DE3105373A1 - Heating system - Google Patents

Heating system

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DE3105373A1 DE19813105373 DE3105373A DE3105373A1 DE 3105373 A1 DE3105373 A1 DE 3105373A1 DE 19813105373 DE19813105373 DE 19813105373 DE 3105373 A DE3105373 A DE 3105373A DE 3105373 A1 DE3105373 A1 DE 3105373A1
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Wolfgang Ing.(grad.) 8520 Erlangen Seidel
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Abstract

In a heating system, a heat pump (1) is connected, in a first heating circuit for a fluid heat transfer medium, to a buffer store (4) via a supply and a return line (2 and 3, respectively). In a second heating circuit, a supply strand (5) leads from the buffer store (4) to a heat-discharge device (6), from which a return strand (7) is led back to the buffer store (4). An infinitely variable circulating pump (8) is provided in the supply strand (5). A second heat source (11) can be included in the second heating circuit (4 to 10) for a bivalent parallel operation with the heat pump (1). For a variable temperature spread at the heat-discharge device (6), the delivery capacity of the circulating pump (8) can be regulated, as a function of an operational value prevailing in the first heating circuit, in such a manner that the heat pump (1) can still produce heat, even in the case of high supply temperatures to the heat-discharge device (6). <IMAGE>

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT "* Unser Zeichen Berlin und München VPA gj P 4 0 1 0 DESIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT "* Our mark Berlin and Munich VPA gj P 4 0 1 0 DE

HeizungsanlageHeating system

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heating system according to the preamble of claim 1.

Es ist bereits eine Heizungsanlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art bekannt. Die bekannte Anlage arbeitet im bivalenten Parallelbetrieb. Oberhalb eines vorgegebenen sogenannten Bivalenzpunktes, wird der flüssige Wärmeträger von der Wärmepumpe allein aufgeheizt. Unterhalb des Bivalenzpunktes heizen die Wärmepumpe und die zweite Wärmequelle den flüssigen Wärmeträger gemeinsam auf. Als Bivalenzpunkt wird hierbei derjenige Punkt verstanden, bei dem der anstehende Wärmebedarf gerade noch von der Wärmepumpe alleine gedeckt werden kann. Die bekannte Heizungsanlage ist jedoch vornehmlich für Niedertemperaturheizungen vorgesehen, beispielsweise für Fußbodenheizungen, bei welchen die Temperatur des flüssigen Wärmeträgers im Vorlaufstrang nicht wesentlich höher liegt als die von der Wärmepumpe höchstens erzeugbare Temperatur des flüssigen Wärmeträgers, beispielsweise + 550CA heating system of the type mentioned in the preamble of claim 1 is already known. The known system works in bivalent parallel operation. Above a specified so-called bivalence point, the liquid heat transfer medium is heated up by the heat pump alone. Below the equilibrium point, the heat pump and the second heat source jointly heat the liquid heat transfer medium. The point of bivalence is understood here as the point at which the pending heat demand can just be covered by the heat pump alone. However, the known heating system is primarily intended for low-temperature heating, for example for underfloor heating, in which the temperature of the liquid heat carrier in the flow line is not significantly higher than the maximum temperature of the liquid heat carrier that can be generated by the heat pump, for example + 55 ° C

Die Umwälzpumpe ist von Hand nur zu dem Zweck stufenlos regelbar, um die maximal mögliche Umwälzmenge unterhalb des Strömungsrauschens einstellen zu können (Siemens Luft- Wasser- Wärmepumpe, Technische Information, IKVK/6/11, September 198o).The circulation pump is infinitely variable by hand only for this purpose adjustable in order to be able to set the maximum possible circulation volume below the flow noise (Siemens air-water heat pump, technical information, IKVK / 6/11, September 198o).

