DE10334436A1

DE10334436A1 - Solaranlage

Info

Publication number: DE10334436A1
Application number: DE10334436A
Authority: DE
Inventors: Stefan Abrecht
Original assignee: Ritter Energie und Umwelttechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Ritter Energie und Umwelttechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Eine Solaranlage mit wenigstens einem Kollektor 1, welcher mit einer Zuleitung 2 und einer Ableitung 3 verbunden ist, mittels welchen dem Kollektor 1 ein Wärmeträger zuführbar beziehungsweise entnehmbar ist, wobei in der Zuleitung 2 und/oder in der Ableitung 3 wenigstens eine Pumpe 4 angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Ableitung 3 ein erster Temperaturfühler 5 angeordnet ist und eine Steuerung 6 vorhanden ist, mittels welcher die Pumpe 4 in zeitlichen Abständen kurzzeitig betrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit wenigstens einem Kollektor, welcher mit einer Zuleitung und einer Ableitung verbunden ist, mittels welchen dem Kollektor ein Wärmeträger zuführbar beziehungsweise entnehmbar ist, wobei in der Zuleitung und/oder in der Ableitung wenigstens eine Pumpe angeordnet ist.

Eine derartige Solaranlage ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt und wird regelmäßig zum Erwärmen von Brauch- und Heizungswasser verwendet. Damit die Pumpe nicht ständig läuft beziehungsweise nur dann läuft, wenn die Temperatur des Wärmeträgers im Kollektor größer ist als die Temperatur beispielsweise von dem zu erwärmenden Brauch- beziehungsweise Heizungswasser, ist im Kollektor ein Temperaturfühler angeordnet. Des weiteren ist ein weiterer Temperaturfühler vorhanden, mit dem die Temperatur des Brauchwassers im unteren Bereich eines Brauchwasserspeichers gemessen wird. Überschreitet die Temperatur des Wärmeträgers im Kollektor die Temperatur des Brauchwassers um eine Einschalttemperaturdifterenz, so wird die Pumpe eingeschaltet. Sie bleibt solange in Betrieb, bis die Temperaturdifferenz zwischen Kollektorfühler und Speicherfühler eine Ausschalttemperaturdifferenz unterschreitet.

Die Anordnung eines Fühlers im Kollektor ist jedoch nachteilig. Denn ein Kollektorfühler ist teuer und bei einem Defekt nur schwer austauschbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Solaranlage derart auszubilden, daß der Fühler im Kollektor entfallen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist eine Solaranlage mit wenigstens einem Kollektor, welcher mit einer Zuleitung und einer Ableitung verbunden ist, mittels welchen dem Kollektor ein Wärmeträger zuführbar beziehungsweise entnehmbar ist, wobei in der Zuleitung und/oder in der Ableitung wenigstens eine Pumpe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ableitung ein erster Temperaturfühler angeordnet ist und eine Steuerung vorhanden ist, mittels welcher die Pumpe in zeitlichen Abständen kurzzeitig betrieben wird.

Dadurch, daß in der Ableitung ein erster Temperaturfühler angeordnet ist und eine Steuerung vorhanden ist, mittels welcher die Pumpe in zeitlichen Abständen kurzzeitig betrieben wird, kann auf den Fühler im Kollektor verzichtet werden. Denn durch den kurzzeitigen Betrieb der Pumpe fließt sich im Kollektor befindlicher Wärmeträger in die Ableitung. Somit läßt sich nach einem kurzzeitigen Betrieb der Pumpe die Temperatur des sich zuvor im Kollektor befindlichen Wärmeträgers in der Ableitung messen. Mittels dem in der Ableitung angeordneten ersten Temperaturfühler läßt sich somit nach einem kurzzeitigen Betrieb der Pumpe die Kollektortemperatur beziehungsweise die Temperatur des Wärmeträgers im Kollektor erfassen.

