DE102008034374A1

DE102008034374A1 - Verfahren zum Regeln der Aufladung eines Wärmespeichers und Aufladesteuerung für einen Wärmespeicher sowie thermische Solaranlage mit einer solchen Aufladesteuerung

Info

Publication number: DE102008034374A1
Application number: DE102008034374A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kramer; Harald Schmidt; Steffen Ramlow
Original assignee: Wagner and Co Solartechnik GmbH
Current assignee: Wagner and Co Solartechnik GmbH
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-01-28

Abstract

Eine Aufladesteuerung (10) für einen Wärmespeicher (SP) einer thermischen Solaranlage (SA) bestimmt auf der Grundlage einer Reihe von gespeicherten Istwerten des solaren Energiegewinns (Pist) in definierten zeitlichen Abständen einen Erwartungswert des solaren Energiegewinns (PErw), bezogen auf den Ablauf einer definierten Zeitspanne. Die Aufladesteuerung (10) umfasst ein erstes Stellglied (20), mit dem von einem Verbraucher ein Festwert für eine Temperaturdifferenz (DeltaT) einstellbar ist, um die eine Sollwert-Temperatur (TSoll) im Wärmespeicher (SP) von einer Istwert-Temperatur (Tist) unterschreitbar ist, ohne dass die Aufladesteuerung (10) eine Aufladung des Wärmespeichers (SP) durch die Zusatzwärmequelle (ZH) veranlasst. Ferner vergleicht sie den Erwartungswert (PErw) des solaren Energiegewinns mit einem einstellbaren Referenzwert (PRef) und aktiviert die von dem Verbraucher einstellbare Temperaturdifferenz (DeltaT), wenn der Erwartungswert der solaren Leistung (PErw) oberhalb des Referenzwertes (PRef) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Aufladung eines Wärmespeichers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Aufladesteuerung für einen Wärmespeicher gemäß dem Oberbegriff von 1 Anspruch 15 sowie eine thermische Solaranlage mit einer solchen Aufladesteuerung nach Anspruch 19.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Steuerungsstrategien für die Aufladung eines Wärmespeichers einer Solaranlage bekannt, die darauf abstellen, die Aufladung des Wärmespeichers zur Regelung einer Istwert-Temperatur im Wärmespeicher auf eine Sollwert-Temperatur mittels einer zusätzlichen Wärmequelle weitestmöglich zu unterdrücken. Vielmehr ist die solare Aufladung des Wärmespeichers zu bevorzugen, um einerseits den thermischen Wirkungsgrad der Solaranlage zu erhöhen und andererseits die mit dem Betrieb der zusätzlichen Wärmequelle einhergehenden Heizkosten zu reduzieren.
DE 27 52 315 A1 offenbart eine Regelvorrichtung für einen im Mischbetrieb mit Sonnenenergie und elektrischem Strom arbeitenden Heißwasserbereiter, dessen Speicherbehälter einen Wärmetauscher für die wärmeführende Flüssigkeit eines Sonnenkollektors sowie einen elektrischen Heizwiderstand aufweist. Eine automatische Steuerung sorgt dafür, dass die elektrische Zusatzheizung ausgeschaltet wird, sobald die Sonnenheizung wirksam ist. Umgekehrt wird die Zusatzheizung aktiviert, sobald die Sonneneinstrahlung ausbleibt, so dass die Möglichkeit besteht, dass das Brauchwasser über die Zusatzheizung erwärmt wird, obwohl kurze Zeit später ausreichend Sonnenenergie zur Verfügung steht. Die Nutzung der Solaranlage ist daher wenig effektiv; die Energiekosten sind relativ hoch.
Um dem zu begegnen schlägt DE 43 33 506 C1 eine Aufladesteuerung für einen durch Solarkollektoren und eine Zentralheizung beheizbaren Brauchwasserspeicher vor, die an jedem Tag den Aufheizbeginn durch die Solarkollektoren erfasst und diesen Zeitpunkt bei der Bestimmung des zu erwartenden Aufheizbeginns des folgenden Tages zugrunde legt. Je nach dem zu erwartenden Aufheizbeginn durch die Solarkollektoren wägt der Regler dann ab, ob ein Nachheizen durch den Kessel erforderlich ist oder nicht. Bleibt jedoch die erwartete Sonneneinstrahlung aus oder übersteigt diese die kalkulierten Werte, ist entweder der Speicher entladen oder das Aufheizen durch den Heizkessel wäre doch überflüssig gewesen.
Ein anderes bekanntes Verfahren gibt Grenzwerte für die Außentemperatur vor. Oberhalb dieser Grenze wird die Solaranlage ausschließlich nach der Kollektortemperatur betrieben. Unterhalb dieser Grenze ist der Einsatz der Solaranlage abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen Kollektor und Speicher (siehe DE 199 31 787 A1 ).
DE 198 56 344 C1 bestimmt anhand der Temperaturen im oberen und unteren Beriech des Brauchwasserspeichers den aktuellen Solarertrag. Basierend darauf wird der Sollwert der Warmwassertemperatur im Brauchwasserspeicher von einem Regler verändert, so dass die Nachheizung bereits früher oder erst später aktiviert wird.
Eine in DE 103 12 520 B4 offenbartes Verfahren zum Betrieb eines solargekoppelten Wärmeträgerkreislaufs sieht vor, dass die Zusatzwärmequelle zugeschaltet wird, sobald die Ist-Temperatur im Wärmespeicher ein vordefiniertes, sich über 24 Stunden erstreckendes Temperaturprofil unterschreitet, wobei das Temperaturprofil im Tagesverlauf von einem unteren, am Beginn der Tageshelligkeitsphase platziertes Temperatur niveau hin zu einem oberen Temperaturniveau ansteigt und vor Beginn der nächsten Tageshelligkeitsphase wieder abfällt.
Mit allen genannten Verfahren lassen sich unnötige Brennerstarts nicht immer wirksam vermeiden. Überdies hat der Nutzer keine Möglichkeit, die Aufladesteuerung an die Leistungsfähigkeit seiner Anlage und/oder an seine eigenen, meist individuellen Bedürfnisse anzupassen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Aufladesteuerung für einen Wärmespeicher zu schaffen, die mit einfachen Mitteln kostengünstig aufgebaut ist und die von einem Solarkollektor zur Verfügung gestellte solare Energie optimal nutzbar macht. Die Steuerung soll überdies an die individuellen Verhältnisse und/oder Bedürfnisse der Anlage bzw. des Nutzers anpassbar und leicht zu handhaben sein.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1, 10 und 19 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9 und 11 bis 18.
