DE102014224767A1 - Verfahren zum Entleeren und erneuten Anfahren einer Kollektoranlage sowie Hydraulikkreis einer Kollektoranlage - Google Patents

Verfahren zum Entleeren und erneuten Anfahren einer Kollektoranlage sowie Hydraulikkreis einer Kollektoranlage Download PDF

Info

Publication number
DE102014224767A1
DE102014224767A1 DE102014224767.5A DE102014224767A DE102014224767A1 DE 102014224767 A1 DE102014224767 A1 DE 102014224767A1 DE 102014224767 A DE102014224767 A DE 102014224767A DE 102014224767 A1 DE102014224767 A1 DE 102014224767A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
collector
pump
fluid
solar
collector system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014224767.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Christoph Bergstermann
Alexander Neupert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102014224767.5A priority Critical patent/DE102014224767A1/de
Publication of DE102014224767A1 publication Critical patent/DE102014224767A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/005Hot-water central heating systems combined with solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/60Arrangements for draining the working fluid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entleeren einer Kollektoranlage (1), insbesondere einer Solarkollektoranlage (1), für ein Thermosystem (0), insbesondere ein Solarthermiesystem (0), wobei zeitlich vor einem Stillstand der Kollektoranlage (1), ein in Hydraulikleitungen (100, 110, 200) der Kollektoranlage (1) befindliches Fluid (45) zur Speicherung in einen Speicherbehälter (40) zurückfließt, und das Zurückfließen des Fluids (45) in den Speicherbehälter (40) im Wesentlichen als ein Zurückfördern mittels einer Pumpe (30) durchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner einen Hydraulikkreis (5) einer Kollektoranlage (1), insbesondere einer Solarkollektoranlage (1), für ein Thermosystem (0), insbesondere ein Solarthermiesystem (0), mit einem Speicherbehälter (40) für ein Fluid (45), einer Pumpe (30) und einer Mehrzahl von Hydraulikleitungen (100, 110, 200, 300), wobei mittels der Pumpe (30) das Fluid (45) durch die Hydraulikleitungen (100, 110, 200, 300) förderbar ist, wobei mittels der Pumpe (30) oder einer zweiten Pumpe das Fluid (45) durch die Hydraulikleitungen (100, 110, 200, 300) in den Speicherbehälter (40) zurückförderbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entleeren und einem ggf. erneuten Anfahren einer Kollektoranlage, insbesondere einer Solarkollektoranlage, für ein Thermosystem, insbesondere ein Solarthermiesystem. Ferner betrifft die Erfindung einen Hydraulikkreis einer Kollektoranlage, insbesondere einer Solarkollektoranlage, für ein Thermosystem, insbesondere ein Solarthermiesystem. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kollektoranlage, insbesondere eine Solarkollektoranlage, oder ein Thermosystem, insbesondere ein Solarthermiesystem, zur Wärmeerzeugung, z. B. für eine Warmwasserbereitung und/oder eine Heizungsunterstützung.
  • Stand der Technik
  • Angesichts steigender Preise für fossile Energieträger und einer schwindenden Akzeptanz der Atomenergie kommt einer Nutzung regenerativer Energien in der Zukunft eine wachsende Bedeutung zu. So nutzt eine thermische Solarkollektoranlage die Sonnenenergie zur Wärmeerzeugung z. B. für eine Warmwasserbereitung und wahlweise auch zur Heizungsunterstützung, wobei solche Solarkollektoranlagen energiesparend und umweltschonend sind. Dies spart wertvolle Brennstoffe ein und schont die Umwelt durch weniger Schadstoffemissionen. In einer Solarkollektoranlage wird nicht nur die direkte Sonnenstrahlung in Wärme umgesetzt, sondern auch die diffuse Sonnenstrahlung kann durch die Solarkollektoranlage genutzt werden. So wirken an trüben Tagen mit einem hohen Anteil an diffusem Licht noch bis zu 300 W/m2 auf einen Kollektor der Solarkollektoranlage.
  • Eine Warmwasserbereitung ist eine naheliegende Anwendung für Solarkollektoranlagen. Ein über das gesamte Jahr hinweg im Wesentlichen konstanter Warmwasserbedarf ist gut mit dem solaren Energieangebot kombinierbar. Im Sommer lässt sich der Energiebedarf für die Warmwasserbereitung nahezu vollständig von der Solarkollektoranlage abdecken. Ferner können Solarkollektoranlagen auch für die Heizungsunterstützung angewendet werden. Allerdings kann die Solarkollektoranlage hierfür nur dann Wärme abgeben, wenn eine Rücklauftemperatur einer Heizung niedriger ist als die Temperatur des oder der Solarkollektoren. Ideal hierfür sind deshalb großflächige Heizkörper mit niedrigen Systemtemperaturen oder Fußbodenheizungen. Bei entsprechender Auslegung deckt die Solarkollektoranlage einen nicht geringen Anteil der benötigten Gesamt-Jahreswärmeenergie für eine Warmwasserbereitung und eine Heizung ab.