Es ist auch bereits bekannt, die Regelung der Pumpenleistung einer Heizungsanlage durch Drosselung derIt is also already known to regulate the pump output of a heating system by throttling the

Bee 2b Bes / o9.o1.1981Bee 2b Bes / o9.o1.1981

- sr- - VPA 81 P h 0 1 0 DE- sr- - VPA 81 P h 0 1 0 DE

Wassermenge mittels eines Absperrorgans in der Druckleitung oder in der Pumpe vorzunehmen und ferner durch Änderung der Drehzahl mittels polumschaltbarer Elektromotore oder durch gruppenweisen Betrieb mehrerer Pumpen (Recknagel, Sprenger, Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, 6o. Jahrgang 79/80, Seite 599, Verlag R. Oldenbourg, München, Wien).Make the amount of water by means of a shut-off device in the pressure line or in the pump and also by changing the speed by means of pole-changing electric motors or by groups Operation of several pumps (Recknagel, Sprenger, pocket book for heating and air conditioning, 6o year 79/80, page 599, Verlag R. Oldenbourg, Munich, Vienna).

Bei einer bekannten Warmwasser-Heizungsanlage ist zwischen Vorlauf und Rücklauf ein Differenzdruckregler vorgesehen, der ein Überströmventil enthält. Das Überströmventil öffnet beim Überschreiten eines vorgegebenen Ansprechpunktes des Differenzdruckes (EP-OOO1826).In a known hot water heating system, there is a differential pressure regulator between the flow and return provided which contains an overflow valve. The overflow valve opens when one is exceeded specified response point of the differential pressure (EP-OOO1826).

Es ist ferner bekannt, eine Heizfeuerung abhängig vom Druck- oder der Temperatur des Kältemittels im Verdampfer einer Wärmepumpe ein- und auszuschalten. (DE-OS 28 55 485).It is also known to have a heating system depending on the pressure or the temperature of the refrigerant in the Switching the evaporator of a heat pump on and off. (DE-OS 28 55 485).

Weiterhin ist bei einer Zentralheizung mit einer Wärmepumpe und einem Warmwasserspeicher bekannt, der Wärmepumpe eine Umgehungsleitung mit einem in Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur des Wassers betätigbaren Ventil parallel zu schalten, das geöffnet ist, wenn die Rücklauftemperatur nur wenig unterhalb der mit der Wärmepumpe erreichbaren Vorlauftemperatur liegt. Bei geschlossenem Ventil ist die Wärmepumpe abgeschaltet (DE-OS 25 58 511).It is also known in a central heating system with a heat pump and a hot water tank the heat pump a bypass line with a depending on the return temperature of the water parallel actuatable valve that is open when the return temperature is low is below the flow temperature that can be achieved with the heat pump. When the valve is closed the heat pump switched off (DE-OS 25 58 511).

Aufgabe der Erfindung ist es, die Heizungsanlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art auf besonders einfache Weise so auszubilden, daß sie über den Niedertemperaturbereich hinaus im bivalenten Parallelbetrieb betreibbar ist.The object of the invention is to provide the heating system of the type mentioned in the preamble of claim 1 to train in a particularly simple way so that they are in the bivalent beyond the low temperature range Can be operated in parallel.

- -y- VPA 81 Ρ40 1 ODE- -y- VPA 81 Ρ40 1 ODE

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst.The object set is according to the invention by those specified in the characterizing part of claim 1 Training solved.

Durch diese Ausbildung ist es möglich, bei hoher Vorlauftemperatur im Vorlaufstrang, durch Drosselung der Förderleistung der Umwälzpumpe, eine solche Temperaturspreizung in der Wärmeabgabeeinrichtung zu erreichen, daß sich in der Rücklaufleitung eine Rücklauftemperatür ergibt, welche die Wärmepumpe noch auf ein höheres Niveau anzuheben vermag, bei welcher also die Wärmepumpe noch imstande ist, Heizarbeit zu leisten. Hohe, die Wärmepumpe beaufschlagende Rücklauftemperatüren des flüssigen Wärmeträgers würden im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe zu unzulässig hohen Drücken bzw. Temperaturen des Kältemittels führen, bei welchen Betriebswerten die Sicherheitseinrichtungen der Wärmepumpe ansprechen und den Heizbetrieb der Wärmepumpe stillsetzen wurden.This design makes it possible to use throttling if the flow temperature is high in the flow line the delivery rate of the circulation pump, such a temperature spread to achieve in the heat emitting device that in the return line a Return temperature results in which the heat pump can still raise to a higher level, so at which the heat pump is still capable of heating work afford to. High return temperatures of the liquid heat transfer medium, which act on the heat pump would lead to impermissibly high pressures or temperatures in the heat pump's refrigerant circuit The operating values at which the heat pump's safety devices respond and the heating operation of the heat pump has been shut down.