Bei einem Verfahren zum Regeln der Aufladung eines durch Solarkollektoren und durch eine Zusatzwärmequelle aufladbaren Wärmespeichers einer thermischen Solaranlage vergleicht eine Aufladesteuerung einen vorgebbaren Temperatur-Sollwert für im Wärmespeicher gespeichertes Wasser mit einem tatsächlichen Temperaturwert des gespeicherten Wassers und aktiviert bei Unterschreiten der tatsächlichen Temperatur des Wassers unter dessen Temperatur-Sollwert die Zusatzwärmequelle. Ausgehend davon sieht die Erfindung vor,

• dass die Aufladesteuerung in definierten zeitlichen Abständen die tatsächliche solare Leistung der Solarkollektoren erfasst,
• dass die Aufladesteuerung auf der Grundlage einer Reihe von gespeicherten Istwerten der solaren Leistung in definierten zeitlichen Abständen einen Erwartungswert der solaren Leistung bezogen auf den Ablauf einer definierten Zeitspanne bestimmt bzw. prognostiziert,
• dass die Aufladesteuerung die prognostizierte solare Leistung mit einem Referenzwert vergleicht und, sofern die prognostizierte solare Leistung oberhalb des Referenzwerts liegt, den tatsächlichen Temperaturwert des im Wärmespeicher gespeicherten Wassers für den Vergleich mit dem vorgebbaren Temperatur-Sollwert durch einen angepassten Temperaturwert ersetzt,
• wobei der angepasste Temperaturwert gebildet wird, indem die tatsächliche Temperatur des gespeicherten Wassers mit einer einstellbaren Temperaturabweichung addiert wird.

Auf diese Weise wird erreicht, dass die Zusatzheizung stets erst dann zum Einsatz kommt, wenn die prognostizierte solar Leistung der Solaranlage nicht ausreicht, um den Wärmespeicher in ausreichendem Maße aufzuladen. Die gesamte Anlage arbeitet daher äußerst effizient und energiesparend, denn die Aufladung des Wärmespeichers durch die Zusatzheizung wird weitestgehend unterdrückt, wenn im Laufe des Tages weitere Solarenergieerträge zu erwarten sind. Stellt die Aufladesteuerung fest, dass die prognostizierte Leistung über dem Referenzwert liegt, wird dem tatsächlichen Temperaturwert (Istwert) des im Wärmespeicher gespeicherten Wassers die einstellbare Temperaturabweichung hinzuaddiert, so dass die Sollwert-Temperatur im Wärmespeicher von der Istwert-Temperatur des Wassers unterschreitbar ist, ohne dass die Aufladesteuerung eine Aufladung des Wärmespeichers durch die Zusatzwärmequelle veranlasst, d. h. selbst wenn die tatsächliche Ist-Temperatur des Wassers im Speicher bereits unter die Soll-Temperatur gefallen ist, wird die Zusatzheizung nicht eingesetzt, weil die erwartete Energieeinstrahlung innerhalb einer definierten Zeitspanne ausreichen wird, um den Speicher auf die gewünschte Soll-Temperatur zu erwärmen. Die Solaranlage wird dadurch optimal ausgenutzt. Unnötiges Aufheizen des Speichers durch die Zusatzwärmequelle weitestgehend vermieden.
Darüber hinaus kann der Kunde bzw. der Nutzer der Solaranlage die Aufladesteuerung seinen persönlichen Wünschen und Bedürfnissen anpassen, indem die Temperaturdifferenz zwischen dem tatsächlichen Temperatur-Istwert des Wassers und dem Temperatur-Sollwert individuell eingestellt wird. Wählt man beispielsweise einen relativ niedrigen Wert für die Temperaturabweichung, dann kann die Zusatzheizung, sofern sie denn tatsächlich gebraucht wird, relativ früh einsetzen. Wählt man die Temperaturabweichung hingegen relativ groß, wird die Nachheizung des Wärmespeichers relativ lange unterdrückt, was sich äußerst günstig auf den Energieverbrauch auswirkt. Dieser wird vielmehr deutlich gesenkt und die Solaranlage optimale ausgenutzt.
Die tatsächliche solare Leistung wird von der Aufladesteuerung in definierten zeitlichen Abständen berechnet oder gemessen, um auf dieser Basis die erwartete solare Leistung ermitteln zu können. Die Berechnung der tatsächlichen solaren Leistung erfolgt entweder anhand des maximalen Volumenstroms oder der Leistung der Solarkreispumpe. Sie wird vorzugsweise jede Minute bestimmt. Die berechneten Werte werden gespeichert.
Alternativ kann man die tatsächliche solare Leistung auch direkt messen, beispielsweise über einen Einstrahlungsfühler, der ein elektrisches Signal erzeugt, das proportional zur solaren Einstrahlung ist. Die auf diese Weise gewonnenen Werte werden ebenfalls gespeichert.
Basierend auf diesen Werten wird anschließend in definierten zeitlichen Abständen über eine Reihe von Werten der tatsächlichen solaren Leistung jeweils ein Mittelwert gebildet. Anhand von zweien dieser Mittelwerte und der zwischen diesen beiden Mittelwerten liegenden Zeitspanne wird sodann ein Gradient ermittelt. Mittels dieser Steigung kann nun für eine in die Zukunft reichende Zeitspanne – beispielsweise eine oder zwei Stunden – die solare Leistung bestimmt bzw. prognostiziert werden. Diese Berechnung kann ebenfalls Minutenweise erfolgen. Sämtliche Werte werden in einem Speicher abgelegt.
Damit die Kurven übereinander liegen, wird der Erwartungswert der solaren Leistung in die zeitliche Mitte der Reihe von Werten der tatsächlichen solaren Leistung gelegt. Wurden beispielsweise über eine Stunde hinweg alle zwei Minuten 30 Messwerte erfasst, dann werden die Mittelwerte um 30 Minuten in die Vergangenheit verschoben.
