CN103003636A - 用于运行太阳能设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行太阳能设备、尤其是用于提供热水和/或加热支持的方法，该太阳能设备包括：在至少一个收集场（1）中的多个太阳能收集器，太阳能可选地通过一个板式换热器（3）或者通过一个缓冲蓄热器直接传递；至少两个耗热器，它们具有各一个蓄热器（5、5’）、各一个用于检测耗热器的能量数据的本地调节装置（6、6’）；一个用于收集场（1）和分配网的上级调节装置（7），该上级调节装置与耗热器的本地调节装置（6、6’）联网；和用于载热介质的具有至少一个泵（8）的连接管道，这些连接管道用于将可用的能量分配给耗热器。本发明的任务是，提供一种用于运行太阳能设备的优化方法，用于尽可能符合需求且因此高能效的运行方式。本发明的特点在于，这些本地调节装置（6、6’）通过一个通信装置与上级调节装置（7）联网，具有各一个本地标志，并且在耗热器的本地调节装置（6、6’）上可输入相应配属的蓄热器（5、5’）的容积。

Description

用于运行太阳能设备的方法
技术领域
本发明涉及一种根据专利权利要求1前序部分所述的用于运行太阳能设备、尤其是用于提供热水和/或加热支持的方法。
背景技术
由现有技术已知太阳能热学的大型设备，它给多个消耗器例如多家庭住宅中的房屋设施和类似装置提供太阳能。这种大型设备具有至少一个收集场，该收集场通过一个作为收集场调节器的上级调节装置调节地提供太阳能。消耗器具有一个蓄热器、一个新鲜水站和/或一个转送站，例如对于每个消耗器，例如多家庭住宅中的一个房屋。
可选地太阳能从太阳能回路通过一个板式换热器或通过一个被太阳能循环加热的缓冲蓄热器直接传递给具有至少一个泵的所属的热分配网。具有一个中央缓冲蓄热器的该解决方案主要被实现，以便在一个设备中获得并且也监控足够的蓄热器容量。
为了调节耗热器的耗热，每个消耗器具有一个本地调节装置，该本地调节装置与上级调节装置一起形成一个调节系统。这些本地调节装置与收集场调节器通信。尤其例如消耗器数据如热需求被传输。收集场调节器根据所传输的数据求出具有相应温度需求的耗热器的可能耗热。但是迄今为止人们仅以温度值为导向，这些温度值作为消耗器-额定值被给定或者作为当前的消耗器侧的测量值呈现。耗热器是否具有蓄热器容量，以及蓄热器容量有多大，就目前而言是不重要的。因此可能出现，太阳能设备在高的太阳能照射时由于达到或者说超过系统温度或者由于中央缓冲蓄热器中的蓄热器容量完全耗尽而进入到堵塞状态中，尽管可能在下游的具有连接的耗热器的系统中仍存在蓄热器容量。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于运行太阳能设备的优化方法，用于尽可能符合需求且因此高能效的运行方式。
按照本发明这通过权利要求1的特征解决。有利的扩展方案由从属权利要求得出。
按照本发明的用于运行太阳能设备的方法通过以下方式表征，即本地调节装置与上级调节装置通过一个通信装置联网，具有各一个本地标志，并且在耗热器的本地调节装置上可输入相应配属的蓄热器的容量。
用于各个配属的蓄热器的容量的各个本地输入值被传送给上级调节装置，其中，上级调节装置不仅分析和处理单个容量而且分析和处理总容量。因此存在用于消耗器侧的蓄热器容量的单个值供上级调节装置使用，也存在总容量供上级调节装置使用。
另外上级调节装置分析并且处理表征本地蓄热器的装载状态的温度。
因此在上级调节装置中来自收集场、热分配网、至少在本地耗热器的作为取出部位的区域中的温度的值、和/或本地蓄热器的相应的装载状态作为输入量供调节使用。
因此，上级调节装置控制热分配网中的至少一个泵，其中，求出、调节和/或控制与当前运行状态匹配的运行方式、优化的泵送功率和/或匹配的体积流量。因此，在一种优选的实施方式中，热分配器中的至少一个泵是可模块化运行的泵，该泵可变地通过上级调节装置控制。因此，热分配网中的至少一个泵优选根据连接上的耗热器的当前热需求运行。
