Die Erfindung betrifft einen mit einem Sonnenkollektor gekop
pelten Wärmespeicher, insbesondere Brauchwasserspeicher, beste
hend aus einem Behälter mit Zu- und Ablaufanschlüssen für das
im Behälter befindliche und zu erwärmende Medium, wobei im Be
hälter ein unterer und ein oberer, mit unterschiedlichen Ener
giearten beschickbarer Wärmetauscher angeordnet ist.The invention relates to a Kop with a solar panel
pelten heat storage, especially hot water storage, best
from a container with inlet and outlet connections for the
medium in the container and to be heated, in the loading
a lower and an upper one, with different energies
giearten feedable heat exchanger is arranged.
Derartige Wärmespeicher sind allgemein bekannt und in Benut
zung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftli
chen Nachweises bedarf. Bei den im wärmegedämmten Behälter an
geordneten Wärmetauscher handelt es sich in der Regel um was
serdurchströmte, gewendelte Rohrschlangen, wobei der obere Wär
metauscher in der Regel mit einem Heizkessel und der untere mit
einem Sonnenkollektor vor- und rücklaufseitig verbunden ist.
Beim oberen Wärmetauscher kann es sich aber auch um einen Elek
troheizer handeln.Such heat storage are well known and in use
tongue, so that there is no special printed matter in this regard
proof is required. With the in the insulated container
orderly heat exchanger is usually what
flowed through, coiled coils, the upper heat
Metauscher usually with a boiler and the bottom with
a solar panel is connected upstream and downstream.
The upper heat exchanger can also be an elec
act troheizer.
Mit Solarkollektoren gekoppelte Brauchwasserspeicher funktionieren
üblicherweise so, daß der untere, mit Sonnenenergie be
heizte Wärmetauscher das Brauchwasser im Sommer bis auf die ge
wünschte Temperatur erwärmt, wohingegen bei kurzer Sonnen
scheindauer oder im Winter das Wasser im unteren Speicherab
schnitt nur vorgewärmt wird. Wenn die Sonnenenergie nicht zum
Erwärmen des Trinkwassers ausreicht, wird die fehlende Wärme
vom oberen Wärmetauscher erbracht, wobei üblicherweise hochwer
tig Primärenergie eingesetzt wird.DHW cylinders coupled with solar collectors work
usually so that the lower one, with solar energy
heats the hot water to the ge in summer
desired temperature warmed, whereas with short suns
sham duration or in winter the water in the lower storage area
cut is only preheated. If solar energy is not
Heating the drinking water is sufficient, the lack of heat
provided by the upper heat exchanger, usually high
primary energy is used.
Nachteilig bei derartigen Wärmespeichern ist, daß bei ungenü
gender Erwärmung des Wärmespeichermediums durch den unteren
Wärmetauscher im oberen Teil mit Primärenergie nachgeheizt wer
den muß, obgleich häufig der gesamte Speicherinhalt nur einige
Grade kälter als die Solltemperatur ist. Dieses Nachheizen mit
Primärenergie ist besonders im Sommer von Nachteil, wenn mit
einem Kessel das Brauchwasser an einem bewölkten Tag bspw. nur
einige Grade erwärmt werden muß, um wieder die gewünschte Soll
temperatur zu erreichen. Durch das Einschalten des Kessels, der
sich komplett erwärmen muß, geht viel Primärenergie dem eigent
lichen Nachheizvorgang verloren, so daß dann der Wirkungsgrad
einer solchen Anlage durch das Aufheizen des Kessels deutlich
verringert wird.A disadvantage of such heat storage is that inaccurate
gender heating of the heat storage medium by the lower
Heat exchanger in the upper part reheated with primary energy
that must, although often the entire memory content only a few
Grade is colder than the target temperature. This reheating with
Primary energy is particularly disadvantageous in summer when using
a boiler, for example, only on a cloudy day
some degrees must be warmed to get the desired target again
reach temperature. By turning on the boiler, the
must warm up completely, a lot of primary energy goes to the
Lichen post-heating process lost, so that the efficiency
such a system by heating up the boiler
is reduced.
Ausgehend von einem Wärmespeicher der eingangs genannten Art,
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen dahingehend zu
verbessern, daß im Bedarfsfall der Nachheizung deutlich weniger
Primärenergie gebraucht wird als dies bisher der Fall war.Starting from a heat store of the type mentioned at the beginning,
is the object of the invention to this effect
improve that if necessary, the reheating significantly less
Primary energy is used than was previously the case.
