DE19851919A1 - Solar heated water heater has storage tank, branch pipes, backflow check valves and pressurized hot water tank - Google Patents

Solar heated water heater has storage tank, branch pipes, backflow check valves and pressurized hot water tank

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Abstract

The water heater is run by a solar collector(5), and the hot water produced is stored in a storage-collector (9). The water pipe system (1) incorporates a branch (18), a backflow check valve (3) and a branch pipe (12) with pressurized hot-water tank (11) and backflow check valve (16) directly and or by successive pipes. The backflow check valve, preferably in the form of a throttle valve (14), is connected to the other, second branch of the branch piece .

Description

Die Erfindung betrifft eine Warmwasserbereitungsanlage betrieben mittels Solarkollektor und die Speicherung da mit erzeugten Warmwassers in einem Warmwasserspeicher sowie eine Anordnung zur Umwälzung von Wasser innerhalb der Warmwasserbereitungsanlage.The invention relates to a water heating system operated by means of a solar collector and storing it with hot water generated in a hot water tank and an arrangement for circulation of water inside the water heater.

Bekannt ist es, Warmwasser mittels Solarkollektor zu erzeugen und dieses Warmwasser in, einem höher als der Solarkollektor gelegenen, geeig­ neten Behälter zu speichern. Das vom Solarkollektor erwärmte Wasser gelangt dabei über eine Leitung in diesen Behälter und infolge der Schwerkraft über eine Zirkulationsleitung im Kreislauf wieder zurück in den Solarkollektor. Damit wird das im Zirkulationskreislauf befindliche Wasser, einschließlich der im Speicher befindlichen Wassermenge, solange aufgeheizt bis die Leistungsfähigkeit des Solarkollektors erreicht ist. Unvorteilhaft ist da bei, daß zur Funktionsfähigkeit einer solchen Warm­ wasseranlage der Warmwasserspeicher zur Aufrechterhaltung der Schwerkraftwirkung zur Zirkulation des Wassers, dieser immer erheblich höher als der Solarkollektor angeordnet sein muß. Aus konstruktiven oder aus ästhetischen Gründen oder aus Gründen des sonstigen Aufwandes ist diese Art einer Warmwasseranlage oft nicht realisierbar.It is known to generate hot water by means of a solar collector and this Warm water in a higher than the solar collector, suitable save containers. The water heated by the solar collector reaches a container in this container and as a result of Gravity back into the circuit via a circulation line Solar collector. This will make the water in the circulation cycle including the amount of water in the tank as long as heated up until the performance of the solar collector is reached. It is disadvantageous that the functionality of such a warm water system of the hot water tank to maintain the Gravity effect to the circulation of the water, this always considerable higher than the solar collector must be arranged. From constructive or for aesthetic reasons or for reasons of other effort this type of hot water system is often not feasible.

Bekannt ist weiterhin eine Warmwasseranlage mit Solarkollektor und Warmwasserspeicher, bei welcher ein Wasserkreislauf über den Solarkollektor, den Warmwasserspeicher und eine Zirkulationsleitung mittels einer regelbaren oder nicht regelbaren Umwälzpumpe erzeugt wird um den Warmwasserspeicher mit vom Solarkollektor erwärmtem Wasser anzureichern bis die Leistungsfähigkeit des Solarkollektors erreicht ist. A hot water system with a solar collector and is also known Hot water tank, in which a water cycle over the Solar collector, the hot water tank and a circulation pipe generated by an adjustable or non-adjustable circulation pump is around the hot water tank with heated by the solar collector Enrich water until the performance of the solar collector is reached is.  

Die in einer solchen Warmwasseranlage erforderliche Umwälzpumpe stellt einen permanenten Elektroenergieverbraucher dar und erfordert darüber hinaus einen gewissen technischen Aufwand für Installation, Regelung und Wartung derselben.The circulation pump required in such a hot water system is a permanent consumer of electrical energy and requires moreover a certain technical effort for installation, Regulation and maintenance of the same.