Um die Aufladesteuerung an die Leistungsfähigkeit der Solaranlage und an die örtlichen Gegebenheiten anpassen zu können, ist der Referenzwert der solaren Leistung einstellbar. Dieser Wert bildet eine Schwelle, bei deren Überschreiten die vom Nutzer vorgegebene Temperaturabweichung aktiviert wird. Sobald die prognostizierte solare Leistung über dem Referenzwert liegt, steht zu erwarten, dass die solare Leistung ausreicht, um das Wasser im Wärmespeicher auf die vorgegebene Solltemperatur zu bringen, selbst wenn die Temperatur des Wasser bereits unter dem Sollwert liegt. Die Zusatzheizung ist daher nicht erforderlich und wird unterdrückt, indem der tatsächliche Temperaturwert des Wassers durch den angepassten Temperaturwert ersetzt bzw. um die einstellbare Temperaturabweichung hochgesetzt wird.
Der Referenzwert ist mithin eine Unterdrückungsschwelle, die dafür sorgt, dass die Zusatzheizung, beispielsweise eine herkömmliche Gas-, Öl- oder Pelletheizung, erst dann eingesetzt wird, wenn die solare Leistung nicht mehr ausreicht, um den Wärmespeicher aufzuladen. Der Referenzwert der solaren Leistung kann dabei in vorgegebenen Stufen eingestellt werden.
Die von dem Kunden bzw. Nutzer vorgebbare Temperaturabweichung kann ebenfalls in vorgegebenen Stufen eingestellt werden. Dies vereinfacht die Handhabung der Steuerung, weil der Kunde rasch und bequem eine Stufe auswählen kann.
Um zu verhindern, dass nach dem Starten der Zusatzheizung, diese bei sich verändernden Wetterbedingungen ständig an- und abgeschaltet wird, vergleicht die Aufladesteuerung nach dem Aktivieren der Zusatzwärmequelle den vorgebbaren Temperatur-Sollwert für das im Wärmespeicher gespeicherte Wasser mit dem tatsächlichen Temperaturwert des gespeicherten Wassers. Erst bei Überschreiten der tatsächlichen Temperatur des Wassers über dessen Temperatur-Sollwert wird die Zusatzwärmequelle deaktiviert. Dies schont zum einen den Brenner der Heizung. Zum anderen wird sichergestellt, dass der Speicher vollständig aufgeladen wird.
Um weiter sicher zu stellen, dass der Speicher auch bei fehlender Sonneneinstrahlung stets zuverlässig aufgeladen wird, setzt die Aufladesteuerung die vorgebbare Temperaturabweichung auf Null, sobald die prognostizierte solare Leistung unterhalb des Referenzwerts liegt. Die vom Kunden bzw. Nutzer vorgegebene Unterdrückungsschwelle für die Nachheizung wird damit deaktiviert, so dass die Zusatzheizung zuverlässig starten kann.
Bei einer Aufladesteuerung für einen durch Solarkollektoren und durch eine Zusatzwärmequelle aufladbaren Wärmespeicher einer thermischen Solaranlage, mit einem ersten Stellglied zur Vorgabe eines Temperatur-Sollwerts für das im Wärmespeicher gespeicherte Wasser, mit einem ersten Messglied zur Erfassung der tatsächlichen Temperatur des gespeicherten Wassers, mit einer Recheneinheit, welche den Temperatur-Sollwert für das im Wärmespeicher gespeicherte Wasser mit der tatsächlichen Temperatur des gespeicherten Wassers vergleicht, und mit einer Steuereinheit, welche bei Unterschreiten der tatsächlichen Temperatur des Wassers unter den Temperatur-Sollwert die Zusatzwärmequelle aktiviert, sieht die Erfindung vor, dass ein zweites Stellglied vorgesehen ist, mit dem eine Temperaturabweichung für das im Wärmespeicher gespeicherte Wasser einstellbar ist, und dass die Recheneinheit derart ausgebildet ist, dass in definierten zeitlichen Abständen die tatsächliche solare Leistung der Solarkollektoren erfasst wird, wobei die Recheneinheit auf der Grundlage einer Reihe der in dem Speicher abgelegten Istwerte der solaren Leistung in definierten zeitlichen Abständen einen Erwartungswert der solaren Leistung bezogen auf den Ablauf einer definierten Zeitspanne bestimmt bzw. prognostiziert, und wobei die Recheneinheit die prognostizierte solare Leistung mit einem Referenzwert vergleicht und, sofern die prognostizierte solare Leistung oberhalb des Referenzwerts liegt, den tatsächlichen Temperaturwert des im Wärmespeicher gespeicherten Wassers für den Vergleich mit dem eingestellten Temperatur-Sollwert durch einen angepassten Temperaturwert ersetzt, wobei der angepasste Temperaturwert gebildet wird, indem die tatsächliche Temperatur des gespeicherten Wassers mit der über das zweite Stellglied eingestellten Temperaturabweichung addiert wird.
Mit einer solchen Aufladesteuerung kann die Ausnutzung einer Solaranlage dauerhaft optimiert werden, indem die Zusatzheizung zum Aufladen des Wärmespeichers stets nur dann eingesetzt wird, wenn die erwartete solare Leistung nicht ausreicht, um den Speicher ausreichend aufzuladen. Hierzu wird zunächst die tatsächliche solare Leistung tagesaktuell und in zeitlich definierten Abständen ermittelt. Auf dieser Basis wird eine Leistung prognostiziert und mit einem Referenzwert als Maß für die Leistungsfähigkeit der Anlage verglichen. Liegt die Prognose über dem Referenzwert wird die Zusatzheizung unterdrückt, indem der tatsächliche Temperaturwert des im Speicher vorhandenen Wassers um eine einstellbare Temperaturabweichung hochgesetzt wird. Die Zusatzheizung wird mithin erst dann zugeschaltet, wenn dieser angepasste Temperaturwert unter die Solltemperatur fällt. Bis dahin wird der Wärmespeicher ausschließlich über die Solaranlage bzw. mittels der in den Solarkollektoren gewonnenen Energie aufgeladen.
Die tatsächliche solare Leistung kann von der Aufladesteuerung berechnet werden. Oder man verwendet ein zweites Messglied zur Erfassung der tatsächlichen solaren Leistung der Solarkollektoren, mit dem die Leistung unmittelbar gemessen werden kann.
