DE19647216A1 - Solar installation functioning and efficiency monitoring method - Google Patents

Solar installation functioning and efficiency monitoring method

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Abstract

The function monitoring method uses measurement of the temperature at the solar collector (x), the temperature (y) at the heat storage section of the solar circuit and the temperature at control points (Z1,Z2) adjacent the storage section. The measured temperature values are supplied to a regulating device for the circulation pump , with a fault indication provided by evaluating a logic combination of the measured temperature values.

Description

Die Erfindung betrifft eine thermische Solaranlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 12 bzw. ein Verfahren zur Überwachung einer thermischen Solaranlage nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.The invention relates to a thermal solar system according to the preamble of the claim 12 or a method for monitoring a thermal solar system according to the Ober Concept of claim 1.

Thermische Solaranlagen werden in der Regel mit einer frostsicheren Wärmeträgerflüssig­ keit betrieben, die z. B. ein Wasser-Glykol-Gemisch ist, und die in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird. Dieses System mit einem vom Brauchwasser- oder Heizwas­ serkreislauf getrennten Solarkreislauf ist unter dem Begriff "Zweikreissystem mit Zwangs­ umlauf" bekannt.Thermal solar systems are usually made with a frost-proof heat transfer fluid speed operated, the z. B. is a water-glycol mixture, and that in a closed Circulation is circulated. This system with one of the hot water or heating water serkreislauf separate solar circuit is under the term "dual circuit system with forced circulation "known.

Die in den Solarkreislauf eingeschaltete Umwälzpumpe wird über eine Temperaturdiffe­ renzsteuerung eingeschaltet, wenn die Temperatur am Sonnenkollektor eine vorbestimm­ te und einstellbare Differenz zwischen einer Meßstelle am Kollektor und einer Meßstelle in der Nähe des Speicherabschnittes hat. Die Umwälzpumpe setzt die von der Sonne er­ wärmte Wärmeträgerflüssigkeit zum unteren Wärmetauscher im bivalenten Warmwasser­ speicher in Umlauf, an dem die Wärme durch Transmission an das Brauchwasser abge­ geben wird. Die abgekühlte Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert somit im geschlossenen Solarkreislauf.The circulation pump switched on in the solar circuit is controlled by a temperature difference Limit control switched on when the temperature at the solar collector a predetermined te and adjustable difference between a measuring point on the collector and a measuring point has near the storage section. The circulation pump replaces the one from the sun warmed heat transfer fluid to the lower heat exchanger in the bivalent hot water storage in circulation, where the heat is transferred to the process water by transmission will give. The cooled heat transfer fluid circulates in the closed Solar circuit.

Wenn die Sonneneinstrahlung über den Kollektor die Wärmeträgerflüssigkeit nicht aus­ reichend erwärmt, wird die gewünschte Brauchwassertemperatur über einen zweiten Wärmetauscher im oberen Speicherbereich durch eine Nachheizung in Form eines Öl- oder Gasheizkessels oder eines Elektroheizeinsatzes bereitgestellt. In der Regel wird nach Fertigstellung einer Solaranlage die erstmalige Inbetriebnahme durch Spezialisten vorge­ nommen. Nachkontrollen und Optimierungen nach bestimmten Betriebszeiten unterblei­ ben häufig. Auch werden thermische Solaranlagen trotz Empfehlung nur in den wenigsten Fällen regelmäßig durchgeführt. Viele Funktionsstörungen an der Solaranlage, z. B. Luft­ polster, Pumpenausfall, Fehlzirkulation durch defekte Rückflußverhinderer, wie z. B. Schwerkraftbremse, Rückschlagkappe oder Rückschlagventil, entstehen erst nach einer bestimmten Betriebsdauer und werden üblicherweise nicht bemerkt. Da die Nachheizung die Warmwasserbereitstellung stets sicherstellt, werden Betriebsstörungen an der Solaran­ lage durch die Benutzer entweder gar nicht oder nur sehr spät festgestellt. Dies führt da­ zu, daß die Solarenergie in der Solaranlage nicht optimal genutzt wird, so daß geringe Effektivität und Unzufriedenheit der Nutzer über die installierte Solaranlage die Folge sind.If the solar radiation through the collector does not expel the heat transfer fluid heated sufficiently, the desired hot water temperature is reached via a second one Heat exchanger in the upper storage area by reheating in the form of an oil or Gas boiler or an electric heating insert provided. Usually after Completion of a solar system pre-commissioned by specialists taken. Follow-up checks and optimizations after certain operating times are not undertaken often. In spite of recommendations, thermal solar systems are only used in very few Cases carried out regularly. Many malfunctions in the solar system, e.g. B. air upholstery, pump failure, incorrect circulation due to defective backflow preventer, such as. B. Gravity brake, check cap or check valve, only arise after one  certain operating time and are usually not noticed. Because the afterheating the hot water supply is always ensured, malfunctions on the Solaran was either not found at all or found very late by the users. This leads there to ensure that the solar energy in the solar system is not used optimally, so that low Effectiveness and dissatisfaction of the users about the installed solar system the result are.