Zweckmäßige Aus- und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben. Appropriate training and development of the subject matter of the invention are specified in claims 2 to 4.

Ein Ausführungsbeispiel wird an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Schema einer Heizungsanlage zeigt.An exemplary embodiment is described with reference to the drawing, which shows a scheme of a heating system shows.

In einem ersten Heizkreis für einen flüssigen Wärmeträger ist eine Wärmepumpe 1 über eine Vorlaufleitung 2 und eine Rücklaufleitung 3 mit einem Pufferspeicher 4 verbunden.In a first heating circuit for a liquid heat carrier is a heat pump 1 via a flow line 2 and a return line 3 with a buffer tank 4 connected.

In einem zweiten Heizkreis ist der flüssige Wärmeträger aus dem Pufferspeicher 4 über einen Vorlaufstrang 5 einer Wärmeabgabeeinrichtung 6 zuführbarThe liquid heat transfer medium is in a second heating circuit can be fed from the buffer store 4 via a flow line 5 to a heat emitting device 6

- k. - VPA 81 P ** 0 1 0 DE - k. - VPA 81 P ** 0 1 0 DE

und über einen Rücklaufstrang 7 zum Pufferspeicher 4 zurückführbar.and can be returned to the buffer store 4 via a return line 7.

Im Vorlaufstrang 5 ist eine in ihrer Förderleistung stufenlos regelbare Umwälzpumpe 8 angeordnet und ferner ein Mehrwegemischer 9, von dem eine Verbindungsleitung 1o zum Rücklaufstrang 7 führt.In the flow line 5, a circulating pump 8, which is continuously variable in its delivery rate, is arranged and Furthermore, a multi-way mixer 9, from which a connecting line 1o leads to the return line 7.

In den zweiten Heizkreis 4 bis 1o ist für einen bivalenten Parallelbetrieb mit der Wärmepumpe 1 eineIn the second heating circuit 4 to 1o is for a bivalent Parallel operation with the heat pump 1 one

zweite Wärmequelle 11 einbeziehbar und einschaltbar. Die zweite Wärmequelle 11 kann beispielsweise ein handelsüblicher, mit fossilen Brennstoffen beheizbarer Heizkessel sein. Eine Leitung 12 verbindet die Wärmequelle 11 mit einem Dreiwegeventil 13, das sich im Vorlaufstrang 5 befindet. Eine Leitung 14 verbindet die Wärmequelle 11 direkt mit dem Abschnitt des VorlaufStranges 5, der hinter dem Dreiwegeventil 12 liegt.
2osecond heat source 11 can be included and switched on. The second heat source 11 can be, for example, a commercially available heating boiler that can be heated with fossil fuels. A line 12 connects the heat source 11 to a three-way valve 13, which is located in the flow line 5. A line 14 connects the heat source 11 directly to the section of the flow line 5 which is located behind the three-way valve 12.
2o

Wirkungsweise:Mode of action:

Solange die Wärmepumpe 1 den Wärmebedarf an der Wärmeabgabeeinrichtung 6 alleine zu decken vermag, ist die zweite Wärmequelle 11 außer Betrieb.As long as the heat pump 1 meets the heat demand at the heat output device 6 alone is able to cover, the second heat source 11 is out of operation.

