank des aufgrund der Photovoltaikanlage PV vorhandenen elektrischen Stromes können im Sommerhalbjahr aufgrund der an anderer Stelle näher erläuterten Kombination aus Wärmepumpe und Lüftungs-Wärmetauscher gleichzeitig eine Kühlung der Luft und eine Warmwasserbereitung erfolgen, ohne zusätzliche Primärenergie einsetzen zu müssen.In general, the low-temperature heating network according to the invention enables direct and priority use of solar energy. On the one hand, solar energy by means of photovoltaics can be used directly as operating current and as charging current for the intermediate electrical storage device in transfer station 2 . This electrical buffer store is therefore also referred to as an operating current buffer store. Thanks to the system-related always optimal working point of the heat pumps WP1 used in the individual building stations 1, it is possible to operate them efficiently with a comparatively low solar operating current and with an optimally usable temperature level. Excess solar energy occurring during the day can be temporarily stored in the transfer station 2 both as electricity, namely in the electrical buffer store, and as heat, namely in the thermal buffer store ZS. Any surplus solar energy that goes beyond this can be distributed via the existing grid and/or temporarily stored elsewhere. As a result of these existing options for temporary storage, the supply of solar energy can be “stretched” over a long period of time, so that ultimately the heat can be supplied in a CO2-neutral manner, essentially from solar energy. Thanks to the electrical power available due to the photovoltaic system PV, the air can be cooled and hot water prepared at the same time in the summer months due to the combination of heat pump and ventilation heat exchanger explained in more detail elsewhere without having to use additional primary energy.

Ein Gerät - viele FunktionenOne device - many functions

In den Gebäuden bzw. Gebäudeeinheiten (z.B. Wohnungen) können jeweils mit einem einzigen Gerät (Gebäudestation 1), nämlich mit der an anderer Stelle näher erläuterten Kombination aus Wärmepumpe und Lüftungs-Wärmetauscher, mehrere bislang nur mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Geräten mögliche Funktionen erfüllt werden, nämlich Lüftung, Rekuperation, Kühlung, Warmwasserbereitung und Heizenergiebereitstellung. Durch die Erfindung werden also zusätzliche Geräte eingespart. Zudem kommt es durch Lüftung bzw. Kühlung zu keinerlei Energieverlusten. Insbesondere ist hervorzuheben, dass für die Zwecke der Kühlung (Raumtemperierung) keine zusätzliche Primärenergie eingesetzt werden muss.In the buildings or building units (e.g. apartments), a single device (building station 1), namely the combination of heat pump and ventilation heat exchanger explained in more detail elsewhere, can be used to fulfill several functions that were previously only possible with a number of different devices , namely ventilation, recuperation, cooling, hot water preparation and heating energy supply. Additional devices are thus saved by the invention. In addition, there are no energy losses due to ventilation or cooling. In particular, it should be emphasized that no additional primary energy needs to be used for cooling (room temperature control).

Wärmenetz mit minimalen VerlustenHeat network with minimal losses

Generell zeichnet sich das erfindungsgemäße Niedertemperatur-Wärmenetz unter anderem dadurch aus, dass Energieverluste minimiert werden und vorhandene Wärme maximal genutzt und teilweise sogar gewonnen werden kann, insbesondere mittels des „kalten“ Netz-Rücklaufs K, der dazu in der Lage ist, Wärme aus dem umgebenden Erdreich aufzunehmen. Der Netz-Rücklauf K ist also vollkommen verlustfrei.In general, the low-temperature heating network according to the invention is characterized, among other things, by the fact that energy losses are minimized and existing heat can be used to the maximum and sometimes even recovered, in particular by means of the "cold" network return K, which is able to extract heat from the take up the surrounding soil. The mains return K is therefore completely loss-free.

Wie an anderer Stelle bereits erwähnt, ist es hierdurch nicht mehr erforderlich, die Leitung für den Netz-Rücklauf K zu dämmen. Lediglich der Netz-Vorlauf J muss gedämmt werden. Dies bedeutet alleine im Hinblick auf den Aufwand für die Dämmung der Leitungen eine Kostenreduktion um 50 %.As already mentioned elsewhere, it is no longer necessary to insulate the line for the mains return K. Only the mains flow J has to be insulated. This means a cost reduction of 50% just with regard to the expenditure for the insulation of the lines.

Eine Minimierung von Verlustenergie folgt unter anderem auch daraus, dass erfindungsgemäß gegenüber herkömmlichen Wärmenetzen mit deutlich niedrigeren Vorlauf-Temperaturen (insbesondere von deutlich weniger als 50°C) gearbeitet wird.A minimization of lost energy follows, among other things, from the fact that according to the invention, compared to conventional heating networks, work is carried out with significantly lower flow temperatures (in particular of significantly less than 50° C.).

Dank des „kalten“ Netz-Rücklaufs K wird das Spektrum der Nutzung von erneuerbarer Energie, von solarer Energie und von Verlustenergie stark ausgeweitet.Thanks to the "cold" mains return K, the range of uses for renewable energy, solar energy and lost energy is greatly expanded.

