DE102006023627A1 - Solar plant has primary circuit, provided with solar collector as heat exchanger device for changing solar energy into heat energy for heating fluids, where secondary heat exchanger separates primary circuit from secondary circuit - Google Patents

Solar plant has primary circuit, provided with solar collector as heat exchanger device for changing solar energy into heat energy for heating fluids, where secondary heat exchanger separates primary circuit from secondary circuit Download PDF

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Abstract

The plant has a primary circuit (3), provided with a solar collector (7) as heat exchanger device for changing solar energy into heat energy for heating fluids. A secondary heat exchanger (2) separates the primary circuit from a secondary circuit (4), where the solar system is liable for the heating and/or hot water supply. The secondary circuit is integrated in the return flow (8,11) of the heating boiler of central and/or domestic water heating with an integrated memory. The flow capacity ratio of the heat transfer medium is adjustable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage mit einem Primärkreislauf in dem ein Sonnenkollektor als Wärmetauschervorrichtung zum Umwandeln von Sonnenenergie in Wärme zum Heizen von Fluiden vorgesehen ist, sowie mit einem zweiten Wärmetauscher zum Trennen des Primärkreislaufes von einem Sekundärkreislauf, wobei die Solaranlage zum Heizen und/oder Warmwassererzeugen herangezogen wird.The The invention relates to a solar system with a primary circuit in which a solar collector as a heat exchanger device for converting solar energy into heat for heating fluids is, as well as with a second heat exchanger for separating the primary circuit from a secondary circuit, wherein the solar system is used for heating and / or hot water.

Solaranlagen werden heute primär zur Erzeugung von Warmwasser für Haushalt und Gewerbe verwendet. Damit ist es zwar möglich eventuell im Sommer den öl- oder gasbetriebenen Heizkessel abzuschalten, das gros des Primärenergieverbrauchs wird jedoch nicht für die Warmwasseraufbereitung sondern für das Heizen von Wohnungen und Häusern benötigt.solar systems become primary today for the production of hot water for Household and commercial uses. This is possibly possible in summer the oil or gas powered However, switching off the boiler, the gross of the primary energy consumption is not for the hot water preparation but for the heating of apartments and houses needed.

Durch das DE 298 14 206 U1 wird zwar bereits eine solare Heiz- und Wasserversorgung vorgeschlagen aber auch hier wird nur das Aufheizen von Warmwasser, nicht jedoch das aufheizen von Heizungswasser offenbart.By the DE 298 14 206 U1 Although a solar heating and water supply is already proposed but also only the heating of hot water, but not the heating of heating water is disclosed.

Ansonsten ist es bekannt, dass durch Sonnenkollektoren gewonnene warme Heizwasser direkt in den Heizungsvorlauf einzukoppeln. Dazu muss das durch Sonnenenergie aufgeheizte Heizungswasser jedoch eine höhere Temperatur aufweisen als der vom Heizkessel kommende Vorlauf, um effektiv im Heizkreis eingesetzt werden zu können.Otherwise It is known that warm heating water obtained by solar panels to couple directly into the heating flow. This must be done through Solar energy heated heating water but a higher temperature have as the flow coming from the boiler to effectively in the heating circuit to be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solaranlage aufzuzeigen, deren gewonnene Wärme in einen Heizkreislauf derart eingespeist werden kann, dass eine möglichst große Einsparung an Primärenergie erfolgt, und die einen einfachen und kostengünstigen Einbau vor Ort ermöglicht.Of the Invention has for its object to show a solar system, their recovered heat can be fed into a heating circuit such that a preferably size Saving on primary energy takes place, and allows a simple and inexpensive installation on site.

Dazu wird vorgeschlagen, dass der Sekundärkreislauf in den Rücklauf des Heizkessels einer Zentralheizung und gegebenenfalls einer Brauchwasserheizung eingebunden ist.To It is suggested that the secondary circuit in the return of the Boiler of a central heating system and possibly a domestic water heater is involved.