Es werden auf dem Markt Solarregler angeboten, die eine Reihe von Anzeige- und Schalt­ funktionen ausführen. Keine der angebotenen Solaranlagen geringer Leistung, insbes. für Einfamilienhäuser, umfaßt jedoch eine Überwachung der Funktionstüchtigkeit und Effizi­ enz, und Störmeldeeinrichtungen sind bei solchen Anlagen nicht bekannt. Im Gegensatz hierzu gibt es bei großen Solaranlagen, also Anlagen hoher Leistung, und bei Demonstra­ tionsobjekten komplexe Meßdatenerfassungssysteme, die eine komplizierte Störüberwa­ chung liefern. Eine solche Technik ist jedoch für den Einsatz in Standard-Solaranlagen, wie sie beispielsweise für Einfamilienhäuser verwendet werden, zu aufwendig und kost­ spielig.There are solar controllers on the market that offer a range of indicators and switches perform functions. None of the low-power solar systems on offer, especially for Single-family houses, however, includes monitoring the functionality and efficiency enz, and fault reporting devices are not known in such systems. In contrast there are large solar systems, i.e. high-performance systems, and Demonstra tion objects complex measurement data acquisition systems that a complicated fault monitoring deliver. However, such a technology is for use in standard solar systems, such as those used for single-family houses, too complex and expensive playful.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, die Nachteile bekannter kleiner Anlagen zu beheben und eine Funktions- und Effizienzüberwachung in die Anlage zu integrieren, die Störun­ gen in der Anlage auf einfache und sichere Weise meldet und anzeigt, so daß der Benut­ zer in der Lage ist, den einwandfreien Betrieb und Wirkungsgrad seiner Anlage selbst zu überwachen.The object of the invention is therefore to eliminate the disadvantages of known small systems and to integrate function and efficiency monitoring into the system, the disturbance reports and displays in the system in a simple and safe manner so that the user zer is able to ensure the proper operation and efficiency of his system himself monitor.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Funktions- und Effizienzüberwachung gat­ tungsgemäßer Solaranlagen mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 er­ reicht. Des weiteren wird eine Anordnung zur Funktions- und Effizienzüberwachung der­ artiger Solaranlagen mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 12 erreicht.According to the invention, a method for function and efficiency monitoring gat appropriate solar systems with the features of the characterizing part of claim 1 he enough. Furthermore, an arrangement for function and efficiency monitoring of the Achieved like solar systems with the features of the characterizing part of claim 12.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.  

Bei Solaranlagen wird die Kollektortemperatur mit Hilfe eines thermischen Fühlers bzw. die solare Strahlungsintensität mit Hilfe von Solarzellen sowie die Speichertemperatur im unteren Bereich des Warmwasserspeichers bzw. Boilers gemessen. Die Meßwerte werden in eine Regelvorrichtung eingeführt und dort logisch so verknüpft, so daß im Prozessor die Regelvorrichtung Impulse erzeugt werden, die die Umwälzpumpe einschalten. Auf­ wendigere Regelvorrichtungen für größere Solarsysteme weisen Zusatzfunktionen, wie Maximalbegrenzung der Speichertemperatur, Kollektorkühlfunktion, Frostschutzfunktion, Registrierung der maximalen Speichertemperatur, Solarbetriebsstunden usw. auf. Derarti­ ge Zusatzfunktionen sind in der Regel für Solaranlagen, wie sie in Einfamilienhäusern und anderen Kleinanlagen verwendet werden, zu aufwendig.In solar systems, the collector temperature is measured using a thermal sensor or the solar radiation intensity with the help of solar cells and the storage temperature in the measured in the lower area of the hot water tank or boiler. The measured values are introduced into a control device and logically linked there so that in the processor the control device pulses are generated that turn on the circulation pump. On more agile control devices for larger solar systems have additional functions such as Maximum limitation of the storage tank temperature, collector cooling function, frost protection function, Registration of the maximum storage temperature, solar operating hours, etc. Derarti Additional functions are usually for solar systems, such as those in single-family houses and other small systems are used, too expensive.

Mit der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, die Kollektortemperatur und die Speicher­ temperatur in Verbindung mit einem einstellbaren Zeitglied oder Uhrkanal so zu verknüp­ fen, daß eine Funktions- und Effizienzüberwachung der Solaranlage erreicht wird.The invention therefore proposes the collector temperature and the storage temperature in connection with an adjustable timer or clock channel fen that function and efficiency monitoring of the solar system is achieved.

Die für die Funktions- und Effizienzüberwachung erforderlichen Zusatzfunktionen werden mit handelsüblichen Elektronikbausteinen, z. B. Schaltuhr, Timer-Baustein, Operationsver­ stärker usw. sowie durch entsprechende logische Verknüpfung ausgeführt.The additional functions required for function and efficiency monitoring will be with commercially available electronic components, e.g. B. time switch, timer module, operations ver stronger, etc., as well as by appropriate logical connection.

Aufgrund der externen Erfassung der Kollektortemperatur, der Speichertemperatur und der Überwachungstemperatur an entsprechenden Kontrollmeßpunkten bzw. des Durchfluß­ volumens an einem Kontrollmeßpunkt einer vorhandenen Solarregelanlage ist die Nach­ rüstung der Funktions- und Effizienzüberwachung auch bei bereits vorhandenen Solaran­ lagen auf einfache und preiswerte Weise möglich.Due to the external recording of the collector temperature, the storage tank temperature and the Monitoring temperature at corresponding control measuring points or the flow volume at a control measuring point of an existing solar control system is the night Equip function and efficiency monitoring even with existing Solaran were possible in a simple and inexpensive way.