Übergabestationtransfer station

Was die Übergabestation 2 anbetrifft, so stellt diese gleichzeitig eine Einrichtung zur hydraulischen Trennung, zur Verhinderung von Energieverlust sowie einen Rekuperator dar. Durch den erfindungsgemäß in der Übergabestation 2 vorgesehenen Wärmetauscher WT5 mit der Einheit WP2 verhindert die Übergabestation 2 aktiv einen Verlust von Wärmeenergie aus den jeweils angeschlossenen Gebäuden über das Wärmenetz. Des Weiteren bildet die Übergabestation 2 den Wärmekreislauf für das jeweils zu versorgende Gebäude, wobei gleichzeitig - vor allem rücklaufseitig - in hydraulisch-thermischer Form eine Abtrennung vom Wärmenetz erfolgt, so dass der Wärmekreislauf des betreffenden Gebäudes gegenüber dem Wärmenetz verlustfrei gehalten wird.As far as the transfer station 2 is concerned, this also represents a device for hydraulic separation, for preventing energy loss and a recuperator. Due to the heat exchanger WT5 with the unit WP2 provided according to the invention in the transfer station 2, the transfer station 2 actively prevents a loss of thermal energy from the connected buildings via the heating network. Furthermore, the transfer station 2 forms the heat circuit for the building to be supplied, with at the same time - especially on the return side - being separated from the heat network in a hydraulic-thermal form, so that the heat circuit of the building in question is kept loss-free compared to the heat network.

Des Weiteren ermögliche es der erfindungsgemäße Aufbau der Übergabestation 2, diese als einen thermischen Zwischenspeicher ZS zu nutzen. Ferner ermöglicht die Übergabestation 2 die Anordnung und den Anschluss eines elektrischen Zwischenspeichers.Furthermore, the construction of the transfer station 2 according to the invention makes it possible to use it as a thermal intermediate store ZS. Furthermore, the transfer station 2 enables the arrangement and connection of an electrical buffer store.

Der Einsatz der Wärmepumpe WP2 in der Übergabestation 2 erlaubt es, aus dem Rücklauf des Wärmenetzes, also aus dem Rücklauf L des Netz-Wärmetauschers WT7, Wärme zu gewinnen, um durch diese Rekuperation Wärme zurück in den Wärmekreislauf des betreffenden Gebäudes zu bringen.The use of the heat pump WP2 in the transfer station 2 allows heat to be obtained from the return flow of the heating network, i.e. from the return flow L of the network heat exchanger WT7, in order to bring heat back into the heating circuit of the relevant building through this recuperation.

Art und Weise der Nutzung der Sonnenenergieway of using solar energy

Sonnenenergie wird erfindungsgemäß durch die Photovoltaikanlage PV und - im Sommerhalbjahr - durch die warme Außenluft genutzt. Dieses Konzept hat einen entscheidenden Vorteil gegenüber anderen Konzepten, bei denen versucht wird, möglichst viel Sonnenenergie durch thermische Sonnenkollektoren zu sammeln, da thermische Sonnenkollektoren mit vertretbarem Aufwand nicht groß genug dimensioniert werden können, um das prinzipiell unendlich große Reservoir an zur Verfügung stehender Sonnenenergie zu nutzen. Die durch Sonnenenergie erwärmte Außenluft dagegen steht unbegrenzt zur Verfügung und kann durch den Einsatz der Wärmepumpen WP1 in den Gebäudestationen 1 als unerschöpfliches Reservoir nach Bedarf genutzt werden, wenn - und dies ist durch die Erfindung sichergestellt - die Wärmepumpen WP1 stets im optimalen Arbeitspunkt mit bestmöglichem COP betrieben werden können und keine zusätzliche Primärenergie für den Betrieb der Wärmepumpen WP1 erforderlich ist, wobei letzteres durch den Einsatz des aus Sonnenenergie gewonnenen Stroms über die Photovoltaikanlage PV sichergestellt ist.Solar energy is inventively by the photovoltaic system PV and - used by the warm outside air - in the summer months. This concept has a decisive advantage over other concepts in which an attempt is made to collect as much solar energy as possible using thermal solar collectors, since thermal solar collectors cannot be dimensioned large enough with justifiable effort to use the in principle infinitely large reservoir of available solar energy . The outside air heated by solar energy, on the other hand, is available in unlimited quantities and can be used as an inexhaustible reservoir as required by using the heat pumps WP1 in the building stations 1 if - and this is ensured by the invention - the heat pumps WP1 are always at the optimum operating point with the best possible COP can be operated and no additional primary energy is required to operate the heat pump WP1, the latter being ensured by the use of electricity generated from solar energy via the photovoltaic system PV.