  • Im Mittelpunkt einer jeden thermischen Solarkollektoranlage 1 eines Solarthermiesystems 0 (vgl. den Stand der Technik in der 1) steht neben einem Speicher- oder Puffersystem ein Kollektorfeld 10 bzw. Solarkollektorfeld 10. Dieses nimmt die einfallende Sonnenergie durch einen Absorber auf und wandelt diese in Wärme um. Ein durch die Rohre 110 im Absorber gefördertes Fluid 45, meist ein Gemisch aus Wasser und einem Frostschutzmittel, durchströmt den Absorber, erhitzt sich dabei und transportiert die Wärme z. B. zu einem Pufferspeicher 50, einem Wärmetauscher (60, vgl. 2) oder einem Verbraucher (nicht dargestellt). Anders als bei einem Solarthermiesystem ohne ein „Drain-Back-System“ 0 wird bei einem herkömmlichen Drain-Back-System 0, also einem selbst zurückströmenden System 0, das Kollektorfeld 10 des Solarthermiesystems 0 nur bei vorhandener Sonneneinstrahlung und ausreichender Temperatur über eine Solarpumpe 30 betrieben.
  • Bei zu geringer Sonneneinstrahlung, einer Gefahr von Stagnation (Dampfbildung im Kollektorfeld 10) oder Frost schaltet die Solarpumpe 30 ab und das Kollektorfeld 10 entleert sich mit Hilfe der Schwerkraft in einen Speicherbehälter 40. Um dabei eine korrekte Entleerung zu gewährleisten, muss ein Installateur beim herkömmlichen Drain-Back-System darauf achten, dass der Speicherbehälter 40 vollständig unterhalb des Kollektorfelds 10 montiert wird. Außerdem müssen sämtliche Hydraulikleitungen mit einem entsprechendem Gefälle verlegt werden und die Kollektoren, sowie z. B. eine Wendel im Pufferspeicher 50 gute Entleereigenschaften aufweisen, damit bei einem Stillstand der Solarpumpe 30 kein Fluid 45 in einer kritischen Position zurückbleibt. Die Installation erfordert viel Erfahrung und ein genaues Positionieren der einzelnen Komponenten. Insbesondere bei einer Dachdurchführung der Hydraulikleitungen kommt es vor, dass die Hydraulikleitungen nicht bestimmungsgemäß verlegt werden. Ferner sind durch eine Abhängigkeit der Hydraulik von der Schwerkraft die Montagemöglichkeiten vergleichsweise stark eingeschränkt.
  • Aufgabenstellung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Entleeren einer Kollektoranlage, insbesondere einer Solarkollektoranlage, für ein Thermosystem, insbesondere ein Solarthermiesystem, sowie einen entsprechenden Hydraulikkreis und eine entsprechende Kollektoranlage bzw. ein entsprechendes Thermosystem anzugeben. Gemäß der Erfindung soll ein korrektes Entleeren einer Kollektoranlage gewährleistet sein, auch wenn diese für eine entsprechende Gegebenheit nicht als eine herkömmliche Drain-Back-Anlage konzipiert werden kann. Ferner soll durch die Erfindung eine einfachere Montage der Kollektoranlage gewährleistet sein und ggf. Fehler bei einer Installation einer herkömmlichen Drain-Back-Anlage behoben werden können (Nachrüstung).
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist durch ein Verfahren zum Entleeren einer Kollektoranlage, insbesondere einer Solarkollektoranlage, für ein Thermosystem, insbesondere ein Solarthermiesystem, gemäß Anspruch 1; mittels eines Hydraulikkreises für eine Kollektoranlage gemäß Anspruch 2, sowie mittels einer Kollektoranlage, insbesondere einer Solarkollektoranlage, oder einem Thermosystem, insbesondere einem Solarthermiesystem, zur Wärmeerzeugung, z. B. für eine Warmwasserbereitung und/oder eine Heizungsunterstützung, gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren fließt zeitlich vor einem Stillstand der Kollektoranlage ein in Hydraulikleitungen der Kollektoranlage befindliches Fluid zur Speicherung in einen Speicherbehälter zurück, wobei das Zurückfließen des Fluids in den Speicherbehälter im Wesentlichen als ein Zurückfördern mittels einer ggf. zweiten Pumpe durchgeführt wird. – Der erfindungsgemäße Hydraulikkreis weist einen Speicherbehälter für ein Fluid, eine Pumpe und eine Mehrzahl von Hydraulikleitungen auf, wobei mittels der Pumpe das Fluid durch die Hydraulikleitungen förderbar ist. Hierbei ist mittels der Pumpe oder einer zweiten Pumpe das Fluid durch die Hydraulikleitungen in den Speicherbehälter zurückförderbar. – Gemäß der Erfindung erfolgt das Zurückfördern des Fluids ursächlich mittels der Pumpe oder der zweiten Pumpe. Unter einer Hydraulikleitung ist z. B. eine Verbindungsleitung, eine Leitung im Kollektor, eine Leitung am/im Absorber des Kollektors etc. zu verstehen.