Sie ist deshalb für nur unregelmäßig oder selten genutzte Warmwasser­ anlagen, wie zum Beispiel in Kleingartenanlagen oder in Wochenend­ wohnstätten nicht rationell zu betreiben.It is therefore for hot or irregularly used hot water systems, such as in allotment gardens or at weekends not to operate homes efficiently.

Problem der Erfindung ist es, eine solarkollektorbetriebene Warmwasser­ anlage, insbesondere zur Verwendung in Anlagen kleiner Leistung, zu schaffen, die weder den baulichen Aufwand einer Schwerkraftzirkula­ tionseinrichtung noch die Verwendung einer elektrischen Um­ wälzpumpe erfordert und damit einfach zu installieren und rationell zu betreiben ist.The problem of the invention is a solar collector-operated hot water plant, in particular for use in plants of low power create that neither the structural effort of a gravity circuit tion device still the use of an electrical order roller pump requires and therefore easy to install and efficient operate.

Erfindungsgemäß wird das Problem wie mit den Patentansprüchen angegeben gelöst.According to the invention the problem becomes as with the claims specified solved.

Bauelemente und Baugruppen der Warmwasseranlage sind mit einem Wasserleitungsnetz 1 an einem einfachen Abzweigstück 18 mit diesem verbunden.Components and assemblies of the hot water system are connected to the water supply network 1 at a simple branch 18 .

Diese Bauelemente und Baugruppen sind das Abzweigstück 18, sowie eine Rohrleitung 2, ein Rücklaufsperrventil 3, eine Rohrleitung 4, ein Solarkollektor 5, eine Rohrleitung 6, ein Warmwasserspeicher 9, eine Rohrleitung 13, eine Rohrleitung 15, ein Rücklaufsperrventil 16 und eine Rohrleitung 17. Diese sind, bis zu dem Abzweigstück 18 reichend, so in der vorstehenden Reihenfolge hintereinander geschaltet und so zueinander angeordnet, daß diese ringleitungsartig am Abzweig­ stück 18, nach dem Wasseranschluß am Wasserleitungsnetz 1, be­ ginnend und auch hier wieder endend miteinander verbunden sind Dabei können auch Bauelemente und Baugruppen wie Abzweig­ stück 18, Rücklaufsperrventil 3 und Solarkollektor 5 sowie Solarkollektor 5, Warmwasserspeicher 9, ein Abzweigstück 12, ein Drosselventil 14 und das Rücklaufsperrventil 16 direkt, ohne Verbindungsleitungen, miteinander verbunden sein.These components and assemblies are the branch piece 18 , as well as a pipe 2 , a non-return valve 3 , a pipe 4 , a solar collector 5 , a pipe 6 , a hot water tank 9 , a pipe 13 , a pipe 15 , a non-return valve 16 and a pipe 17 . These are, to the branch piece 18 sufficiently so connected in the above order after the other and to each other so that this piece of loop-like manner at the branch 18, after the water supply to the water supply network 1, be ginnend and are also connected again ending each case can also Components and assemblies such as branch piece 18 , anti-return valve 3 and solar collector 5 and solar collector 5 , hot water tank 9 , a branch piece 12 , a throttle valve 14 and the anti-return valve 16 can be connected directly, without connecting lines.

Innerhalb dieser ringleitungsartig verbundene Anordnung von Rücklaufsperrventil 3 und bei diesem beginnend, Solarkollektor 5, Warmwasserspeicher 9 und Rücklaufsperrventil 16 ist an dieser ein Druckspeicher 11, als Pufferspeicher ausgebildet, angeordnet, der in seinem unteren, mit den übrigen Bauelementen und Baugruppen verbundenem Teil, mit Wasser und der oberhalb seines Wasserspiegels mit Luft angefüllt ist.Within this ring line-like arrangement of the anti-return valve 3 and starting at this, solar collector 5 , hot water tank 9 and anti-return valve 16 , a pressure accumulator 11 , designed as a buffer memory, is arranged on this, the lower part of which is connected to the other components and assemblies with water and which is filled with air above its water level.