Und dank des erwähnten, stets im optimalen Bereich gehaltenen Arbeitspunktes der WP1 reicht auch bei entsprechender Dimensionierung der Photovoltaikanlage PV die diffuse Sonneneinstrahlung aus, um den notwendigen „Mindest-Betriebsstrom“ bereitzustellen. Damit wird die „Nutzungsbandbreite“ für den solaren Energieanteil - im Vergleich zu bekannten Konstellationen dieser Art - deutlich ausgeweitet.And thanks to the aforementioned working point of the WP1, which is always kept in the optimum range, the diffuse solar radiation is sufficient to provide the necessary "minimum operating current", even if the photovoltaic system PV is dimensioned accordingly. This significantly expands the "application bandwidth" for the solar energy share - compared to known constellations of this type.

BezugszeichenlisteReference List

11
Gebäudestationbuilding station
22
Übergabestationtransfer station
33
Versorgungszentralesupply center
AA
Raum-FortluftRoom exhaust air
BB
Gebäude-Fortluftbuilding exhaust air
MM
Außenluftoutside air
NN
Raum-Zuluft (Frischluft)Room supply air (fresh air)
CC
Warmwasserversorgunghot water supply
DD
Heizkreisheating circuit
DVLDVL
Heizkreis-Vorlaufheating circuit flow
DRLDRL
Heizkreis-Rücklaufheating circuit return
EE
Gebäude-Vorlaufbuilding advance
Ff
Gebäude-Rücklaufbuilding return
GG
elektrische Energieelectrical power
HH
Sonnenenergiesolar energy
II
elektrische Energieelectrical power
JJ
Netz-Vorlaufnet advance
KK
Netz-Rücklaufmains return
LL
Rücklauf des Netz-WärmetauschersReturn of the mains heat exchanger
SESE
Steuerungs-Einheitcontrol unit
WWww
Warmwasserspeicherhot water tank
WP1WP1
Wärmepumpe der GebäudestationBuilding station heat pump
WTPWTP
Lüftungs-Wärmetauscher der GebäudestationVentilation heat exchanger of the building station
WP2WP2
Wärmepumpe der ÜbergabestationHeat pump of the transfer station
WT1WT1
Wärmetauscherheat exchanger
WT2WT2
Wärmetauscherheat exchanger
WT3WT3
Wärmetauscherheat exchanger
WT4WT4
Wärmetauscherheat exchanger
WT5WT5
Wärmetauscherheat exchanger
WT6WT6
Wärmetauscherheat exchanger
WT7WT7
Netz-Wärmetauschermesh heat exchanger
PVPV
Photovoltaikanlagephotovoltaic system
ZSZS
Zwischenspeichercache
V1V1
VentilValve
V2v2
VentilValve
V3V3
VentilValve

Claims (22)