Alternativ kann der Istwert des solaren Energiegewinns auch indirekt mittels weiterer Messglieder zur Erfassung der Vorlauf-Temperatur und der Rücklauf-Temperatur des Solarkollektors bestimmt werden. Mittels dieser beiden Messglieder bestimmt die Aufladesteuerung die Temperaturdifferenz zwischen der Vorlauf-Temperatur und der Rücklauf-Temperatur des Solarkollektors, so dass anhand dieser Temperaturdifferenz, des Massenstroms durch den Solarkollektor und der spezifischen Wärmekapazität der Solarflüssigkeit der Istwert des solaren Energiegewinns berechnet werden kann.
Zum Ablegen aller ermittelten, gemessenen und/oder errechneten Werte und Größen ist eine Speichereinheit vorgesehen, die mit der Recheneinheit verbunden ist und von dieser beschrieben und ausgelesen werden kann.
Vorzugsweise umfasst die Reihe der in dem Speicher abgelegten Istwerte der solaren Leistung 20 bis 60, vorzugsweise 30 Messwerte, so dass eine zuverlässige Prognose für die solare Leistung ermittelt werden kann.
Die Temperaturerfassung im Wärmespeicher erfolgt entweder zentral sowohl für das Brauchwasser als auch für das Heizwasser. Man kann die Ist-Temperaturen des Brauchwassers und des für den Heizungsvorlauf vorgesehenen Wassers aber auch getrennt erfassen, um eine genauere individuelle Regelung zu erreichen. Dabei ist es von Vorteil, wenn die mit dem zweiten Stellglied einstellbare Temperaturabweichung bezogen auf das in dem Wärmespeicher gespeicherte Warm- bzw. Brauchwasser zwischen 0 und 20°K beträgt. Damit steht dem Kunden bzw. Nutzer der Anlage ein relativ großer Stellbereich zur Verfügung, der eine optimale Ausnutzung der Solaranlage ermöglicht. Bezogen auf das in dem Wärmespeicher gespeicherte Heizwasser beträgt die mit dem zweiten Stellglied einstellbare Temperaturabweichung zwischen 0 und 40% einer vorgegebenen Vorlauftemperatur.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Temperaturabweichung stufenlos oder in vorgegebenen Intervallen einstellbar ist. Die stufenlose Einstellung ermöglicht eine äußerst präzise Anpassung der Anlage an die individuellen Bedürfnisse. Die Verwendung vorgegebener Intervalle vereinfacht die Handhabung für den Anwender, der beispielsweise aus drei oder vier vorgegebenen Stufen auswählen kann.
Mit einem dritten Stellglied kann der Referenzwert der solaren Leistung eingestellt werden. Dies ist wichtig, um die Aufladesteuerung an die örtlichen Gegebenheiten und an die Größe bzw. die Leistungsfähigkeit der Anlage anpassen zu können. Der Referenzwert der solaren Leistung ist zwischen 100 und 800 W/m² einstellbar.
Eine thermische Solaranlage mit wenigstens einem Solarkollektor, wenigstens einem Wärmespeicher, wenigstens einer Zusatzwärmequelle und mit einer Aufladesteuerung für den Wärmespeicher arbeitet nach dem oben geschilderten Verfahren, so dass die Leistung der Solarkollektoren optimal ausgenutzt wird. Die gesamte Anlage sowie die Aufladesteuerung sind einfach aufgebaut und daher kostengünstig herstellbar. Sie ist ferner für den Kunden leicht zu bedienen; dessen Energiekosten lassen sich nachhaltig reduzieren.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 Eine schematische Darstellung einer Solaranlage mit einer Aufladesteuerung,
2 eine grafische Darstellung der an einem Sommertag und an einem Wintertag gemessenen solaren Einstrahlung in Mitteleuropa (Globalstrahlung) und
3 einen vergrößerten Ausschnitt der 2.
Die in 1 allgemein mit SA bezeichnete thermische Solaranlage umfasst zwei Solarkollektoren SK, die über ein Rohrleitungssystem RY an einen Wärmetauscher WS angeschlossen sind. Dieser sitzt in einem Wärmespeicher SP, der zu erwärmendes Wasser W speichert. Letzteres wird innerhalb einer (nicht dargestellten) Zentralheizung als Heizungswasser oder im Haushalt als Brauchwasser verwendet. Die zugehörigen Entnahmeeinrichtungen sind zur besseren Übersicht nicht weiter dargestellt. Eine in dem Rohrleitungssystem RY integrierte Umwälzpumpe P fördert die in dem Kreislauf strömende (nicht näher bezeichnete) Solarflüssigkeit von den Solarkollektoren SK in den Wärmetauscher WS und wieder zurück.
Neben dem Wärmespeicher SP ist eine Zusatzwärmequelle ZH angeordnet, die über Vor- und Rücklaufrohre RH mit einem zweiten Wärmetauscher WH verbunden sind. Dieser sitzt im Wärmespeicher SP und dient ebenfalls der Erwärmung des darin gespeicherten Wassers. Bei der Zusatzwärmequelle handelt es sich beispielsweise um eine Gas- oder Ölheizung. Man kann aber auch eine Pelletheizung oder eine elektrische Zusatzheizung verwenden. Eine (nicht dargestellte) weitere Umwälzpumpe fördert die in dem Heizkreislauf strömende Solarflüssigkeit bei Bedarf durch den Wärmetauscher WH.
Das in dem Wärmespeicher SP gespeicherte Wasser W wird für spätere Nutzungen auf einer vorgebbaren Temperatur gehalten. Dazu ist der Solaranlage SA eine Aufladesteuerung 10 zugeordnet. Diese hat ein erstes Stellglied 20 zur Vorgabe eines Temperatur-Sollwerts T_Soll für das im Wärmespeicher SP gespeicherte Wasser W. Dessen tatsächliche Temperatur T_Ist wird mit einem ersten Messglied 30 erfasst, das an einer geeigneten Stelle im Wärmespeicher SP angeordnet ist. Die ermittelte Temperatur T_Ist wird an eine Recheneinheit 40 übermittelt, beispielsweise eine in der Aufladesteuerung 10 integrierte Schaltung oder einen PC. Die Recheneinheit 40 vergleicht den eingestellten Temperatur-Sollwert T_Soll mit der tatsächlichen Temperatur T_Ist des im Speicher SP vorhandenen Wassers W und aktiviert eine Steuereinheit 50, welche bei Unterschreiten der tatsächlichen Temperatur des Wassers T_Ist unter den Temperatur-Sollwert T_Soll die Zusatzwärmequelle ZH aktiviert.