Eine verlustreiche Fehlzirkulation in beiden Flußrichtungen bei stillstehender Umwälz­ pumpe tritt möglicherweise durch Verschleißerscheinungen der handelsüblichen Rück­ flußverhinderer, z. B. Schwerkraftbremse, Rückschlagklappe, Rückschlagventil und dergl. erst auf, wenn die Anlage bereits einige Zeit in Betrieb ist. Eine weitere Ursache kann in Schmutzablagerungen, z. B. in Form von Bearbeitungsspänen, Fremdpartikeln oder dergl., an der Abdichtfläche sowie eine Erlahmung der Druckfeder des Rückflußverhinderers sein. Durch den Einbau einer dichtschließenden Armatur mit motorischem Stellantrieb, z. B. in Form eines Absperrventils, eines Kugelhahnes, eines Magnetventils oder dergl. wird die Fehlzirkulation zwangsweise unterbunden. Eine derartige Armatur wird in den Solarkreislauf vorzugsweise in der Nähe der Umwälzpumpe eingeschaltet. Wenn die dicht schließende Armatur den stromlosen bzw. unerregten Betriebszustand einnimmt, befindet sie sich in der Zu-Stellung. Durch den direkten elektrischen Anschluß des Stell­ antriebes an die elektrische Zuleitung der Umwälzpumpe ist die Einschaltbedingung par­ allel an das Einschaltsignal der Umwälzpumpe gekoppelt. Bei eingeschalteter Umwälz­ pumpe wird gleichzeitig das Absperrventil in den Offen-Zustand versetzt (dies stellt den erregten Zustand dar, bei dem der Stellantrieb unter Spannung steht).A lossy faulty circulation in both directions with the circulation at a standstill pump may occur due to wear and tear on the commercial back flow preventers, e.g. B. gravity brake, check valve, check valve and the like. only when the system has been in operation for some time. Another cause can be in Dirt deposits, e.g. B. in the form of machining chips, foreign particles or the like., on the sealing surface and a relaxation of the compression spring of the backflow preventer  be. By installing a tight-fitting valve with a motorized actuator, e.g. B. in the form of a shut-off valve, a ball valve, a solenoid valve or the like. incorrect circulation is forcibly prevented. Such a valve is in the Solar circuit preferably switched on in the vicinity of the circulation pump. If the tightly fitting valve assumes the de-energized or de-energized operating state, it is in the closed position. Through the direct electrical connection of the Stell drive to the electrical supply line of the circulation pump is the switch-on condition par allel coupled to the switch-on signal of the circulation pump. With circulation switched on pump, the shut-off valve is simultaneously set to the open state (this sets the excited state in which the actuator is under voltage).

Mit einer derartigen Anordnung kann auf die bisher üblichen Rückflußverhinderer, wie z. B. Schwerkraftbremse, Rückschlagklappe oder Rückschlagventil, verzichtet werden. Die Anordnung kann auch zum Nachrüsten älterer Solaranlagen mit defekten Rückflußverhin­ derern verwendet werden. Dabei können hier sowohl Rückwärts- als auch Vorwärts- Fehlzirkulationen bei stehender Umwälzpumpe einwandfrei und sicher unterbunden werden. Um Standby-Verluste im erregten Zustand des Stellantriebes zu vermeiden, kön­ nen Stellantriebe mit Endlageschaltern eingesetzt werden.With such an arrangement can on the previously common backflow preventer, such as e.g. B. gravity brake, check valve or check valve, are dispensed with. The Arrangement can also be used to retrofit older solar systems with defective reflux which are used. Both backwards and forwards can be Incorrect circulation when the circulation pump is stopped is prevented properly and safely will. To avoid standby losses when the actuator is excited, Actuators with limit switches can be used.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird erreicht, daß die Installationsqualität bei Solaranlagen erheblich verbessert wird, wobei versteckte Installationsfehler bereits bei der ersten Inbetriebnahme erkannt werden kön­ nen, daß der Erfolg eines sinnvollen Einsatzes von Förderprogrammen für thermische So­ laranlagen sichergestellt wird, daß für den Anwender eine erhöhte Qualitäts- und Ertrags­ sicherheit gegeben ist, daß die Marktchancen für Solaranlagen durch die damit erzielte verbesserte Effizienz und Betriebssicherheit entscheidend zum Positiven verbessert wer­ den, und daß die Lebenserwartung von Solaranlagen durch kontinuierliche Überprüfung der Funktionstüchtigkeit erhöht wird. With the method according to the invention or with the arrangement according to the invention achieved that the installation quality in solar systems is significantly improved, whereby hidden installation errors can be detected during the first commissioning nen that the success of a sensible use of support programs for thermal So Lar systems ensures that the user has an increased quality and yield certainty is given that the market opportunities for solar systems are achieved by the Improved efficiency and operational safety decisively improved for the better the, and that the life expectancy of solar systems through continuous review functionality is increased.  

Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfah­ rens:
Wenn bei einer Kollektortemperatur von z. B. 50°C und einer Speichertemperatur von z. B. 42°C (bei einer verstellbaren Hysteresetemperatur von 8°C) ein Einschaltsignal für die Solarkreispumpe nicht auftritt, erfolgt eine Funktions-Störmeldung.Operation of the device according to the invention and the method according to the invention:
If at a collector temperature of z. B. 50 ° C and a storage temperature of z. B. 42 ° C (at an adjustable hysteresis temperature of 8 ° C) a switch-on signal for the solar circuit pump does not occur, there is a malfunction message.

Wird bei einer ständigen Kollektortemperatur z. B. von über 50°C nach einer von einem Überwachungszeitglied gesteuerten Verzögerung Δh von z. B. 60 min eine Speichertem­ peratur von z. B. 30°C nicht erreicht, erfolgt eine Effizienz-Störmeldung. Eine solche Effi­ zienz-Störmeldung erfolgt auch, wenn bei einer vorgegebenen Überwachungszeit, z. B. von 1 Uhr bis 3 Uhr nachts, die gemessene Kollektortemperatur höher als eine einstellba­ re Überwachungstemperatur ist. Diese Variante eignet sich jedoch nur für Solaranlagen mit kurzen Anschlußrohrlängen in Zusammenhang mit einer exakt ausgeführten Rohr­ wärmedämmung der Vorlauf-Anschlußleitung zwischen Warmwasserspeicher und Kollek­ torfühler.Is at a constant collector temperature z. B. of over 50 ° C after one of one Monitoring timer controlled delay Δh of z. B. 60 min a storage temperature temperature of z. B. not reached 30 ° C, there is an efficiency fault message. Such an effi ciency fault message also occurs if at a specified monitoring time, e.g. B. from 1 a.m. to 3 a.m., the measured collector temperature is higher than an adjustable re monitoring temperature is. However, this variant is only suitable for solar systems with short connecting pipe lengths in connection with a precisely executed pipe Thermal insulation of the flow connection line between the hot water tank and the collector gate sensor.

Für eine besonders sensible Überwachung von verlustreichen Fehlzirkulationen (Rück­ wärts-Strömung durch Schwerkraftzirkulation trotz stillstehender Umwälzpumpe) wird ein zusätzlicher Kontrollmeßpunkt für Temperatur in Form eines Tauch- oder Anlegefühlers mit einem Abstand zum Boileranschluß von z. B. 50 cm in der Nähe des Boilervorlaufan­ schlusses des Solarkreises angebracht.For particularly sensitive monitoring of lossy incorrect circulations (re upward flow due to gravity circulation despite the circulating pump being stopped) Additional control measuring point for temperature in the form of a diving or contact sensor with a distance to the boiler connection of z. B. 50 cm near the boiler flow of the solar circuit.

Wird bei einer Kollektortemperatur von z. B. 50°C nach einer Überwachungszeit +h von z. B. 2 min eine Überwachungstemperatur von z. B. 40°C am Kontrollmeßpunkt nicht erreicht, erfolgt eine Funktions-Störmeldung. Wird bei einer Überwachungszeit, z. B. von 1 Uhr bis 3 Uhr nachts, die Temperatur am Kontrollmeßpunkt höher als eine einstellbare Überwachungstemperatur von z. B. 30°C, erfolgt eine Effizienz-Störmeldung.Is at a collector temperature of z. B. 50 ° C after a monitoring time + h from Z. B. 2 min a monitoring temperature of z. B. 40 ° C at the control measuring point is reached, there is a malfunction message. If a monitoring time, e.g. B. from 1 a.m. to 3 a.m., the temperature at the control measuring point is higher than an adjustable one Monitoring temperature of e.g. B. 30 ° C, there is an efficiency error message.

Eine weitere Lösung zur Überwachung von verlustreichen Fehlzirkulationen wird durch den Einbau eines Durchflußsensors in Form eines Durchflußwächters, Schwebekörpers, Durchflußtransmitters, Durchflußzählers oder dergl., oder aber eines Volumenstrom- Meßgerätes erreicht. Mit dieser Methode kann die Fehlzirkulation in beiden Flußrichtun­ gen überwacht werden. Werden Temperaturmeßstellen im Vorlauf und im Rücklauf vor­ gesehen, wird eine Wärmemengenzählung bzw. Leistungsmessung ermöglicht.Another solution for monitoring lossy incorrect circulations is through the installation of a flow sensor in the form of a flow monitor, float,  Flow transmitter, flow meter or the like, or a volume flow Measuring device reached. With this method, the wrong circulation can flow in both directions be monitored. Are temperature measuring points in the flow and in the return seen, a heat quantity measurement or power measurement is made possible.

Wird bei einem Einschaltsignal der Umwälzpumpe nach Ablauf des Trägheitszeitgliedes kein Volumenstrom am Kontrollmeßpunkt erreicht, erfolgt eine Funktions-Störmeldung.If the circulation pump switches on after the inertia timer has expired no volume flow is reached at the control measuring point, there is a functional fault message.

Wenn während der Überwachungszeit, z. B. von 1 Uhr bis 3 Uhr nachts, ein Volumen­ strom am Kontrollmeßpunkt registriert wird, erfolgt eine Effizienz-Störmeldung.If during the monitoring time, e.g. B. from 1 a.m. to 3 a.m., a volume If the current is registered at the control measuring point, an efficiency fault message is issued.

