DE102006023627B4

DE102006023627B4 - solar system

Info

Publication number: DE102006023627B4
Application number: DE102006023627.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2026-05-20
Also published as: DE102006023627A1

Abstract

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 Warmwasserversorgung herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger Primärkreislauf (3) und nur ein zweiter Wärmetauscher (2) mit nur einem Sekundärkreislauf (4) vorgesehen sind, und dass der Sekundärkreislauf (4) in den Rücklauf (11) des Heizkessels einer bereits bestehenden Zentral- und Brauchwasserheizungsanlage 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) where the solar system is used for heating and hot water supply, characterized in that only a single primary circuit (3) and only a second heat exchanger (2) with only one secondary circuit (4) are provided, and that the secondary circuit (4) in the return (11) of the boiler of an existing central and domestic water heating system is integrated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage mit einem Primärkreislauf in dem ein Sonnenkollektor als Wärmetauscher-Vorrichtung 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 zur Heizungs- und Warmwasserversorgung herangezogen wird.The invention relates to a solar system with a primary circuit in which a solar collector is provided as a heat exchanger device for converting solar energy into heat for heating fluids, as well as with a second heat exchanger for separating the primary circuit from a secondary circuit, wherein the solar system for heating and hot water supply is used.

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 are now used primarily for the production of hot water for household and commercial use. Thus, it is possible to turn off the oil or gas fired boiler in summer, but the large amount of primary energy consumption is not needed for hot water treatment but for the heating of apartments and houses.

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, das 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 to couple the obtained by solar panels warm heating water directly into the heating flow. However, the heating water heated by solar energy must have a higher temperature than the flow coming from the boiler in order to be able to be used effectively in the heating circuit.

Die DE 10 2005 008 646 B3 offenbart eine aufwendige Solaranlage, die neben einem Kollektor in zwei parallel geschalteten Primärkreisläufen jeweils einen Wärmetauscher aufweist. Mit einem der Wärmetauscher kann die Temperatur des Heizkreislaufes erhöht werden, während der zweite Wärmetauscher in einem bivalenten Warmwasserspeicher angeordnet ist, um hier das Brauchwasser zu wärmen. Nachteilig sind die aufwendige Steuerung und der große Aufwand für die beiden Wärmetauscher. Ein Nachrüsten bestehender Heizungsanlagen ist nur sehr kostenaufwändig möglich.The DE 10 2005 008 646 B3 discloses a complex solar system, which in addition to a collector in two parallel primary circuits each having a heat exchanger. With one of the heat exchangers, the temperature of the heating circuit can be increased, while the second heat exchanger is arranged in a bivalent hot water tank to warm the hot water here. A disadvantage is the complex control and the great expense of the two heat exchangers. Retrofitting existing heating systems is only very costly possible.

Die DE 203 01 965 U1 offenbart eine Steuervorrichtung für eine Solaranlage, bei der sowohl hydraulische als auch elektrische Bauteile gemeinsam zu einer körperlichen Baueinheit zusammengefasst sind.The DE 203 01 965 U1 discloses a control device for a solar system, in which both hydraulic and electrical components are combined to form a physical unit.

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 ein einfaches und kostengünstiges Nachrüsten bestehender Zentral- und Brauchwasserheizungsanlagen ermöglicht.The invention has for its object to provide a solar system, the heat recovered can be fed into a heating circuit such that the largest possible savings in primary energy, and allows a simple and cost-effective retrofitting existing central and hot water heating systems.

Dazu wird vorgeschlagen, dass nur ein einziger Primärkreislauf und nur ein zweiter Wärmetauscher mit nur einem Sekundärkreislauf vorgesehen sind, und dass der Sekundärkreislauf in den Rücklauf des Heizkessels einer bereits bestehenden Zentral- und Brauchwasserheizungsanlage eingebunden ist.For this purpose, it is proposed that only a single primary circuit and only a second heat exchanger with only one secondary circuit are provided, and that the secondary circuit is integrated into the return of the boiler of an existing central and hot water heating system.

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.This ensures that the temperature of the returning heating water is raised. The boiler is thus supplied with water at a higher return temperature, which means that less primary energy, such as 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 of heating, so that even at lower temperatures in the secondary circuit of the solar system effective heating of the return and thus energy savings is given.

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.It is advantageous if a memory is integrated in the secondary circuit. If little energy is required for the heating system and, where appropriate, the domestic water heating, the additional storage can be used to store further heat energy provided by the solar collectors.

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

Damit lässt sich je nach dem wie viel Energie vom Sonnenkollektor geliefert wird je nach Bedarf der Heizkessel oder aber auch der Speicher aufladen.Depending on how much energy is supplied by the solar collector, the boiler or the storage tank can be recharged as required.

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 been proven that the flow rate ratio is arbitrarily adjustable between 1: 0 and 0: 1. Thus, for example, all heat energy can be introduced directly into the boiler. But there is also the possibility that all thermal energy first passes through the store and then into the boiler. Intermediate positions, where, for example, 60% of the heat energy directly into the boiler and 40% into the storage and from there to the boiler are also possible.

Nachahmenswert ist, dass das Durchflussmengenverhältnis in Abhängigkeit der Differenz zwischen Eingangstemperatur des Sekundarkreises des zweiten Wärmetauschers und Ausgangstemperatur des Sekundärkreises des zweiten Wärmetauschers einstellbar ist.It is worth noting that the flow rate ratio is adjustable as a function of the difference between the inlet temperature of the secondary circuit of the second heat exchanger and the outlet temperature of the secondary circuit of the second heat exchanger.

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.For example, lies between the heating return of the second heat exchanger and the output of the second heat exchanger has a large temperature difference, d. H. if the returning heating water in the heat exchanger is very strongly heated, then enough energy is available to use, for example, only part of this heated water directly in the boiler and the other part to heat the memory.

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.Another possibility or an additional possibility of the control is to make the flow rate distribution as a function of the difference between the input temperature of the primary circuit of the second heat exchanger to the output temperature of the primary circuit of the second heat exchanger 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 Heizkesseikreislauf 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 one pair (supply and return ) of connections for the heating circuit, the collector circuit, the Heizkesseikreislauf and optionally the storage circuit has. 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.Furthermore, there are two connections for the collector, the line may need to be extended to the roof of the house. If in addition a further memory can be provided this can also be connected easily. Otherwise, blind plugs can be placed on the connections for the storage circuit or a bypass can be mounted.

Vorzugsweise ist auch die Steuerung für den Primärkreislauf und/oder den Sekundärkreislauf auf dem Paneel angeordnet.Preferably, the control for the primary circuit and / or the secondary circuit is 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.Thanks to the prefabricated panel, retrofitting and retrofitting on site can be shortened considerably, but the prefabricated panel also saves a lot of time and work when it comes to the construction of heating systems, so that installation can be carried out more quickly and cost-effectively.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.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 ganze 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 whole amount of heat 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.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

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

Solar system with a primary circuit ( 3 ) in which a solar collector ( 7 ) 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 hot water supply, characterized in that only a single primary circuit ( 3 ) and only a second heat exchanger ( 2 ) with only one secondary circuit ( 4 ), and that the secondary circuit ( 4 ) in the return ( 11 ) of the boiler of an existing central and hot water heating system is involved.

Solar installation according to claim 1, characterized in that in the secondary circuit ( 4 ) a memory is included.

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.

Solar installation according to claim 3, characterized in that the flow rate ratio is arbitrarily adjustable between 1: 0 and 0: 1.

Solar installation according to claim 3 or 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.

Solar installation according to one of claims 3 to 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.

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.

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.