在所连接的耗热器不存在热需求时监控在本地耗热器的作为取出部位的区域中的温度，并且在热分配网中的所述至少一个泵这样地运行，使得所述热分配网保持在一个就绪温度。为此以可调节的延迟选出用于本地耗热器的区域中的温度的各一个额定值并且与太阳能回路或缓冲蓄热器的温度比较，其中，在低于延迟的接通值并且太阳能回路或缓冲蓄热器同时存在较高温度时，在热分配网中的所述至少一个泵在最低的调制级上运行这么长时间，直到本地耗热器区域中的所有温度重新为额定值。
相反，只要用于本地换热器区域中的温度的至少一个额定值高于由太阳能回路或缓冲蓄热器提供的温度，就保持关断在热分配网中的所述至少一个泵。
通过按照本发明的方法提供了一种优化的太阳能设备和一种用于运行太阳能设备的优化方法，尤其是用于提供热水和加热支持。因此实现符合需求且因此高能效的运行方式。本发明特别适合于具有多个消耗器的太阳能大型设备。在此各个消耗器的需求还有蓄热能力通常不同，从而说的是一种不均匀的消耗器结构。以按照本发明的方式能够最佳地且适配地分配能量例如到多家庭住宅中。作为相对于中央的上级调节装置的配对站或者说子站，每个住房可以例如获得一个消耗器调节器，该消耗器调节器求出住房的具体利益以便将太阳能集成到离散的加热设备和热水提供装置中——即视该功能单元的配置而定仅获得热水提供或者既获得热水提供又获得加热支持——并且传送通向上级调节装置和住房调节器的通信。
因此按照本发明也执行向着至少一个耗能器或消耗器侧的蓄热器的热量分配，其目的是阻止通过在收集器中形成蒸汽堵塞太阳能设备。当所有消耗器和/或蓄热器的热量需求之和小于通过太阳能设备提供的能量时，就出现这种情况。在此试图尽可能多地将太阳能热带入到整个系统中，以便获得低于堵塞阈值的收集器温度。同时几乎存在超量供应的太阳能的运行状态用于执行对连接管道、耗能器以及蓄能器的热灭菌。或者这一点并行地或逐个相继地进行。否者按照现有技术的设备进入到一个堵塞状态中。收集器和/或消耗器分别达到最大条件，例如最大温度。相应的设备这时必须被关断和/或要激活紧急冷却。如果收集器首先位于一个具有超高温度和堵塞的状态中，那么几乎不可能的是，在达到超高温度之后不久就重新起动设备。这只有当收集器被冷却时，例如在夜间期间才能重新进行。
还有利的是消除了一个中央缓冲蓄热器，因为消耗器侧的蓄热器的单个容量以及当前的装载状态按照本发明位于上级调节装置前面。
对此变换地或补充地，调节系统也针对其它优化功能被设计。这首先是太阳能覆盖率，即其方式是连接上的耗热器或住宅单元获得所允许的能量。其次节省了化石能量，尤其是以化石生火的附加发热器。在此加热装置应当尽可能少地起动或运行。
第三，过载、即日常加热到至少60℃以便保证热灭菌。在需要时可以通过可逆的装载，即过容量的卸载给消耗器侧的液压网络重新提供能量。
作为第四优化功能可能的是，求出一个针对住宅的使用者行为，以便与此相关地预先装载相应配属的蓄热器。第五，相应的消耗器专用的加热介质体积流允许被调节和相互匹配。由此能够实现与各个蓄热器容积以及与蓄热器装载状态成比例的太阳能分配。
附图说明
附图表示本发明的一个实施例并且在唯一的图中示意地示出用于在两个示意地表示的消耗位置上提供热水的太阳能设备或太阳能系统，其中，消耗位置的数量可任意地扩展。
具体实施方式
该太阳能设备基本上由在一个收集场1中的多个太阳能收集器组成，其中，太阳能从一个太阳能回路2通过板式换热器3直接传递。
所示为热水分流点4、4’形式的两个耗热器，它们具有各一个蓄热器5、5’、各一个用于检测耗热器的能量数据的本地调节装置6、6’。一个用于收集场1和载热介质的具有泵8的热分配网的上级调节装置7与耗热器的本地调节装置6、6’联网并且形成主调节装置。