Um die von den Solarkollektoren SK erzeugte Energie stets optimal ausnutzen zu können und um gleichzeitig den Einsatz der Zusatzwärmequelle ZH auf ein Minimum zu reduzieren, ist die Aufladesteuerung 10 derart ausgebildet, dass die Zusatzwärmequelle ZH nur dann aktiviert wird, wenn absehbar ist, dass die von den Solarkollektoren SK erzeugte Wärmemenge innerhalb einer definierten Zeitspanne nicht ausreicht, um das in dem Speicher SP vorhandene Wasser W auf die vorgegebene Solltemperatur T_SOLL zu bringen.
Hierzu ist zunächst ein zweites Stellglied 60 vorgesehen, mit dem eine Temperaturabweichung ΔT für das im Wärmespeicher SP gespeicherte Wasser W einstellbar ist. Der Einstellbereich liegt – beispielsweise bezogen auf im Wärmespeicher SP gespeichertes Heizungswasser – zwischen 0 und 40% einer vorgegebenen Vorlauftemperatur, wobei die Einstellung am Stellglied 60 stufenlos oder in vorgegebenen Stufen erfolgen kann.
Soll das im Speicher SP vorhandene Wasser W auch als Brauchwasser verwendet werden, ist es zweckmäßig, diese Temperatur separat zu erfassen. In diesem Fall ist ein weiteres Messglied 30 vorgesehen, welches die tatsächliche Temperatur T_Ist des Brauchwassers erfasst. Ferner ist ein weiteres (ebenfalls nicht dargestelltes) Stellglied vorgesehen, um einen individuellen Sollwert T_Soll für das Brauchwasser vorgeben zu können. Der Einstellbereich eines weiteren (nicht gezeigten) Stellglieds liegt – bezogen auf das in dem Wärmespeicher SP gespeichertes Warm- bzw. Brauchwasser zwischen 0 und 20°K.
Die Recheneinheit 40 ist als programmierbare elektronische Schaltung ausgebildet. Sie ermittelt während des Umwalzens der Solarflüssigkeit im Solarkreislauf in definierten zeitlichen Abständen – beispielsweise alle zwei Minuten – die tatsächliche solare Leistung P_Ist der Solarkollektoren SK und legt diese Werte als Messreihe von 30 Messwerten in einer Speichereinheit 70 ab. Diese Istwerte des solaren Energiegewinns sind in der 3 durch die mit S1 bis S30 gekennzeichneten Punkte veranschaulicht. Das Zeitfenster der Messung liegt in der 3 beispielsweise in der Zeit von 7:00 Uhr bis 8:00 Uhr, also eine Stunde. Man kann die Messreihe aber auch über eine halbe Stunde hinweg erstellen. In diesem Fall wird die tatsächliche solare Leistung P_Ist in Minutenabständen ermittelt.
Die Ermittlung der tatsächlichen Ertragswerte P_Ist erfolgt in dem Ausführungsbeispiel von 1 über ein zweites Messglied 80, das unmittelbar an oder in den Solarkollektoren SK angeordnet ist.
Man kann die solare Leistung P_Ist aber auch berechnen. Dazu werden mittels zweier weiterer Messglieder 82, 84 die Vorlauf-Temperatur und die Rücklauf-Temperatur des Solarkollektors SK erfasst. Aus der Temperaturdifferenz ∂T zwischen der Vorlauf-Temperatur und der Rücklauf-Temperatur, dem Massenstrom m durch den Solarkollektor und der spezifischen Wärmekapazität c der Solarflüssigkeit lässt sich der Istwert der solaren Leistung P_Ist nach der Gleichung P = m·c·∂T/t berechnen. Sämtliche Werte der umgesetzten Wärmeleistung werden auf die Kollektorfläche bezogen, so dass die Leistungsangabe unabhängig von der Anzahl und der Größe der Solarkollektoren SK ist. Der Massenstrom mit ergibt sich aus der eingestellten Pumpenleistung. Die 30 zuletzt bestimmten Istwerte des solaren Energiegewinns werden in der Speichereinheit 70 abgelegt, die bevorzugt ein Schieberegister ist. Kommt ein neuer Messwert hinzu, so wird der erste Messwert der Reihe gelöscht.
Auf der Grundlage der gespeicherten Messreihe bestimmt bzw. prognostiziert die Recheneinheit 40 nun in definierten zeitlichen Abständen – beispielsweise jede Minute oder alle zwei Minuten – einen Erwartungswert der solaren Leistung PE.
Dazu wird über die Reihe der 30 gespeicherten Istwerte der solaren Leistung P_Ist eine Mittelwertbildung durchführt und gespeichert. Mittels der jeweils beiden zuletzt gespeicherten Mittelwerte, die in der 3 mit M1 und M2 veranschaulicht sind, wird dann ein Gradient ermittelt. Dabei wird die Differenz der beiden zuletzt gespeicherten Mittelwerte ins Verhältnis zu der zwischen den beiden Mittelwertbildungen liegenden Zeitspanne von 2 min gesetzt. Der Erwartungswert der solaren Leistung P_Erw wird sodann über eine Geradengleichung ermittelt, die durch den Gradienten und eine Zeitspanne von zwei Stunden beschrieben wird. Die beiden zuletzt gespeicherten Mittelwerte M1, M2 werden dann noch zeitlich um 30 min in die Vergangenheit verschoben, so dass die durch die 30 Istwerte P_Ist beschriebene Kurve der solaren Leistung bzw. des solaren Energiegewinns durch die den Erwartungswert P_Erw beschreibende Gerade hinreichend approximiert wird (siehe 3).
Die Aufladesteuerung 10 ermittelt damit anhand der aktuell gespeicherten 30 Messwerte der aktuellen solaren Leistung P_Ist jede Minute die in zwei Stunden zu erwartende solare Leistung P_Erw. Steht dieser Wert fest, vergleicht die Recheneinheit 40 diesen Wert mit einem Referenzwert P_Ref, der als Schwellwert mit einem dritten Stellglied 90 einstellbar ist. Der Einstellbereich des Referenzwerts P_Ref der solaren Leistung liegt bevorzugt zwischen 100 und 800 W/m², wobei der Wert entweder stufenlos oder in vorgegebenen Stufen gewählt werden kann.