  • Beim Zurückfördern des Fluids mittels der Pumpe oder der zweiten Pumpe wird ein Zurückströmen des Fluids durch die Schwerkraft nicht berücksichtigt, d. h. vernachlässigt, bzw. ist nicht berücksichtigbar, d. h. ist vernachlässigbar. D. h. gemäß der Erfindung spielt die Schwerkraft für eine Zurückströmbarkeit bzw. ein Zurückströmen des Fluids in den Speicherbehälter im Wesentlichen keine Rolle, da das Fluid mittels der Pumpe oder der zweiten Pumpe zurückförderbar ist bzw. zurückgefördert wird. Die Schwerkraft kann hierbei eine Rolle spielen, was aber auf eine Funktionalität der Erfindung keinen bzw. keinen Wesentlichen Einfluss hat. Dies zeigt sich z. B. daran, dass die Erfindung auch bei einer Kollektoranlage anwendbar ist, welche nicht ausschließlich aufgrund der Schwerkraft entleerbar ist.
  • Gemäß der Erfindung kann das Fluid mittels der Pumpe in beide Richtungen förderbar sein, oder das Fluid kann mittels der Pumpe in die eine Richtung förderbar und mittels der zweiten Pumpe kann das Fluid zurückförderbar sein. In einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Speicherbehälter, insbesondere der Pumpe oder der zweiten Pumpe, und einem Kollektorfeld der Kollektoranlage wenigstens ein Rückflussverhinderer vorgesehen. Ein Rückflussverhinderer kann z. B. als eine Absperreinrichtung, ein Magnetventil, eine Schwerkraftbremse, ein in die Pumpe integriertes Absperrorgan etc. ausgebildet sein. Der Rückflussverhinderer ist bevorzugt als ein Zweiwege-Rückflussverhinderer ausgebildet oder es sind bevorzugt zwei Rückflussverhinderer vorgesehen, wobei das Fluid mittels des Zweiwege-Rückflussverhinderers oder der Rückflussverhinderer an einem Zurückströmen in beide Richtungen des Hydraulikkreises gehindert wird bzw. ist.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Hydraulikkreis der Kollektoranlage bzw. der Hydraulikkreis einen in den Speicherbehälter mündenden Vorlauf auf, wobei der Hydraulikkreis und/oder der Speicherbehälter derart dimensioniert sind, dass bei einem bestimmungsgemäß maximal gefüllten Speicherbehälter der Vorlauf einen freien Fluidauslauf in den Speicherbehälter besitzt. D. h. bei bestimmungsgemäß maximal gefüllten Speicherbehälter mündet der Vorlauf nicht im im Speicherbehälter befindlichen Fluid, sondern darüber; es befindet sich also ein Luftpolster zwischen dem im Speicherbehälter befindlichen Fluid mit bestimmungsgemäß maximalen Fluidstand und einer Mündung des Vorlaufs im Speicherbehälter.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung kann in einem herkömmlichen Betrieb bzw. in einem Normalbetrieb der Kollektoranlage mittels einer oder der Pumpe das Fluid aus dem Speicherbehälter über einen am/im Kollektorfeld mündenden Rücklauf in das Kollektorfeld förderbar bzw. vorwärtsförderbar sein. Ferner kann zeitlich vor dem Stillstand der Kollektoranlage das Fluid mittels der Pumpe oder zweiten Pumpe im Wesentlichen aus dem Vorlauf, im Wesentlichen aus dem Kollektorfeld und wenigstens teilweise aus dem Rücklauf in den Speicherbehälter zurückförderbar. Ferner kann die Pumpe oder die zweite Pumpe durch eine Versorgungsleitung hindurch mit dem Speicherbehälter in einer Fluidkommunikation stehen. Des Weiteren kann der/ein Rückflussverhinderer zwischen der Pumpe oder der zweiten Pumpe und dem Kollektorfeld am/im Rücklauf, und/oder ein/der Rückflussverhinderer zwischen der Pumpe oder der zweiten Pumpe und dem Speicherbehälter an/in der Versorgungsleitung fluidmechanisch wirksam vorgesehen sein.
  • Durch die erfindungsgemäße Kollektoranlage, insbesondere die erfindungsgemäße Solarkollektoranlage, oder das erfindungsgemäße Thermosystem, insbesondere das erfindungsgemäße Solarthermiesystem, ist ein erfindungsgemäßes Entleerverfahren durchführbar. Ferner kann die erfindungsgemäße Kollektoranlage, insbesondere die erfindungsgemäße Solarkollektoranlage, oder das erfindungsgemäße Thermosystem, insbesondere das erfindungsgemäße Solarthermiesystem, einen erfindungsgemäßen Hydraulikkreis aufweisen. – Ein Kollektorfeld der Kollektoranlage oder des Thermosystems kann dabei wenigstens einen thermischen Kollektor, wenigstens ein Kollektormodul, wenigstens einen Flachkollektor, wenigstens einen Solarkollektor oder wenigstens ein Solarmodul aufweisen.
  • Hierbei kann das Kollektorfeld oder der Kollektor (falls das Kollektorfeld lediglich einen einzigen Kollektor aufweist) als ein Aufdach-, ein Indach-, ein Flachdach-, ein Ständer-, ein Aufständer- oder ein Fassaden-Kollektorfeld bzw. -Kollektor ausgebildet sein. Gemäß der Erfindung ist das Kollektorfeld oder der Kollektor bevorzugt als ein Flachkollektorfeld oder ein Flachkollektor ausgebildet. Das Kollektorfeld oder der Kollektor kann als ein Mäander-Kollektorfeld bzw. -Kollektor und/oder als ein Harfen-Kollektorfeld bzw. -Kollektor ausgebildet sein.