Niedertemperatur-Wärmenetz zur Versorgung von Gebäuden mit Wärme zum Heizen und für Warmwasser, mit - einer Versorgungszentrale (3), - zumindest einer in einem zu versorgenden Gebäude installierbaren Gebäudestation (1), - einer Übergabestation (2) zwischen der Versorgungszentrale (3) und der Gebäudestation (1), - einem von der Versorgungszentrale (3) zur Übergabestation (2) verlaufenden Netz-Vorlauf (J) und einem von der Übergabestation (2) zur Versorgungszentrale (3) verlaufenden Netz-Rücklauf (K), wobei in der Versorgungszentrale (3) durch einen Arbeitsprozess, insbesondere durch einen Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozess, der Netz-Rücklauf (K) erwärmt und als der Netz-Vorlauf (J) für die Übergabestation (2) bereitgestellt wird, und - einem von der Übergabestation (2) zur Gebäudestation (1) verlaufenden Gebäude-Vorlauf (E) und einem von der Gebäudestation (1) zur Übergabestation (2) verlaufenden Gebäude-Rücklauf (F), wobei die Übergabestation (2) einen thermischen Zwischenspeicher (ZS), an den der Gebäude-Vorlauf (E) und der Gebäude-Rücklauf (F) angeschlossen sind, und einen Netz-Wärmetauscher (WT7) umfasst, an den eingangsseitig der Netz-Vorlauf (J) angeschlossen ist und dessen Rücklauf (L) zum Netz-Rücklauf (K) führt und über den Wärme von dem Netz-Vorlauf (J) an den Zwischenspeicher (ZS) für den Gebäude-Vorlauf (E) abgegeben werden kann, wobei die Gebäudestation (1) - eine Steuerungs-Einheit (SE), die mit dem Gebäude-Vorlauf (E) und dem Gebäude-Rücklauf (F) verbunden ist und die an einen Heizkreis-Vorlauf (DVL) und einen Heizkreis-Rücklauf (DRL) eines Heizkreises (D) des Gebäudes angeschlossen ist, - einen Warmwasserspeicher (WW) zur Versorgung des Gebäudes mit Warmwasser, und - eine Wärmepumpe (WP1) umfasst, die eine Primärseite mit einem Aufnahme-Wärmetauscher (WT1), dem als eine Primärwärmequelle Raum-Fortluft (A) aus dem Gebäude zuführbar ist, und eine Abgabeseite mit einem Abgabe-Wärmetauscher (WT3) umfasst, über den der Raum-Fortluft (A) entzogene Wärme an den Warmwasserspeicher (WW) abgegeben werden kann, dadurch gekennzeichnet, - dass in der Gebäudestation (1) der Heizkreis-Rücklauf (DRL) des Heizkreises (D) des Gebäudes an die Primärseite der Wärmepumpe (WP1) angeschlossen ist, um dem Heizkreis-Rücklauf (DRL) Wärme zu entziehen und diese Wärme der Primärseite der Wärmepumpe (WP1) zusätzlich zu der Raum-Fortluft (A) als eine weitere Primärwärmequelle zuzuführen, und/oder - dass die Übergabestation (2) eine Wärmepumpe (WP2) umfasst, die eine Primärseite mit einem Aufnahme-Wärmetauscher (WT5), der zwischen den Rücklauf (L) des Netz-Wärmetauschers (WT7) und den Netz-Rücklauf (K) geschaltet ist, und eine Abgabeseite mit einem Abgabe-Wärmetauscher (WT6) umfasst, über den an den Zwischenspeicher (ZS) zusätzlich die dem Rücklauf (L) des Netz-Wärmetauschers (WT7) entzogene Wärme abgegeben werden kann. Low-temperature heating network for supplying buildings with heat for heating and hot water, with - a supply center (3), - at least one building station (1) that can be installed in a building to be supplied, - a transfer station (2) between the supply center (3) and of the building station (1), - a network feed (J) running from the supply center (3) to the transfer station (2) and a network return (K) running from the transfer station (2) to the supply center (3), wherein in the Supply center (3) through a work process, in particular through a combined heat and power process, the network return (K) heated and as the network flow (J) for the transfer station (2) is provided, and - one of the Transfer station (2) to the building station (1) running building flow (E) and from the building station (1) to the transfer station (2) running building return (F), wherein the transfer station (2) has a thermal intermediate storage (ZS), on to which the building flow (E) and the building return (F) are connected, and a network heat exchanger (WT7) to which the network flow (J) is connected on the input side and whose return (L) to the network return (K) and can be released via the heat from the mains flow (J) to the intermediate store (ZS) for the building flow (E), the building station (1) - a control unit (SE), which is connected to the building flow (E) and the building return (F) and which is connected to a heating circuit flow (DVL) and a heating circuit return (DRL) of a heating circuit (D) of the building, - a hot water tank (WW) for supplying the building with hot water, and - a heat pump (WP1) which includes a primary side with an intake heat exchanger (WT1) to which room exhaust air (A) from the building can be fed as a primary heat source, and a delivery side with a discharge heat exchanger (WT3), via which the heat extracted from the room exhaust air (A) is transferred to the W Poor water tank (WW) can be delivered, characterized in that in the building station (1) the heating circuit return (DRL) of the heating circuit (D) of the building is connected to the primary side of the heat pump (WP1) in order to the heating circuit return ( DRL) to extract heat and to supply this heat to the primary side of the heat pump (WP1) in addition to the room exhaust air (A) as a further primary heat source, and/or - that the transfer station (2) includes a heat pump (WP2) that has a primary side with a recording heat exchanger (WT5) between the Return (L) of the network heat exchanger (WT7) and the network return (K) is connected, and a delivery side with a delivery heat exchanger (WT6) comprises, via