Gleich jedoch, ob die zweite Wärmequelle 11 eingeschaltet ist oder nicht, wird in jedem Fall der von der Wärmepumpe 1 aufgeheizte flüssige Wärmeträger über die Vorlaufleitung 2 dem Pufferspeicher 4 zugeführt und zwar ziemlich weit oben, um eine Temperaturschichtung im Pufferspeicher 4 zu erreichen.However, regardless of whether the second heat source 11 is switched on or not, that of the heat pump 1 heated liquid heat transfer medium via the flow line 2 is supplied to the buffer store 4 and quite high up in order to achieve a temperature stratification in the buffer tank 4.

Die durch die Vorlaufleitung 2 abfließende Menge flüssigen Wärmeträgers wird aus dem unteren und somit kälteren Bereich des Pufferspeichers 4 über dieThe amount of liquid heat transfer medium flowing off through the flow line 2 is derived from the lower and thus colder area of the buffer memory 4 over the

- 5- - VPA 81 P ^ 0 1 0 DE- 5- - VPA 81 P ^ 0 1 0 DE

Rücklaufleitung 3 ersetzt.Return line 3 replaced.

Im Maße des an der Wärmeabgabeeinrichtung 6 auftretenden Wärmebedarfs, wird aus dem oberen Bereich des Pufferspeichers 4 mittels der Umwälzpumpe 8 flüssiger Wärmeträger entnommen und über den Vorlaufstrang 5 der Wärmeabgabeeinrichtung 6 zugeführt. Der unter mehr oder minder großer Wärmeabgabe in der Wärmeabgabeeinrichtung 6 abgekühlte Wärmeträger fließt durch den Rücklaufstrang 7 in den Pufferspeicher 4 zurück. Der Rücklauf erfolgt in den unteren, kühleren Bereich des Pufferspeichers 4.The amount of the heat demand occurring at the heat emitting device 6 is derived from the upper area of the buffer store 4 by means of the circulating pump 8, liquid heat transfer medium is removed and via the flow line 5 is supplied to the heat emitting device 6. The one under more or less large heat emission in the Heat emission device 6 cooled heat transfer medium flows through the return line 7 into the buffer storage 4 back. The return takes place in the lower, cooler area of the buffer tank 4.

Reicht die Heizarbeit der Wärmepumpe 1 nicht mehr aus, den Wärmebedarf an der Wärmeabgabeeinrichtung 6 zu decken, wird die zweite Wärmequelle 11 eingeschaltet und in den zweiten Heizkreis 4 bis 1o einbezogen. Zu diesem Zweck wird das Dreiwegeventil 13 so gestellt, daß der flüssige Wärmeträger durch die Leitung 12 der zweiten Wärmequelle 11 zufließt und durch die Leitung 14 in den Vorlaufstrang 5 zurückfließt. If the heating work of the heat pump 1 is no longer sufficient, the heat demand at the heat output device 6 to cover, the second heat source 11 is switched on and included in the second heating circuit 4 to 1o. For this purpose, the three-way valve 13 is placed so that the liquid heat transfer medium through the Line 12 flows to the second heat source 11 and flows back through line 14 into the flow line 5.

Je nach mindestens einem im ersten Heizkreis herrsehenden Betriebswert, wird die Förderleistung der Umwälzpumpe 8 in der Weise gesteuert, daß die Wärmepumpe 1, bei eingeschalteter und in den zweiten Heizkreis 4 bis 1o einbezogener zweiter Wärmequelle 11, noch Heizarbeit leisten kann, 3oDepending on at least one in the first heating circuit Operating value, the delivery rate of the circulation pump 8 is controlled in such a way that the heat pump 1, with the second heat source switched on and included in the second heating circuit 4 to 1o 11, can still do heating work, 3o

Es ist möglich, die Förderleistung der Umwälzpumpe 8 abhängig von der Temperatur des Wärmeträgers in der Vorlaufleitung 2, in der Rücklaufleitung 3 oder einen Wert zu regeln, der von der Temperatur in der Vorlaufleitung 2 und der Rücklaufleitung 3 bestimmt ist.It is possible to adjust the delivery rate of the circulation pump 8 depending on the temperature of the heat transfer medium in the flow line 2, in the return line 3 or to regulate a value that is determined by the temperature in the flow line 2 and the return line 3 is.