  • Gemäß der Erfindung kann eine Pumpe und/oder eine zweite Pumpe, ein (Zweiwege-)Rückflussverhinderer und/oder ein Speicherbehälter der Kollektoranlage oder des Thermosystems außerhalb eines frostgefährdeten Bereichs installiert sein. Ferner kann wenigstens ein hydraulisches Bauteil, z. B. der (Zweiwege-)Rückflussverhinderer, die Pumpe und/oder die zweite Pumpe, der Speicherbehälter, ein Pufferspeicher, ein Wärmetauscher, eine weitere Pumpe, eine Hydraulik- bzw. Solarleitung, wie ein Vorlauf, ein Rücklauf und/oder eine Versorgungsleitung, der Kollektoranlage oder des Thermosystems abgesehen vom Kollektorfeld selbst bzw. wie das Kollektorfeld, auf einer Höhe des Kollektorfelds montiert sein. Gemäß der Erfindung kann die Kollektoranlage oder das Thermosystem eine nachgerüstete Kollektoranlage oder ein nachgerüstetes Thermosystem sein.
  • Die Erfindung beschreibt ein Drain-Back-System, welches entleerbar und befüllbar ist, auch wenn kein Höhenunterschied zwischen dem Kollektorfeld und dem Speicherbehälter vorliegt. Es handelt sich gemäß der Erfindung um ein erzwungenes Drain-Back-System, also ein „Forced-Drain-Back-System“ (erzwungen zurückfließendes, d. h. zurückförderndes, System), mit welchem eine schwerkraftunabhängige Entleerung des Hydraulikkreises möglich ist. Hierdurch kann ein schwerkraftunabhängiges Positionieren der Hydraulikkomponenten im Solarkreis erfolgen. Ferner ergibt sich gemäß der Erfindung ein automatisches Befüllen bei einer Wiederinbetriebnahme der Kollektoranlage sowie eine reduzierte Fehleranfälligkeit bei einer Verlegung der Hydraulikleitungen. Des Weiteren ist eine wesentlich kompaktere und platzsparende Bauweise einer Kollektoranlage möglich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen zweier dargestellter Ausführungsformen einer Variante unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische und nicht maßstabsgetreue Zeichnung näher erläutert. Elemente, Bauteile oder Komponenten, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/oder Funktion besitzen, sind in der Figurenbeschreibung und den Patentansprüchen mit denselben Bezugszeichen versehen und in den Figuren der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Sämtliche erläuterten Merkmale sind nicht nur in der angegebenen Kombination bzw. den angegebenen Kombinationen, sondern auch in einer anderen Kombination bzw. anderen Kombinationen oder in Alleinstellung anwendbar. Insbesondere ist es möglich, anhand der Bezugszeichen und den diesen zugeordneten Merkmalen in der Beschreibung der Erfindung und/oder der Figurenbeschreibung ein Merkmal oder eine Mehrzahl von Merkmalen in der Beschreibung der Erfindung und/oder der Figurenbeschreibung zu ersetzen. Ferner kann dadurch ein Merkmal oder können eine Mehrzahl von Merkmalen in den Patentansprüchen ausgelegt, näher spezifiziert und/oder substituiert werden. – In den Figuren (Fig.) der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines als Drain-Back-System konzipierten Solarthermiesystems gemäß dem Stand der Technik, wobei eine Kollektoranlage des Solarthermiesystems mit Hilfe der Schwerkraft entleert werden kann;
  • 2 eine Schemadarstellung einer zweiten Ausführungsform eines als Forced-Drain-Back-System konzipierten Solarthermiesystems gemäß der Erfindung, wobei eine Kollektoranlage des Solarthermiesystems mit Hilfe einer Pumpe entleert werden kann;
  • 3 eine Prinzipdarstellung der Kollektoranlage des Solarthermiesystems aus der 2, wobei die Kollektoranlage in einem herkömmlichen Betrieb arbeitet und ein Fluid mittels einer Pumpe durch die Kollektoranlage in einem Kreis umgepumpt wird;
  • 4 ebenfalls eine Prinzipdarstellung der Kollektoranlage aus der 2, wobei zeitlich vor einem Stillstand der Kollektoranlage das Fluid aus einem Kollektorfeld und daran angeschlossener Hydraulikleitungen mittels der Pumpe abgepumpt wird; und
  • 5 wiederum eine Prinzipdarstellung der Kollektoranlage aus der 2, wobei der Stillstand der Kollektoranlage dargestellt ist und das Fluid im Kollektorfeld und der daran angeschlossenen Hydraulikleitungen im Wesentlichen vollständig abgesaugt ist.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsformen einer Variante eines als Solarthermiesystems 0 konzipierten Thermosystems 0 mit einer als Solarkollektoranlage 1 konzipierten Kollektoranlage 1 (vgl. die 2 bis 5) näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Variante und/oder die nachfolgend erläuterten Ausführungsformen beschränkt, sondern ist von grundlegenderer Natur, sodass sie auf sämtliche Thermosysteme 0 bzw. Kollektoranlagen 1 im Sinne der Erfindung angewendet werden kann, wobei das Thermosystem 0 bzw. die Kollektoranlage 1 ein Kollektorfeld 10 mit wenigstens einen Kollektor aufweist. – Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsformen näher beschrieben und illustriert ist, so ist die Erfindung nicht durch diese offenbarten Beispiele eingeschränkt. Andere Variationen können hieraus abgeleitet werden ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • Statt einem aus dem Stand der Technik bekannten, lediglich Schwerkraft betriebenen „Drain-Back-System“ einer Solarkollektoranlage 1 bzw. eines Solarthermiesystems 0 (vgl. den Stand der Technik oben und 1), lehrt die Erfindung ein „Forced-Drain-Back-System“ der Solarkollektoranlage 1 bzw. des Solarthermiesystems 0. Hierbei kann ein Fluid 45 in einem Hydraulikkreis 5 bzw. Solarkreis 5 der Solarkollektoranlage 1 durch ein hydraulisches Bauteil 30, wie eine Pumpe 30 bzw. eine Solarpumpe 30, in zwei Richtungen, oder auch mittels zwei Pumpen (nicht dargestellt) ebenfalls in beide Richtungen gefördert werden. Ferner ist im Solarkreis 5 bevorzugt ein Zweiwege-Rückflussverhinderer 20 bzw. eine Schwerkraftbremse 20 für das Fluid 45 vorgesehen, welcher bzw. welche einen Rückfluss des Fluids 45 in beide Richtungen verhindert. Zwei Einwege-Rückflussverhinderer sind natürlich ebenfalls anwendbar.
