WO2004046631A1 - Positionier-einrichtung für elemente von heizungskomponenten, verfahren zum betreiben und verwendung - Google Patents

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WO2004046631A1
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Karl Heinz Gast
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • the invention relates to heating components with stored media, such as fluid storage, storage heat exchanger, storage.
  • stratified charging devices are known from the general prior art which, by using density differences, introduces water into the layer at the same temperature as the water supplied. This has the advantage that the availability of the layers is shortened, which improves the use of solar heat generation. However, such devices cannot be used for removal from selectable layers. Furthermore, the storage layers must be built up from bottom to top if the storage consists of a layer with the same temperature, which can occur especially in long-term storage.
  • a layer loading device in which the mouth of a feed line can be pivoted so that layers can also be loaded. Since storage is usually much higher than it is wide, swiveling does not always reach all layers. Furthermore, the drive for pivoting in the case of pressurized accumulators can only be attached with great effort, since bushings for actuating devices have to be constructed in a complex manner.
  • the invention is based on the object, while avoiding the disadvantages of the known charging devices for storage devices, of designing these heating components such that charging and provisioning as well as further functions can be carried out with similar or reusable devices, which increases profitability.
  • these facilities should be able to work in different media, so that they are widely used.
  • the object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1, namely in that at least one element of the heating component can be changed for positioning purposes for the purpose of regulating and / or controlling intervention and / or for monitoring and / or measuring purposes , placeable, position changeable.
  • the invention also relates to a method for operating heating components with stored media, in particular according to claims 1 to 29, which is basically based on the same task as the heating components.
  • this object is achieved by the method features specified in the characterizing part of claim 30, namely in that at least one of the following functions is carried out in the heating component: Produce passport, media mixing, temperature-appropriate provision, interconnection of media feeds and / or returns, interconnection of at least one equipment, distribution, soft connection.
  • the invention further relates to the use of devices of the heating components in such a way that they are used for regulating or controlling interventions in heating systems, such as for interconnecting media exchange systems, charging and provisioning devices.
  • the interconnection of media exchange systems can advantageously be used for the use of low temperature levels, for the distribution of heat from sources and sinks and / or for the multiple use of operating means of a heating system, for example by switching exchange systems to a pump and / or control device with the help of the changeability. It can also be used to control the temperatures of media, rooms or buildings.
  • Charging and provisioning devices are used for the provision of temperature-appropriate media, for loading temperature levels, for supplying heat quantities, mixing temperature levels, regulating heat exchange, regulating media exchange, and transporting heat within the heating component.
  • external interconnection with valves, pumps, mixers, control devices can be saved compared to the prior art.
  • mixing is only carried out if temperature levels are not available in the storage heat exchanger, so that temperature levels are spared, as a result of which regenerative heat is less expensive.
  • the changeability of elements for temperature level measurement of storage and storage heat exchangers and for controlling safety mechanisms can be used.
  • the preferred direction of a location-changeable element can be triggered by gravity or buoyancy forces in the end position frost protection mechanisms.
  • FIG. 1 shows a fluid storage heat exchanger in the medium of which fluid (22) loading and preparation devices (1, 2, 3, 4) can be positioned.
  • the charging and preparation device (2, 4) is provided for the fluid exchange, while the charging and preparation control device (1, 3) is provided for the exchanging area (19) of the storage heat exchanger.
  • the exchanging area (19) is supplied from the inside of the storage heat exchanger with heat transfer fluid for regulated heat exchange.
  • the particular advantage of the trader One area is that no additional circulating energy is required for heat exchange.
  • the problem then arises with the charging and preparation control device (1, 3) that the exchange of the medium takes place in heat exchange gearboxes, as a result of which the flow cannot be used for changing location.
  • the charging and ready control devices (1,2,3,4) consist of the same elements. Namely from a limp line (5) from the feed line or discharge line (16, 18, 15, 17) to the joining element (53), in which the fluid is conducted.
  • the joining elements are conical here, so that the upper joining element (2) can be inserted into the lower joining element (4) and a bypass can thus be produced.
  • the joining element consists of a gas space (6), a baffle plate (7), a locking magnet (9) and a sensor (8). With the help of the gas space, the charging and ready control device (2, 4, 1, 3) is balanced so that it has a preferred direction of movement due to gravity or buoyancy.
  • the loading device (2) must have a preferred direction of buoyancy, since the downward movement takes place with the flow and with the help of the baffle plate (7).
  • the preferred direction must also be upward, ie with the buoyancy, since here too the flow positions the provision device downward.
  • the charging and ready control devices (2, 4) are balanced with a preferred direction downwards, whereby the force of gravity positions the devices downwards. With the help of the attached electromagnets (9), the charging and ready control device can be locked in one position and thus the buoyancy or downforce or flow forces can be rendered ineffective. In this exemplary embodiment, it is locked on the storage heat exchanger wall.
  • the position is determined using a sensor (8) which, for example, determines the temperature in the storage heat exchanger or the position-dependent pressure, and the locking magnet (9) is controlled accordingly.
  • the charging and ready control device (1,3) differs from the charging and
  • control device (2,4) that the flow cannot be used as a drive for a positioning direction.
  • This problem is solved by coupling the charging and ready control devices (1,3).
  • they are coupled to actuators (20, 22), for example cables, by means of electromagnets (11, 13), these being separated and guided in a magnetically non-conductive tube (12) and to magnetically conductive elements (10, 14 ) can have a driving effect.
  • Manual control elements or motor drives can be connected to the control elements.
  • Coupling to other charging and ready control devices, which are driven by flow and preferred movement, is also advantageous. However, decoupling must also be possible here if the driven charging and ready control device is to be positioned alone and there is no connection.
  • the changeability of the charging and ready control device can take place along a guide in the storage heat exchanger, the guide specifying the path of the element that can be changed.
  • the bellow is advantageously guided with an incline so that buoyancy or downforce can act.
  • the guidance can be done by gravity or mechanically by means of guide rods or tubes or tubes or wires.
  • joining elements can also be brought together by the guide.
  • Such charging and preparation devices have the advantage that they not only layer the fluid fed into the layer, which has the same temperature as the supplied fluid, but also into any other desired temperature level layer. Furthermore, a layer of any desired thickness and height can be loaded or unloaded.
  • a precisely defined temperature can be provided for heat generators and heat consumers and / or fed back with a precisely defined temperature.
  • temperatures are not available, e.g. if the storage heat exchanger is fully charged and the desired temperature for heating or domestic water is below the storage heat exchanger temperatures, or the solar coil return brings a temperature in the return line that is below the storage heat exchanger temperatures, the joining elements in the storage heat exchanger can be brought together , so that the desired temperatures can be controlled or regulated by positioning the joining elements, and thereby fluid from the circulation system and the memory can be mixed.
  • the conical joining elements feed fluid from the reservoir and from the return to the flow.
  • the position of the joining elements relative to one another changes the opening to the storage fluid, so that the mixing ratio can be controlled by the positioning.
  • the proposed device Compared to the known mixing valves, the proposed device has the advantage that only temperatures that are really required are taken from the storage heat exchanger. This avoids unnecessary temperature drops and circulation losses, such as taking fluid out of the storage tank and immediate feeding back through the mixing valve. This improves the availability of renewable energy, which further improves the efficiency of solar systems. Furthermore, the multi-function of the charging and provisioning devices, such as temperature-appropriate provision and / or temperature-appropriate energy recovery, create defined layers, maintain layers, measure the storage heat exchanger, monitor the storage heat exchanger, regulate room temperatures, so that these functions are suitable for circulation systems can be used where this has hitherto rarely or not been done, such as solar panel circulation systems or preheating circulation systems. New functions such as monitoring or minimizing the loss of solar collectors are also economically possible.