Liegt die prognostizierte solare Leistung P_Erw oberhalb des Referenzwerts P_Ref, ersetzt die Aufladesteuerung 10 den tatsächlichen Temperaturwert T_Ist des im Wärmespeicher SP gespeicherten Wassers für den Vergleich mit dem eingestellten Temperatur-Sollwert T_Soll durch einen angepassten Temperaturwert T_Ind. Dieser wird gebildet wird, indem die tatsächliche Temperatur T_Ist des gespeicherten Wassers mit der über das zweite Stellglied 60 eingestellten Temperaturabweichung ΔT addiert wird.
Dadurch wird erreicht, dass die Zusatzheizung ZH nicht bereits zugeschaltet wird, wenn die tatsächliche Temperatur T_Ist des Wassers W im Speicher SP unter die voreingestellte Solltemperatur T_Soll fällt, sondern erst, wenn die Temperatur des Wassers W zusätzlich um die ausgewählte Temperaturabweichung ΔT abgefallen ist. Dies ist wichtig, damit die seitens der Solaranlage SA erwartete Energie genutzt werden kann, um den Wärmespeicher aufzuladen. Die Zusatzheizung ZH wird mithin unterdrückt, solange noch zu erwarten steht, dass genügen Sonneneinstrahlung vorhanden ist.
Fällt der angepasste Temperaturwert T_Ind unter den Sollwert T_Soll aktiviert die Aufladesteuerung 10 die Zusatzwärmequelle ZH. Ferner wird der angepasste Temperaturwert T_Ind wieder durch die tatsächliche Temperatur T_Ist ersetzt, bis das Wasser W im Wärmespeicher SP den vorgegebenen Temperatur-Sollwert T_Soll erreicht hat. Ist dies der Fall, wird die Zusatzwärmequelle ZH wieder deaktiviert.
Man erkennt, dass der prognostizierte Erwartungswert der solaren Leistung P_Erw für die Entscheidung herangezogen wird, ob und inwieweit die Zusatzwärmequelle ZH bereits eingesetzt werden muss, um das gespeicherte Wasser W auf der Soll-Temperatur T_Soll zu halten, oder ob aufgrund des aktuellen Wetterverlaufs nicht die zu erwartende Sonneneinstrahlung ausreicht, um den Speicher SP aufzuladen.
Fällt die von der Aufladesteuerung 10 prognostizierte solare Leistung P_Erw unter den Referenzwert P_Ref, dann wird die vorgegebene Temperaturabweichung ΔT von der Recheneinheit 40 auf Null setzt. Die Aufladesteuerung 10 vergleicht nun den Temperatur Sollwert T_Soll des Wassers mit dessen tatsächlicher Ist-Temperatur T_Ist. Liegt diese unter dem Sollwert, wird automatisch die Zusatzheizung ZH aktiviert, denn es steht nicht zu erwarten, dass die solare Energieeinstrahlung ausreicht, um den Speicher innerhalb der nächsten Zeit ausreichend mit Energie zu versorgen.
Sobald solare Einstrahlung nicht mehr gegeben ist – dies ist gemäß der den Sommertag wiedergebenden Einstrahlungskurve von 2 während der Zeitdauer von 20:00 Uhr abends bis 4:00 Uhr morgens und gemäß der den Wintertag wiedergebenden Einstrahlungskurve während der Zeitdauer von 16:00 Uhr nachmittags bis 8:00 Uhr morgens der Fall –, wird das die 30 Messwerte enthaltende Schieberegister 70 nach insgesamt 30 min gänzlich mit dem Wert Null überschrieben und somit gelöscht. Sobald morgens die solare Einstrahlung wieder einsetzt, also je nach Kurve um 4:00 Uhr oder um 8:00 Uhr morgens, wird das Schieberegister 70 mit einem ersten Messwert überschrieben, d. h. der erste Messwert wird 30 mal gespeichert. Anschließend werden nach und nach, und zwar minütlich oder alle zwei Minuten neue Messwerte der solaren Leistung erfasst und anstelle der vorherigen gespeichert.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So kann die thermische Solaranlage SA auch mehrere Solarkollektoren SK aufweisen. Sofern es sich bei der Solaranlage SA um eine so genannte Schwerkraftanlage handelt, entfällt der Einsatz einer Pumpe P zur Umwälzung der Solarflüssigkeit in dem Solarkreislauf. Handelt es sich bei der Solaranlage hingegen um ein so genanntes High-Flow-System oder Low-Flow-System, so bedarf es mindestens einer Pumpe P zur Umwälzung der Solarflüssigkeit in dem Solarkreislauf. Die Bezeichnungen High-Flow-System und Low-Flow-System beziehen sich dabei auf die Durchlaufmenge des Solarkollektors im Verhältnis zu der Kollektorfläche und einer Zeiteinheit. Bei einem High-Flow-System werden etwa 30 bis 50 Liter Solarflüssigkeit pro Stunde und Quadratmeter Kollektorfläche umgesetzt, während bei einem Low-Flow-System etwa 10 bis 20 Liter Solarflüssigkeit pro Stunde und Quadratmeter Kollektorfläche umgesetzt werden.
Man erkennt, dass die erfindungsgemäße Aufladesteuerung 10 und das dieser zugrunde liegende Verfahren darauf ausgerichtet ist, die solare Leistung und damit den solaren Ertrag einer Solaranlage SA optimal auszunutzen und auf den Einsatz einer Zusatzwärmequelle ZH weitestgehend zu verzichten. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, die Aufladesteuerung 10 sowohl an die Leistungsfähigkeit der Anlage als auch an die persönlichen Bedürfnisse des Anwenders bzw. Nutzers individuell anzupassen. Die Funktionsweise der Anlage stellt sich dabei wie folgt dar:
Auf der Grundlage einer Reihe von gespeicherten Istwerten der solaren Leistung bzw. des solaren Energiegewinns P_Ist bestimmt die Aufladesteuerung 10 in definierten zeitlichen Abständen, vorzugsweise minütlich, einen Erwartungswert P_Erw des solaren Energiegewinns bezogen auf den Ablauf einer definierten Zeitspanne. Die Zeitspanne kann dabei etwa eine bis drei Stunden, vorzugsweise zwei Stunden betragen.