  • Bevorzugt weist der Solarkreis 5 eine Vielzahl von Hydraulikleitungen 100, 110, 200, 300 oder Solarleitungen 100, 110, 200, 300 auf, die in einer Fluidkommunikation miteinander stehen. Hierbei ist mittels der Solarpumpe 30 das Fluid 45 durch die Solarleitungen 100, 110, 200, 300 in wenigstens eine Richtung förderbar. Für das erfindungsgemäße Zurückfördern des Fluids 45 kann die Solarpumpe 30 oder die zweite Pumpe eingesetzt sein. Hierbei sitzt die Solarpumpe 30 und/oder ggf. die zweite Pumpe bevorzugt zwischen dem Kollektorfeld 10 und einem Speicherbehälter 40, der als ein Auffangbehälter 40, ein Speicher 40 etc. konzipiert sein kann. Eine andere Position für die betreffende Pumpe ist natürlich möglich.
  • Hierbei ist die Solarpumpe 30 und ggf. die zweite Pumpe an eine in den Speicherbehälter 40 mündende Versorgungsleitung 300 fluidmechanisch angeschlossen. Abseits davon ist die Solarpumpe 30 und ggf. die zweite Pumpe an einen Rücklauf 200 fluidmechanisch angeschlossen, welcher am/im Kollektorfeld 10 bzw. an/in einem bzw. dem Kollektor mit einer Absorberleitung 120 in Fluidkommunikation steht. Bevorzugt sind eine Vielzahl von Absorberleitungen 120 vorgesehen. Im herkömmlichen Betrieb der Solarkollektoranlage 1 bzw. des Solarthermiesystems 0 fließt das Fluid 45 getrieben von der Solarpumpe 30 durch den Rücklauf 200 und die Absorberleitungen 120 zu einem damit in Fluidkommunikation stehendem Vorlauf 100, welcher am/im Kollektorfeld 10 bzw. an/in einem bzw. dem Kollektor vorgesehen ist. Der Vorlauf 100 mündet im Speicherbehälter 40.
  • Der Speicherbehälter 40 kann, wie in der 1 dargestellt, als ein Speicher 40 z. B. für eine Nachheizung 80 ausgebildet sein. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Vorlauf 100, z. B. mit einer Wendel durch einen Pufferspeicher 50 der Nachheizung 80 hindurchführt und das vergleichsweise warme Fluid 45 in der Wendel einen Teil seiner Wärme an das im Pufferspeicher 50 befindliche Fluid abgibt. Statt einer Wendel ist analog zu unten ein Wärmetauscher anwendbar. – Ferner kann, wie in der 2 dargestellt, der Speicherbehälter 40 als ein Auffangbehälter 40 konzipiert sein. Hierbei ist es bevorzugt, dass das im Auffangbehälter 40 landende, vergleichsweise warme Fluid 45 über eine weitere Pumpe 70 und weitere Hydraulikleitungen seine Wärme in einem Wärmetauscher 60 bzw. Wärmeübertrager 60 z. B. für die Nachheizung 80 abgeben kann.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Entleeren und ein Befüllen des Solarkreises 5 mit dem Fluid 45 unabhängig von einem Höhenunterschied bzw. der Schwerkraft möglich (vgl. 2). Hierbei kann die Solarkollektoranlage 1 bzw. das Solarthermiesystem 0 vergleichsweise platzsparend installiert werden, da hydraulische Bauteile 20, 30, 40, 60, 70, 100, 200, 300 der Solarkollektoranlage 1 auf einer gleichen Höhe wie das Kollektorfeld 10 bzw. der Kollektor montiert werden können. – Im Folgenden sind die drei möglichen Betriebszustände der Solarkollektoranlage 1 bzw. des Solarthermiesystems 0, nämlich Betrieb (3), Entleeren (4) und Stillstand (5), kurz erläutert.