  • FIG. 2 shows charging and ready control devices (27, 34, 28, 35) for the medium gas, such as air (25, 26).
  • the device for drifting in a preferred direction must be balanced with a different gas filling, for example hydrogen, and with a larger volume of the float, so that the joining element can float in air.
  • the use of lighter materials also facilitates driftability, for example of films for the flexible connection and for the joining element.
  • the balancing can also be done with balance counterweights, which is also made possible by the easier accessibility of the air duct.
  • the impact elements for the flow drive must be somewhat larger, since air does not apply the kinetic energy to the changeable joining elements like fluid due to the lower mass.
  • a significant problem with charging and supplying devices for air is that air convection can take place more easily in air ducts due to leaks and losses in the insulation, which makes the stratification of the storage more unstable and destroys it over a long period of time.
  • This problem is solved by making the air duct (30, 31, 32, 33) narrow so that large air rollers cannot arise. Furthermore, the division of the air duct into vertically separated segments (29) prevents the undesired air convection.
  • the arrangement of the changeable joining elements (27, 34, 28, 35) on the outer edges of the air duct (25, 26) causes the air to flow through the segments, which are enclosed by the two joining elements. As a result, the loading and preparation devices for air behave exactly like that for fluid and can perform the same functions.
  • the joining elements must be brought together over at least one segment.
  • a segment can also be insulated from the heat exchange to the storage heat exchanger.
  • the charging and standby device for air fulfills the regulation of the room temperature while at the same time protecting the temperature level of the layers in the storage heat exchanger. This also solves the problem that relatively large solar collectors would have to be used to charge large storage heat exchangers with regenerative energy, where air collectors are sufficient for preheating.
  • the charging and preparation device is suitable, for example, for charging solar air collectors or for heat recovery or cooling with air, the stratification being maintained or generated.
  • FIG. 3 shows a storage heat exchanger with the matrix addition of charging and preparation devices (39, 40, 41, 49, 50, 51), it being possible for a number of such devices to be joined together as desired.
  • the guides (42, 43, 44, 46, 47, 48) of the joining elements (39, 40, 41, 49, 50, 51) are arranged in a matrix and with an incline.
  • the joining elements can be brought together at the intersections of the guides, so that circulation systems can be interconnected.
  • the upper joining elements (39, 40, 41) lead the flows of a return or forward flow out of the drawing plane, while the lower joining elements (49, 50, 51) guide the flows into the plane. If two joining elements meet at the intersection, they transfer the flow into one another. The precise positioning on each other then creates a connection, which is sealed by flexible seals such as silicone rings or brush hair.
  • Positioning the joining elements slightly next to it enables the partial absorption or delivery of fluid from or into the storage heat exchanger. By regulating the position, a mixture of the fluid for temperature-appropriate provision in a circulation system is possible.
  • the exact positions of the coupling can be transferred to the control device by contacts at the intersection points, for example by magnetic triggering by a magnet on the joining element and a magnetic sensor in the guide.
  • the precise joining position can also be controlled by a pressure sensor, which detects the exact height position in the storage heat exchanger.
  • the arrangement of the joining elements, so that the flow is deflected into the horizontal enables on the one hand the coupling and on the other hand the positioning of the joining elements at any height.
  • the connected circulation system can simultaneously be a heat source or sink, and the positioning of the joining elements means that the lower joining element can be above the upper joining element or below the upper joining element.
  • the joining elements can be positioned by drifting and by the flow or by means of motors, as already described.
  • the impact element for the flow drive must, however, be installed in the line before the flow deflection in the case of a horizontal diversion.
  • the coupling of circulation systems can be used in addition to the direct connection of the solar collector to other storage heat exchangers or to connect storage heat exchangers to each other for heat exchange, and also to operate circulation systems with common resources, such as circulation device, filling device, temperature sensor, flow sensor.
  • circulation device such as circulation device, filling device, temperature sensor, flow sensor.
  • the equipment is connected to a return and flow and the corresponding circulation system is switched to the equipment as required.
  • the storage heat exchangers can be operated independently, so that circulation systems do not have to be operated at the same time. However, the change of location cannot take place with the flow, but must be done with motors or via a
  • Fluid level change take place.
  • the use of shared resources can reduce costs or to use more expensive pumps with higher efficiencies, so that the operating costs can be reduced.
  • Heating components with stored media such as fluid stores, storage heat exchangers, stores in which elements can be changed in location, accordingly have elements which can be moved, moved, adjusted and brought and / or held in a defined location or positions or location.
  • At least one medium such as gas, e.g. Air, (25,26), exhaust gas, inert gas or fluid e.g. Water (45.22), process water, cistern water, waste water, cooling fluid, heating fluid, water with antifreeze, water with anticorrosive, oil allows the following gas, e.g. Air, (25,26), exhaust gas, inert gas or fluid e.g. Water (45.22), process water, cistern water, waste water, cooling fluid, heating fluid, water with antifreeze, water with anticorrosive, oil allows the change of location of elements in at least one medium, such as gas, e.g. Air, (25,26), exhaust gas, inert gas or fluid e.g. Water (45.22), process water, cistern water, waste water, cooling fluid, heating fluid, water with antifreeze, water with anticorrosive, oil allows the following medium, such as gas, e.g. Air, (25,26), exhaust gas, inert gas or fluid e
  • the change of location advantageously takes place even in storage with solids, such as sand, gravel, granules; however, driving forces with buoyancy, downforce and gravity can act in particular in gas-filled or fluid-filled channels in such storage media.
  • the changeable element is a loading (1,2,3,4,27,28,34,35) and
  • Ready control device (1, 2, 3, 4, 27, 28, 34, 35) is a device such as a hold-open device, flow control, flow reversing device. This enables the targeted loading of temperature rooms after various optimization measures for regenerative heat generation and / or heat storage. In addition, precisely defined temperature levels can be provided from the heating system component, so that the heat control is therefore effected.
  • the changeable element is a heat exchanging unit, e.g. Storage heat exchangers, heat exchangers, exchanging areas, heat pipes, these can act as a charging and ready control device.
  • the heat-exchanging unit can also be positioned so that the heat-exchanging surface in the medium can be changed or switched.
  • external exchanging or storing devices can be adapted to a storage unit, so that undesired heat or cold conduction can be prevented, for example, by switching the heat conduction. It is particularly useful to change the location of an insulating or conductive partition, such as a curtain, partition, temperature room. This can be used, for example, for insulating curtains
  • a temperature space is understood to mean a limited area of a storage heat transfer medium in a storage which contains a defined temperature level and can be charged and discharged with defined temperature levels (also with a charging and ready control device). This can be implemented with insulating separations, so that a change in location of such separations can change the size of the temperature space or can be penetrated by charging and Makes ready control devices or enables the heat exchange or the termination of the heat exchange with the temperature space.
  • the location-changeable element is a location-changeable part of the aforementioned devices, such as sensor (6), locking device (9), joining element (39, 40, 41, 49, 50, 51), actuator (20, 21), drive, Float, slider (6), baffle elements (7), line (7), coupling element (10,11,13,14) channel, valve, these parts can be used several times for different loading and preparation devices. This increases the cost-effectiveness of more complex heating components.
  • the fact that the drive for changing the location takes place according to the invention with at least one media drive, such as a fan, pump, allows the use of existing media flow drives and the central arrangement and use of the drive for several heating components.
  • baffles (7) or baffles for flow-driven change of location enables inexpensive driving of elements that can be changed.
  • the direction of movement of the element that can be changed can be determined or are changed so that such elements can avoid obstacles or change location without a preferred direction of movement, so that loading and preparation devices can change their flow direction, making them suitable, for example, for heat sources and heat sinks.