一个本地调节装置6、6’分别用于监控从热分配网通过各一个板式换热器9、9’传递给相应的耗热器的热量，板式换热器在次级侧配设给各一个蓄热器5、5’。为此该调节装置6、6’尤其是也利用一个用于检测蓄热器5、5’中的温度的温度探头10、10’以及一个用于从热分配网在初级侧到达板式换热器9、9’的先导温度的温度探头11、11’。
通向热水分流点4、4’的管道从蓄热器5、5’的上方区域出发并且一旦从太阳能热分配网输入的能量过少时，通过有助于热水加热的所谓备用加热装置12、12’输送。

Claims (9)

1.用于运行太阳能设备、尤其是用于提供热水和/或加热支持的方法，该太阳能设备包括：在至少一个收集场（1）中的多个太阳能收集器，太阳能可选地通过一个板式换热器（3）或者通过一个缓冲蓄热器直接传递；至少两个耗热器，它们具有各一个蓄热器（5、5’）、各一个用于检测耗热器的能量数据的本地调节装置（6、6’）；一个用于收集场（1）和分配网的上级调节装置（7），该上级调节装置与耗热器的本地调节装置（6、6’）联网；和用于载热介质的具有至少一个泵（8）的连接管道，这些连接管道用于将可用的能量分配给耗热器，
其特征在于，这些本地调节装置（6、6’）通过一个通信装置与上级调节装置（7）联网，具有各一个本地标志，并且在耗热器的本地调节装置（6、6’）上可输入相应配属的蓄热器（5、5’）的容积。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，相应配属的蓄热器（5、5’）的容积的本地输入值被传送给上级调节装置（7），其中，上级调节装置（7）不仅分析和处理单个容积而且分析和处理总容积。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，上级调节装置（7）分析和处理表征本地蓄热器（5、5’）的装载状态的特征的温度。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于，上级调节装置（7）分析和处理来自收集场（1）、热分配网、至少在本地耗热器的作为取出部位的区域中的温度的值，和/或本地耗热器（5，5’）的相应的装载状态。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，上级调节装置（7）控制热分配网中的所述至少一个泵（8），其中，调整和/或调节一个与实际运行状态匹配的运行方式、泵送功率和/或体积流量。
6.根据权利要求1至5之一的方法，其特征在于，热分配网中的所述至少一个泵（8）是一个可模块化运行的泵，该泵可变地通过上级调节装置（7）来控制。
7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，热分配网中的所述至少一个泵（8）根据连接上的耗热器的实际热需求运行。
8.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于，在所连接的耗热器不存在热需求时监控在本地耗热器的作为取出部位的区域中的温度，并且在热分配网中的所述至少一个泵（8）这样地被运行，使得所述热分配网保持在一个就绪温度，其方式是以可调节的延迟选出用于本地耗热器的区域中的温度的各一个额定值并且与太阳能回路（2）或缓冲蓄热器的温度比较，其中，在低于延迟的接通值并且太阳能回路（2）或缓冲蓄热器的温度较高时，在热分配网中的所述至少一个泵（8）在最低的调制级上运行这么长时间，直到本地耗热器的区域中的所有温度重新为额定值。
9.根据权利要求1至8之一的方法，其特征在于，只要用于本地换热器的区域中的温度的至少一个额定值高于由太阳能回路（2）或缓冲蓄热器提供的温度，就保持关断在热分配网中的所述至少一个泵（8）。
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