- « - VPA 81 P ^ °■ 1- «- VPA 81 P ^ ° ■ 1

Zum Regeln der Förderleistung der Wärmepumpe 1 kann auch die Temperatur mindestens einer ausgewählten Stelle im Pufferspeicher 4 herangezogen werden.To regulate the delivery rate of the heat pump 1, the temperature of at least one can also be selected Position in the buffer tank 4 can be used.

Es ist ferner möglich, die Förderleistung der Umwälzpumpe 1 abhängig von einem Wert zu regeln, der aus den Temperaturen in der Vorlaufleitung 2, in der Rücklaufleitung 3 und im Pufferspeicher gebildet ist.
1oIt is also possible to regulate the delivery rate of the circulating pump 1 as a function of a value which is formed from the temperatures in the flow line 2, in the return line 3 and in the buffer store.
1o

Der Kondensationsdruck und/oder die Kondensationstemperatur im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe 1 können ebenfalls zur Regelung der Förderleistung der Umwälzpumpe 8 verwendet werden.The condensation pressure and / or the condensation temperature in the heat pump's refrigerant circuit 1 can also be used to regulate the delivery rate of the circulation pump 8.

Die Förderleistung der Umwälzpumpe 8, gleich nach welchen Betriebswerten die Regelung erfolgt, muß so geregelt werden, daß die Wärmepumpe 1 noch betriebsfähig bleibt.The delivery rate of the circulating pump 8, regardless of the operating values according to which regulation takes place, must be as follows be regulated that the heat pump 1 still remains operational.

Wenn also beispielsweise der Betriebsdruck oder die Temperatur im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe vorgegebene Grenzwerte erreichen, wird die Förderleistung der Umwälzpumpe 8 herabgesetzt. Hierdurch ergibt sich ein höherer Auskühlungsgrad des flüssigen Wärmeträgers in der Wärmeabgabeeinrichtung Von der Wärmeabgabeeinrichtung 6 fließt demnach kühlerer Wärmeträger als zuvor in den Pufferspeicher 4 zurück und somit kühlerer Wärmeträger aus dem Pufferspeicher 4 der Wärmepumpe 1 zu. Hierdurch erhöht sich die Wärmeabfuhr am Kondensator der Wärmepumpe 1. Die Folge davon ist, daß, wie ge-• wollt, die Kondensationstemperatur und damit der Kondensationsdruck im Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe 1 auf Werte sinkt, bei welchen die Wärmepumpe 1 weiter betrieben werden kann.So if, for example, the operating pressure or the temperature in the refrigerant circuit of the heat pump reach predetermined limit values, the delivery rate of the circulating pump 8 is reduced. Through this the result is a higher degree of cooling of the liquid heat carrier in the heat emitting device Accordingly, cooler heat transfer medium flows from the heat emitting device 6 into the buffer store than before 4 back and thus cooler heat transfer medium from the buffer store 4 to the heat pump 1. Through this the heat dissipation at the condenser of heat pump 1 increases. The consequence of this is that how want, the condensation temperature and thus the condensation pressure in the refrigerant circuit of the heat pump 1 drops to values at which the heat pump 1 can continue to be operated.

Die Schaltung ist lediglich so zu treffen, daß steigenden Betriebswerten im ersten Heizkreis 1 bis 4, sinkende Förderleistungen der Umwälzpumpe 8 entsprechen. The circuit is only to be made in such a way that increasing operating values in the first heating circuit 1 to 4, decreasing delivery rates of the circulation pump 8 correspond.