  • the media level drive it makes sense for the media level drive to come from at least one separate area (12) that can be changed by the media level, and at least one element, such as floats or baffle elements, being positioned depending on the media level or the flow that occurs when the media level is changed.
  • the production of an area (12) separated from the media is particularly advantageous. This means that protected areas can be built up, which are pressure-independent and media-independent and which are adapted to the elements that can be changed.
  • the separated areas can be sleeves, pipes, channels, containers, containers.
  • Locks, drives, actuators are located in the separate area.
  • the flow can also be driven independently in different directions.
  • a swimming pool can be filled with fluid and emptied, so that buoyancy or downforce are reversed.
  • That the changeable elements can be locked, such as using magnets, electromagnets
  • the guides bring further profit in a matrix (FIG. 3) or partial matrix, so that
  • Joining elements can be joined with any other joining element or positioning points can be positioned from several elements that can be changed.
  • Buoyancy forces, downforce, gravity can also be used as drives during a web movement.
  • This also contributes to the fact that the coupling can be changed, such as canceled, exchangeable.
  • connections to elements that can be changed in place, or that the elements that can be changed in place themselves or separate areas (12) are limp, such as silicone, fabric, film, mats, tubes, and composites. In this way, on the one hand, a lightweight design with simultaneous flexibility can be achieved, so that changes in weight have little influence on the balancing. Insulation that can be changed in place can be easily manufactured using flexible connections.
  • the conductivity is maintained according to the invention in that the limp parts are kept dimensionally stable, such as by inserts made of wires, strips.
  • the changeable elements are positioned depending on sensory values, such as temperatures, of the temperature space.
  • the supplied temperature, the discharged temperature, the position in the heating component, such as the media pressure, media level or position-determining sensors, such as contacts, magnetic contacts or codings, can be used according to claims 30 and 31.
  • the location can be changed
  • Elements have the advantage that only a few sensors are required, since these can be replaced and / or changed in location. As a result, different media and media conditions can be measured at many points. With the aid of sensors (9) that can be changed in place, in particular temperature sensors, pressure sensors and / or flow sensors, most of the measurements that can be started can be carried out in a heating system with few sensors. Furthermore, measurements can be extended to circulation systems where this was previously not economical.
  • Magnetic coupling 12 Separate area Magnetic coupling Coupling counter element supply / discharge in charging / supply device supply / discharge in charging / supply device supply / derivation in charging / supply device supply / discharge in charging / supply device exchange area control element Stellgüed medium fluid - / Ready control device Separated air areas Guide channel Guide channel Guide channel Guide channel Loading / preparation device Loading / preparation device Air supply / removal Air supply / removal Supply / discharge in loading preparation device Joining element joining element Joining element Guide Guide Guide Medium Fluid Guide Guide Guide Joining element Joining element Joining element Joining element Driver Joining element

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Abstract

Heizungskomponente mit gespeicherten Medien, wie Fluidspeicher, Speicherwärmetauscher, Speicher, werden so ausgeführt, dass mindestens ein Elemente (1,2,3,4) der Heizungskomponente zum Zwecke des regelnden und/oder steuernden Eingriffs und/oder zu Überwachungs- und/oder Messzwecken Orts änderbar ist, wie positionierbar, platzierbar, Lage änderbar. Mit der Ausführung mindestens eine der nachfolgenden Funktionen in der Heizungskomponente: By Pass herstellen, Medienmischung, temperaturgerechte Bereitstellung, Verschaltung von Medienvorläufen und/oder Rückläufen, Verschaltung von mindestens einem Betriebsmittel, Verteilung, Weichenfunktion, wird die Mehrfachnutzung oder Einsparung von Heizungskomponenten erreicht. Dies erfüllt die Aufgabe, dass das Laden und Bereitstellen sowie weitere Funktionen mit ähnlichen oder mehrfach nutzbaren Einrichtung erfolgen kann, wodurch die Wirtschaftlichkeit von Heizungsanlagen gesteigert wird, und regenerative Wärmegewinnung gefördert wird. Beschrieben wird auch die Verwendung solcher Orts änderbaren Elemente.

Description

Positionier-Einrichtung für Elemente von Heizungskomponenten, Verfahren zum Be- treiben und Verwendung
Die Erfindung bezieht sich auf Heizungskomponenten mit gespeicherten Medien, wie Fluidspeicher, Speicherwärmetauscher, Speicher.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind in Heizungssystemen zum Schichten von Speichern Schichtenladeeinrichtungen bekannt, welche mittels der Nutzung von Dichteunterschiede Wasser in die Schicht mit der gleichen Temperatur wie das zugefuhrte Wasser einleitet. Dies hat den Vorteil, dass die Bereitstellungszeit der Schichten verkürzt wird, was die Nutzung von solarer Warmegewinnung verbessert. Allerdings können mit solchen Einrichtungen keine Entnahme aus wählbare Schichten erfolgen. Ferner müssen die Speicherschichten von unten nach oben aufgebaut werden, wenn der Speicher aus einer Schicht mit gleicher Temperatur besteht, was vor allem bei der Langzeitspeicherung auftreten kann.
Ferner ist eine Schichte-iladeeinrichtung bekannt, bei der die Mündung einer Zuleitung schwenkbar ist, so dass ebenfalls Schichten geladen werden können. Da Speicher meist wesentlich höher als breit sind, wird durch das Schwenken nicht immer alle Schichten erreicht. Weiterhin ist der Antrieb für das Schwenken bei druckbehafteten Speichern nur mit großem Aufwand anbringbar, da Durchführungen für Stelleinrichtungen aufwändig konstruiert werden müssen.
Ausgehend von einer Heizungskomponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ladeeinrichtungen für Speicher, diese Heizungskomponenten so auszubilden, dass das Laden und Bereitstellen sowie weitere Funktionen mit ähnlichen oder mehrfach nutzbaren Einrichtung erfolgen kann, wodurch die Wirtschaftlichkeit gesteigert wird. Außerdem sollen diese Einrichtungen in unterschiedlichen Medien wirken können, so dass ein breiter Einsatz gegeben ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, nämlich dadurch, dass mindestens ein Element der Heizungskomponente zum Zwecke des regelnden und/oder steuernden Eingriffs und/oder zu Überwachungs- und/oder Messzwecken Orts änderbar ist, wie positionierbar, platzierbar, Lage änderbar.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Heizungssystems sind in den Ansprüchen 2 bis 29 angegeben. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betreiben von Heizungskomponenten mit gespeicherten Medien, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 29, welchem sinngemäß die gleiche Aufgabe zu Grunde liegt wie den Heizungskomponenten. Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die in den Kennzeichen des Anspruchs 30 angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst, nämlich dadurch, dass mindestens eine der nachfolgenden Funktionen in der Heizungskomponente ausgeführt wird: By- Pass herstellen, Medienmischung, temperaturgerechte Bereitstellung, Verschaltung von Medienvorläufen und/oder Rückläufen, Verschaltung von mindestens einem Betriebsmittel, Verteilung, Weicheiώinktion.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Verwendung von Einrichtungen der Heizungskomponenten in der Form, dass diese für regelnde oder steuernde Eingriffe in Heizungssystemen verwendet wird, wie zur Verschaltung von Medienaustauschsystemen, Lade- und Bereitstellungseinrichtungen. Das Verschalten von Medienaustauschsystemen kann vorteilhafter Weise zur Nutzung von geringen Temperaturniveaus, Zur Verteilung von Wärme von Quellen und Senken und/oder zur Mehrfachnutzung von Betriebsmitteln eines Heizungssystems, indem beispielsweise Austauschsysteme mit Hilfe der Ortsänderbarkeit auf eine Pumpe und/oder Regeleinrichtung geschaltet werden. Weiterhin können damit Temperaturen von Medien, Räumen oder Gebäuden geregelt werden.