Der Erwartungswert wird vorzugsweise derart bestimmt, dass über eine Reihe von beispielsweise 30 Istwerten in definierten zeitlich Abständen, vorzugsweise minütlich oder alle zwei Minuten, eine Mittelwertbildung durchgeführt und gespeichert wird. Die Differenz der beiden zuletzt gespeicherten Mittelwerte wird ins Verhältnis zu der zwischen den beiden Mittelwertbildungen liegenden Zeitspanne gesetzt. Der daraus resultierende Gradient ergibt durch Multiplikation mit einer definierten, in die Zukunft reichenden Zeitspanne von z. B. eine oder zwei Stunden, den Erwartungswert der solaren Leistung P_Erw.
Die Aufladesteuerung 10 umfasst ferner ein erstes Stellglied 20, mit dem eine Temperaturabweichung ΔT für eine Temperaturdifferenz einstellbar ist, um welche die Sollwert-Temperatur T_Soll im Wärmespeicher SP von der Istwert-Temperatur T_Ist des gespeicherten Wassers W unterschreitbar ist, ohne dass die Aufladesteuerung 10 eine Aufladung des Wärmespeichers SP durch die Zusatzwärmequelle ZH veranlasst. Die Zusatzwärmequelle ZH kann ein mit Öl befeuerter Heizkessel oder ein elektrischer Heizkörper sein.
Die einstellbare Temperaturabweichung ΔT ermöglicht eine individualisierte Beeinflussung der Aufladung durch die Zusatzwärmequelle ZH. Ein energiesparend eingestellter Verbraucher kann beispielsweise durch Einstellung einer großen Temperaturdifferenz eine weitgehende Unterdrückung der Aufladung durch die Zusatzwärmequelle ZH herbeiführen, so dass zunächst die Solaranlage bzw. deren solarer Energieertrag nahezu vollständig ausgenutzt wird, denn die Zusatzwärmequelle ZH wird erst dann zugeschaltet, wenn die Sollwert-Temperatur T_Soll im Wärmespeicher SP von der Istwert-Temperatur T_Ist um einen Wert größer als die einstellbare Temperaturabweichung ΔT unterschritten wird. Umgekehrt bewirkt eine relativ niedrig eingestellte Temperaturabweichung ΔT, dass die Zusatzheizung ZH frühzeitig zugeschaltet wird, sobald der solare Ertrag nicht ausreicht, um den Speicher SP zeitnah wieder aufzuladen.
Die Aufladesteuerung 10 ermöglicht auch die Berücksichtigung etwaiger saisonaler Vorlieben. Danach könnte beispielsweise ein Verbraucher während der Sommerzeit eine große Temperaturdifferenz wünschen, während in der Winterzeit eine eher kleinere Temperaturdifferenz gewählt wird.
Erkennt die Aufladesteuerung 10 anhand der regelmäßig ermittelten Prognose, dass die erwartete solare Leistung PErw unter einer vorgebbaren Schwelle P_Ref liegt, dann wird die einstellbare Temperaturabweichung ΔT auf Null gesetzt, um sicher zu stellen, dass der Speicher SP in jedem Fall von der Zusatzwärmequelle ZH aufgeladen wird.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

SK: Solarkollektor
SA: Solaranlage
SP: Wärmespeicher
W: Wassers
ZH: Zusatzwärmequelle
T_Soll: Temperatur-Sollwert
T_Ist: tatsächlicher Temperaturwert
P_Ist: tatsächliche solare Leistung
P_Erw: Erwartungswert der solaren Leistung
P_Ref: Referenzwert
T_Ind: angepasster Temperaturwert
ΔT: einstellbare Temperaturabweichung
10: Aufladesteuerung
20: erstes Stellglied
30: erstes Messglied
40: Recheneinheit
50: Steuereinheit
60: zweites Stellglied
70: Speichereinheit
80: zweites Messglied
82: weiteres Messglied
84: weiteres Messglied
90: drittes Stellglied

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2752315 A1 [0003]
- DE 4333506 C1 [0004]
- DE 19931787 A1 [0005]
- DE 19856344 C1 [0006]
- DE 10312520 B4 [0007]

Claims

Verfahren zum Regeln der Aufladung eines durch Solarkollektoren (SK) und durch eine Zusatzwärmequelle (ZH) aufladbaren Wärmespeichers (SP) einer thermischen Solaranlage (SA), wobei eine Aufladesteuerung (10) einen vorgebbaren Temperatur-Sollwert (T_Soll) für im Wärmespeicher gespeichertes Wasser (W) mit einem tatsächlichen Temperaturwert (T_Ist) des gespeicherten Wassers (W) vergleicht und bei Unterschreiten der tatsächlichen Temperatur (T_Ist) des Wassers (W) unter dessen Temperatur-Sollwert (T_Soll) die Zusatzwärmequelle (ZH) aktiviert, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Aufladesteuerung (10) in definierten zeitlichen Abständen die tatsächliche solare Leistung (P_Ist) der Solarkollektoren (SK) erfasst, b) dass die Aufladesteuerung (10) auf der Grundlage einer Reihe von gespeicherten Istwerten der solaren Leistung (P_Ist) in definierten zeitlichen Abständen einen Erwartungswert der solaren Leistung (P_Erw) bezogen auf den Ablauf einer definierten Zeitspanne bestimmt bzw. prognostiziert, c) dass die Aufladesteuerung (10) die prognostizierte solare Leistung (P_Erw) mit einem Referenzwert (P_Ref) vergleicht und, sofern die prognostizierte solare Leistung (P_Erw) oberhalb des Referenzwerts (P_Ref) liegt, den tatsächlichen Temperaturwert (T_Ist) des im Wärmespeicher (SP) gespeicherten Wassers (W) für den Vergleich mit dem vorgebbaren Temperatur-Sollwert (T_Soll) durch einen angepassten Temperaturwert (T_Ind) ersetzt, d) wobei der angepasste Temperaturwert (T_Ind) gebildet wird, indem die tatsächliche Temperatur (T_Ist) des gespeicherten Wassers mit einer einstellbaren Temperaturabweichung (ΔT) addiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche solare Leistung (P_Ist) von der Aufladesteuerung in definierten zeitlichen Abständen berechnet oder gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in definierten zeitlichen Abständen über eine Reihe von Werten der tatsächlichen solaren Leistung (P_Ist) jeweils ein Mittelwert gebildet wird, dass anhand von zwei dieser Mittelwerte und der zwischen diesen beiden Mittelwerten liegenden Zeitspanne ein Gradient ermittelt wird, und dass anhand dieses Gradienten für eine in die Zukunft reichende Zeitspanne der Erwartungswert der solaren Leistung (P_Erw) bestimmt bzw. prognostiziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwartungswert der solaren Leistung (P_Erw) in die zeitliche Mitte der Reihe von Werten des tatsächlichen solaren Ertrags (P_Ist) gelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (P_Ref) der solaren Leistung einstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (P_Ref) der solaren Leistung in vorgegebenen Stufen eingestellt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Temperaturabweichung (ΔT) in vorgegebenen Stufen eingestellt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladesteuerung (10) nach dem Aktivieren der Zusatzwärmequelle (ZH) den vorgebbaren Temperatur-Sollwert (T_Soll) für das im Wärmespeicher (SP) gespeicherte Wasser (W) mit dem tatsächlichen Temperaturwert (T_Ist) des gespeicherten Wassers (W) vergleicht und bei Überschreiten der tatsächlichen Temperatur (T_Ist) über den Temperatur-Sollwert (T_Soll) die Zusatzwärmequelle (ZH) deaktiviert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladesteuerung (10) die vorgebbare Temperaturabweichung (ΔT) auf Null setzt, sobald die prognostizierte solare Leistung (P_Erw) unterhalb des Referenzwerts (P_Ref) liegt.