Dadurch wird erreicht, dass die Temperatur des rücklaufenden Heizungswassers angehoben wird. Dem Heizkessel wird damit Wasser mit einer höheren Rücklauftemperatur zugeführt, wodurch weniger Primärenergie wie Öl oder Gas zum Aufheizen des Wassers im Heizkessel von Nöten wird. Dabei ist von Bedeutung, dass das Wasser des Rücklaufes, in der Regel eine erheblich niedrigere Temperatur aufweist als das Wasser im Vorlauf der Heizung, so dass auch schon bei niedrigeren Temperaturen im Sekundärkreislauf der Solaranlage eine effektive Aufheizung des Rücklaufes und damit eine Energieeinsparung gegeben ist.Thereby it is achieved that the temperature of the returning heating water is raised. The boiler is thus water with a higher return temperature supplied whereby less primary energy like oil or gas is needed to heat the water in the boiler. It is important that the water of the return, usually a considerably lower temperature than the water in the flow the heating, so even at lower temperatures in the Secondary circuit the solar system an effective heating of the return and thus an energy saving given is.

Von Vorteil ist, wenn in den Sekundärkreislauf ein Speicher eingebunden ist. Wird wenig Energie für die Heizungsanlage und gegebenenfalls die Brauchwasserheizung benötigt, so kann der zusätzliche Speicher dazu herangezogen werden, weitere durch die Sonnenkollektoren zur Verfügung gestellte Wärmeenergie zu speichern.From Advantage is when in the secondary circuit a memory is integrated. Is low energy for the heating system and possibly the domestic water heating needed, then the additional Memory is used to further through the solar panels to disposal asked heat energy save.

Dabei hat es sich bewährt, dass das Durchflussmengenverhältnis des zum Rücklauf des Heizkessels strömenden Wärmeträgermediums zu dem den Speicher durchströmenden Wärmeträgermedium einstellbar ist.there has it proven that the flow rate ratio to the return of the boiler flowing Heat transfer medium to the memory flowing through the memory Heat transfer medium is adjustable.

Damit lässt sich je nach dem wie viel Energie vom Sonnenkollektor geliefert wird je nach Bedarf der Heizkessel oder aber auch der Speicher aufladen.In order to let yourself depending on how much energy is supplied by the solar panel depending on the need, the boiler or even the storage charge.

Es hat sich dabei bewährt, dass das Durchflussmengenverhältnis beliebig zwischen 1:0 und 0:1 einstellbar ist. Damit kann zum Beispiel sämtliche Wärmeenergie direkt in den Heizkessel eingeleitet werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass sämtliche Wärmeenergie zunächst über den Speicher und dann erst in den Heizkessel gelangt. Zwischenstellungen, wo zum Beispiel 60 % der Wärmeenergie direkt in den Heizkessel und 40 % in den Speicher und von dort in den Heizkessel gelangen sind ebenso möglich.It has proven itself that the flow rate ratio is arbitrarily adjustable between 1: 0 and 0: 1. This can be, for example all heat energy be introduced directly into the boiler. It also exists the possibility, that all Thermal energy first over the Storage and then only in the boiler. Intermediate positions, where, for example, 60% of the heat energy directly in the boiler and 40% in the store and from there in get the boiler are also possible.

Nachahmenswert ist, dass das Durchflussmengenverhältnis in Abhängigkeit der Differenz zwischen Eingangstemperatur des Sekundärkreises des zweiten Wärmetauschers und Ausgangstemperatur des Sekundärkreises des zweiten Wärmetauschers einstellbar ist.mimicking value is that the flow ratio depending on the difference between the input temperature of the secondary circuit of the second heat exchanger and output temperature of the secondary circuit of the second heat exchanger adjustable is.

Liegt zum Beispiel zwischen dem Heizungsrücklauf der in den zweiten Wärmetauscher gelangt und dem Ausgang des zweiten Wärmetauschers eine große Temperaturdifferenz, d.h. wird das rücklaufende Heizungswasser im Wärmetauscher sehr stark aufgeheizt, so ist genügend Energie vorhanden, um zum Beispiel nur einen Teil dieses aufgeheizten Wassers direkt in den Heizkessel und den anderen Teil zum Aufheizen des Speichers zu verwenden.Lies for example, between the heating return in the second heat exchanger passes and the output of the second heat exchanger a large temperature difference, i.e. will be the returning one Heating water in the heat exchanger heated up so much energy is available to for example, only part of this heated water directly in the boiler and the other part to heat up the storage tank to use.