Gelöst ist diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß im Be
hälter dem unteren Wärmetauscher der Verdampfer und dem oberen
Wärmetauscher der Kondensator eines Wärmepumpenkreises zugeord
net ist.This object is achieved according to the invention in that in loading
the lower evaporator heat exchanger and the upper one
Heat exchanger assigned to the condenser of a heat pump circuit
is not.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung kann die im unteren Be
reich des Behälters enthaltene Energie mittels des Wärmepumpen
kreises zur Beheizung des im oberen Speicherabschnitt gespei
cherten Brauchwassers genutzt werden. Diese scheinbar widersin
nige Anordnung der wärmeübertragenden Komponenten (Verdamp
fer/Kondensator) einer Wärmepumpe im Speicher hat den großen
Vorteil, daß aufgrund der geringen Temperaturdifferenz zwischen
dem vorgewärmten Medium im unteren Bereich des Behälters und
der Solltemperatur des oberen Abschnitts eine Wärmepumpe mit
sehr hohen Arbeitszahlen arbeitet, so daß dadurch zur Nach
heizung deutlich weniger Primärenergie gebraucht wird, als wenn
die Nacherwärmung via oberen Wärmetauscher mit einem Heizkessel
oder sogar direkt elektrisch erfolgen würde. Setzt man
sinnvollerweise als Wärmepumpe eine Kompressionswärmepumpe ein,
so ergibt sich im Vergleich zum Kessel durch die geringere
thermische Masse ein weiterer Vorteil. Neben den direkten pri
märenergetischen Vorteilen dieses Speichers folgt ein weiterer
indirekt durch die größere Abkühlung des unteren Speicherab
schnitts, d. h., es kann wieder mehr Sonnenenergie gespeichert
werden, was wiederum mit einem verbesserten Kollektorwir
kungsgrad verbunden ist.Through this training according to the invention in the lower Be
energy contained in the tank by means of the heat pump
circuit for heating the in the upper storage section
stored service water can be used. This apparently contradicts
arrangement of the heat-transferring components (evaporator
fer / condenser) of a heat pump in the store has the big one
Advantage that due to the small temperature difference between
the preheated medium in the lower area of the container and
the target temperature of the upper section with a heat pump
very high labor figures, so that this leads to the after
heating requires significantly less primary energy than if
reheating via the upper heat exchanger with a boiler
or even directly electrically. You sit down
it makes sense to use a compression heat pump as a heat pump,
compared to the boiler, this results in the smaller one
thermal mass another advantage. In addition to the direct pri
Another advantage follows from the energy advantages of this storage facility
indirectly through the greater cooling of the lower store
cuts, d. that is, more solar energy can be stored again
what, in turn, with an improved collector
degree of efficiency is connected.
Der erfindungsgemäße, mit einem Sonnenkollektor gekoppelte Wär
mespeicher wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstel
lung eines stark schematisierten Ausführungsbeispieles näher
erläutert.The heat according to the invention coupled with a solar collector
mespeicher is subsequently based on the graphic representation
development of a highly schematic embodiment
explained.
Der mit einer Wärmeisolation W1 versehene Behälter 1 weist in
bekannter Weise Zu- und Ablaufanschlüsse 2, 3 für das im Behäl
ter befindliche und zu erwärmende Medium auf. Ebenfalls in be
kannter Weise sind im Behälter 1 ein unterer und ein oberer
Wärmetauscher 4, 5 mit jeweils zu unterschiedlichen Wärmequel
len K, S führenden Vor- und Rücklaufanschlüssen 6, 7, 6', 7',
angeordnet. K steht dabei für einen Heizkessel und S für einen
Sonnenkollektor. Der Wärmetauscher 5 kann aber auch ein Elek
troheizer sein. Wie aus der Darstellung ersichtlich, ist das
Ganze nun mit einem Wärmepumpenkreis 10 kombiniert, und zwar
derart, daß im Behälter 1 dem unteren Wärmetauscher 4 der Ver
dampfer 8 und dem oberen Wärmetauscher 5 der Kondensator 9 des
Wärmepumpenkreises 10 zugeordnet ist, der im einzelnen keiner
näheren Erläuterung bedarf, da hinsichtlich seiner Funktion und
seiner Einzelelemente hinlänglich bekannt. Ebenfalls nicht be
sonders dargestellt sind die Regelung und Sensoren, die je nach
Bedarfsanforderung den Heizkessel K oder den Wärmepumpenkreis
10 jahreszeitenabhängig zu- und abschalten.The provided with thermal insulation W1 container 1 has in a known manner inlet and outlet connections 2 , 3 for the medium located in the container and to be heated. Also in a known manner, a lower and an upper heat exchanger 4 , 5 , each with different sources of heat sources K, S leading and return connections 6 , 7 , 6 ', 7 ', are arranged in the container 1 . K stands for a boiler and S for a solar collector. The heat exchanger 5 can also be an electric heater. As can be seen from the illustration, the whole is now combined with a heat pump circuit 10 , in such a way that in the container 1 the lower heat exchanger 4 of the United evaporator 8 and the upper heat exchanger 5, the condenser 9 of the heat pump circuit 10 is assigned, which none in detail A more detailed explanation is required, since it is well known with regard to its function and its individual elements. The control and sensors, which switch the boiler K or the heat pump circuit 10 on and off depending on the season, are also not shown in a special manner.
Für die konkrete konstruktive Gestaltung der Wärmetauscher 4, 5
aber auch von Verdampfer 8 und Kondensator 9 können im übrigen
alle gängigen Ausführungsmöglichkeiten in Betracht gezogen
werden.For the specific structural design of the heat exchangers 4 , 5, but also of the evaporator 8 and the condenser 9 , all other possible designs can be taken into account.