  • Im Betrieb (3) arbeitet die Solarkollektoranlage 1 bzw. das Solarthermiesystem 0 wie eine herkömmliche Anlage bzw. ein herkömmliches System. Die Solarpumpe 30 fördert (Pfeile) das Fluid 45 über den Rücklauf 200 in das Kollektorfeld 10, wo es durch die Sonne erwärmt und dann über den Vorlauf 100 in den Speicherbehälter 40 gefördert wird. Ein Wärmetausch des Fluids 45 kann dabei wie oben (analog 1 oder 2) erläutert im Pufferspeicher 50 oder mittels des über die Pumpe 70 an den Speicherbehälter 40 angeschlossenen Wärmetauschers 60 z. B. für die Nachheizung 80 eingerichtet sein.
  • Während der Entleerung (4), z. B. für eine Stillstands- oder Wartungsphase der Solarkollektoranlage 1 bzw. des Solarthermiesystems 0 saugt (Pfeile) die Solarpumpe 30 oder die zweite Pumpe das Kollektorfeld 10 und die Solarleitungen 100, 110, 200 leer und drückt das Fluid 45 in den Speicherbehälter 40 zurück. Der Rückflussverhinderer 20 sorgt dafür, dass kein Fluid 45 in einen frostgefährdeten Bereich der Solarkollektoranlage 1 bzw. des Solarthermiesystems 0 zurückgefördert wird. Hierbei sollte die Vorlaufleitung 100 einen freien Fluidauslauf haben, damit kein Fluid 45 nachgesaugt werden kann.
  • Beim Stillstand (5) der Solarkollektoranlage 1 bzw. des Solarthermiesystems 0 wird durch den oder die Rückflussverhinderer 20 sichergestellt, dass kein Fluid 45 in den frostgefährdeten Bereich der Solarkollektoranlage 1 zurückströmen kann. – Unter einem herkömmlichen Strömen des Fluids 45 soll gemäß der Erfindung eine unter Schwerkraft selbständige Fließbewegung des Fluids 45 verstanden sein. Ferner soll unter einem Fördern des Fluids 45 immer eine durch das hydraulische Bauteil 30, insbesondere die Solarpumpe 30 oder die zweite Pumpe, erzwungene Fließbewegung des Fluids 45 verstanden sein.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Entleeren einer Kollektoranlage (1), insbesondere einer Solarkollektoranlage (1), für ein Thermosystem (0), insbesondere ein Solarthermiesystem (0), wobei zeitlich vor einem Stillstand der Kollektoranlage (1), ein in Hydraulikleitungen (100, 110, 200) der Kollektoranlage (1) befindliches Fluid (45) zur Speicherung in einen Speicherbehälter (40) zurückfließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zurückfließen des Fluids (45) in den Speicherbehälter (40) im Wesentlichen als ein Zurückfördern mittels einer Pumpe (30) durchgeführt wird.
  2. Hydraulikkreis einer Kollektoranlage (1), insbesondere einer Solarkollektoranlage (1), für ein Thermosystem (0), insbesondere ein Solarthermiesystem (0), mit einem Speicherbehälter (40) für ein Fluid (45), einer Pumpe (30) und einer Mehrzahl von Hydraulikleitungen (100, 110, 200, 300), wobei mittels der Pumpe (30) das Fluid (45) durch die Hydraulikleitungen (100, 110, 200, 300) förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Pumpe (30) oder einer zweiten Pumpe das Fluid (45) durch die Hydraulikleitungen (100, 110, 200, 300) in den Speicherbehälter (40) zurückförderbar ist.
  3. Entleerverfahren oder Hydraulikkreis gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zurückfördern des Fluids (45) mittels der Pumpe (30) oder der zweiten Pumpe ein Zurückströmen des Fluids (45) durch die Schwerkraft vernachlässigt wird bzw. vernachlässigbar ist.
  4. Entleerverfahren oder Hydraulikkreis gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Pumpe (30) das Fluid (45) in beide Richtungen förderbar ist, oder mittels der Pumpe (30) das Fluid (45) in die eine Richtung förderbar und mittels der zweiten Pumpe das Fluid (45) zurückförderbar ist.
  5. Entleerverfahren oder Hydraulikkreis gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Speicherbehälter (40), insbesondere der Pumpe (30) oder der zweiten Pumpe, und einem Kollektorfeld (10) der Kollektoranlage (1) wenigstens ein Rückflussverhinderer (20) vorgesehen ist, wobei der Rückflussverhinderer (20) bevorzugt als ein Zweiwege-Rückflussverhinderer (20) ausgebildet ist oder bevorzugt zwei Rückflussverhinderer (20) vorgesehen sind und das Fluid (45) mittels des Zweiwege-Rückflussverhinderers (20) oder der Rückflussverhinderer an einem Zurückströmen in beide Richtungen des Hydraulikkreises (5) gehindert wird bzw. ist.
