DE102013001535A1

DE102013001535A1 - Netz-Kollektorfeld

Info

Publication number: DE102013001535A1
Application number: DE201310001535
Authority: DE
Inventors: Dr. Meißner Rolf
Original assignee: Ritter XL Solar GmbH
Current assignee: Ritter XL Solar GmbH
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-07-31

Abstract

Flüssigkeitsführende thermische Solaranlage, bei der die Solarvorlauf- (3a) und Solarrücklaufleitungen (3b) zu den Kollektoreinheiten (1), welche aus einzelnen Kollektoren bzw. aus mehreren miteinander verschalteter Kollektoren bestehen und eine gleiche oder ähnliche Kollektorfläche sowie den gleichen oder einen ähnlichen hydraulischen Widerstand aufweisen, außer an den rechten und linken Rändern (2) des Kollektorfeldes paarweise an zwei benachbarte Kollektoreinheiten angeschlossen sind, wobei die Wärmeträgerflüssigkeit von Kollektoreinheiten, die aus demselben Solarrücklaufrohr gespeist werden, in zwei verschiedenen Solarvorlaufrohren wieder gesammelt wird und die Wärmeträgerflüssigkeit von Kollektoreinheiten, die im selben Solarvorlaufrohr gesammelt wird, aus zwei verschiedenen Solarrücklaufrohren in die Kollektoreinheiten gespeist wird, so dass eine Netzstruktur entsteht. Die Solarvorlauf- (3a) und Solarrücklaufleitungen (3b) zu den Kollektoreinheiten (1) sind entweder asymmetrisch (4a) oder symmetrisch (4b), d. h. auf eine möglichst gleichförmige Durchströmung des Kollektorfeldes nach dem sog. Tichelmann-System, oder teils symmetrisch und teils asymmetrisch (4c, 4d) ausgelegt.

Description

Kollektorfelder von flüssigkeitsführenden thermischen Solaranlagen bestehen aus einzelnen Kollektoreinheiten, die ihrerseits aus in Reihe geschalteten Kollektoren bestehen. Jeder Kollektor und jede Kollektoreinheit hat einen Rohranschluss, durch welchen kältere Solarrücklaufflüssigkeit einströmt und einen zweiten Rohranschluss, aus dem heißere Solarvorlaufflüssigkeit ausströmt. Die Erwärmung findet in den Kollektoren statt. Diese Anschlussrohre können oben, unten, rechts, links, nebeneinander oder voneinander weit entfernt sein – sie bilden immer ein Paar. Die beiden Anschlussrohre der Kollektoreinheiten werden zu den Hauptverteilrohren oder zu Unterverteilern geführt. Dabei werden mehrere Kollektoreinheiten parallel zueinander geschaltet. Voraussetzung dafür ist eine gleiche oder ähnliche Kollektorfläche sowie ein gleicher oder ähnlicher hydraulischer Widerstand der Kollektoreinheiten. Nach üblicher Praxis werden Kollektoreinheiten, die aus demselben Solarrücklaufrohr gespeist werden, auch wieder in ein gemeinsames Solarvorlaufrohr zusammengeführt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung der Rohre zur Verteilung der Wärmeträgerflüssigkeit auf die Kollektoreinheiten und zu deren Sammlung nach dem Durchfließen der Kollektoreinheiten, bei der die Flüssigkeit von Kollektoreinheiten, die aus demselben Solarrücklaufrohr gespeist werden, in zwei verschiedenen Solarvorlaufrohren wieder gesammelt wird und bei der die Flüssigkeit aus Kollektoreinheiten, die im selben Solarvorlaufrohr gesammelt wird, aus zwei verschiedenen Solarrücklaufrohren zu diesen Kollektoreinheiten gelangt, so dass eine Netzstruktur entsteht. Vorteil dieser Anordnung ist ein minimaler Bedarf an Rohr. Ab zwei paralleler Kollektoreinheiten, die an dieselben Solarvor- oder -rücklaufrohren angeschlossen werden und 4 paralleler Kollektoreinheiten, die entweder alle nur einen gemeinsamen Solarrücklauf oder alle nur einen gemeinsamen Solarvorlauf besitzen, entsteht bereits eine Netzstruktur. Bei großen Kollektorfeldnetzen handelt es sich dabei i. d. R. um eine viel größere Anzahl paralleler Kollektoreinheiten. Die Anordnung der Solarvor- und -rückläufe kann bei Netzkollektorfeldern wie auch konventionell üblich, symmetrisch nach dem sog. Tichelmann-Prinzip erfolgen, damit in jeder Kollektoreinheit möglichst gleiche Strömungsverhältnisse herrschen. Sie kann aber ebenso asymmetrisch sein, so dass sich entlang der Solarvorlauf- und Rücklaufrohre in jeder Kollektoreinheit eine systematische Verringerung des Durchsatzes einstellt, je weiter diese hydraulisch von den Hauptrohren entfernt ist.
Die Abbildung zeigt beispielhaft ein Netz-Kollektorfeld mit 12 Kollektorfeldeinheiten (1) mit 4 verschiedenen Beispielen für die Anschlussrohre. Allen gemeinsam ist, dass die Wärmeträgerflüssigkeit von 3 parallelen Kollektoreinheiten (1), die aus einem und demselben Solarrücklaufrohr (3b) gespeist werden, in zwei verschiedenen Solarvorlaufrohren (3a) wieder gesammelt wird und bei der die Flüssigkeit aus Kollektoreinheiten, die in einem und demselben Solarvorlaufrohr (3a) gesammelt wird, aus zwei verschiedenen Solarrücklaufrohren (3b) zu diesen Kollektoreinheiten gelangt, so dass eine Netzstruktur entsteht. Am rechten und am linken Netzrand des Kollektorfeldes befindet sich bei diesem Beispiel jeweils ein Solarrücklaufrohr (2), das jeweils 3 parallele Kollektorfeldeinheiten speist, die alle im selben Solarvorlaufrohr 3a wieder gesammelt werden. Die Verrohrung mit den Solarvorlauf- und Solarrücklauf-Hauptrohren 4a ist völlig asymmetrisch angeordnet, so dass sich in jeder Kollektoreinheit mit zunehmender Entfernung von den Hauptrohren ein geringerer Volumenstrom einstellt. Die Verrohrung mit den Hauptrohren 4b ist weitgehend symmetrisch nach dem sog. „Tichelmann-System”, sowohl hinsichtlich der Hauptrohre als auch hinsichtlich der Solarrücklaufrohre (3b) zu und der Solarvorlaufrohre (3a) von den Kollektorfeldeinheiten (1). Die Verrohrung mit den Hauptrohren 4c ist symmetrisch nach dem sog. „Tichelmann-System” hinsichtlich der Hauptrohre und asymmetrisch hinsichtlich der Solarrücklaufrohre (3b) zu und der Solarvorlaufrohre (3a) von den Kollektorfeldeinheiten (1). Die Verrohrung mit den Hauptrohren 4d ist asymmetrisch hinsichtlich der Hauptrohre und symmetrisch nach dem sog. „Tichelmann-System” hinsichtlich der Solarrücklaufrohre (3b) zu und der Solarvorlaufrohre (3a) von den Kollektorfeldeinheiten (1).