the intermediate storage (ZS) in addition to the return (L) heat extracted from the mains heat exchanger (WT7) can be released. Wärmenetz nach Anspruch 1, wobei in der Gebäudestation (1) der Heizkreis-Rücklauf (DRL) des Heizkreises (D) des Gebäudes über die Steuerungs-Einheit (SE) an die Primärseite der Wärmepumpe (WP1) angeschlossen ist.heating network claim 1 , wherein in the building station (1) the heating circuit return (DRL) of the heating circuit (D) of the building is connected via the control unit (SE) to the primary side of the heat pump (WP1). Wärmenetz nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Gebäudestation (1) der Heizkreis-Rücklauf (DRL) an den Aufnahme-Wärmetauscher (WT1) für die Raum-Fortluft (A) und/oder an einen weiteren Aufnahme-Wärmetauscher (WT2) der Primärseite der Wärmepumpe (WP1) angeschlossen ist.heating network claim 1 or 2 , whereby in the building station (1) the heating circuit return (DRL) to the intake heat exchanger (WT1) for the room exhaust air (A) and/or to another intake heat exchanger (WT2) on the primary side of the heat pump (WP1) connected. Wärmenetz nach Anspruch 3, wobei der weitere Aufnahme-Wärmetauscher (WT2) in Reihe mit dem Aufnahme-Wärmetauscher (WT1) für die Raum-Fortluft (A) geschaltet ist.heating network claim 3 , wherein the further intake heat exchanger (WT2) is connected in series with the intake heat exchanger (WT1) for the room exhaust air (A). Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungs-Einheit (SE) der Gebäudestation (1) dazu ausgebildet ist, den Betrieb der Wärmepumpe (WP1) zu regeln.Heating network according to one of the preceding claims, wherein the control unit (SE) of the building station (1) is designed to regulate the operation of the heat pump (WP1). Wärmenetz nach Anspruch 5, wobei die Regelung des Betriebs der Wärmepumpe (WP1) beinhaltet, dass die Beiträge der unterschiedlichen Primärwärmequellen Raum-Fortluft (A) einerseits und Heizkreis-Rücklauf (DRL) andererseits zum Erwärmen des Warmwasserspeichers (WW) in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeits- und Bedarfssituation variiert werden.heating network claim 5 , whereby the regulation of the operation of the heat pump (WP1) means that the contributions of the different primary heat sources room exhaust air (A) on the one hand and heating circuit return (DRL) on the other hand for heating the hot water tank (WW) depending on the respective availability and demand situation be varied. Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Gebäudestation (1) ein zusätzlicher Lüftungs-Wärmetauscher (WTP) vorgesehen ist, an dem ein Wärmeaustausch zwischen zugeführter Außenluft (M) und der Raum-Fortluft (A) erfolgt und der zusammen mit der Wärmepumpe (WP1) in zumindest zwei unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen betrieben werden kann, wobei in einer Winter-Schaltkonfiguration die Raum-Fortluft (A) vor dem Eintritt in die Wärmepumpe (WP1) dem Lüftungs-Wärmetauscher (WTP) zugeführt wird, um die Außenluft (M) zu erwärmen, und in einer Sommer-Schaltkonfiguration die Raum-Fortluft (A) zunächst der Wärmepumpe (WP1) und dann dem Lüftungs-Wärmetauscher (WTP) zugeführt wird, um die Außenluft (M) abzukühlen.Heating network according to one of the preceding claims, wherein an additional ventilation heat exchanger (WTP) is provided in the building station (1), on which heat exchange between supplied outside air (M) and the room exhaust air (A) takes place and which together with the heat pump (WP1) can be operated in at least two different switching configurations, with the room exhaust air (A) being fed to the ventilation heat exchanger (WTP) before entering the heat pump (WP1) in a winter switching configuration in order to cool the outside air (M) to heat, and in a summer switching configuration the room exhaust air (A) is first fed to the heat pump (WP1) and then to the ventilation heat exchanger (WTP) to cool down the outside air (M). Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gebäudestation (1) außerdem dazu ausgebildet ist, die der Wärmepumpe (WP1) zugeführte Raum-Fortluft (A) zu entfeuchten und aus dem Gebäude als Gebäude-Fortluft (B) zu entlassen, der durch den primären Wärmetauscher (WT1) der Wärmepumpe (WP1) Wärme entzogen und die außerdem entfeuchtet worden ist.Heating network according to one of the preceding claims, wherein the building station (1) is also designed to dehumidify the room exhaust air (A) fed to the heat pump (WP1) and to discharge it from the building as building exhaust air (B) which is passed through the heat is extracted from the primary heat exchanger (WT1) of the heat pump (WP1) and which has also been dehumidified. Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Versorgungszentrale (3) dem Netz-Rücklauf (K) zusätzlich zu der Wärme aus dem Arbeitsprozess eine bei diesem Arbeitsprozess entstehende Abwärme zugeführt wird, insbesondere aus dem Abgas eines den Arbeitsprozess bildenden Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozesses gewonnene Abwärme.Heating network according to one of the preceding claims, wherein in the supply center (3) the network return (K) in addition to the heat from the work process, waste heat produced during this work process is supplied, in particular from the exhaust gas of a combined heat and power plant forming the work process -Process gained waste heat. Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine für ein fluides Arbeitsmedium, insbesondere Wasser, vorgesehene Leitung, insbesondere eine Leitung für den Netz-Vorlauf (J), für den Netz-Rücklauf (K), für den Gebäude-Vorlauf (E) und/oder für den Gebäude-Rücklauf (F), gleichzeitig als elektrischer Leiter oder als Träger für einen elektrischen Leiter zur Übertragung von elektrischer Energie ausgebildet ist.Heating network according to one of the preceding claims, wherein at least one line provided for a fluid working medium, in particular water, in particular a line for the network flow (J), for the network return (K), for the building flow (E) and/or for the building return (F), at the same time as an electrical conductor or as a support for an electrical conductor for the transmission of electrical energy. Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Gebäudestation (1) dem Warmwasserspeicher (WW) ein weiterer Wärmetauscher (WT4) zugeordnet ist, der über die Steuerungs-Einheit (SE) mit dem Gebäude-Vorlauf (E) und/oder mit dem Heizkreis-Vorlauf (DVL) verbunden werden kann, um in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeits- und Bedarfssituation Wärme von dem Warmwasserspeicher (WW) dem Gebäude-Vorlauf (E) oder dem Heizkreis-Vorlauf (DVL) und/oder Wärme von dem Gebäude-Vorlauf (E) dem Warmwasserspeicher (WW) zur Verfügung zu stellen.Heating network according to one of the preceding claims, wherein in the building station (1) the hot water tank (WW) is assigned a further heat exchanger (WT4) which is connected via the control unit (SE) to the building flow (E) and/or to the Heating circuit flow (DVL) can be connected to, depending on the respective availability and demand situation, heat from the hot water tank (WW) the building flow (E) or the heating circuit flow (DVL) and/or heat from the building Flow (E) to make the hot water tank (WW) available. Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Übergabestation (2) zusätzlich ein elektrischer Zwischenspeicher vorgesehen ist, insbesondere wobei der elektrische Zwischenspeicher mittels einer Photovoltaikanlage und/oder durch die Versorgungszentrale (3) mit elektrischer Energie versorgt werden kann.Heating network according to one of the preceding claims, wherein an electrical buffer store is additionally provided in the transfer station (2), in particular wherein the electrical buffer store can be supplied with electrical energy by means of a photovoltaic system and/or by the supply center (3). Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Übergabestation (2) eine Steuerungs-Einheit (SE) vorgesehen ist, über welche der Gebäude-Vorlauf (E) und der Gebäude-Rücklauf (F) mit dem thermischen Zwischenspeicher (ZS) verbunden sind und die dazu ausgebildet ist, zusammen mit der Steuerungs-Einheit (SE) der Gebäudestation (1) den Betrieb des Wärmenetzes in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeits- und Bedarfssituation zu steuern.Heating network according to one of the preceding claims, wherein a control unit (SE) is provided in the transfer station (2), via which the building flow (E) and the building return (F) are connected to the thermal intermediate store (ZS). and which is designed, together with the control unit (SE) of the building station (1), to control the operation of the heating network depending on the respective availability and demand situation. Gebäudestation (1) zur Versorgung von Gebäuden mit Wärme zum Heizen und für Warmwasser, insbesondere für ein Niedertemperatur-Wärmenetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Gebäudestation (1) in einem zu versorgenden Gebäude installierbar und über einen Gebäude-Vorlauf (E) und einen Gebäude-Rücklauf (F) an eine zum Gebäude gehörende Versorgung oder an eine dem Gebäude zugeordnete, externe Versorgung anschließbar ist, und - wobei die Gebäudestation (1) - eine Steuerungs-Einheit (SE), die mit dem Gebäude-Vorlauf (E) und dem Gebäude-Rücklauf (F) verbunden ist und die an einen Heizkreis-Vorlauf (DVL) und einen Heizkreis-Rücklauf (DRL) eines Heizkreises (D) des Gebäudes anschließbar ist, - einen Warmwasserspeicher (WW) zur Versorgung des Gebäudes mit Warmwasser, und - eine Wärmepumpe (WP1) umfasst, die eine Primärseite mit einem Aufnahme-Wärmetauscher (WT1), dem als eine Primärwärmequelle Raum-Fortluft (A) aus dem Gebäude zuführbar ist, und eine Abgabeseite mit einem Abgabe-Wärmetauscher (WT3) umfasst, über den der Raum-Fortluft (A) entzogene Wärme an den Warmwasserspeicher (WW) abgegeben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gebäudestation (1) der Heizkreis-Rücklauf (DRL) des Heizkreises (D) des Gebäudes an die Primärseite der Wärmepumpe (WP1) anschließbar ist, um dem Heizkreis-Rücklauf (DRL) Wärme zu entziehen und diese Wärme der Primärseite der Wärmepumpe (WP1) zusätzlich zu der Raum-Fortluft (A) als eine weitere Primärwärmequelle zuzuführen.Building station (1) for supplying buildings with heat for heating and for hot water, in particular for a low-temperature heating network according to one of the preceding claims, - the building station (1) being installable in a building to be supplied and having a building flow (E) and a building return (F) can be connected to a supply belonging to the building or to an external supply assigned to the building, and - the building station (1) - a control unit (SE) which is connected to the building supply ( E) and the building return (F) and which can be connected to a heating circuit flow (DVL) and a heating circuit return (DRL) of a heating circuit (D) of the building, - a hot water tank (WW) to supply the