DD224097A1

DD224097A1 - CONTROL OF SOLAR COLLECTOR PLANTS

Info

Publication number: DD224097A1
Application number: DD26101684A
Authority: DD
Inventors: Guenter Finger; Erich Reinicke
Original assignee: Halle Energiekombinat
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1984-03-19
Publication date: 1985-06-26

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung von Sonnenkollektoranlagen zur Waermespeicherung. Das Ziel und die Aufgabe besteht darin, die Waermequelle optimal auszunutzen. Dieses Ziel wird erfindungsgemaess erreicht, indem durch eine elektronische Steuerung die Umwaelzung des Waermetraegers im Primaerkreislauf kurzzeitig in Betrieb genommen wird, so dass sich im Primaerkreislauf echte, von den Umgebungseinfluessen unabhaengige Temperaturen einstellen. Stellt sich innerhalb dieser Zeit eine bestimmte Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Messfuehlers und der Temperatur des Messfuehlers am Austritt des Fluessigkeitsspeichers ein, dann wird die Umwaelzung aufrecht erhalten. Bei Nichterreichen dieser Temperaturdifferenz wird die Umwaelzung wieder abgeschalten. Ein moegliches Anwendungsgebiet ist die Steuerung der Aufheizung von Waermespeichern zur Objektbeheizung oder Warmwasserbereitung.The invention relates to a method for controlling solar collector systems for heat storage. The goal and the task is to make optimum use of the heat source. This object is achieved according to the invention by the circulation of the heat carrier in the primary circuit is briefly put into operation by an electronic control, so that set in the Primaerkreislauf real, independent of the environmental influences temperatures. If a certain temperature difference between the temperature of the measuring sensor and the temperature of the measuring sensor at the outlet of the fluid store sets within this time, then the circulation is maintained. If this temperature difference is not reached, the circulation is switched off again. A possible field of application is the control of the heating of heat storage for object heating or water heating.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Steuerung, von Sonnenkollektoranlagen 'Control, of solar collector systems'

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere geeignet für '5 Wärmeversorgungsanlagen, deren Wärmespeicher die Energie ' über ein Wärmeübertragungsmedium zugeführt bekommt, welchem die Energie durch eine Wärmequelle wechselnder Temperatur, vorzugsweise durch eine Sonnenkollektoranlage zugeführt wird· Das Anwendungsgebiet betrifft alle Objekte, für die eine Objektbeheizung bzw. eine Warmwasserbereitung realisiert 'werden soll.The solution according to the invention is particularly suitable for '5 heat supply systems, the heat storage gets the energy' supplied via a heat transfer medium to which the energy is supplied by a heat source changing temperature, preferably by a solar collector system · The application area applies to all objects for which an object heating or a hot water is to be realized '.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei den bisher bekannten technischen Lösungen wird 'die Steuerung der Umwälzung im Wärmeträgerkreislauf in Abhängigkeit von Temperaturänderungsgeschwindigkeiten bzw. ' von Temperaturdifferenzen im Primärkreislauf, z. 3. zwischen -Temperatur des Wärmeträgermediums am Sonnenkollektoraustritt und Temperatur im Wärmeträgerkreislauf oder zwischen derIn the hitherto known technical solutions is 'the control of the circulation in the heat transfer circuit in response to temperature change rates or' of temperature differences in the primary circuit, z. 3. between -Temperature of the heat transfer medium at the solar collector outlet and temperature in the heat transfer circuit or between the

Sonnenkollektortemperatür und der Temperatur im Wärmeträgerkreislauf vorgenommen. Die bisher bekannten Steuerungen zur Umwälzung des Wärmekreislaufes haben den Nachteil, daß insbesondere die Steuerfaktoren bei wechselnder Strahlungsintensität und Umwandlung der Strahlungsenergie im Sonnenkollektor in starkem Maß von den in den Rohrleitungen zum und vom Wärmetauscher bzw. Sonnenkollektor angeordnetenSonnenkollektortemper and the temperature made in the heat transfer circuit. The previously known controls for circulation of the heat cycle have the disadvantage that in particular the control factors with varying radiation intensity and conversion of the radiant energy in the solar collector to a large extent from the arranged in the pipes to and from the heat exchanger or solar collector

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Temperaturmeßstellen abhängig sind. ,Weiterhin sind beiden bekannten Lösungen beim Anlauf der Umwälzung die Steuerungsfaktoren in starkem Maß von der Umgebungstemperatur der Meßstellen abhängig. Unmittelbare· Folge vorgenannter Nachteile ist, daß· die Abführung und Nutzung der im Sonnenkollektor umgewandelten Strahlungsenergie nicht optimal erfolgt.Temperaturmeßstellen are dependent. Furthermore, the control factors are highly dependent on the ambient temperature of the measuring points both known solutions at the start of the circulation. Immediate consequence of the aforementioned disadvantages is that the discharge and use of the radiation energy converted in the solar collector does not take place optimally.