Eine andere Möglichkeit oder auch eine zusätzliche Möglichkeit der Steuerung besteht darin, die Durchflussmengenverteilung in Abhängigkeit der Differenz zwischen der Eingangstemperatur des Primärkreises des zweiten Wärmetauschers zur Ausgangstemperatur des Primärkreises des zweiten Wärmetauschers einstellbar zu machen.A different possibility or an additional one possibility the controller consists of the flow rate distribution in dependence the difference between the input temperature of the primary circuit of the second heat exchanger to the outlet temperature of the primary circuit of the second heat exchanger to make adjustable.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn der zweite Wärmetauscher, Pumpen, Drosseln, Temperaturfühler, Ventile und dergleichen des Primärkreislaufes sowie Pumpen, Drosseln, Temperaturfühler, Ventile und dergleichen des Sekundärkreislaufes auf einem Paneel angeordnet sind, welches lediglich je ein Paar (Vor- und Rücklauf) von Anschlüssen für den Heizkreislauf, den Kollektorkreislauf, den Heizkesselkreislauf sowie gegebenenfalls den Speicherkreislauf aufweist. Damit ist ein sehr einfaches Nachrüsten bestehender Anlagen möglich. Es muss lediglich der Heizkreislauf aufgeschnitten und die vier Rohrenden, gegebenenfalls durch flexible Leitungen, mit entsprechenden Anschlüssen des Paneels verbunden werden.A particular advantage arises when the second heat exchanger, pumps, chokes, temperature sensors, valves and the like of the primary circuit and pumps, chokes, temperature sensors, Valves and the like of the secondary circuit are arranged on a panel, which only ever has a pair (supply and return) of connections for the heating circuit, the collector circuit, the boiler circuit and optionally the storage circuit. This makes a very simple retrofitting of existing systems possible. All that is necessary is to cut open the heating circuit and to connect the four pipe ends, if appropriate by means of flexible pipes, to corresponding connections of the panel.

Weiterhin sind zwei Anschlüsse für den Kollektor vorhanden, dessen Leitung gegebenenfalls bis zum Dach des Hauses verlängert werden müssen. Soll zusätzlich ein weiterer Speicher vorgesehen werden kann dieser ebenfalls ohne weiteres angeschlossen werden. Ansonsten können auf die Anschlüsse für den Speicherkreislauf Blindstopfen aufgesetzt oder ein Bypass montiert werden.Farther are two connections for the Collector present, whose line may be up to the roof extended of the house Need to become. Should additionally another memory can be provided this also without further connected. Otherwise, you can access the ports for the storage circuit Put on blind plugs or mount a bypass.

Vorzugsweise ist auch die Steuerung für den Primärkreislauf und/oder den Sekundärkreislauf auf dem Paneel angeordnet.Preferably is also the controller for the primary circuit and / or the secondary circuit arranged on the panel.