building with hot water, and - a heat pump (WP1) comprises a primary side with an intake heat exchanger (WT1), which as a primary heat source room exhaust air (A) from the building can be fed, and a delivery side with a delivery Heat exchanger (WT3), via which the heat extracted from the room exhaust air (A) can be released to the hot water tank (WW), characterized in that in the building station (1) the heating circuit return (DRL) of the heating circuit (D) of the building can be connected to the primary side of the heat pump (WP1) in order to extract heat from the heating circuit return (DRL) and to supply this heat to the primary side of the heat pump (WP1) in addition to the room exhaust air (A) as a further primary heat source. Verfahren zum Betreiben eines Niedertemperatur-Wärmenetzes zur Versorgung von Gebäuden mit Wärme zum Heizen und für Warmwasser, insbesondere eines Wärmenetzes nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Wärmenetz - eine Versorgungszentrale (3), - zumindest eine in einem zu versorgenden Gebäude installierbare Gebäudestation (1), - eine Übergabestation (2) zwischen der Versorgungszentrale (3) und der Gebäudestation (1), - einen von der Versorgungszentrale (3) zur Übergabestation (2) verlaufenden Netz-Vorlauf (J) und einen von der Übergabestation (2) zur Versorgungszentrale (3) verlaufenden Netz-Rücklauf (K), wobei in der Versorgungszentrale (3) durch einen Arbeitsprozess, insbesondere durch einen Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozess, der Netz-Rücklauf (K) erwärmt und als der Netz-Vorlauf (J) für die Übergabestation (2) bereitgestellt wird, und - einen von der Übergabestation (2) zur Gebäudestation (1) verlaufenden Gebäude-Vorlauf (E) und einen von der Gebäudestation (1) zur Übergabestation (2) verlaufenden Gebäude-Rücklauf (F) umfasst, wobei die Übergabestation (2) einen thermischen Zwischenspeicher (ZS), an den der Gebäude-Vorlauf (E) und der Gebäude-Rücklauf (F) angeschlossen sind, und einen Netz-Wärmetauscher (WT7) umfasst, an den eingangsseitig der Netz-Vorlauf (J) angeschlossen ist und dessen Rücklauf (L) zum Netz-Rücklauf (K) führt und über den Wärme von dem Netz-Vorlauf (J) an den Zwischenspeicher (ZS) für den Gebäude-Vorlauf (E) abgegeben werden kann, und wobei die Gebäudestation (1) - eine Steuerungs-Einheit (SE), die mit dem Gebäude-Vorlauf (E) und dem Gebäude-Rücklauf (F) verbunden ist und die an einen Heizkreis-Vorlauf (DVL) und einen Heizkreis-Rücklauf (DRL) eines Heizkreises (D) des Gebäudes angeschlossen ist, - einen Warmwasserspeicher (WW) zur Versorgung des Gebäudes mit Warmwasser, und - eine Wärmepumpe (WP1) umfasst, die eine Primärseite mit einem Aufnahme-Wärmetauscher (WT1), dem als eine Primärwärmequelle Raum-Fortluft (A) aus dem Gebäude zuführbar ist, und eine Abgabeseite mit einem Abgabe-Wärmetauscher (WT3) umfasst, über den der Raum-Fortluft (A) entzogene Wärme an den Warmwasserspeicher (WW) abgegeben werden kann, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, - dass dem Heizkreis-Rücklauf (DRL) Wärme entzogen wird und diese Wärme der Primärseite der Wärmepumpe (WP1) zusätzlich zu der Raum-Fortluft (A) als eine weitere Primärwärmequelle zugeführt wird, und/oder - dass dem Rücklauf (L) des Netz-Wärmetauschers (WT7) Wärme entzogen wird und diese Wärme dem Zwischenspeicher (ZS) der Übergabestation (2) zusätzlich zu der Wärme von dem Netz-Vorlauf (J) zur Verfügung gestellt wird.Method for operating a low-temperature heating network for supplying buildings with heat for heating and hot water, in particular a heating network according to one of Claims 1 until 13 , wherein the heating network - a supply center (3), - at least one building station (1) that can be installed in a building to be supplied, - a transfer station (2) between the supply center (3) and the building station (1), - one of the supply center ( 3) the mains flow (J) running to the transfer station (2) and a mains return (K) running from the transfer station (2) to the supply center (3), wherein in the supply center (3) by a work process, in particular by a force - heat coupling process, the network return (K) is heated and provided as the network flow (J) for the transfer station (2), and - a building running from the transfer station (2) to the building station (1) - Flow (E) and a building return (F) running from the building station (1) to the transfer station (2), the transfer station (2) having a thermal intermediate storage (ZS) to which the building flow (E) and the Building return (F) connected sin d, and a network heat exchanger (WT7) to which the network flow (J) is connected on the input side and whose return (L) leads to the network return (K) and via which heat from the network flow (J) can be delivered to the intermediate store (ZS) for the building flow (E), and the building station (1) - a control unit (SE) which is connected to the building flow (E) and the building return (F ) and which is connected to a heating circuit flow (DVL) and a heating circuit return (DRL) of a heating circuit (D) of the building, - a hot water tank (WW) to supply the building with hot water, and - a heat pump (WP1 ) comprises a primary side with an intake heat exchanger (WT1), to which the room exhaust air (A) from the building can be fed as a primary heat source, and a delivery side with a delivery heat exchanger (WT3) through which the room exhaust air (A) extracted heat can be released to the hot water tank (WW), the method dadu rch is marked , - that heat is extracted from the heating circuit return (DRL) and this heat is fed to the primary side of the heat pump (WP1) in addition to the room exhaust air (A) as a further primary heat source, and/or - that the return ( L) heat is extracted from the network heat exchanger (WT7) and this heat is made available to the intermediate store (ZS) of the transfer station (2) in addition to the heat from the network flow (J). Verfahren nach Anspruch 15, wobei dem Rücklauf (L) des Netz-Wärmetauschers (WT7) die Wärme mittels einer Wärmepumpe (2) der Übergabestation (2) entzogen wird.procedure after claim 15 , whereby the heat is extracted from the return (L) of the mains heat exchanger (WT7) by means of a heat pump (2) of the transfer station (2). Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Betrieb der Wärmepumpe (WP1) durch die Steuerungs-Einheit (SE) der Gebäudestation (1) geregelt wird,procedure after claim 15 or 16 , wherein the operation of the heat pump (WP1) is regulated by the control unit (SE) of the building station (1), Verfahren nach Anspruch 17, wobei bei der Regelung des Betriebs der Wärmepumpe (WP1) durch die Steuerungs-Einheit (SE) die Beiträge der unterschiedlichen Primärwärmequellen Raum-Fortluft (A) einerseits und Heizkreis-Rücklauf (DRL) andererseits zum Erwärmen des Warmwasserspeichers (WW) in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfügbarkeits- und Bedarfssituation variiert werden.procedure after Claim 17 , whereby when the operation of the heat pump (WP1) is regulated by the control unit (SE), the contributions of the different primary heat sources room exhaust air (A) on the one hand and heating circuit return (DRL) on the other hand for heating the hot water tank (WW) depending on be varied according to the respective availability and demand situation. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei in der Gebäudestation (1) ein zusätzlicher Lüftungs-Wärmetauscher (WTP) vorgesehen ist, mit dem ein Wärmeaustausch zwischen zugeführter Außenluft (M) und der Raum-Fortluft (A) durchgeführt wird, wobei der Lüftungs-Wärmetauscher (WTP) und die Wärmepumpe (WP1) in Abhängigkeit von der Temperatur der Außenluft (M) in zumindest zwei unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen betrieben wird, wobei in einer Winter-Schaltkonfiguration die Raum-Fortluft (A) vor dem Eintritt in die Wärmepumpe (WP1) dem Lüftungs-Wärmetauscher (WTP) zugeführt wird, um die Außenluft (M) zu erwärmen, und in einer Sommer-Schaltkonfiguration die Raum-Fortluft (A) zunächst der Wärmepumpe (WP1) und dann dem Lüftungs-Wärmetauscher (WTP) zugeführt wird, um die Außenluft (M) abzukühlen.Procedure according to one of Claims 15 until 18 , In the building station (1) an additional ventilation heat exchanger (WTP) is provided with which a heat exchange between supplied Outside air (M) and the room exhaust air (A) is carried out, the ventilation heat exchanger (WTP) and the heat pump (WP1) depending on the temperature of the outside air (M) being operated in at least two different circuit configurations, wherein in one In a winter switching configuration, the room exhaust air (A) is fed to the ventilation heat exchanger (WTP) before entering the heat pump (WP1) in order to heat up the outside air (M), and in a summer switching configuration the room exhaust air (A ) is first fed to the heat pump (WP1) and then to the ventilation heat exchanger (HTP) to cool the outside air (M). Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei in der Gebäudestation (1) die der Wärmepumpe (WP1) zugeführte Raum-Fortluft (A) entfeuchtet und aus dem Gebäude als Gebäudefortluft (B) entlassen wird, der durch den primären Wärmetauscher (WT1) der Wärmepumpe (WP1) Wärme entzogen und die außerdem entfeuchtet worden ist.Procedure according to one of Claims 15 until 19 , whereby in the building station (1) the room exhaust air (A) supplied to the heat pump (WP1) is dehumidified and discharged from the building as building exhaust air (B), which is extracted from the heat pump (WP1) by the primary heat exchanger (WT1) and heat which has also been dehumidified. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei durch das Entziehen von Wärme aus dem Rücklauf (L) des Netz-Wärmetauschers (WT7) die Temperatur des Netz-Rücklaufes (K) so weit reduziert wird, dass sich der Netz-Rücklauf (K) auf der Strecke von der Übergabestation (2) zur Versorgungszentrale (3) durch Umgebungseinflüsse erwärmen kann.Procedure according to one of Claims 15 until 20 , whereby by extracting heat from the return (L) of the network heat exchanger (WT7), the temperature of the network return (K) is reduced to such an extent that the network return (K) on the route from the transfer station ( 2) to the supply center (3) can heat up due to environmental influences. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei in der Versorgungszentrale (3) dem Netz-Rücklauf (K) zusätzlich zu der Wärme aus dem Arbeitsprozess eine bei diesem Arbeitsprozess entstehende Abwärme zugeführt wird, insbesondere aus dem Abgas eines den Arbeitsprozess bildenden Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozesses gewonnene Abwärme.Procedure according to one of Claims 15 until 21 , wherein in the supply center (3) the network return (K) in addition to the heat from the work process resulting waste heat is fed to this work process, in particular from the exhaust gas of a combined heat and power process forming the work process.
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