Lade und Bereitstellungseinrichtungen werden zur temperaturgerechten Bereitstellung von Medien, zum Laden von Temperaturniveaus, zur Wärmemengenbereitstellung, Mischen von Temperaturniveaus, Regelung des Wärmetauschs, Regelung des Medienaustauschs, Wärmetransport innerhalb der Heizungskomponente verwendet. Hierdurch können externe Verschaltung mit Ventilen, Pumpen, Mischern, Regeleinrichtungen gegenüber dem Stand der Technik eingespart werden. Beim Mischen mit Lade- und Bereitstellungseinrichtungen wird im Gegensatz von externen Mischern nur dann gemischt, wenn Temperaturniveaus im Speicherwärmetauscher nicht zur Verfügung stehen, so dass Temperaturniveaus geschont werden, wodurch regenerativ gewonnene Wärme preisgünstiger wird. Weiterhin ist die Ortsänderbarkeit von Elementen zur Temperaturniveauvermessung von Speichern und Speicherwärmetauschern sowie für Steuerung von Sicherheitsmechanismen verwendbar. Beispielsweise kann durch die Vorzugsrichtung eines Orts änderbaren Elements durch Schwerkräfte oder Auftriebskräfte in der Endposition Frostschutzmechanismen ausgelöst werden.
Im Folgenden werden die Ortsänderbarkeit bei Heizungskomponenten und die Verwendung an Hand der Zeichnungen, in welcher mehrere Ausfuhrungsbeispiele dargestellt sind, noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt zum Teil in schematischer Darstellung: Figurl: Ortsänderbarkeit im Speicherwärmetauscher Figur2: Ortsänderbarkeit im Luftbereich Figur3: Ortsänderbarkeit mit Matrixfügung
Figur 1 zeigt einen Fluidspeicherwärmetauscher in dessen Medium Fluid (22) Lade- und Bereitstellungseinrichtungen (1,2,3,4) positioniert werden können. Die Lade- und Bereitstellungseinrichtung (2,4) ist für den Fluidaustausch vorgesehen während die Lade- und BereitsteUungseinrichtung (1,3) für den Tauschenden Bereich (19) des Speicherwärmetauschers vorgesehen ist. Der Tauschende Bereich (19) wird aus dem inneren des Speicherwärmetauschers mit Wärmeträgerfluid zum geregelten Wärmetausch versorgt. Der besondere Vorteil des Tauschenden Bereichs ist, dass zum Wärmetausch keine zusätzliche Umwälzenergie nötig ist. Allerdings stellt sich dann bei des Lade- und BereitsteUungseinrichtung (1,3) das Problem, dass der Austausch des Mediums Wärmetauschgetrieben erfolgt, wodurch die Strömung nicht zur Ortsänderbarkeit genutzt werden kann. Prinzipiell bestehen die Lade- und BereitsteUungseinrichtungen (1,2,3,4) aus den gleichen Elementen. Nämlich aus einer biegeschlaffen Leitung (5) von der Zuleitung oder Ableitung (16,18,15,17) zum Fügelement (53), worin das Fluid geleitet wird. Die Fügeelemente sind hier konisch ausgeführt, so dass das obere Fügelement (2) in das untere Fügelement (4) eingefügt werden kann, und somit ein By- Pass hergestellt werden kann. Das Fügelement besteht aus einem Gasraum (6), einer Prallplatte (7) einem Arretierungsmagneten (9) und einem Sensor (8). Mit Hilfe des Gasraumes ist die Lade- und BereitsteUungseinrichtung (2, 4, 1, 3) so austariert, dass sie eine Vorzugsbewegungsrichtung durch Schwerkraft oder durch Auftrieb hat. Wenn die Strömungsrichtung von oben nach unten erfolgt, muss die Ladeeinrichtung (2) eine Auftriebsvorzugsrichtung besitzen, da die Bewegung nach unten mit der Strömung und mit Hilfe der Prallplatte (7) erfolgt. Bei der Bereitstellungseinrichtung (4) muss die Vorzugsrichtung ebenfalls nach oben d.h. mit dem Auftrieb erfolgen, da auch hier die Strömung die Bereitstellungseinrichtung nach unten positioniert. Erfolgt die Durchströmung umgekehrt von unten nach oben sind die Lade- und BereitsteUungseinrichtungen (2, 4) mit einer Vorzugsrichtung nach unten austariert, wobei die Schwerkraft die Einrichtungen nach unten positioniert. Mit Hilfe der angebrachten Elektromagneten (9) kann die Lade- und BereitsteUungseinrichtung in einer Position arretiert werden und somit die Auftriebs oder Abtriebs oder Strömungskräfte wirkungslos gemacht werden. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel erfolgt die Arretierung an der Speicherwärmetauscherwand. Die Ermittlung der Position erfolgt mit einem Sensor (8), welcher beispielsweise die Temperatur im Speicherwärmetauscher oder den positionsabhängigen Druck ermittelt und dadurch der Arretierungsmagnet (9) entsprechend gesteuert wird. Die Lade- und BereitsteUungseinrichtung (1,3) ist mit dem Unterschied zu der Lade- und
BereitsteUungseinrichtung (2,4) aufgebaut, dass für eine Positionierrichtung die Strömung nicht als Antrieb genutzt werden kann. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die Lade- und BereitsteUungseinrichtungen (1,3) gekoppelt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sie an Stellglieder (20,22), beispielsweise Seüzüge, mittels Elektromagneten (11,13) gekoppelt, wobei dies in einem magnetisch nicht leitenden Rohr (12) separiert sind und geführt sind und auf magnetisch leitende Elemente (10,14) mitnehmend wirken können. An die SteUglieder können Handbetätigungselemente oder motorisch Antriebe angeschlossen sein. Vorteilhaft ist auch die Kopplung an andere Lade- und BereitsteUungseinrichtungen, welche durch Strömung und Vorzugsbewegung angetrieben werden. Hierbei muss allerdings auch eine Entkopplung erfolgen können, wenn die angetriebene Lade- und BereitsteUungseinrichtung alleine positioniert werden soll und kein Zusammenhang besteht. Die Ortsänderbarkeit der Lade- und BereitsteUungseinrichtung kann entlang einer Führung im Speicherwärmetauscher erfolgen, wobei die Führung die Bahn des Orts änderbaren Elements vorgibt. Die Balmfuhrung erfolgt vorteilhafter Weise mit einer Steigung, so dass Auftriebs- oder Abtriebskräfte wirken können. Die Führung kann durch die Schwerkraft oder mechanisch mittels Führungsstangen oder -röhren oder -seüen oder -drahten erfolgen. Durch die Führung kann neben der Realisierung von Bahnbewegungen auch Fügeelemente zusammengeführt werden. Solche Lade- und BereitsteUungseinrichtungen haben den Vorteil, dass sie nicht nur in die Schicht das eingespeiste Fluid einschichtet, welche die gleiche Temperatur wie das zugefuhrte Fluid hat, sondern auch in jede andere gewünschte Temperaturniveauschicht. Weiterhin kann eine beliebig von der Dicke und von der Höhe auswählbare Schicht beladen oder entladen werden. Außerdem kann eine genau definierte Temperatur für Wärmeerzeuger und Wärmeverbraucher bereitgestellt und/oder mit einer genau definierten Temperatur zurückgespeist werden. Weiterhin können bei nicht zur Verfügung stehenden Temperaturen, z.B. wenn der Speicherwärmetauscher voll geladen und gewünschte Temperatur für Heizung oder Brauchwasser unterhalb der Speicherwärmetauschertemperaturen ist, oder der SolarkoUektorrücklauf bringt im Rücklauf eine Temperatur, welche unterhalb der Speicherwärmetauschertemperaturen liegt, die Fügeelemente im Speicherwärmetauscher zus-unmengefuhrt werden, so dass die gewünschten Temperaturen durch Positionierung der Fügeelemente gesteuert oder geregelt werden, und dadurch Fluid aus dem Umlaufsystem und dem Speicher gemischt werden kann. Hierbei wird durch die konischen Fügeelemente Fluid aus dem Speicher und aus dem Rücklauf in den Vorlauf gespeist. Durch die Position der Fügeelemente zueinander wird die Öffnung zum Speicherfluid geändert, so dass das Mischungsverhältnis durch die Positionierung gesteuert werden kann.
