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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erwärmung mindestens zweier Wärmespeicher,
Wärmetauscher od. dgl., die über Rohrleitungen mit einer Wärmequelle, insbesondere einem Sonnen- kollektor, verbunden sind, wobei zwischen der Wärmequelle und den Wärmespeichern od. dgl. Pumpen vorgesehen sind und der Wärmequelle sowie jedem Wärmespeicher od. dgl. je ein Temperaturfühler zugeordnet und eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, an welche die Temperaturfühler angeschlossen sind, die jede Pumpe in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und zuge- hörigem Wärmespeicher od. dgl. steuern.
Derartige Einrichtungen gewinnen in letzter Zeit immer mehr an Interesse und Bedeutung.
Infolge der voraussehbaren Verknappung an Brennstoffen sowie der Fragen des Umweltschutzes er- scheint eine weitreichende Ausnutzung der Sonnenenergie sowie der Abwärme bestehender Anlagen nicht bloss zweckmässig, sondern vielmehr erforderlich.
Ziel der Erfindung ist die Steigerung des Wirkungsgrades bekannter Einrichtungen, die im wesentlichen einen geschlossenen Wasserkreislauf aufweisen, an den einerseits ein Wärmekollektor, z. B. ein Sonnenkollektor oder ein von warmen bzw. heissen Abwässern oder Abgasen umströmter
Wärmetauscher (im folgenden als Wärmequelle bezeichnet) und anderseits ein Wärmespeicher, Wärme- tauscher, Heizkörper od. dgl. angeschlossen sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Erreichung einer äusserst feinfühligen Anpassung an die jeweilige Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmespeichern.
Diese Ziele werden mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die Regeleinrichtung, wie an sich bekannt, zur Steuerung der Fördermenge jeder Pumpe, insbesondere zu deren Drehzahlregelung ausgebildet ist, dass die Wärmespeicher od. dgl. samt ihren Pumpen an die mit der Wärmequelle verbundenen Rohrleitungen parallel angeschlossen sind, wobei dem ersten Wärmespeicher ein höherer Temperaturbereich zugeordnet ist als dem zweiten Wärmespeicher, und dass an die Regeleinrichtung zur Steuerung der Fördermenge jeder Pumpe ein weiterer, im Bereich der Wärmequelle angeordneter Temperaturfühler angeschlossen ist, der mit dem ersten, im höheren Temperaturbereich arbeitenden Wärmespeicher od. dgl. zugehörigen Temperaturfühler bei Über-bzw.
Unterschreitung einer vorgegebenen Temperaturdifferenz zur Umschaltung von der einen auf die andere Pumpe mittels der Regeleinrichtung zusammenwirkt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann ein dritter, einen Temperaturfühler aufweisender Wärmespeicher vorgesehen sein, der über ein Umschaltventil an die Rohrleitungen des ersten und zweiten Wärmespeichers anschliessbar ist, wobei dieser Wärmespeicher bei eingeschaltetem drittem Wärmespeicher abgeschaltet ist, und wobei mit dem Umschaltventil ein Umschalter gekoppelt ist, der zum Anschluss des jeweiligen Temperaturfühlers an die Regeleinrichtung ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind ; in diesen zeigen die Fig. 1 und 2 je eine Einrichtung mit zwei Wärmespeichern, Fig. 3 eine solche mit drei Wärmespeichern und Fig. 4 einen Schaltplan der Regeleinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Variante der Erfindung mit zwei Wärmespeichern --1, 11--, von denen der eine z. B. ein Boiler und der andere ein Schwimmbecken ist, und die an mit einem Sonnenkollektor - 4-verbundene Rohrleitungen-2, 3-parallel angeschlossen sind, wobei jedem Wärmespeicher --1, 11-eine Pumpe-5 bzw. 12-zugeordnet ist.