Aufladesteuerung (10) für einen durch Solarkollektoren (SK) und durch eine Zusatzwärmequelle (ZH) aufladbaren Wärmespeicher (SP) einer thermischen Solaranlage (SA), • mit einem ersten Stellglied (20) zur Vorgabe eines Temperatur-Sollwerts (T_Soll) für das im Wärmespeicher (SP) gespeicherte Wasser (W), • mit einem ersten Messglied (30) zur Erfassung der tatsächlichen Temperatur (T_Ist) des gespeicherten Wassers, • mit einer Recheneinheit (40), welche den Temperatur-Sollwert (T_Soll) für das im Wärmespeicher gespeicherte Wasser mit der tatsächlichen Temperatur (T_Ist) des gespeicherten Wassers vergleicht, und • mit einer Steuereinheit (50), welche bei Unterschreiten der tatsächlichen Temperatur des Wassers (T_Ist) unter den Temperatur-Sollwert (T_Soll) die Zusatzwärmequelle (ZH) aktiviert, dadurch gekennzeichnet, a) dass ein zweites Stellglied (60) vorgesehen ist, mit dem eine Temperaturabweichung (ΔT) für das im Wärmespeicher (SP) gespeicherte Wasser (W) einstellbar ist, und b) dass die Recheneinheit (40) derart ausgebildet ist, dass in definierten zeitlichen Abständen die tatsächliche solare Leistung (P_Ist) der Solarkollektoren erfasst wird, c) wobei die Recheneinheit (40) auf der Grundlage einer Reihe der in dem Speicher (70) abgelegten Istwerten der solaren Leistung (P_Ist) in definierten zeitlichen Abständen einen Erwartungswert der solaren Leistung (P_Erw) bezogen auf den Ablauf einer definierten Zeitspanne bestimmt bzw. prognostiziert, d) wobei die Recheneinheit (40) die prognostizierte solare Leistung (P_Erw) mit einem Referenzwert (P_Ref) vergleicht und, sofern die prognostizierte solare Leistung (P_Erw) oberhalb des Referenzwerts (P_Ref) liegt, den tatsächlichen Temperaturwert (T_Ist) des im Wärmespeicher gespeicherten Wassers für den Vergleich mit dem eingestellten Temperatur-Sollwert (T_Soll) durch einen angepassten Temperaturwert (T_Ind) ersetzt, und e) wobei der angepasste Temperaturwert (T_Ind) gebildet wird, indem die tatsächliche Temperatur (T_Ist) des gespeicherten Wassers mit der über das zweite Stellglied (60) eingestellten Temperaturabweichung (ΔT) addiert wird.
Aufladesteuerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Messglied (80) zur Erfassung der tatsächlichen solaren Leistung (P_Ist) der Solarkollektoren (SK) vorgesehen ist.
Aufladesteuerung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Messglieder (82, 84) zur Erfassung der Vorlauf-Temperatur (T_Vor) und der Rücklauf-Temperatur (T_Rück) des Solarkollektors (SK) aufweist.
Aufladesteuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinheit (70) vorgesehen ist, in der die von der Recheneinheit (40) gemessenen, ermittelten oder berechneten Werte speicherbar sind.
Aufladesteuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihe der in dem Speicher (70) abgelegten Istwerte der solaren Leistung (P_Ist) 20 bis 60, vorzugsweise 30 Messwerte umfasst.
Aufladesteuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem zweiten Stellglied (60) einstellbare Temperaturabweichung (ΔT) bezogen auf in dem Wärmespeicher (SP) gespeichertes Warm- bzw. Brauchwasser zwischen 0 und 20°K beträgt.
Aufladesteuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem zweiten Stellglied (60) einstellbare Temperaturabweichung (ΔT) bezogen auf in dem Wärmespeicher (SP) gespeichertes Heizwasser zwischen 0 und 40% einer vorgegebenen Vorlauftemperatur beträgt.
Aufladesteuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturabweichung (ΔT) stufenlos oder in vorgegebenen Intervallen einstellbar ist.
Aufladesteuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Stellglied (90) vorgesehen ist, mit dem der Referenzwert (P_Ref) der solaren Leistung einstellbar ist.
Aufladesteuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (P_Ref) der solaren Leistung zwischen 100 und 800 W/m² einstellbar ist.
Thermische Solaranlage (SA) mit wenigstens einem Solarkollektor (SK), wenigstens einem Wärmespeicher (SP), wenigstens einer Zusatzwärmequelle (ZH) und mit einer Aufladesteuerung (10) für den Wärmespeicher (SP) nach einem der Ansprüche 10 bis 19.