Ziel der Erfindung . ,Object of the invention. .

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Steuerung von Sonnenkollektoranlagen sichert die optimale Nutzung der im Sorinenkollektor umgeformten Strahlungsenergie. Die Grundlage dafür bilden die, den objektiven Bedingungen der Wärmeversorgung von Baukörpern, durch in Wärmespeicher eingeleitete Energie, angepaßten Steuerungsfaktoren. , , .The application of the control of solar collector systems according to the invention ensures the optimal use of the radiation energy converted in the sorin collector. The basis for this are the, the objective conditions of the heat supply of building bodies, by means of energy introduced into heat storage, adapted control factors. ,,,

Darlegung des Wesens der Erfindung . _i Explanation of the essence of the invention. _i

40'Die Anwendung der .erfindungsgemäßen Lösung sichert im Wärmeträgerkreislauf durch kurzzeitige Inbetriebnahme der .Um-; . wälzung die Messung der objektiven Temperaturverhältnisse. Bei bekannten Lösungen, wo Temperaturmeßstellen in.den Rohrleitungen zum, und vom Wärmetauscher bzw. Sonnenkollektor angeordnet sind und für die Steuerung der Umwälzung des War- . mekreislau'fes genutzt werden/ treten Probleme derart auf, daß .beim Anlauf der Umwälzung diese Meßstellen nicht die richtigen Temperaturverhältnisse widerspiegeln, ca sich . diese zum Zeitpunkt de's Stillstandes der Umwälzung in einem gewissen Maße in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur einstellen·. Die.wesentlichsten Merkmale der erfincungsge-, mäßen Lösung bestehen·darin,'daß nach einem Stillstand cer Umwälzung bei einer bestimmten positiven Tempera.turdif f erenz zwischen der Strahlungsmeßstelle am Sonnenkollektor und der Temoeratur der Soeicherflüssiakeit im unteren Be-40'The application of .findfindungsgemäßen solution ensures in the heat transfer circuit by brief commissioning of .Um-; , the measurement of the objective temperature conditions. In known solutions, where Temperaturmeßstellen in.den piping to, and are arranged by the heat exchanger or solar collector and for the control of the circulation of War-. mekreislau'fes be used / occur problems such that .beim start of the circulation, these measuring points do not reflect the correct temperature conditions, ca. to adjust them to a certain extent depending on the ambient temperature at the time of stoppage of the circulation. Die.wesentlichsten features of the erfincungsge-, the solution according · consist in the fact 'that cer after a stop at a certain circulation positive Tempera.turdif f erence between the Strahlungsmeßstelle at the solar collector and the Temoeratur the Soeicherflüssiakeit at the lower part

reich des Wärmetauschers die Umwälzung durch eine elektronische Steuerung in Setrieb genommen'wird-, so daß sich im »Wärmetragerkreislauf echte, von den Umgebungseinflüssen unabhängige Temperaturen einstellen. Gleichzeitig sinkt, be- dingt durch eine spezielle Anordnung der Strahlungsmeßstelle' am,Sonnenkollektor, die Temperatur vom Leerlauf auf den Betriebswert, ab und der Einschaltimpuls steht, zusätzlich durch ein Zeitrelais verlängert, nur noch einen begrenzten Zeitraum, der einstellbar ist, an. Wird innerhalb einer definierten Zeit eine bestimmt positive Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Wärmeträgermediums am Sonnenkollektoraustritt und der Temperatur des Wärmeträgermediums am Speicheraustritt erreicht, dann wird die Umwälzung aufrecht erhalten.' Die Abschaltung der Umwälzung erfolgt erst, wenn ein definierter Wert der positiven Temperaturdi.fferenz · zwischen der Temperatur des Wärmeträgermediums am Sonnenkollektoraustritt und der Temperatur des Wärmeträgermediums am Speicheraustritt unterschritten wird. The circulation of the heat exchanger is started by an electronic control so that the heat transfer circuit has real temperatures which are independent of the ambient conditions. At the same time, due to a special arrangement of the radiation measuring point on the solar collector, the temperature drops from idling to the operating value, and the switch-on pulse is prolonged, additionally by a time relay, only a limited period of time which is adjustable. If a certain positive temperature difference between the temperature of the heat transfer medium at the solar collector outlet and the temperature of the heat transfer medium at the storage outlet is reached within a defined time, then the circulation is maintained. The switching off of the circulation takes place only when a defined value of the positive Temperaturdi.fferenz · falls below between the temperature of the heat transfer medium at the solar collector outlet and the temperature of the heat transfer medium at the storage outlet.