Gegenüber den bekannten Mischventilen hat die vorgeschlagene Einrichtung den Vorteil, dass nur Temperaturen aus dem Speicherwärmetauscher entnommen werden, welche wirklich benötigt werden. Dadurch werden unnötige Temperaturabsenkungen und Umwälzverluste, wie das Herausnehmen von Fluid aus dem Speicher und sofortige Zurückspeisen durch das Mischvenril, vermieden. Dadurch wird das Bereitstellungsvermögen von regenerativer Energie verbessert, was den Wirkungsgrad von Solaranlagen weiter verbessert. Weiterhin ist durch die Multifunktion der Lade- und Bereitstellungseinrichtungen, wie temperaturgerechte Bereitstellung und/öder temperaturgerechte Rückspeisung, definierte Schichten erzeugen, Schichten erhalten, Vermessung des Speicherwärmetauschers, Überwachen des Speicherwärmetauschers, Regelung von Raumtemperaturen, eine gute Wirtschaftlichkeit gegeben, so dass diese Funktionen auf Umlaufsysteme angewendet werden können, wo dies bisher selten oder nicht erfolgt ist wie z.B. Solarkolleirtorumlaufsysteme oder Vorerwärmrjngsumlaufsysteme. Auch neue Funktionen wie Verlustüberwachung oder -minimierung von Solarkollektoren sind damit wirtschaftlich möglich. Figur 2 zeigt Lade- und BereitsteUungseinrichtungen (27,34,28,35) für das Medium Gas, wie Luft (25,26). Sie können mit nachfolgend genannten Unterschieden genauso wie die für Fluid aufgebaut und betrieben werden. Das Austarieren der Einrichtung zum Driften in eine Vorzugsrichtung muss mit einer anderen Gasfullung z.B. Wasserstoff und mit einem größeren Volumen des Schwebekörpers erfolgen, so dass das Fügeelement in Luft schweben kann. Auch der Einsatz leichterer Materialien erleichtert die Driflfähigkeit, beispielsweise von Folien für die biegeschlaffe Verbindung und für das Fügelement. Die Austarierung kann aber auch mit Balancegegengewichten erfolgen, was auch durch die leichtere Zugänglichkeit der Luftfuhrung ermöglicht wird. Natürlich erfolgt durch die Zu- und Abführungen (23, 24, 36, 37) und durch die biegeschlaffe Leitung zum Fügeelement und über die Speicherwärmetauscherwände nicht Fluid sondern Luft. Die Prallelemente für den Strömungsantrieb müssen etwas größer sein, da Luft auf Grund der geringeren Masse nicht die Bewegungsenergie auf die Orts änderbaren Fügeelemente aufbringt wie Fluid.
Ein signifikantes Problem bei Lade- und Bereitstellungseinrichtungen für Luft ist, dass in Luftführungen leichter Luftkonvektionen durch Undichtheiten und Verluste an den Isolierungen stattfinden können, was die Schichtung der Speicherung instabiler macht und über längere Zeit zerstört. Dieses Problem wird dadurch gelöst die Luftfuhrung (30,31,32,33) schmal ausgeführt wird, so dass keine großen Luftwalzen entstehen können. Weiterhin unterbindet die Unterteilung der Luftfuhrung in vertikal getrennte Segmente (29) die ungewünschte Luftkonvektion. Durch die Anordnung der Orts änderbaren Fügeelemente (27,34,28,35) an den äußeren Rändern der Luftführung (25,26) werden die Segmente von der Luft durchströmt, welche durch die beiden Fügeelemente eingeschlossen sind. Dadurch verhält sich das Lade- und Bereitstellungsemrichtungen für Luft genauso wie das für Fluid und kann die gleichen Funktionen erfüllen. Mit der Ausnahme, dass eine Zusammenfuhrung der Fügeelemente über mindestens ein Segment erfolgen muss. Ein solches Segment kann gegenüber dem Wärmetausch zum Speicherwärmetauscher auch isoliert sein. Die Lade- und BereitsteUungseinrichtung für Luft erfüllt neben den Funktionen der des Fluids die Regelung der Raumtemperatur unter gleichzeitiger Schonung des Temperaturniveaus der Schichten im Speicherwärmetauscher. Hierdurch wird auch das Problem gelöst, dass zum Laden von großen Speicherwärmetauschern mit regenerativer Energie relativ teure Solarkollektoren verwendet werden müssten, wo Luftkollektoren zur Vorerwärmung ausreichen. Die Lade- und Bereitstellungseinrichtung eignet sich z.B. zum Laden von Solarluftkollektoren oder der Wärmerückgewinnung oder Kühlung mit Luft, wobei die Schichtung erhalten oder erzeugt wird. Dadurch kann der Primärenergiebedarf weiter gesenkt werden und mehr regenerative Energie gewonnen werden, da Luftsysteme langlebiger, einfacher und preisgünstiger sind und zur Vorerwärmung des Speicherwärmetauschers genutzt werden können und FluidsolarkoUektoren das höher benötigte Temperaturniveau erzeugen. Femer sind durch solche Luftlade- und Bereitstellungseinrichtungen Temperaturräume, d.h. Räume mit unterschiedlichen Temperaturniveaus in Feststoffspeichern möglich, was die Wärmespeicherung von regenerativer Energie erweitert. Die Figur 3 steUt einen Speicherwärmetauscher mit der Matrixfügung von Lade- und Bereitstellungseinrichtungen (39,40,41,49,50,51) dar, wobei mehrere solcher Einrichtungen beliebig miteinander gefügt werden können. Die Führungen (42,43,44,46,47,48) der Fügeelemente (39,40,41,49,50,51) sind matrixförmig und mit einer Steigung angeordnet. An den Schnittpunkten der Führungen können die Fügeelemente zusammengeführt werden, so dass Umlaufsysteme miteinander verschaltet werden können. Die oberen Fügeelemente (39,40,41) fuhren in diesem Beispiel die Strömungen eines Rücklaufs oder Vorlaufs aus der Zeichnungsebene heraus, während die unteren Fügeelemente (49,50,51) die Strömungen in die Ebene hinein führen. Treffen an den Schnittpunkten zwei Fügeelemente aufeinander führen sie die Strömung ineinander über. Die genaue Positionierung aufeinander stellt dann eine Verbindung her, welche durch nachgiebige Dichtungen wie Silikonringe oder Bürstenhaare abgedichtet ist. Eine Positionierung der Fügeelemente etwas daneben ermöglicht die teilweise Aufnahme oder Abgabe von Fluid aus oder in den Speicherwärmetauscher. Durch Regelung der Position ist damit eine Mischung des Fluids zur temperaturgerechten Bereitstellung in einem Umlaufsystem möglich. Die genauen Positionen der Kopplung können durch Kontakte an den Schnittpunkten an die Steuereinrichtung übergeben werden beispielsweise durch eine magnetische Auslösung durch einen Magneten am Fügeelement und einen Magnetsensor in der Führung. Auch durch einen Drucksensor, welcher die genaue Höhenposition im Speicherwärmetauscher detektiert, kann die genaue Fügeposition angesteuert werden. Die Anordnung der Fügeelemente, so dass die Strömung in die Horizontale umgelenkt wird, ermöglicht einerseits die Kopplung und andererseits die Positionierung der Fügeelemente in einer beliebigen Höhenlage zueinander. Dadurch kann das angeschlossene Umlaufsystem gleichzeitig Wärmequelle oder -senke sein, und durch die Positionierung der Fügeelemente einmal das untere Fügeelement über dem oberen Fügeelement oder unter dem oberen Fügeelement stehen. Die Positionierung der Fügeelemente kann durch Driften und durch die Strömung oder mittels Motoren erfolgen, wie bereits beschrieben. Das Prallelement für den Strömungsantrieb muss allerdings bei einer horizontalen Ausleitung in der Leitung vor der Strömungsumlenkung angebracht werden.