Die Störmeldung kann optisch oder akustisch direkt an der Solarregelung oder über eine Fernanzeige im Wohnbereich detektiert werden. Die Weiterbehandlung der Störmeldung erfolgt wie bei gleichartigen Störanlagen, z. B. einer Heizungsanlage. Das Aufheben der Störmeldung durch Betätigen einer Quittiertaste, eines Datenspeichers mit Anzeige von Datum und Uhrzeit der aufgetretenen Störung usw. Eine Aufschaltung über potentialfreien Kontakt an eine vorhandene Fernanzeige, z. B. eine Fernbedienung der Heizungsregelung, ist hierbei möglich.The fault message can be optically or acoustically directly on the solar control or via a Remote display can be detected in the living area. The further processing of the fault message takes place as with similar interference systems, e.g. B. a heating system. The lifting of the Fault message by pressing an acknowledge key, a data memory with the display of Date and time of the malfunction, etc. An activation via potential-free Contact to an existing remote display, e.g. B. a remote control of the heating control, is possible here.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen erläutert. Es zeigt:Below, the invention in conjunction with the drawing based on Ausfüh Examples explained. It shows:

Fig. 1 das Schema einer Solaranlage, Fig. 1 shows the diagram of a solar system,

Fig. 2 eine Ausführungsform einer Solaranlage nach der Erfindung mit Temperatur- Kontrollmeßpunkten, und Fig. 2 shows an embodiment of a solar system according to the invention with temperature control measuring points, and

Fig. 3 eine Solaranlage nach der Erfindung mit einem Durchflußsensor- Kontrollmeßpunkt. Fig. 3 shows a solar system according to the invention with a flow sensor control measuring point.

Die thermische Solaranlage nach der Erfindung umfaßt einen Solarkreislauf 1 und einen Heizwasserkreislauf 2, ferner einen gemeinsamen Speicher bzw. Boiler 3, der einen dem Heizwasserkreislauf zugeordneten Wärmetauscher 4 und einen dem Solarkreislauf zuge­ ordneten Wärmetauscher 5 aufweist. Dem Heizkessel 6 ist ein Heizvorlauf 7 und ein Heizrücklauf 8 zugeordnet; eine im Heizkreislauf angeordnete Pumpe 9 wird über eine Steuervorrichtung 10 gesteuert. Der Speicher 3 weist einen Warmwasserablauf 11 und einen Kaltwasserzulauf 12 auf.The thermal solar system according to the invention comprises a solar circuit 1 and a heating water circuit 2 , further a common storage or boiler 3 , which has a heat exchanger 4 assigned to the heating water circuit and a heat exchanger 5 assigned to the solar circuit. The heating boiler 6 is assigned a heating flow 7 and a heating return 8 ; a pump 9 arranged in the heating circuit is controlled by a control device 10 . The memory 3 has a hot water outlet 11 and a cold water inlet 12 .

Im Solarkreislauf 1 ist ein Sonnenkollektor 13 eingeschaltet, der die Wärmeträgerflüssig­ keit im Solarkreislauf 1 erwärmt, und zwar über den Vorlauf 15, den Wärmetauscher 5 und den Rücklauf 16. Mit 17 ist eine Steueranlage im Solarkreislauf dargestellt, die Meß­ werte aus einer am Kollektor 13 vorgesehenen Temperaturmeßstelle 18 (x) sowie aus ei­ ner am Speicher 3 vorgesehenen Temperaturmeßstelle 19 (y) erhält. Die Steuerung 17 ist mit der Umwälzpumpe 14 verbunden. Eine derartige, in Fig. 1 dargestellte Solaranlage ist Stand der Technik.In the solar circuit 1 , a solar collector 13 is switched on, which heats the heat transfer fluid speed in the solar circuit 1 , specifically via the flow 15 , the heat exchanger 5 and the return 16 . With 17 a control system in the solar circuit is shown, the measured values from a temperature measuring point 18 (x) provided on the collector 13 and from egg ner on the memory 3 provided temperature measuring point 19 (y). The controller 17 is connected to the circulation pump 14 . Such a solar system, shown in FIG. 1, is state of the art.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Solaranlage nach der Erfindung schematisch dar­ gestellt. Hierbei ist der Sonnenkollektor 20 in den Kreislauf der Wärmeträgerflüssigkeit, z. B. eines Wasser-Glykol-Gemisches, eingeschaltet, der die Vorlaufleitung 21, den Wär­ metauscher 22 und die Rücklaufleitung 23 umfaßt. Mit 24 ist der Boiler bezeichnet, der zusätzlich den Wärmetauscher 25 für den Heizkreislauf aufweist. 26 bezeichnet eine Meßstelle x zum Messen der Kollektortemperatur. Die Meßwerte werden über eine Meß­ leitung 27 der Regelanlage 32 zugeführt. An einer Meßstelle 28 (y) wird die Boilertempe­ ratur gemessen und diese Meßwerte werden über die Meßleitung 29 in die Regelanlage 32 eingespeist. Eine dritte Meßstelle 30, an der die Temperatur der Vorlaufleitung 21 in einem bestimmten Abstand, z. B. 50 cm, vom Boiler 24 gemessen wird, liefert die Meßda­ ten über die Meßleitung 31 ebenfalls an die Regelanlage 32. In der Regelanlage werden die unterschiedlichen, aufgenommenen Meßdaten logisch verknüpft und nach einem vorgegebenen Programm wird über die Steuerleitung 33 ein Steuerstrom an die Umwälz­ pumpe 34 in der Rücklaufleitung 23 gegeben, der in Abhängigkeit von den Meßwerten bei 26, 28 und 30 das Ein- und Ausschalten der Umwälzpumpe bewirkt. Mit 35 ist eine Absperrarmatur in der Rücklaufleitung 23 dargestellt, die über einen Stellantrieb 36 be­ aufschlagt wird. Die Absperrarmatur 35 ist im stromlosen Zustand geschlossen.In Fig. 2 an embodiment of a solar system according to the invention is shown schematically. Here, the solar collector 20 in the circuit of the heat transfer fluid, for. B. a water-glycol mixture, turned on, which includes the flow line 21 , the heat exchanger 22 and the return line 23 . With 24 the boiler is designated, which additionally has the heat exchanger 25 for the heating circuit. 26 denotes a measuring point x for measuring the collector temperature. The measured values are fed via a measuring line 27 to the control system 32 . At a measuring point 28 (y) the boiler temperature is measured and these measured values are fed via the measuring line 29 into the control system 32 . A third measuring point 30 , at which the temperature of the flow line 21 at a certain distance, for. B. 50 cm, measured by the boiler 24 , provides the Meßda th via the measuring line 31 also to the control system 32nd In the control system, the different, recorded measurement data are logically linked and according to a predetermined program, a control current is given to the circulating pump 34 in the return line 23 via the control line 33 , which, depending on the measured values at 26 , 28 and 30, the input and Switching off the circulation pump causes. With 35 a shut-off valve in the return line 23 is shown, which is opened via an actuator 36 be. The shut-off valve 35 is closed in the de-energized state.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist anstelle des Kontroll-Meßpunktes 30, an dem Temperatur gemessen wird, ein Kontrollmeßpunkt 37 vorgesehen, der einen Durchfluß­ sensor oder eine Durchflußvolumen-Meßvorrichtung aufweist, die den Durchfluß der Wärmeträgerflüssigkeit durch die Leitung 21 mißt. Die hierbei gewonnenen Meßwerte werden über die Meßleitung 38 an die Regelanlage 32 gegeben. Des weiteren ist eine Temperatur-Meßstelle 39 an der Vorlaufleitung 21 vorgesehen, die über eine Meßleitung 40 die gewonnenen Meßwerte an die Regelanlage 32 gibt, sowie eine weitere Tempera­ turmeßstelle 41 im Rücklauf 23, die die gewonnenen Meßwerte ebenfalls an die Regelan­ lage 32 liefert. Durch die Vorlauf- und Rücklauf-Meßstellen 39 und 41 wird eine Wär­ memengenzählung bzw. eine Leistungsmessung ermöglicht.In the embodiment according to FIG. 3, instead of the control measuring point 30 at which temperature is measured, a control measuring point 37 is provided which has a flow sensor or a flow volume measuring device which measures the flow of the heat transfer fluid through line 21 . The measurement values obtained in this way are passed to the control system 32 via the measurement line 38 . Furthermore, a temperature measuring point 39 is provided on the flow line 21 , which gives the measured values obtained to the control system 32 via a measuring line 40 , and a further temperature measuring point 41 in the return 23 , which also supplies the measured values to the control system 32 . Through the flow and return measuring points 39 and 41 , heat heat metering or power measurement is made possible.

Claims (21)

1. Verfahren zum Überwachen von Funktion und Effizienz von Solaranlagen, die mit einem geschlossenen Solarkreislauf und einem geschlossenen Brauchwasser- oder Heißwasserkreislauf betrieben werden, und bei denen die Wärmeträgerflüssigkeit in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenzsteuerung in Umlauf gesetzt wird, die die Temperaturmeßwerte am Sonnenkollektor und an dem dem Solarkreislauf zugeord­ neten Speicherabschnitt verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Kollektortemperatur (x), die Speichertemperatur (y) und die Überwachungs­ temperatur an einem speichernahen Kontrollmeßpunkt (Z1; Z2) gemessen werden,
  • b) die Meßwerte in die die Umwälzpumpe beaufschlagende Regelvorrichtung eingegeben und verarbeitet werden, und
  • c) eine Funktions- und/oder Effizienzstörmeldung durch die Regelvorrichtung ausge­ löst wird, wenn als Ergebnis einer logischen Verknüpfung von Meß- und Über­ wachungsbedingungen eine Fehlfunktion vorliegt.
1.Procedure for monitoring the function and efficiency of solar systems which are operated with a closed solar circuit and a closed process water or hot water circuit and in which the heat transfer fluid is circulated as a function of a temperature difference control which measures the temperature at the solar collector and at the the assigned to the solar circuit processed memory section, characterized in that
  • a) the collector temperature (x), the storage tank temperature (y) and the monitoring temperature are measured at a control measuring point near the storage tank (Z1; Z2),
  • b) the measured values are entered and processed in the control device acting on the circulation pump, and
  • c) a functional and / or efficiency fault message is triggered by the control device if there is a malfunction as a result of a logical combination of measurement and monitoring conditions.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Effizienz-Störmeldung erfolgt, wenn bei ständiger Kollektortemperatur (x) (z. B. von über 50°C) nach einer vorgegebenen Überwachungsdauer (Δh) (z. B. 60 min) eine gegebene Speichertempe­ ratur (y) (z. B. 30°C) nicht erreicht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that an efficiency fault message takes place if at a constant collector temperature (x) (e.g. above 50 ° C) after one given monitoring duration (Δh) (e.g. 60 min) a given storage temperature temperature (y) (e.g. 30 ° C) is not reached. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Effizienz-Störmeldung durchgeführt wird, wenn bei einer vorgegebenen Überwachungszeit (s) (z. B. 1 Uhr bis 3 Uhr nachts) die Kollektortemperatur (x) größer als die einstellbare Überwa­ chungstemperatur (z. B. 25°C) ist.3. The method according to claim 1, characterized in that an efficiency fault message is carried out if at a specified monitoring time (s) (e.g. 1 o'clock until 3 a.m.) the collector temperature (x) is greater than the adjustable monitor temperature (e.g. 25 ° C). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Temperatur an einem Kontrollmeßpunkte (Z1) nahe dem Speichervorlauf- Anschluß des Solarkreises gemessen wird, und daß der Meßwert in der Regelvorrich­ tung verarbeitet wird. 4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that in addition the temperature at a control measuring point (Z1) near the storage flow Connection of the solar circuit is measured, and that the measured value in the control device processing is processed.   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funk­ tions-Störmeldung durchgeführt wird, wenn trotz Einschaltsignal der Umwälzpumpe nicht nach Überwachungszeitglied Δh (z. B. 2 min) eine Überwachungstemperatur am Kontrollmeßpunkt (Z1) gemessen wird.5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that a radio tion fault message is carried out if, despite the switch-on signal of the circulation pump not a monitoring temperature after the monitoring timer Δh (e.g. 2 min) is measured at the control measuring point (Z1). 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Effizienz-Störmeldung durchgeführt wird, wenn bei einer vorgegebenen Überwachungszeit (s) (z,B. von z. B. 1 Uhr bis 3 Uhr nachts) die am Kontrollmeßpunkt (Z1) gemessene Temperatur die einstellbare Überwachungstemperatur (z. B. 30°C) übersteigt.6. The method according to claim 4, characterized in that an efficiency fault message is carried out if, for a given monitoring time (s) (e.g. of 1 am to 3 am) the temperature measured at the control measuring point (Z1) adjustable monitoring temperature (e.g. 30 ° C). 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im speichernahen Kon­ trollmeßpunkt (Z1) die Temperatur der Wärmeträgerflüssigkeit gemessen wird.7. The method according to claim 1, characterized in that in the near-memory Kon troll measuring point (Z1) the temperature of the heat transfer fluid is measured. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Kontrollmeß­ punkt (Z2) der Durchfluß der Wärmeträgerflüssigkeit bzw. der Volumenstrom gemes­ sen wird.8. The method according to claim 1, characterized in that on a control measurement point (Z2) the flow of the heat transfer fluid or the volume flow measured will. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorlauf (TV) und im Rücklauf (TR) jeweils die Temperatur der Wärmeträgerflüssigkeit gemes­ sen wird, und daß die Meßwerte in der Regelvorrichtung zusammen mit anderen Meßwerten verarbeitet werden.9. The method according to any one of claims 1-8, characterized in that in the lead (TV) and in the return line (TR) the temperature of the heat transfer fluid measured sen, and that the measured values in the control device together with others Measured values are processed. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funktions- Störmeldung durchgeführt wird, wenn bei einem Einschaltsignal der Umwälzpumpe nach Ablauf des Zeitgliedes kein Volumenstrom am Kontrollmeßpunkt (Z2) festgestellt wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that a functional Fault message is carried out when the circulation pump switches on after the timer elapsed, no volume flow was found at the control measuring point (Z2) becomes. 11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Effizienz- Störmeldung erfolgt, wenn während der Überwachungszeit (z. B. 1 Uhr bis 3 Uhr nachts) ein Volumenstrom am Kontrollmeßpunkt (Z2) registriert wird. 11. The method according to claim 8, 9 or 10, characterized in that an efficiency A fault message is given if during the monitoring time (e.g. 1 a.m. to 3 a.m. at night) a volume flow is registered at the control measuring point (Z2).   12. Anordnung zum Überwachen von Funktion und Effizienz von Solaranlagen, mit einem geschlossenen Solarkreislauf und einem geschlossenen Brauchwasser- oder Heißwasserkreislauf, und mit einer Temperaturdifferenzsteuerung, die die Tempera­ turmeßwerte am Sonnenkollektor und am dem Solarkreislauf zugeordneten Speicher­ abschnitt verarbeitet und in Abhängigkeit davon die Wärmeträgerflüssigkeit mittels Umwälzpumpe in Umlauf setzt, gekennzeichnet durch
eine Temperaturmeßstelle (x) am Sonnenkollektor,
eine Temperaturmeßstelle (y) am Speicher (Boiler),
eine Temperaturmeßstelle (Z1) im speichernahen Bereich, und
eine Regelvorrichtung, in der die Meßwerte der Meßstellen (x, y, Z1) verarbeitet wer­ den und von der die Umwälzpumpe beaufschlagt wird.12. Arrangement for monitoring the function and efficiency of solar systems, with a closed solar circuit and a closed process water or hot water circuit, and with a temperature difference control that processes the temperature measured values at the solar collector and the storage section assigned to the solar circuit and, depending on this, the heat transfer fluid Circulating pump, characterized by
a temperature measuring point (x) on the solar collector,
a temperature measuring point (y) on the storage tank (boiler),
a temperature measuring point (Z1) in the area near the store, and
a control device in which the measured values of the measuring points (x, y, Z1) are processed and by which the circulation pump is acted upon. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung so ausgelegt ist, daß bei Erreichen einer einstellbaren Temperaturdifferenz ein Einschalt­ signal für die Umwälzpumpe erzeugt wird, und daß bei Fehlen dieses Einschaltsig­ nals eine Funktions-Störmeldung erfolgt.13. The arrangement according to claim 12, characterized in that the control device so is designed that a switch-on when an adjustable temperature difference is reached signal is generated for the circulation pump, and that in the absence of this Einschaltig as a malfunction message. 14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvor­ richtung so ausgelegt ist, daß bei gegebener Kollektortemperatur ein Überwachungs­ zeitglied die gewünschte Speichertemperatur vergleicht und bei Überschreiten einer bestimmten Temperaturdifferenz eine Effizienz-Störmeldung erfolgt.14. Arrangement according to claim 12 or 13, characterized in that the Regelvor Direction is designed so that a monitoring at a given collector temperature timer compares the desired storage tank temperature and if one is exceeded Efficiency fault message is given at a certain temperature difference. 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Re­ gelvorrichtung so ausgelegt ist, daß nach Ablauf einer vorgegebenen Überwachungs­ zeit die Differenz zwischen Kollektortemperatur und einstellbarer Überwachungstem­ peratur festgestellt wird und bei Überschreiten eines einstellbaren Differenzwertes ei­ ne Effizienz-Störmeldung erfolgt.15. Arrangement according to one of claims 12-14, characterized in that the Re Gel device is designed so that after a predetermined monitoring time the difference between the collector temperature and the adjustable monitoring temperature temperature is determined and if an adjustable differential value is exceeded Efficiency fault message is issued. 16. Anordnung nach einem der Ansprüche 12-15 zur Vermeidung von Fehlerzirkulatio­ nen das Zeitglied (Δh) die Temperatur am Kontrollmeßpunkt (Z1) mißt und ein Signal "Funktions-Störmeldung" erzeugt, wenn nach einer vorgegebenen Überwachungszeit von z. B. 2 min die vorgegebene Überwachungstemperatur am Kontrollmeßpunkt (Z1) nicht erreicht ist.16. Arrangement according to one of claims 12-15 to avoid error circulation the timer (Δh) measures the temperature at the control measuring point (Z1) and a signal "Function fault message" generated if after a specified monitoring time  from Z. B. 2 min the specified monitoring temperature at the control measuring point (Z1) has not been reached. 17. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überwachungszeit­ glied (Δh) in der Regelvorrichtung vorgesehen ist, das nach einer vorgegebenen Überwachungszeit (s) feststellt, ob eine vorgegebene Speichertemperatur (y) erreicht ist und in Abhängigkeit davon eine Effizienz-Störmeldung ergibt.17. The arrangement according to claim 12, characterized in that a monitoring time member (Δh) is provided in the control device, according to a predetermined Monitoring time (s) determines whether a given storage tank temperature (y) is reached is and depending on this results in an efficiency fault message. 18. Anordnung nach einem der Ansprüche 12-17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchflußsensor oder ein Volumenstrom-Meßgerät am Kontrollmeßpunkt (Z2) im So­ larkreislauf vorgesehen ist, das Fehlzirkulationen in beiden Flußrichtungen überwacht bzw. feststellt.18. Arrangement according to one of claims 12-17, characterized in that a Flow sensor or a volume flow meter at the control measuring point (Z2) in the Sun. Larkkreislauf is provided, which monitors incorrect circulation in both directions of flow or notes. 19. Anordnung nach einem der Ansprüche 12-18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorlaufleitung (V) und in der Rücklaufleitung (R) Temperaturmeßstellen (TV, TR) vor­ gesehen sind, die zur Wärmemengenzählung bzw. Leistungsmessung Temperatur­ meßwerte in die Regelvorrichtung liefern.19. Arrangement according to one of claims 12-18, characterized in that in the Flow line (V) and in the return line (R) temperature measuring points (TV, TR) are seen that for heat quantity measurement or power measurement temperature Deliver measured values to the control device. 20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung so ausgelegt ist, daß bei einem Einschaltsignal für die Umwälzpumpe nach Ablauf eines Zeitgliedes eine Funktions-Störmeldung erfolgt, wenn am Kontrollmeßpunkt (Z2) kein Volumenstrom gemessen wird.20. The arrangement according to claim 19, characterized in that the control device so is designed that when a switch-on signal for the circulation pump after a A malfunction message occurs if there is no one at the control measuring point (Z2) Volume flow is measured. 21. Anordnung nach einem der Ansprüche 12-21, dadurch gekennzeichnet, daß Stör­ meldungen optisch oder akustisch an der Solarregelung oder durch Fernanzeige an­ gezeigt und ggf. gespeichert oder weiterverarbeitet werden.21. Arrangement according to one of claims 12-21, characterized in that sturgeon reports optically or acoustically on the solar control or by remote display shown and possibly saved or further processed.
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