Dies ist sehr vorteilhaft, da Leitungsfühler wesentlich preiswerter sind als Kollektorfühler. Des weiteren läßt sich der Fühler in der Leitung erheblich leichter austauschen als der Fühler im Kollektor. Befindet sich der Leitungsfühler in der Nähe des Speichers, so hat sich die Fluidtemperatur bereits durch die Wärmeverluste der Rohrleitung zwischen Kollektor und Speicher reduziert. Mit der vom Leitungsfühler gemessenen Temperatur läßt sich genauer bestimmen, ob es sinnvoll ist, die Pumpe zu betreiben oder nicht, da Rohrleitungsverluste bereits berücksichtigt sind.

Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, die Pumpe beim kurzzeitigen Betrieb mit nahezu maximalem Volumenstrom zu betreiben. Hierdurch erreicht man, daß die in der Ableitung gemessene Temperatur ohne großen Zeitverzug die Änderung der Kollektortemperatur widerspiegelt. In Abhängigkeit von der Anordnung der Temperaturfühler ist jedoch die Dauer des kurzzeitigen Betriebs der Pumpe zu wählen.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Brauchwasser- beziehungsweise Heizungswasserspeicher vorgesehen, welcher mit dem Kollektor über die Zuleitung und die Ableitung verbunden ist, wobei in der Zuleitung ein zweiter Temperaturfühler angeordnet ist. Mittels des zweiten Temperaturfühlers läßt sich nach demselben Prinzip wie die Erfassung der Kollektortemperatur die Temperatur des Brauchwassers ermitteln. Es kann somit auf einen entsprechenden Fühler im Brauchwasserspeicher verzichtet werden. Dies ist ebenfalls sehr vorteilhaft, da kostenintensive Einbauten für Fühler im Speicher entfallen. Außerdem kann auch hier die Temperatur exakter gemessen werden und die Regelung genauer arbeiten, so daß Fehlfunktionen aufgrund ungenauer Temperaturbestimmungen ausgeschlossen sind. Da durch den kurzzeitigen Betrieb der Pumpe nicht nur Wärmeträger aus dem Kollektor in die Ableitung fließt sondern auch Wärmeträger aus dem Brauchwasserspeicher in die Zuleitung, kann auf eine separate Pumpe verzichtet werden.

Wenngleich es auch an das Belieben des Fachmanns gestellt werden kann, an welcher Stelle die Temperaturfühler in den Leitungen angeordnet sind, so hat es sich doch als sehr vorteilhaft herausgestellt, den zweiten Temperaturfühler in der Nähe der Pumpe anzuordnen. Hierdurch können der zweite Temperaturfühler und die Pumpe zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei den ersten Temperaturfühler ebenfalls in der Nähe der Pumpe anzuordnen, so daß er mit der Pumpe und dem zweiten Temperaturfühler eine Baueinheit bildet. Dies bringt sehr große Vorteile bei der Herstellung und bei der Montage mit sich, da die Baueinheit als Serienprodukt herstellbar ist und sich sehr leicht in eine Anlage einbauen läßt. In regelungstechnischer Hinsicht bringt die Plazierung einer solchen Einheit in unmittelbarer Nähe des Speichers große Vorteile mit sich.