Die Verkopplung von Umlaufsystemen kann neben dem direkten Verbinden des Solarkollektors mit weiteren Speicherwärmetauschern oder zum Verbinden von Speicherwärmetauschern untereinander zum Wärmeaustausch auch zum Betrieb von Umlaufsystemen mit gemeinsamen Betriebsmitteln, wie Umwälzeinrichtung, Befullungseinrichtung, Temperatursensor, Strömungssensor, dienen. Dazu wird an einen Rücklaufund Vorlauf die Betriebsmittel angeschlossen und je nach Bedarf das entsprechende Umlaufsystem auf die Betriebsmittel geschaltet. Die Speicherwärmetauscher können autark betrieben werden, so dass Umlaufsysteme nicht gleichzeitig betrieben werden müssen. Allerdings kann dann die Ortsänderung nicht mit der Strömung erfolgen, sondern muss mit Motoren oder über eine
Fluidpegeländerung erfolgen. Die Nutzung gemeinsamer Betriebsmittel kann zur Kostenreduzierung oder zur Verwendung von teureren Pumpen mit höheren Wirkungsgraden angewendet werden, so dass die Betriebskosten gesenkt werden können.
Heizungskomponente mit gespeicherten Medien, wie Fluidspeicher, Speicherwärmetauscher, Speicher, bei denen Elemente Orts änderbar sind, besitzen demnach Elemente welche bewegt, verschoben, verstellt werden können und in definierten Ort oder Positionen oder Platz oder Lage gebracht und/oder gehalten werden können.
Mit der Ortsänderung von Elementen in mindestens einem Medium, wie Gas, z.B. Luft, (25,26), Abgas, Inertgas oder Fluid z.B. Wasser (45,22), Brauchwasser, Zisternenwasser, Abwasser, Kühlfluid, Heizungsfluid, Wasser mit Frostschutzmittel, Wasser mit Korrosionsschutzmitteln, Öl erlaubt die
Bewegung in vielfaltigen Heizungskomponenten. Vorteilhafterweise erfolgt die Ortsänderung selbst in Speichern mit Feststoffen, wie Sand, Kies, Granulat; wobei allerdings Antriebskräfte mit Auftrieb, Abtrieb und Schwerkraft insbesondere in gasgefullten oder fluidgefullten Kanälen in solchen Speichermedien wirken können. Analoges gilt für Latentstoffe und Chemischer Speicherstoffe. Vorteilhaft ist, dass das Orts änderbare Element eine Lade-(1,2,3,4,27,28,34,35) und
BereitsteUungseinrichtung (1,2,3,4,27,28,34,35) ist, wie Bereithalteeinrichtung, Sttömungsführung, Sttömungsumlen vorrichtung. Hierdurch wird das gezielte Laden von Temperaturräumen nach unterschiedlichen Optimierungsmaßnahmen der regenerativen Wärmegewinnung und/oder Wärmespeicherung ermöglicht. Außerdem können genau definierte Temperaturniveaus aus der Heizungssystemkomponente bereitgestellt werden, so dass die Wärmeregelung deswegen bewirkt wird.
Dadurch, dass das Orts änderbare Element eine wärmetauschende Einheit ist, z.B. Speicherwärmetauscher, Wärmetauscher, tauschender Bereiche, Wärmeleitungen, können diese als Lade- und BereitsteUungseinrichtung wirken. Dabei kann auch die wärmetauschende Einheit so positioniert verwendet werden, dass die wärmetauschende Fläche im Medium änderbar oder schaltbar ist. Weiterhin können externe tauschend oder speichernde Einrichtungen an einen Speicher adaptiert werden, so dass beispielsweise durch die Schaltung der Wärmeleitung unerwünschte Wärme- oder Kälteleitung unterbunden werden kann. Besonders sinnvoll ist das Ändern des Orts einer isolierenden oder leitenden Abtrennungen, wie Vorhang, Abtrennung, Temperaturraum. Hiermit können beispielsweise Isoliervorhänge bei
Speicherwärmetauschern entsprechend der benötigten Wärmemenge gerafft oder bewegt werden, wodurch zur Heizung keine zusätzliche Umwälzung von Medien mit Betriebsenergie nötig ist. Unter einem Temperaturraum wird ein begrenzter Bereich eines Speicherwärmeträgers in einem Speicher verstanden, welcher eine definiertes Temperaturniveau enthält und mit definierten Temperaturniveaus geladen und entladen werden kann (auch mit einer Lade- und BereitsteUungseinrichtung). Dieser kann mit isolierenden Abtrennungen realisiert werden, so dass eine Ortsänderung solcher Abtrennungen den Temperaturraum in seiner Größe ändern kann oder durchdringbar für Lade- und BereitsteUungseinrichtungen macht oder den Wärmetausch bzw. den Abbruch des Wärmetauschs mit dem Temperaturraum ermöglicht.
Dadurch, dass das Orts änderbare Element ein Orts änderbares Teü vorgenannter Einrichtungen ist, wie Sensor (6), Arretierung (9), Fügeelement (39,40,41,49,50,51), Stellglied (20,21), Antrieb, Schwimmer, Schweber (6), Prallelemente (7), Leitung (7), Koppelelement (10,11,13,14) Kanal, Ventil, können diese Teile mehrfach für verschiedene Lade- und Bereitstellungseinrichtungen verwendet werden. Hierdurch wird die Wirtschaftlichkeit bei komplexeren Heizungskomponenten gesteigert. Dass der Antrieb zur Ortsänderung erfindungsgemäß mit mindestens einem Medienantrieb, wie Lüfter, Pumpe, erfolgt, erlaubt die Nutzung von vorhandenen Medienströmungsantrieben sowie die zentrale Anordnung und Verwendung des Antriebs für mehrere Heizungskomponenten. Auch dadurch, dass der Antrieb zur Ortsänderung indirekt erfolgt, wie mittels Medienströmung, Medienpegeländerung, Kopplung (10,11,13,14) zu Orts änderbaren Elementen, zu Manualbetätigungselementen, zu motorischen Elementen ermöglichen vorgenannte Vorteile. Die Nutzung von Prallflächen (7) oder Prallkörpern zur strömungsgetriebenen Ortsänderung, erlaubt einen kostengünstigen Antrieb von Orts änderbaren Elementen.