6 Patentansprüche
1 Figur6 claims
1 figure

AOAO

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Claims (6)

- er - VPA 81 ρ 4 o 1 0 DE Patentansprüche 1 .^/Heizungsanlage mit den Merkmalen:- er - VPA 81 ρ 4 o 1 0 DE patent claims 1. ^ / heating system with the features: 1.1. in einem ersten Heizkreis für einen flüssigen Wärmeträger ist eine Wärmepumpe (1) über eine Vor- und eine Rücklaufleitung (2 bzw.3) mit einem Pufferspeicher (4) verbunden,1.1. In a first heating circuit for a liquid heat transfer medium, a heat pump (1) is via a pre and a return line (2 or 3) with a buffer tank (4) connected, 1.2. in einem zweiten Heizkreis ist der flüssige Wärmeträger vom Pufferspeicher (4) über einen Vorlaufstrang (5) einer Wärmeabgabeeinrichtung (6) zuführbar und über einen Rücklaufstrang (7) zum Pufferspeicher (4) zurückführbar,1.2. The liquid heat transfer medium is in a second heating circuit from the buffer store (4) via a flow line (5) can be fed to a heat emitting device (6) and via a return line (7) to the buffer store (4) traceable, 1.3. im Vorlaufstrang (5) befindet sich eine in ihrer Förderleistung stufenlos regelbare Umwälzpumpe (8) und ein Mehrwegemischer (9), von dem eine Verbindungsleitung (1o) zum Rücklaufstrang (7) geführt ist,1.3. in the flow line (5) there is an in its delivery rate infinitely variable circulating pump (8) and a multi-way mixer (9), one of which Connecting line (1o) led to the return line (7) is, 1.4. in den zweiten Heizkreis (4 bis 1o) ist für einen bivalenten Parallelbetrieb mit der Wärmepumpe1.4. in the second heating circuit (4 to 1o) is for bivalent parallel operation with the heat pump (1) eine zweite Wärmequelle (11) einbeziehbar und einschaltbar,(1) a second heat source (11) can be included and switched on, gekennzeichnet durch die Merkmale: characterized by the features: 1.5. die Förderleistung der Umwälzpumpe (8) ist abhängig von wenigstens einem im ersten Heizkreis (1 bis 4) herrschenden Betriebswert regelbar.1.5. the delivery rate of the circulation pump (8) depends on at least one in the first heating circuit (1 to 4) the prevailing operating value can be regulated. 2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Umwälzpumpe (8) abhängig von der von der Wärmepumpe (1) erzeugten Temperatur des flüssigen Wärmeträgers in der Vorlaufleitung (2) regelbar ist.2. Heating system according to claim 1, characterized in that the delivery rate the circulation pump (8) depending on the temperature of the liquid heat carrier generated by the heat pump (1) can be regulated in the flow line (2). 3. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch3. Heating system according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Umwälzpumpe (1) abhängig von der Kondensations-characterized that the delivery rate of the circulation pump (1) depends on the condensation - 9. - VPA 81 P 4 0 1 0 DE- 9. - VPA 81 P 4 0 1 0 DE temperatur oder dem Kondensationsdruck in der Wärmepumpe (1) regelbar ist.temperature or the condensation pressure in the heat pump (1) can be regulated. 4. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Umwälzpumpe (8) abhängig von einem Wert regelbar ist, der aus der Temperatur in der Vorlaufleitung (2) und der Temperatur in der Rücklaufleitung (3) gebildet ist.4. Heating system according to claim 1, characterized in that the delivery rate the circulation pump (8) can be regulated depending on a value that is derived from the temperature in the flow line (2) and the temperature in the return line (3) is formed. 5. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Umwälzpumpe (8) abhängig von der Temperatur mindestens einer ausgewählten Stelle im Pufferspeicher (4) regelbar ist.5. Heating system according to claim 1, characterized in that the delivery rate of the circulation pump (8) depending on the temperature of at least one selected point in the buffer tank (4) is adjustable. 6. Heizungsanlage nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, da durch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Umwälzpumpe (8) abhängig von einem Wert regelbar ist, der aus der Temperatur in der Vorlaufleitung (2), in der Rücklaufleitung (3) und im Pufferspeicher (4) gebildet ist.6. Heating system according to claim 1, 2, 4 and 5, as through characterized in that the delivery rate of the circulation pump (8) depends on a value can be regulated which is derived from the temperature in the flow line (2), in the return line (3) and is formed in the buffer memory (4).
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