Als sehr vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform der Erfindung herausgestellt, bei der die Temperatur des ersten Temperaturfühlers mit der Temperatur des zweiten Temperaturfühlers nach einem kurzzeitigen Betrieb verglichen wird und die Pumpe außerhalb des kurzzeitigen Betriebs mit einem von der Temperaturdifferenz oder einem gewünschten Temperaturniveau abhängigen Volumenstrom betrieben wird. So könnte der Speicher beispielsweise sehr exakt mit einer bestimmten Temperatur aufgeheizt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemäße Solaranlage.
Wie der Figur entnommen werden kann, ist ein als CPC-Vakuum-Röhrenkollektor ausgebildeter Kollektor 1 über eine Zuleitung 2 und eine Ableitung 3 mit einem Brauchwasserspeicher 9 verbunden. Im Brauchwasserspeicher 9 ist ein Solarwärmetauscher 9a angeordnet, an welchem die Zuleitung 2 und die Ableitung 3 angeschlossen ist sowie ein Nachheizwärmetauscher 9b angeordnet, welcher mit einem konventionellen Heißwasserbereiter verbunden sein kann. In der Ableitung 3 ist ein erster Temperaturfühler 5 und in der Zuleitung 2 ist ein zweiter Temperaturfühler 8 angeordnet. Des weiteren ist in der Zuleitung 2 eine Pumpe 4 angeordnet, welche von einer Steuerung 6 betrieben wird. Die Steuerung 6 ist ebenfalls mit dem ersten Temperaturfühler 5 und dem zweiten Temperaturfühler 8 verbunden. Der erste Temperaturfühler 5, der zweite Temperaturfühler 8 und die Pumpe 4 sind zu einer baulichen Einheit 4a zusammengefaßt.
Die Steuerung 6 betreibt die Pumpe 4 in zeitlichen Abständen kurzzeitig mit nahezu maximalem Volumenstrom. Nach jedem kurzzeitigen Betrieb erfaßt die Steuerung 6 die vom ersten Fühler 5 und vom zweiten Fühler 8 gemessene Temperatur. Die vom ersten Fühler 5 gemessene Temperatur entspricht vermindert um die Rohrleitungs verluste nahezu ohne Abweichung der Temperatur des Kollektors 1. Die vom zweiten Fühler 8 gemessene Temperatur entspricht ebenfalls nahezu ohne Abweichung gegebenenfalls vermindert um die Rohrleitungsverluste der Temperatur im unteren Bereich des Brauchwasserspeichers 9.
In der Steuerung 6 werden die beiden Temperaturen miteinander verglichen, wobei gegebenenfalls eine geringe Abweichung der Temperatur des ersten Temperaturfühlers 5 von der Temperatur des Kollektors 1 oder eine Abweichung der Temperatur des zweiten Temperaturfühlers 8 von der Temperatur des Brauchwasserspeichers 9 von der Steuerung 6 korrigiert werden können. Ergibt der Vergleich, daß die Temperatur des Kollektors 1 höher ist als die Temperatur des Brauchwasserspeichers 9, betreibt die Steuerung 6 die Pumpe 4 mit einem bestimmten Volumenstrom. Die Größe des Volumenstroms richtet sich nach der Temperaturdifferenz. Ist die Temperaturdifferenz groß, wird die Pumpe 4 auch mit einem großen Volumenstrom betrieben. Hierdurch wird erreicht, daß die Pumpe jeweils mit einem solchen Volumenstrom betrieben wird, daß die Temperatur beim Eintritt in den Brauchwasserspeicher 9 über der Temperatur beim Austritt aus dem Brauchwasserspeicher 9 liegt.

Claims

Solaranlage mit wenigstens einem Kollektor (1), welcher mit einer Zuleitung (2) und einer Ableitung (3) verbunden ist, mittels welchen dem Kollektor (1) ein Wärmeträger zuführbar beziehungsweise entnehmbar ist, wobei in der Zuleitung (2) und/oder in der Ableitung (3) wenigstens eine Pumpe (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ableitung (3) ein erster Temperaturfühler (5) angeordnet ist und eine Steuerung (6) vorhanden ist, mittels welcher die Pumpe (4) in zeitlichen Abständen kurzzeitig betrieben wird.
Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (4) beim kurzzeitigen Betrieb mit nahezu maximalem Volumenstrom betrieben wird.
Solaranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brauch- oder Heizwasserspeicher (7) vorhanden ist, welcher mit dem Kollektor (1) über die Zuleitung (2) und die Ableitung (3) verbunden ist, und in der Zuleitung (2) ein zweiter Temperaturfühler (8) angeordnet ist.
Solaranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Temperaturfühler (8) in unmittelbarer Nähe der Pumpe (4) angeordnet ist und mit der Pumpe (4) eine bauliche Einheit (4a) bildet.
Solaranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Temperaturfühler (5) in unmittelbarer Nähe der Pumpe (4) angeordnet ist und mit der Pumpe (4) sowie dem zweiten Temperaturfühler (8) eine bauliche Einheit (4a) bildet.
Solaranlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (6) die Temperatur des ersten Temperaturfühlers (5) mit der Temperatur des zweiten Temperaturfühlers (8) jeweils nach einem kurzzeitigen Betrieb vergleicht und die Pumpe (4) außerhalb des kurzzeitigen Betriebs mit einem von der Temperaturdifferenz abhängigen Volumenstrom betreibt.