Durch das vorgefertigte Paneel lassen sich Nach- und Umrüstarbeiten vor Ort sehr verkürzen aber auch beim Neubau von Heizungsanlagen spart das vorgefertigte Paneel viel Zeit und Arbeit, so dass sich auch hier die Installation schneller und kostengünstiger verwirklichen lässt.By The prefabricated panel can be retrofitted and retooled shorten on the spot but The prefabricated panel also saves on the construction of new heating systems a lot of time and work, so here too the installation faster and cheaper can be realized.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Die Figur zeigt ein Paneel 1 mit darauf angeordnetem zweiten Wärmetauscher 2. Der zweite Wärmetauscher 2 weist einen Primärkreislauf 3 sowie einen Sekundärkreislauf 4 auf. Im Primärkreislauf 3 sind auf dem Paneel 1 diverse Bauteile 5 wie Ventile, Temperatursensoren, eine Drossel sowie eine Pumpe angeordnet. Über Anschlüsse 6 am Paneel 1 ist ein Sonnenkollektor 7 in den Primärkreislauf 3 eingebunden. Der Sekundärkreislauf 4 des zweiten Wärmetauschers 2 ist an den Rücklauf 8 eines nicht dargestellten Heizungssystems über Anschlüsse 9 des Paneels 1 gekoppelt. Über Anschlüsse 10 des Paneels 1 ist ein nicht dargestellter Heizkessel in den Sekundärkreislauf 4 eingebunden. Dabei ist der Sekundärkreislauf 4 ist mit dem Rücklauf 11 des Heizkessels verbunden. Über weitere Anschlüsse 12 des Paneels 1 ist ein nicht dargestellter Warmwasser- Speicher in den Sekundärkreislauf 4 eingebunden. Über Ventile 13 und 14, die auch durch einen Mischer ersetzt werden können, lässt sich die Durchflussmengenverteilung des im zweiten Wärmetauschers 2 erwärmten Wärmeträgermediums regeln. Bei geschlossenem Ventil 14 und geöffnetem Ventil 13 wird die ganz Wärmemenge des zweiten Wärmetauschers 2 in den Rücklauf 11 fließen. Je weiter das Ventil 13 geschlossen und das Ventil 14 gleichzeitig geöffnet wird desto größere Mengen des Wärmeträgermediums fließen über den nicht dargestellten Speicher zum Rücklauf 11. Eine Steuer- bzw. Regelschaltung 15 ist mit diversen Temperaturfühlern aus der Gruppe der Bauteile 5 sowie Temperaturfühlern 16 verbunden. Die Steuer- bzw. Regelschaltung 15 vermag auf die Ventile 13 und 14 steuernd einzuwirken.The figure shows a panel 1 with thereon arranged second heat exchanger 2 , The second heat exchanger 2 has a primary circuit 3 and a secondary circuit 4 on. In the primary circuit 3 are on the panel 1 various components 5 such as valves, temperature sensors, a throttle and a pump arranged. About connections 6 on the panel 1 is a solar panel 7 in the primary circuit 3 involved. The secondary circuit 4 of the second heat exchanger 2 is at the return 8th a heating system, not shown, via connections 9 of the panel 1 coupled. About connections 10 of the panel 1 is an unillustrated boiler in the secondary circuit 4 involved. Here is the secondary circuit 4 is with the return 11 connected to the boiler. About more connections 12 of the panel 1 is an unillustrated hot water storage in the secondary circuit 4 involved. About valves 13 and 14 , which can also be replaced by a mixer, can be the flow rate distribution of the second heat exchanger 2 regulate heated heat transfer medium. When the valve is closed 14 and open valve 13 becomes the very heat quantity of the second heat exchanger 2 in the return 11 flow. The further the valve 13 closed and the valve 14 is opened at the same time the larger amounts of heat transfer medium flow through the memory, not shown to the return 11 , A control circuit 15 is with various temperature sensors from the group of components 5 as well as temperature sensors 16 connected. The control circuit 15 capable of the valves 13 and 14 controlling interacting.

Der Primärkreislauf 3 weist noch einen weiteren Anschluss 17 auf, über den Druckausgleichmittel mit dem Paneel 1 verbunden werden können.The primary circuit 3 has another connection 17 on, over the pressure equalizing means with the panel 1 can be connected.

11
Paneel,panel,
22
zweiter Wärmetauscher,second Heat exchanger,
33
Primärkreislauf,Primary circuit,
44
Sekundärkreislauf,Secondary circuit,
55
Bauteile,components
66
Anschlüsse,Connections,
77
Sonnenkollektor,Solar Panel,
88th
Rücklauf,Rewind,
99
Anschlüsse,Connections,
1010
Anschlüsse,Connections,
1111
Rücklauf,Rewind,
1212
Anschlüsse,Connections,
1313
Ventil,Valve,
1414
Ventil,Valve,
1515
Steuer/Regelschaltung,Control / regulating circuit
1616
Temperaturfühler,Temperature sensor,
1717
Anschluss,Connection,

Claims (8)