  6. Entleerverfahren oder Hydraulikkreis gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydraulikkreis (5) der Kollektoranlage (1) bzw. der Hydraulikkreis (5) einen in den Speicherbehälter (40) mündenden Vorlauf (100) aufweist, wobei der Hydraulikkreis (5) und/oder der Speicherbehälter (40) derart dimensioniert sind, dass bei einem bestimmungsgemäß maximal gefüllten Speicherbehälter (40) der Vorlauf (100) einen freien Fluidauslauf in den Speicherbehälter (40) besitzt.
  7. Entleerverfahren oder Hydraulikkreis gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem herkömmlichen Betrieb der Kollektoranlage (1) mittels der Pumpe (30) das Fluid (45) aus dem Speicherbehälter (40) über einen am/im Kollektorfeld (10) mündenden Rücklauf (200) in das Kollektorfeld (10) förderbar ist, und zeitlich vor dem Stillstand der Kollektoranlage (1) das Fluid (45) mittels der Pumpe (30) oder zweiten Pumpe im Wesentlichen aus dem Vorlauf (100), im Wesentlichen aus dem Kollektorfeld (10) und wenigstens teilweise aus dem Rücklauf (200) in den Speicherbehälter (40) zurückförderbar ist.
  8. Entleerverfahren oder Hydraulikkreis gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • das Zurückfördern des Fluids (45) ursächlich mittels der Pumpe (30) oder der zweiten Pumpe erfolgt; • die Pumpe (30) oder die zweite Pumpe durch eine Versorgungsleitung (300) hindurch mit dem Speicherbehälter (40) in einer Fluidkommunikation steht; • der/ein Rückflussverhinderer (20) zwischen der Pumpe (30) oder der zweiten Pumpe und dem Kollektorfeld (10) am/im Rücklauf (200) fluidmechanisch wirksam vorgesehen ist; und/oder • ein/der Rückflussverhinderer (20) zwischen der Pumpe (30) oder der zweiten Pumpe und dem Speicherbehälter (40) an/in der Versorgungsleitung (300) fluidmechanisch wirksam vorgesehen ist.
  9. Verfahren zum Betreiben einer Kollektoranlage (1) oder Hydraulikkreis einer Kollektoranlage (1), insbesondere einer Solarkollektoranlage (1), für ein Thermosystem (0), insbesondere ein Solarthermiesystem (0), wobei in einem Normalbetrieb der Kollektoranlage (1) das Fluid (45) mittels einer Pumpe (30) durch die Hydraulikleitungen (100, 110, 200) der Kollektoranlage (1) vorwärtsgefördert wird bzw. vorwärtsförderbar ist, und zeitlich vor einem Stillstand der Kollektoranlage (1) ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wird bzw. durchführbar ist.
  10. Kollektoranlage, insbesondere Solarkollektoranlage (1), oder Thermosystem, insbesondere Solarthermiesystem (0), zur Wärmeerzeugung, z. B. für eine Warmwasserbereitung und/oder eine Heizungsunterstützung, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kollektoranlage (1), insbesondere der Solarkollektoranlage (1), oder dem Thermosystem (0), insbesondere dem Solarthermiesystem (0), ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchführbar ist, und/oder die Kollektoranlage (1), insbesondere die Solarkollektoranlage (1), oder das Thermosystem (0), insbesondere das Solarthermiesystem (0), einen Hydraulikkreis (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  11. Kollektoranlage oder Thermosystem gemäß vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass: • ein Kollektorfeld (10) der Kollektoranlage (1) oder des Thermosystems (0) wenigstens einen thermischen Kollektor, wenigstens ein Kollektormodul, wenigstens einen Flachkollektor, wenigstens einen Solarkollektor oder wenigstens ein Solarmodul aufweist; • das Kollektorfeld (10) oder der Kollektor als ein Aufdach-, ein Indach-, ein Flachdach-, ein Ständer-, ein Aufständer- oder ein Fassaden-Kollektorfeld bzw. -Kollektor ausgebildet ist; • das Kollektorfeld (10) oder der Kollektor als ein Mäander-Kollektorfeld (10) bzw. -Kollektor und/oder als ein Harfen-Kollektorfeld (10) bzw. -Kollektor ausgebildet ist; und/oder • das Kollektorfeld (10) oder der Kollektor als ein flächig durchströmbares oder flächig durchströmtes Kollektorfeld (10) bzw. ein flächig durchströmbarer oder flächig durchströmter Kollektor ausgebildet ist;.
  12. Kollektoranlage oder Thermosystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • eine Pumpe (30) und/oder eine zweite Pumpe, ein Rückflussverhinderer (20) und/oder ein Speicherbehälter (50) der Kollektoranlage (1) oder des Thermosystems (0) außerhalb eines frostgefährdeten Bereichs installiert sind; • wenigstens ein hydraulisches Bauteil (20, 30, 40, 50, 60, 70, 100, 200, 300) der Kollektoranlage (1) oder des Thermosystems (0) abgesehen vom Kollektorfeld (10) auf einer Höhe des Kollektorfelds (10) montiert ist; und/oder • die Kollektoranlage (1) oder das Thermosystem (0) als eine nachgerüstete Kollektoranlage (1) oder ein nachgerüstetes Thermosystem (0) ausgebildet ist.