Claims

Flüssigkeitsführende thermische Solaranlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarvorlaufleitungen (3a) von den Kollektoreinheiten (1) eines Kollektorfeldes und die Solarrücklaufleitungen (3b) zu den Kollektoreinheiten (1) eines Kollektorfeldes, welche aus einzelnen Kollektoren bzw. aus mehreren miteinander verschalteter Kollektoren bestehen und eine gleiche oder ähnliche Kollektorfläche sowie den gleichen oder einen ähnlichen hydraulischen Widerstand aufweisen, außer an den rechten und linken Rändern (2) des Kollektorfeldes paarweise an zwei benachbarte Kollektoreinheiten angeschlossen sind, wobei die Wärmeträgerflüssigkeit von Kollektoreinheiten, die aus demselben Solarrücklaufrohr gespeist werden, in zwei verschiedenen Solarvorlaufrohren wieder gesammelt wird und die Wärmeträgerflüssigkeit von Kollektoreinheiten, die im selben Solarvorlaufrohr gesammelt wird, aus zwei verschiedenen Solarrücklaufrohren in die Kollektoreinheiten gespeist wird, so dass eine Netzstruktur entsteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Wärmeträgerflüssigkeit in der Solaranlage um Wasser handelt.
Thermische Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Kollektoren (1) der Solaranlage um Vakuumkollektoren handelt.
Thermische Solaranlage nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Kollektoren (1) der Solaranlage um Dewar- oder Sydney-Vakuumröhrenkollektoren mit CPC-Spiegeln handelt.
Thermische Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei solarthermischen Großanlagen mit mindestens 100 m² Kollektor-Bruttofläche eingesetzt wird.
Solaranlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass immer mindestens drei parallele Kollektoreinheiten an dieselben Solarvor- (3a) und -rücklaufrohre (3b) angeschlossen werden.
Solaranlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarvorlauf- (3a) und Solarrücklaufleitungen (3b) zu den Kollektoreinheiten (1) entweder asymmetrisch (4a) oder symmetrisch (4b), d. h. auf eine möglichst gleichförmige Durchströmung des Kollektorfeldes nach dem sog. Tichelmann-System hin, oder teils symmetrisch und teils asymmetrisch (4c, 4d) ausgelegt sind.