An eine Regeleinrichtung-8-sind Fühlerpaare-6, 7 und 13,14 sowie 9, 10-ange-
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7-zur-13, 14-tastet die Temperaturdifferenz zwischen Sonnenkollektor -4-- und zweitem Wärmespeicher - ab, wodurch die Fördermenge der diesem zugehörigen Pumpe-12-gesteuert wird. Das dritte Fühlerpaar-9, 10-dient zur Abtastung der Leerlauftemperatur einer Messzelle sowie der Boilertemperatur, wobei bei Überschreiten einer vorbestimmten wählbaren Temperaturdifferenz bloss die Pumpe-S-in Betrieb ist, wogegen bei Unterschreiten dieser Temperaturdifferenz die Pumpe --5-ab-und die Pumpe-12-eingeschaltet wird.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem zwei Wärmespeicher --1, 11--vorgesehen sind, von denen der erste-l-als Heizkessel für eine Zentralheizung sowie
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--11-- zurPumpe --5, 12-- versehen.
Von den an die Regeleinrichtung angeschlossenen Fühlerpaaren --6, 7 und 13,14 sowie 9, 10-- dient letzteres, wie vorhin erläutert, zur Umschaltung des Pumpenbetriebes bei Über- bzw. Unterschreiten einer vorbestimmten Differenz zwischen Heizkessel- und Aussentemperatur, während das Fühlerpaar --6, 7-- zur Drehzahlregelung der Pumpe --5-- und das Fühlerpaar --13, 14-- zur Drehzahlregelung der Pumpe --12-- in analoger Weise zu den vorigen Varianten dienen.
Bei geringer Sonneneinstrahlung ist lediglich die Pumpe --12-- in Betrieb, wodurch der Wärme-
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--11-- erwärmt- erwärmt wird, der bei diesem Ausführungsbeispiel eine Zentralheizung versorgt und das durch den Wärmespeicher --11-- bereits vorerwärmte Brauchwasser weiter erhitzt.
Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei der im Prinzip derselbe Aufbau wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen ist. Der Unterschied liegt darin, dass in
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--4-- kommenden Rohrleitung --3-- ein Umschaltventil --15-- angeordnetWärmespeicher --11'--. z.B. ein Vorspeicher, an die Rohrleitung --3-- anschliessbar ist. Auf diese
Weise ist eine eigene Pumpe für den dritten Wärmespeicher --11'-- entbehrlich.
Das Umschaltventil --15-- kann manuell betätigbar oder auch thermostatgesteuert sein. Mit dem Umschaltventil --15-- ist ein Umschalter --16-- gekoppelt, der an die Regeleinrichtung - angeschlossen ist und eine Umschaltung auf die entsprechenden Fühlerpaare --13, 14 oder 13', 14'-des zweiten bzw. dritten Wärmespeichers --11 bzw. 11'-- bewirkt.
Unterhalb einer vorbestimmten Temperaturdifferenz ist entweder der Wärmespeicher --11-- (Schwimmbecken od. dgl.) oder der Wärmespeicher --11'-- (Niedertemperatur-Brauchwasser-Speicher) über die Pumpe --12-- an den Sonnenkollektor --4-- angeschlossen. Ab der von den Temperatur- fühlern --9, 10-- abgetasteten vorbestimmten Temperaturdifferenz wird mit Hilfe der Regeleinrichtung --8-- die Pumpe-12-- ausser Betrieb gesetzt und die Pumpe --5-- eingeschaltet, welche den Wärme- speicher-l- (Hochtemperatur-Brauchwasserspeicher) versorgt.
Fig. 4 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Regeleinrichtung An das Stromnetz ist über einen Transformator --20-- ein Vollweggleichrichter --21-- angeschlossen, von dem die Speise- spannung für die Regeleinrichtung abgenommen wird. An den Vollweggleichrichter --21-- ist unter
Vorschaltung eines Glättungskondensators --22-- und einer Z-Diode --23-- zur Spannungsstabili- sierung eine Brückenschaltung --24-- angeschlossen, in deren Zweigen die Temperaturfühler - -9, 10-- angeordnet sind, die zur Umschaltung der Pumpen --5, 12-- mittels eines Relais --25-- dienen, das als Umschaltrelais ausgebildet ist. Zur Einstellung der vorbestimmten Temperatur- differenz ist ein Potentiometer --26-- vorgesehen.