Mittels der Richtung der Strömung, wie dadurch, dass die Fügeelemente einer Leitung oder die Leitung drehbar und/oder schwenkbar und/oder kippbar ist, oder jeweils ein Fügeelement von mehreren unterschiedlich gerichteten Fügeelementen freigegeben wird, kann die Bewegungsrichtung des Orts änderbaren Elements bestimmt bzw. verändert werden, so dass solche Elemente Hindernissen ausweichen können oder die Ortsänderung ohne Vorzugsbewegungsrichtung erfolgen, so dass Lade- und Bereitstellungsei-arichtungen ihre Strömungsrichtung ändern können, wodurch diese beispielsweise für Wärmequellen und Wärmesenken geeignet sind. Bei Heizungsanlagen mit MedienbefüUungseinrichtungen ist es sinnvoll dass der Medienpegelantrieb aus mindestens einem separierten Bereich (12) erfolgt, welcher vom Medienpegel änderbar ist, und wobei mindestens ein Element, wie Schwimmer oder Prallelemente abhängig vom Medienpegel oder der entstehenden Strömung beim Ändern des Medienpegels positioniert werden. Besonders vorteilhaft ist die Herstellung eines von den Medien separierten Bereiches (12). Dadurch können geschützte Bereiche aufgebaut werden, welche Druck unabhängig und Medien unabhängig sind und an die Orts änderbaren Elemente angepasst sind. Die separierten Bereiche können Hülsen, Rohre, Kanäle, Behälter, Behältnisse sein.
Die Befüllung des separierten Bereiches (12) mit einem Medium ermöglicht beispielsweise einen Gasdruck im separierten Bereich oberhalb des Heizungskomponentendrucks, so dass die eingebrachten Elemente fluidgeschützt sind. Die Einbringung von Fluid in den separierten Bereich erlaubt, dass der separierte Bereich (12) durchströmt wird, beispielsweise von einem Umlaufsystem. Dadurch kann der Antrieb von Orts änderbaren Elementen mittels der Kopplung von dieser Strömung angetriebenen Elementen auf
Elemente in der Heizungskomponente erfolgen.
Dadurch, dass sich im separierten Bereich (12) Orts änderbare Elemente befinden, kann hierüber positioniert werden, wie durch Strömung oder Fluidpegeländerung im separierten Bereich. Vorteilhaft für die Lebensdauer und Wartung von Elementen ist, dass sich empfindliche, wie wasserempfindlich, druckempfindlich, wartbare, Orts änderbare Elemente, wie Sensoren,
Arretierungen, Antriebe, Stellglieder, im separierten Bereich befinden.
Mit Hilfe der Austarierung von Orts änderbaren Elementen, so dass sie schwebend im Gleichgewicht oder sich mit einer definierten Vorzugsrichtung bewegen, wie mittels Schwimmern, Schwebern, wird einerseits wenig Antriebsenergie benötigt und andrerseits eine Vorzugsbewegung mittels Auftrieb,
Abtrieb oder Schwerkraft erreicht. Schwimmer und Schweber könne mittels gasgefüllter Behälter (6) realisiert werden. Aber auch mit Hilfe von Gegengewichten ist eine Austarierung möglich.
Dadurch, dass die Vorzugsrichtung änderbar ist, wie mittels ankoppelbarer Gewichten, auf-, abtriebsänderbarer Schwimmer, auf-, abtriebsänderbarer Schweber, kann auch der Antrieb Strömlings unabhängig in verschiedene Richtungen erfolgen. Beispielsweise kann ein Schwimmraum mit Fluid befüllt und entleert werden, so dass sich Auftriebs oder Abtriebskräfte umkehren.
Dass die Orts änderbaren Elemente arretiert werden können, wie mittels Magneten, Elektromagneten
(9), elektromagnetisch oder hydraulisch oder pneumatisch betätigten Feststellmechanismen, erlaubt die Bewegungsaπne Positionierung in einem Speicher. Vorzugshaft ist, dass die Orts änderbaren Elemente geführt werden. Hierdurch können sich die
Elemente auf einer Bahn bewegen, so dass Kollisionen ausgeschlossen sind und Positionieφunkte einfacher gefunden werden, beispielsweise durch Fügen von Elementen.
Weiteren Gewinn bringt die Führungen in einer Matrix (Fig. 3) oder teilweisen Matrix , so dass
Fügeelemente mit jedem anderen Fügeelement fügen können oder Positionierpunkte von mehreren Orts änderbaren Elementen positioniert werden.
Dadurch, dass die Führungen mit einer Steigung (42,43,44,46,47,48,49,50,51)versehen sind, können
Auftriebskräfte, Abtriebskräfte, Schwerkraft auch bei einer Bahnbewegung als Antriebe genutzt werden.
Nutzbringend ist weiterhin, dass Orts änderbare Elemente (1,2,3,4,39,40,41,49,50,51) fügbar sind. Hierdurch ist die temperaturgerechte Bereitstellung beispielsweise aus einem Speicher oder die
Verschaltung von Umlaufsystemen oder das Andocken von Betriebsmitteln an Umlaufsysteme möglich.
Mit Hilfe von Einrichtungen, durch welche Orts änderbare Elemente gekoppelt sind, wie mit
Magneten, Elektromagneten (10,11,13,14), Stellgliedern, wie Seilzüge (20,21) mit und ohne Anklemmmechanismus, können Antriebskräfte übertragen werden oder Orts änderbare Elemente ausgetauscht werden oder Elemente separiert werden, wodurch Wirtschaftlichkeit sowie Vielfalt erreicht wird. Dazu trägt auch bei, dass die Kopplung änderbar ist, wie aufhebbar, austauschbar. Förderlich ist, dass Verbindungen zu Orts änderbaren Elementen oder dass Orts änderbare Element selbst oder separierte Bereich (12) biegeschlaff sind, wie Silikon-, Gewebe-, FoUen-, -matten, - schlauche, -verbünde. Hierdurch kann einerseits eine leichte Bauweise bei gleichzeitiger Nachgiebigkeit erreicht werden, wodurch Gewichtsänderungen wenig Einfluss auf die Austarierung haben. Mittels biegeschlaffen Verbünden können einfach Orts änderbare Isolierungen gefertigt werden.
Bei sehr dünnen biegeschlaffen Leitungen und geringen Strömungen wird die Leitbarkeit erfindungsgemäß dadurch aufrechterhalten, dass die biegeschlaffen Teile formstabil gehalten werden, wie durch Einlagen aus Drähten, Bändern.
Demzufolge, dass die Orts änderbaren Elemente abhängig von sensorischen Werten positioniert werden, wie Temperaturen, des Temperaturraumes. der zugefuhrten Temperatur, der abgeführten Temperatur, der Position in der Heizungskomponente, wie dem Mediendruck, Medienpegel oder positionsermittelnden Gebern, wie Kontakte, Magnetische Kontakte oder Codierungen, können die Verwendungen nach Anspruch 30 und 31 realisiert werden. Hierbei bieten die Orts änderbaren
Elemente den Vorteil, dass nur wenig Sensoren benötigt werden, da diese austauschbar und/oder Orts änderbar sind. Hierdurch kann an vielen Stellen unterschiedliche Medien und Medienzustände gemessen werden. Mit Hilfe von Orts änderbaren Sensoren (9) insbesondere Temperatursensoren, Drucksensor und/oder Strömungssensor können die meisten anfaUenden Messungen in einem Heizungssystem mit wenig Sensoren ausgeführt werden. Weiterhin können dadurch Messungen auf Umlaufsysteme ausgeweitet werden, wo dies bisher nicht wirtschaftlich war.
