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Die Erfindung betrifft eine Speichererweiterung für Solar- und Heizungs- pufferschichtladespeicher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Für die Warmwassererzeugung durch eine Solaranlage wurden bisher folgende Speicher verwendet : 1. Die Solarenergie wurde in Warmwasserspeichern von verschiedenen Grössen über einen Rohrbündelwärmetauscher (berippte Rohre - dadurch grosse Oberfläche) der im unteren Bereich des Warmwasser-speichers angebracht ist an das Warmwasser abgegeben, wodurch der Warmwasserspeicher von unten nach oben geladen wurde. Das Warmwasser wurde am höchsten Punkt des Speichers entnommen. Das Kaltwasser wurde am tiefsten Punkt des Warmwasserspeichers eingespeist. Die Nachheizung des Warmwassers erfolgte über einen Wärmetauscher im oberen Bereich des Warmwasserspeichers durch das Heizungswasser des vorhandenen Heizsystems.
Nachteil dieses Systems ist die lange Ladezeit des Warmwasserspeichers. Der Warmwasserspeicher wird z. B. am Morgen von unten nach oben erwärmt, bis aber der komplette Warmwasserspeicher erwärmt ist, wird aufgrund des Warmwasserbedarfes am Morgen das Warmwasser durch die Heizung erwärmt. Aus diesem Grund wird die Solarenergie nicht optimal ausgenutzt. Ein weiterer Nachteil ist die Legionellengefahr (Bildung von Legionellen) bei grösseren Warmwasserspeichern, und letztendlich ist bei diesem System keine Möglichkeit gegeben, die Solarenergie für die Beheizung wie z. B Fussbodenheizung effizient auszunützen.
2. Die Solarenergie wird über einen externen Plattentauscher in einem Heizungspufferschichtladespeicher von oben nach unten geladen. Für die Warmwasserbereitung wird das Heizungswasser am höchsten Punkt des Heizungspufferschichtladespeichers entnommen, über den weiteren Plattentauscher geleitet, und am tiefsten Punkt in den Heizungspufferschichtladespeicher eingespeist. Bei Verwendung des Heizungspufferschichtladespeichers auch für die Heizung (falls der Heizungspufferschichtladespeicher voll geladen ist), wird durch die Entnahme am höchsten Punkt des Heizungspufferschichtladespeichers die erforderliche Temperatur für die Warmwasserbereitung reduziert.
Weiters ist auch hier die Effizienz der Solargewinne bei diesem System nicht voll ausgeschöpft.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Effizienz der Solargewinne zu erhöhen, und die Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen zu verbessern.
Dies wird dadurch erreicht, dass für den Sommerbetrieb ca in der Mitte des Heizungspuffer-schichtladespeichers ein Rohranschluss für die Raumheizung wie z. B Fussbodenheizung vorgesehen wird. Vor Erreichen der vollen Aufladung des Heizungspufferschichtladespeichers wird der untere Teil des Heizungspufferschichtladespeichers über die Raumheizung wie z. B Fussbodenheizung entladen, wodurch es möglich wird, geringere Solartemperaturen auch noch am späteren Nachmittag auszunützen. Gleichzeitig erhöht sich das Speichervolumen des Heizungspufferschichtiadespeicher um den Wasserinhalt des Heizsystems wie z. B Fussbodenheizung.
Weiters bleibt die Temperatur im oberen Teil des Heizungpufferschichtladespeichers durch dieses System erhalten, und der Rohrbündelwärmetauscher zu Warmwassererzeugung ist voll funktionsfähig.
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Im Winter kann der Heizungspufferschichtladespeicher als Heizungspufferspeicher verwendet werden, wobei der Rohranschluss für die Raumheizung wie z. B Fussbodenheizung ca im oberen Drittel des Heizungspufferschichtladespeicher erfolgt. Der mittlere Rohranschluss (Sommerbetrieb) wird dabei geschlossen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher das System näher beschrieben wird. Es zeigen Fig. 1 die Speichererweiterung für Solarund Heizungspufferschichtladespeicher mit eingebautem Rohrbündelwärmetauscher und Fig. 2 die Speichererweiterung für Solar- und Heizungspuf- ferschichtladespeicher ohne eingebautem Rohrbündelwärmetauscher.
In Fig. 1 und Fig. 2 werden für dieselben Elemente jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.
In Fig. 1 ist ein Heizungspufferschichtladespeicher 1 dargestellt, der im oberen Teil mit einen Rohrbündelwärmetauscher 7 für die Warmwasserbereitung ausgestattet, und mittels Flansch 6 mit dem Heizungspufferschichtladespeicher 1 verbunden ist. Dieses System mit Rohrbündeltauscher 7 wird für kleinere Anlagen zur Warmwasserbereitung verwendet. Das Schichtladesystem wird durch die Verbindungsrohre 2 und 3 erreicht. Die Ladung des Heizungspuffer- schichtladespeichers 1 erfolgt über den Rohranschluss 8, wobei je nach eintretender Temperatur des Heizmediums (Heizung oder Solar) der Heizungspufferschichtladespeicher 1 temperaturmässig geschichtet geladen wird. Die höchste Temperatur ist immer am höchsten Punkt des Heizungspufferschichtladespeichers 1 vorhanden.
Der Rücklauf, Rohranschluss 11 des Heizmediums (Heizung oder Solar) befindet sich am unteren Teil des Heizungspufferschichtladespeichers 1. Im Sommer wird über den Rohranschluss 10 Heizungswasser bei Bedarf entnommen, und der Raumheizung wie z. B Fussbodenheizung zugeführt, sowie über den Rücklauf Rohranschluss 11 wieder in den Heizungspufferschichtladespeicher 1 rückgeführt.
Der im unteren Teil des Heizungspufferschichtladespeichers 1 eingebaute Temperaturfühler 12 gibt bei unterschreiten des eingestellten Sollwertes die Solarladepumpe frei, wodurch Solar erwärmtes Wasser durch den Rohranschluss 8 in den Heizungspufferschichtladespeicher 1 strömt. Je nach Höhe der Eintrittstemperatur schichtet sich der Heizungspufferschichtladespeicher 1 automatisch durch die physikalischen Eigenschaft "wärmeres Wasser steigt nach oben, kälters Wasser fällt nach unten". Der Temperaturfühler 13 im obersten Bereich regelt die Nachheizung bei Bedarf (keine oder zu geringe Solartemperatur vorhanden) im obersten Bereich des Heizungspufferschichtladespeichers 1 auf den eingestellten Sollwert.
Der Rohranschluss 4 dient zur Entlüftung, und der Rohranschluss 5 ist für die Entleerung des Heizungspufferschichtladespeichers 1 vorgesehen.
In Fig. 2 ist ebenfalls ein Heizungspufferschichtladespeicher 1 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied zu Fig. 1, dass hier kein Rohrbündelwärmetauscher 7 im oberen Teil des Heizungspufferschichtladespeichers 1 vorgesehen ist. Dieses System ohne Rohrbündelwärmetauscher 7 wird für mittlere bis grosse Anlagen zur Warmwasserbereitung verwendet. Die Erwärmung des Warmwassers erfolgt hier extern über einen Plattenwärmetauscher, wobei das Heizmedium am Rohranschluss 14 des Heizungspufferschichtladespeichers 1 entnommen wird und über den Rücklauf Rohranschluss 11 wieder in den Heizungspufferschichtladespeicher 1 rückgeführt wird.