Solaranlage mit einem Primärkreislauf (3) in dem ein Sonnenkollektor (7) als Wärmetauscher-Vorrichtung zum Umwandeln von Sonnenenergie in Wärme zum Heizen von Fluiden vorgesehen ist, sowie mit einem zweiten Wärmetauscher (2) zum Trennen des Primärkreislaufes (3) von einem Sekundärkreislauf (4) wobei die Solaranlage zur Heizungs- und/oder Warmwasserversorgung herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärkreislauf (4) in den Rücklauf (8, 11) des Heizkessels einer Zentralheizung und/oder einer Brauchwasserheizung eingebunden ist.Solar system with a primary circuit ( 3 ) in which a solar collector ( 7 ) is provided as a heat exchanger device for converting solar energy into heat for heating fluids, and with a second heat exchanger ( 2 ) for separating the primary circuit ( 3 ) from a secondary circuit ( 4 ) wherein the solar system is used for heating and / or hot water supply, characterized in that the secondary circuit ( 4 ) in the return ( 8th . 11 ) of the boiler of a central heating and / or a domestic water heater is involved. Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sekundärkreislauf (4) ein Speicher eingebunden ist.Solar installation according to claim 1, characterized in that in the secondary circuit ( 4 ) a memory is included. Solaranlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch dass das Durchflussmengenverhältnis des zum Rücklauf (11) strömenden Wärmeträgermediums zu dem den Speicher durchströmenden Wärmeträgermedium einstellbar ist.Solar plant according to claim 2, characterized in that the flow rate ratio of the return ( 11 ) flowing heat transfer medium to the memory flowing through the heat transfer medium is adjustable. Solaranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmengenverhältnis beliebig zwischen 1:0 und 0:1 einstellbar ist.Solar system according to claim 3, characterized ge indicates that the flow rate ratio is arbitrarily adjustable between 1: 0 and 0: 1. Solaranlage nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmengenverhältnis in Abhängigkeit der Differenz zwischen der Eingangstemperatur des zweiten Wärmetauschers (2) und der Ausgangstemperatur des zweiten Wärmetauschers im Sekundärkreislauf (4) einstellbar ist.Solar installation according to claim 4, characterized in that the flow rate ratio as a function of the difference between the inlet temperature of the second heat exchanger ( 2 ) and the outlet temperature of the second heat exchanger in the secondary circuit ( 4 ) is adjustable. Solaranlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmengenverteilung in Abhängigkeit der Differenz zwischen der Eingangstemperatur des zweiten Wärmetauschers (2) zur Ausgangstemperatur des zweiten Wärmetauschers (2) im Primärkreises (3) einstellbar ist.Solar installation according to claim 4 or 5, characterized in that the flow rate distribution as a function of the difference between the inlet temperature of the second heat exchanger ( 2 ) to the outlet temperature of the second heat exchanger ( 2 ) in the primary circuit ( 3 ) is adjustable. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (2), Pumpen, Drosseln, Temperaturfühler und Ventile des Primärkreislaufes (3) sowie Pumpen, Drosseln, Temperaturfühler und Ventile des Sekundärkreislaufes (4) auf einem Paneel (1) angeordnet sind, welches lediglich je ein Paar (Vor- und Rücklauf-)Anschlüsse (6, 9 10, 12) für den Heizkreislauf, den Kollektorkreislauf, den Heizkesselkreislauf sowie gegebenenfalls den Speicherkreislauf aufweist.Solar installation according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second heat exchanger ( 2 ), Pumps, chokes, temperature sensors and primary circuit valves ( 3 ) as well as pumps, chokes, temperature sensors and secondary circuit valves ( 4 ) on a panel ( 1 ), which only one pair (supply and return) connections ( 6 . 9 10 . 12 ) for the heating circuit, the collector circuit, the boiler circuit and optionally the storage circuit has. Solaranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- bzw. Regelschaltung (15) zur Einstellung der Durchflussmengenverteilung auf dem Paneel (1) angeordnet ist.Solar system according to claim 7, characterized in that a control or regulating circuit ( 15 ) for adjusting the flow rate distribution on the panel ( 1 ) is arranged.
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