Bezugszeichenliste
I Lade- oder Bereitstellungseinrichtung 2 Lade- oder Bereitstellringseinrichtung
3 Lade- oder Bereitstellungseinrichtung
4 Lade- oder Bereitstellungseinrichtung
5 Biegeschlaffe Verbindung
6 Schweberaum 7 Prallelement
8 Sensor
9 Magnetische Arretierung
10 Koppelgegenelement
I I Magnetische Kopplung 12 Separierter Bereich Magnetische Kopplung Koppelgegenelement Zufuhrung/Ableitung in Lade- BereitsteUungseinrichtung Zufuhrung/Ableitung in Lade- Bereitstellungseinrichtung Zuführung/ Ableitung in Lade- Bereitstellungseinrichtung Zuführung/ Ableitung in Lade- Bereitstellungseinrichtung Tauschender Bereich SteUglied Stellgüed Medium Fluid Luftzu/abfuhrung Luftzu/abfuhrung Luftwärmetauschbereich Luftwärmetauschbereich Lade- /BereitsteUungseinrichtung Lade- /BereitsteUungseinrichtung Separierte Luftbereiche Führungskanal Führungskanal Führungskanal Führungskanal Lade- /Bereitstellungseinrichtung Lade- /Bereitstellungseinrichtung Luftzu/abfuhrung Luftzu/abfuhrung Zuführung/ Ableitung in Lade- Bereitstellungseinrichtung Fügeelement Fügeelement Fügeelement Führung Führung Führung Medium Fluid Führung Führung Führung Fügeelement Fügeelement Fügeelement Mitnehmer Fügeelement

Claims

Patentansprüche
1. Heizungskomponente mit gespeicherten Medien, wie Fluidspeicher, Speicherwärmetauscher, Speicher, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element (1,2,3,4,5,6,7,6,9,10,11,13,14,53,27,28,34,35,39,40,41,49,50,51) der Heizungskomponente zum Zwecke des regelnden und/oder steuernden Eingriffs undoder zu Überwachungs- und/oder Messzwecken Orts änderbar ist, wie positionierbar, platzierbar, Lage änderbar.
2. Heizungskomponentenach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ortsänderbarkeit in mindestens einem Medium, wie Gas, Fluid, Feststoff, Latentstoff, Chemischer Speicherstoff, erfolgt. 3. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis2dadurch gekennzeichnet, dass das Orts änderbare Element eine Lade-(1,2,3,4,27,28,34,35) und BereitsteUungseinrichtung (1,2,
3,4,27,28,34,35) ist, wie Bereithalteeinrichtung, Sfrömungsfuhrung, Sttömungsumlerikvorrichtung.
4. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis3dadurch gekennzeichnet, dass das Orts änderbare Element eine wärmetauschende Einheit ist, wie Speicherwärmetauscher, Wärmetauscher, Wärmeleitung.
5. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis4dadurch gekennzeichnet, dass das Orts änderbare Element eine isolierende oder leitende Abtrennungen ist, wie Vorhang, Abtrennung, Temperaturraum.
6. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis5dadurch gekennzeichnet, dass das Orts änderbare Element ein Orts änderbares Teü vorgenannter Einrichtungen ist, wie Sensor (6), Fügeelement (39,40,41,49,50,51), Leitung (7).
7. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisόdadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zur Ortsänderbarkeit mit mindestens einem Medienantrieb, wie Lüfter, Pumpe, erfolgt.
8. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis7dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zur Ortsänderbarkeit indirekt erfolgt, wie mittels Medienströmung, Medienpegeländerung.
9. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisδdadurch gekennzeichnet, dass die Orts änderbaren Elemente zur strömungsgetriebenen Ortsänderung mit Prallflächen (7) oder Prallkörpern versehen sind.
10. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis9dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung gerichtet wird, wie dadurch, dass die Fügeelemente einer Leitung oder die Leitung drehbar und/oder schwenkbar und/oder kippbar ist, oder jeweils ein Fügeelement von mehreren unterschiedlich gerichteten Fügeelementen freigegeben wird.
11. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis lOdadurch gekennzeichnet, dass der Medienpegelantrieb aus mindestens einem separierten Bereich (12) erfolgt, welcher vom Medienpegel änderbar ist, und wobei rnindestens ein Element, wie Schwimmer oder Prallelemente abhängig vom Medienpegel oder der entstehenden Strömung beim Ändern des Medienpegels Orts geändert werden.
12. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass zur Ortsänderbarkeit rnindestens ein von den Medien separierten Bereich (12) hergestellt ist, wie Hülse, Rohr.
13. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl2dadurch gekennzeichnet, dass der separierte Bereich (12) mit einem Medium gefüllt ist.
14. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis!3dadurch gekennzeichnet, dass der separierte Bereich (12) durchströmt ist.
15. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl4dadurch gekennzeichnet, dass sich im separierten Bereich (12) Orts änderbare Elemente befinden.
16. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl5dadurch gekennzeichnet, dass sich empfindliche, wie wasserempfindlich, druckempfindlich, wartbare, Orts änderbare Elemente, wie Sensoren, Arretierungen, Antriebe, Stellglieder im separierten Bereich befinden.
17. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbislόdadurch gekennzeichnet, dass die Orts änderbaren Elemente austariert sind, so dass sie schwebend im Gleichgewicht oder sich mit einer definierten Vorzugsrichtung bewegen, wie mittels Schwimmern, Schwebern.
18. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl7dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzugsrichtung änderbar ist, wie mittels auf-, abtriebsänderbarer Schwimmer, auf-, abtriebsänderbarer Schweber.
19. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbislδdadurch gekennzeichnet, dass die Orts änderbaren Elemente arretiert werden können, wie mittels Magneten, Elektromagneten (9).
20. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbisl9dadurch gekennzeichnet, dass die Orts änderbaren Elemente geführt werden, wie bahngeführt, gefugt.
21. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Führungen in einer Matrix (Fig.3) oder teüweisen Matrix erfolgt oder angeordnet sind.
22. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis21dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen mit einer Steigung (42,43,44,46,47,48,49,50,5 l)versehen sind.
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23. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 dadurch gekennzeichnet, dass Orts änderbare Elemente (1,2,3,4,39,40,41,49,50,51) fugbar sind.
24. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 d a d u r c h gekennzeichnet, dass Orts änderbare Elemente gekoppelt sind, wie mit Magneten, Elektromagneten (10,11,13,14).
25. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis24dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung änderbar ist, wie aufhebbar, austauschbar.
26. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis25dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungen zu Orts änderbaren Elementen oder dass Orts änderbare Element selbst oder separierte Bereich (12) biegeschlaff sind, wie Silikon-, Gewebe-, -matten, - schlauche.
27. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die biegeschlaffen Teile formstabil gehalten werden, wie durch Einlagen aus Drähten, Bändern.
28. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27 d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Orts änderbaren Elemente abhängig von sensorischen Werten positioniert werden, wie Temperaturen, Positionen, in der Heizungskomponente.
29. Heizungskomponente nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis28dadurch gekennzeichnet, dass die Orts änderbaren Sensoren (9) insbesondere Temperatursensoren, Drucksensor und/oder Strömungssensor sind.
30. Verfahren zum Betreiben von Heizungskomponenten mit gespeicherten Medien insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis29dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der nachfolgenden Funktionen in der Heizungskomponente ausgeführt wird: By-Pass hersteUen, Medienmischung, temperaturgerechte Bereitstellung, Verschaltung von Medienvorläufen und/oder Rückläufen, Verschaltung von mindestens einem Betriebsmittel, Verteilung, Weichenfunktion.
31. Heizungskomponenten nach einem oder mehreren der Ansprüche lbis30dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen und/oder Verfahren für regelnde und/oder steuernde Eingriffe in Heizungssystemen verwendet wird, wie zur Verschaltung von Medienaustauschsystemen, Laden und Bereitstellen.
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