Ausführungsbeispielembodiment

Die in Figur 1 dargestellte Sonnenkollektoranlage mit dem Wärmespeicher 2 nutzt die Sonnenstrahlung 3 über dem Sonnenkollektor 1. Am oberen Ende des Sonnenkollektor^ 1 ist die Primärvorlaufleitung 6 angeschlossen, welche in den oberen Teil des stehenden Wärrriespeichers 2 mündet. Zur Vermeidung von thermisch ausgelöster ungewollter Zirkulation des Wärmeträgers ist in der Primär rücklaufleitung 9 die Rückschlagklappe 7 angeordnet. Der Kaltwassereintritt 11 wird in den unteren Teil des Wärmespeichers 2 hineingeführt und im'oberen Bereich als Warmwasseraustritt 10 herausgeführt. Der MeSfUhler '12 der Strahlungsmeßstelle zur Ermittlung der Temperatur am Sonnenkollektor 1 ist an dessen Austritt angebracht. In der Primärrücklaufleitung 9 ist der Meßfühler 13 am War-The solar collector system shown in Figure 1 with the heat storage 2 uses the solar radiation 3 above the solar collector 1. At the upper end of the solar collector ^ 1, the primary flow line 6 is connected, which opens into the upper part of the standing Wärrriespeichers 2. To avoid thermally induced unwanted circulation of the heat carrier 9, the check valve 7 is arranged in the primary return line. The cold water inlet 11 is led into the lower part of the heat accumulator 2 and led out in the upper region as hot water outlet 10. The measuring sensor 12 of the radiation measuring point for determining the temperature at the solar collector 1 is attached to its outlet. In the primary return line 9, the sensor 13 is at the

mespe.icher 2 im unteren Bereich der Meßfühler 15 und in der Primärvorlaufleitung 6 der Meßfühler 14 angeordnet. EineMespe.icher 2 arranged in the lower region of the probe 15 and in the primary flow line 6 of the sensor 14. A

ι gO elektronische Steueru'ng 5 übernimmt in Abhängigkeit von ,den Temperaturdifferenzen an den Meßfühlern 15- und 12 bzw. •an den Meßfühlern 13 und 14 das Zu- und Abschalten des Motors 4 mit.der Umwälzpumpe 3. Hat die^Temperaturdifferenz zwischen den Meßfühlern 12 und 15 den eingestellten positiven; Wert erreicht, so wird die Umwälzpumpe <·3 eingesc'nal- ,. tet. Nach Anlaufen der Umwälzung stellen sich an den Meßfühlern 14 und 13 von der Umgebung unabhängige, die tatsächlichen Wärmeübertragungsverhältnisse charakterisierende "Temperaturen ein. Gleichzeitig sinkt die Temperatur am Meßfühler 12 von der-Leerlauf temperatur des Sonnenkollektors auf den Betriebswert ' ab und die Temperaturdifferenz zwischen Meßfühler 12 und 15 bewirkt, daß der Einschaltirnpuls nich-t mehr ansteht. Der Einschaltimpu.ls dieser Temperaturdifferenz fällt zeitverzögert, eingestellt durch din Zeitrelais entsprechend den konkreten Betriebsbedingungen, ab\ Dänach übernimmt die positive Temperoturdifferenz zwischen den Meßfühlern 14 und 13 den weiteren Einschaltimpuls für die Um- , wälzpumpe 3. Wird di'e Temperaturdifferenz null, d. h., >es besteht k.ein Temperaturunterschied zwischen der Primärvorlauf leitung 6 und der Primärrücklauf-1-ei tung 9, so wird die UmwälzpumpeSdes Wärmeträgermechanismus im PrimärkreislaufDepending on the temperature differences on the measuring sensors 15 and 12 or on the measuring sensors 13 and 14, the electronic control 5 adopts the switching on and off of the motor 4 with the circulating pump 3 Probes 12 and 15 the set positive; Value is reached, the circulating pump <3 is reset,. tet. At the same time, the temperature at the sensor 12 drops from the idle temperature of the solar collector to the operating value and the temperature difference between the sensor 12 The turn-on impulse as this temperature difference is delayed, set by the time relay according to the actual operating conditions, from where the positive temperature difference between the probes 14 and 13 takes over the further turn-on pulse for the order - If the temperature difference is zero, ie,> there is a temperature difference between the primary flow line 6 and the primary return line 1-9, the circulation pump will be the heat transfer mechanism in the primary circuit

; abgeschaltet»; off "

Claims

invention claim

1. Control of solar collector systems with heat storage (2) and with control unit (5), the circulating pump (3) in response to the temperature difference of the measuring. Sensor (12) and the sensor (15) on or off characterized in that after a defined time after switching on the circulation pump (3), the temperature difference between the sensor (14) in the primary flow line (6) and the sensor (13 ) in the primary return line (10) takes over the further Einschaltimpu'ls or off pulse for the circulating pump (3).

2. Control of solar collector systems according to point 1 GE. Characterized by the fact that the sensor (12) of the Strahlungsmeßstelle on the solar collector (1) detects the decrease in the collector tempera tu r from the respective idle value on., Operating value with.

3. Control of solar collector systems according to item 1 and characterized in that the scarf falls timpuls by the temperature difference of the sensor (12) on the solar collector (1) and the sensor (15) on the heat storage '(2) time-delayed plant-specific adjustable adjustable,

Drawing,-