An die Relaiskontakte-a, b-sind je eine weitere Brückenschaltung --27 bzw. 28-- ange- schlossen. Die an den Relaiskontakt --a-- angeschlossene Brückenschaltung --27-- weist in ihren Zweigen die Temperaturfühler --6, 7-- auf, wobei mit dem Brückenausgang eine lichtemittierende Diode --LED-- verbunden ist.
Die mit dem Relaiskontakt --b-- verbundene Brückenschaltung --28-- ist ähnlich aufgebaut und mit den Temperaturfühlern --13, 14-- versehen.
Das von den lichtemittierenden Dioden --LED-- abgestrahlte, der jeweiligen Temperaturdifferenz proportionale Licht gelangt auf je eine Photozelle --29 bzw. 30-- und steuert mit deren Hilfe die Drehzahl der zugeordneten Pumpe-5 bzw. 12--. Zu diesem Zweck ist mit der jeweiligen Photo- zelle-29 bzw. 30-über jeweils einen TRIAC --31 bzw. 32-- die Wicklung --33 bzw. 34-- der entsprechenden Pumpe --5 bzw. 12-- verbunden, so dass deren Drehzahlen und somit die Fördermengen steuerbar sind.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Erfindung nicht auf die Verwertung der Sonnenenergie mit einem Sonnenkollektor --4-- beschränkt. Stattdessen kann auch ein Wärmetauscher vorgesehen sein, der etwa in einer Abwasser- oder Abgasanlage montiert ist, die warmes bzw. heisses Strömungsmittel führt.
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In Anlehnung an die Ausführungsformen gemäss Fig. 3 und 4 können auch mehr als zwei Wärmespeicher vorgesehen sein, die nacheinander vom Brauchwasser und bzw. vom Heizungswasser durchflossen werden, wobei vorzugsweise jedem Wärmespeicher je eine Pumpe zugeordnet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erwärmung mindestens zweier Wärmespeicher, Wärmetauscher od. dgl., die über Rohrleitungen mit einer Wärmequelle, insbesondere einem Sonnenkollektor, verbunden sind, wobei zwischen der Wärmequelle und den Wärmespeichern od. dgl. Pumpen vorgesehen sind und der Wärmequelle sowie jedem Wärmespeicher od. dgl. je ein Temperaturfühler zugeordnet und eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, an welche die Temperaturfühler angeschlossen sind, die jede Pumpe in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und zugehörigem Wärmespeicher od.
dgl. steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (8), wie an sich bekannt, zur Steuerung der Fördermenge jeder Pumpe (5,12), insbesondere zu deren Drehzahlregelung ausgebildet ist, dass die Wärmespeicher (1, 11) od. dgl. samt ihren Pumpen (5,12) an die mit der Wärmequelle (4) verbundenen Rohrleitungen (2,3) parallel angeschlossen sind, wobei dem ersten Wärmespeicher (1) ein höherer Temperaturbereich zugeordnet ist als dem zweiten Wärmespeicher (11), und dass an die Regeleinrichtung (8) zur Steuerung der Fördermenge jeder Pumpe (5, 12) ein weiterer, im Bereich der Wärmequelle (4) angeordneter Temperaturfühler (9) angeschlossen ist, der mit dem ersten, im höheren Temperaturbereich arbeitenden Wärmespeicher (1) od. dgl.
zugehörigen Temperaturfühler (10) bei Ober-bzw. Unterschreitung einer vorgegebenen Temperaturdifferenz zur Umschaltung von der einen auf die andere Pumpe (5,12) mittels der Regeleinrichtung (8) zusammenwirkt.