DE102014224767.5A 2014-12-03 2014-12-03 Verfahren zum Entleeren und erneuten Anfahren einer Kollektoranlage sowie Hydraulikkreis einer Kollektoranlage Withdrawn DE102014224767A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014224767.5A DE102014224767A1 (de) 2014-12-03 2014-12-03 Verfahren zum Entleeren und erneuten Anfahren einer Kollektoranlage sowie Hydraulikkreis einer Kollektoranlage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014224767.5A DE102014224767A1 (de) 2014-12-03 2014-12-03 Verfahren zum Entleeren und erneuten Anfahren einer Kollektoranlage sowie Hydraulikkreis einer Kollektoranlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014224767A1 true DE102014224767A1 (de) 2016-06-09

Family

ID=55974632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014224767.5A Withdrawn DE102014224767A1 (de) 2014-12-03 2014-12-03 Verfahren zum Entleeren und erneuten Anfahren einer Kollektoranlage sowie Hydraulikkreis einer Kollektoranlage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014224767A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109990495A (zh) * 2018-01-03 2019-07-09 殷震雄 一种光伏太阳能热水系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4319109A1 (de) * 1993-06-04 1994-12-08 Ver Energiewerke Ag Verfahren und Anordnung zur Frostschutzsicherung von Solaranlagen
DE20216145U1 (de) * 2002-10-21 2003-02-27 CONSOLAR Energiespeicher- und Regelungssysteme GmbH, 60489 Frankfurt Leerlaufender Sonnenkollektor
DE102007048460A1 (de) * 2007-10-10 2009-04-16 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie
DE102014000672A1 (de) * 2013-01-29 2014-07-31 Ritter XL Solar GmbH Solaranlage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4319109A1 (de) * 1993-06-04 1994-12-08 Ver Energiewerke Ag Verfahren und Anordnung zur Frostschutzsicherung von Solaranlagen
DE20216145U1 (de) * 2002-10-21 2003-02-27 CONSOLAR Energiespeicher- und Regelungssysteme GmbH, 60489 Frankfurt Leerlaufender Sonnenkollektor
DE102007048460A1 (de) * 2007-10-10 2009-04-16 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie
DE102014000672A1 (de) * 2013-01-29 2014-07-31 Ritter XL Solar GmbH Solaranlage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109990495A (zh) * 2018-01-03 2019-07-09 殷震雄 一种光伏太阳能热水系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011052452A1 (de) Heißwasserspeicher
DE102009011715A1 (de) Hydraulische Weiche zum Anschluss von Wärmeerzeugern an eine Heizungsanlage, Heizungsanlage und Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage
DE102011014640B4 (de) Kühlungs-Vorrichtung für Photovoltaikelemente sowie Verfahren zum Einbinden dieser in ein Gebäude-Heizsystem
DE19654037C1 (de) Anlage zur Gewinnung von Wärme aus Solarenergie
DE202011110227U1 (de) Kombinierte Photovoltaik- und Solarthermieanlage
EP3447403A1 (de) Betriebsverfahren für wärmegewinnungsanlagen, luft/flüssigkeit-wärmetauschereinheit und wärmegewinnungsanlage
AT508480B1 (de) Verfahren zur bereitstellung von wärme
WO2011018220A2 (de) Solarenergieanlage zur installation an bzw. in gebäuden
DE102012102931A1 (de) Wassergeführtes Solarsystem
DE102014224767A1 (de) Verfahren zum Entleeren und erneuten Anfahren einer Kollektoranlage sowie Hydraulikkreis einer Kollektoranlage
DE2804748B1 (de) Waerme-isolierter Behaelter fuer warmes Wasser o.a. Fluessigkeiten
EP2942570B1 (de) Geothermieheizanlage
DE2850865A1 (de) Anordnung von waermetauschrohren fuer den primaerkreislauf einer waermepumpe
DE102006020535A1 (de) Vorrichtung zum Aufnehmen und Speichern von Sonnenenergie
DE20019028U1 (de) Zentralheizungssystem mit Wärmespeicherung
DE3314491A1 (de) Waermespeicher aus einem behaelter mit einer waermespeichernden fluessigkeit
DE202009003113U1 (de) Hydraulische Weiche zum Anschluss von Wärmeerzeugern an eine Heizungsanlage und Heizungsanlage mit einer hydraulischen Weiche
EP2405205B1 (de) Gasabscheider in einer Solaranlage zur Wärmegewinnung
DE102013112952A1 (de) System und Verfahren zur Erwärmung von Trink- und Heizwasser
AT409033B (de) Heizungssystem
DE2800512A1 (de) Jahresspeicherheizung
DE102015204136A1 (de) Systemkollektor einer Kollektoranlage, Kollektoranlagen-Liefereinheit sowie Kollektoranlage und Thermosystem
DE102006046149A1 (de) Bivalente Nutzung von Regenwassertanks als Wasserreservoir und Wärmequelle für Sole/Wasser-Wärmepumpen mit Tauschereinrichtung für den Energieeintrag in sowie Energienutzung aus dem Tank
DE19647608C1 (de) Warmwasserbereitungssystem zur Nachrüstung und Ergänzung vorhandener Warmwasserbereitungsanlagen
EP2868985B1 (de) Trinkwassererwärmungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Trinkwassererwärmungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F24J0002040000

Ipc: F24S0010000000

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination