DE19654681A1 - Ladeautomat für Schichtenpufferspeicher mit sonnenenergieerwärmtem Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung ist ein Ladeautomat für Schichtenpufferspeicher mit durch Sonnenenergie erwärmtem Wasser.

Stand der Technik ist ein Standard-Warmwasserbereiter der vom Heizkessel gespeist wird. Diesem ist ein Solar-Warmwas­ serbereiter vorgeschaltet. Wenn Brennwerttechnik eingesetzt wird oder-und mit Festbrennstoffen geheizt wird ist ein Pufferspeicher oder Schichtenpufferspeicher ebenfalls Stand der Technik.

Jedoch sind häufig die Räumlichkeiten so beengt, daß für diese Behälter kein Platz vorhanden ist.

Dieses Problem wird mit einem Multifunktionsspeicher gelöst. Das Warmwasser wird mit einem externen Plattenwärmetauscher im Durchlauferhitzerprinzip erzeugt. Für die Solarwärmeeinspeis­ ung sind interne Wärmetauscher Stand der Technik, die eine fixe Position haben und dort die Wärme abgeben.

Der Speicherfühler für die Solar-Differenzregelung ist eben­ falls an einer fixen Position, meistens in der Speichermitte, angebracht. So gibt es den Betriebszustand, wo Solarenergie gewonnen werden könnte, aber die Differenzregelung schaltet nicht ein, weil die Wassertemperatur in Speicherfühlerhöhe zu warm ist.

Das wird preiswerter und besser gelöst mit externen Platten­ wärmetauschern. Problematisch ist hier der Anschluß, wenn nur in einer Höhe eingespeist wird. Ein Ladesystem ist bekannt, bei welchem mit Umschaltventilen je nach Bedarf in verschiedene Speicherschichten eingeleitet wird. Eine elektronische Regel­ ung steuert den Ladevorgang. Dieses System ist kompliziert und entsprechend teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Ladeautomaten, zum Laden von Schichtenpufferspeichern mit durch Sonnenenergie erwärmtem Wasser, zu schaffen. Der Ladeautomat soll den Wirk­ ungsgrad von Solaranlagen erhöhen und verhindern, daß beim Laden bzw. Puffern des Schichtenpufferspeichers die Schichtung zerstört wird.

Der Ladeautomat wird bei Solaranlagen mit externen Wärme­ tauschern sowie bei Solaranlagen ohne Frostschutzmittel mit direktem Anschluß verwendet.

Im folgenden wird die Erfindung, anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Schichtenpufferspeicher (I) mit dem Ladeautomaten in Mittelstellung, wie in Fig. 2 dargestellt. Das Laderohr (6) wird vom thermischen Antrieb bestehend aus Temperaturfühler (1), Verbindungsrohr (2) und Arbeitskörper (3) über das Druckgestänge (4) bewegt. Das Gelenkstück (9) mit der elastischen Verbindung (11) verbindet die Zulaufleitung (8) mit dem Laderohr (6). Die Tauchhülse (7) für den Speicherfühler der Temperaturdifferenzregelung ist mit dem flexiblen Schlauch (5) am Laderohr (6) befestigt. So kann der Speicherfühler die Was­ sertemperatur der Temperaturschicht fühlen in die geladen wird. Die Position vom Laderohr (6) ist abhängig von der Vorlauf­ temperatur der Solaranlage und gewährleistet so, daß in die entsprechende Temperaturschicht eingespeist wird. Nach längerer Stillstandszeit der Solaranlage ist die Vorlaufleitung kalt und das Laderohr (6) hat die in Fig. 4 gezeigte Position. Geht die Solarheizung in Betrieb steigt das Laderohr um den, an der Temperaturdifferenzregelung eingestellten Wert bis es letztlich die in Fig. 3 gezeigte Position erreicht.

Im Bereich vom Temperaturfühler (1) soll die Wärmedämmung bei stehender Solarkreis-Umwälzpumpe das Vorlaufwasser kurzzeitig auf Temperatur halten damit sich die Position vom Laderohr un­ wesentlich verändert. Bewölkt sich der Himmel oder die Strahl­ ung der untergehenden Sonne verringert sich, darf die Wärme­ dämmung ein Abkühlen der Wassertemperatur im Bereich des Tem­ peraturfühlers (1) nicht verhindern. Das Laderohr senkt sich und ermöglicht den Energiegewinn mit niedrigeren Wassertem­ peraturen in kühlere Wasserschichten.

In Fig. 5 und 6 wird der direkte thermische Antrieb (12) ge­ zeigt. Über das Druckgestänge mit Führungsrohr (13) arbeitet der thermische Antrieb direkt auf das Gelenkstück (9). Um eine Rückerwärmung des thermischen Antriebs zu verhindern muß eine Wärmeschleife eingesetzt werden. Das gilt auch von Fall zu Fall für den thermischen Antrieb mit Verbindungsrohr.

Claims (8)

1. Ladeautomat für Schichtenpufferspeicher mit sonnenenergieerwärmtem Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Sonnenenergie erwärmte Wasser in die Temperatur­ schicht des Pufferspeichers gefördert wird, die der Tempera­ tur des durch Sonnenenergie erwärmten Wassers entspricht.

2. Ladeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laderohr (6) aus Metall, Kunstoff, Glas oder Gummi sein kann und mittels einem Antrieb stufenlos in jede Position gebracht werden kann.

3. Ladeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laderohr (6) von einem thermischen Antrieb, einem mittels Motorkraft oder durch Bimetall betätigtem Antrieb bewegt wird.

4. Ladeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Antrieb bestehend aus Temperaturfühler (1), Verbindungsrohr (2) und Arbeitskörper (3) als Fernverstell­ ung wie in Fig. 1-4 gezeigt oder als direkter Antrieb wie in Fig. 5 u. 6 mit dem Arbeitskörper (12) über das Druckge­ stänge mit Führungsrohr (13) aus geführt werden kann.

5. Ladeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laderohr (6) von dem Gelenkstück (9) mit Betätigungshebel gehalten wird.

6. Ladeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verbindung (11) zwischen Zuleitung und Lade­ rohr (6) aus einem Wellschlauch, Wellrohr, Kugelgelenk und diese aus jedem geeignetem Material bestehen können.

7. Ladeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Laderohr (6) die Tauchhülse (7) für den Speicherfühler der Temperaturdifferenzregelung befestigt ist und mit dem Laderohr (6) in die richtige Ladeschicht gebracht wird.

8. Ladeautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (8) vom Sonnenkollektor kommt bzw. von einem Wärmetauscher wenn der Solarkreislauf Frostschutz­ mittel enthält. Der Rücklauf wird aus der unteren Zone des Schichtenpufferspeichers abgeführt.