Ebenfalls in diesen Ringleitungsabschnitt, zwischen dem Abzweig­ stück 12 des Druckspeichers 11 und dem Rücklaufsperrventil 16 kann zweckmäßigerweise ein Drosselventil 14 oder eine Blende oder ein anderes Drosselelement angeordnet sein.Also in this ring line section, between the branch piece 12 of the pressure accumulator 11 and the anti-return valve 16 , a throttle valve 14 or an orifice or another throttle element can be expediently arranged.

Die erfindungsgemäßen Anordnung ermöglicht es, Warmwasser mittels Solarenergie zu erzeugen und das erwärmte Wasser in einen unterhalb des Solarkollektors befindlichen Warmwasserspeicher zu befördern. Diese Anordnung erspart die Installation und die Betriebskosten für eine anderenfalls erforderliche Umwälzpumpe und erhöht auch gleichzeitig die Betriebssicherheit einer Warmwasseranlage. The arrangement according to the invention makes it possible to use hot water Generate solar energy and the heated water in a below to transport the hot water tank located in the solar collector. This arrangement saves installation and operating costs for one otherwise required circulation pump and also increases at the same time the operational safety of a hot water system.  

Auch ist damit eine aufwendige konstruktive Lösung für die Hochlegung eines Warmwasserspeichers zur Realisierung einer Schwerkraftzirkulation vermeidbar.It is also a complex constructive solution for elevation a hot water tank to realize a gravity circulation avoidable.

Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt eine Nutzung der im Wasserleitungsnetz infolge Druckschwankungen ohnehin vorhandenen Energie und von Energie aus dem Solarkollektor zur Aufrechterhaltung eines Zirkulationskreislaufes innerhalb der Warmwasseranlage und insbesondere im Warmwasserspeicher. Sie eignet sich besonders für Anlagen geringer Leistung, wofür zum Beispiel in Kleingärten oder ähnlichen Einrichtungen ein Bedarf besteht.The arrangement according to the invention allows use of the Water supply network due to pressure fluctuations anyway Maintaining energy and energy from the solar panel a circulation circuit within the hot water system and especially in the hot water tank. It is particularly suitable for Low-performance systems, for example in allotments or there is a need for similar facilities.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment explained.

Mit der zugehörigen Zeichnung ist die Anordnung zur Erzeugung und Speicherung von Warmwasser schematisch dargestellt.With the accompanying drawing is the arrangement for generating and Storage of hot water is shown schematically.

Am Wasserleitungsnetz 1 befindet sich der Abzweig 18, von welchem die Rohrleitung 2 über das Rücklaufsperrventil 3 zum Vorlauf des Solarkollektors 5 geführt ist. Der Rücklauf des Solarkollektors 5 ist über die Rohrleitung 6 zum Warmwasserspeicher 9, von diesem über das Ab­ zweigstück 12 sowie die Rohrleitung 13, das Drosselventil 14, die Rohr­ leitung 15 und das Rücklaufsperrventil 16 an das Abzweigstück 18 zurück geführt. Am Abzweigstück 12 ist der Druckspeicher 11 so angeschlossen, daß sich in dessen unterem Teil Wasser ansammeln kann und sich in dessen oberen Teil Luft komprimieren kann. At the water supply network 1 is the branch 18 , from which the pipe 2 is guided via the anti-return valve 3 to the flow of the solar collector 5 . The return flow of the solar collector 5 is via the pipe 6 to the hot water tank 9 , from this via the branch piece 12 and the pipe 13 , the throttle valve 14 , the pipe line 15 and the anti-return valve 16 to the branch piece 18 . At the branch 12 , the pressure accumulator 11 is connected so that water can accumulate in its lower part and air can compress in its upper part.

Vom Warmwasserspeicher 9 ist die Rohrleitung 7 zu der Zapfstelle 8 geführt. Sobald die erfindungsgemäße Anordnung an das Wasserleitungsnetz 1 angeschlossen und entlüftet ist, beginnt die Funktion der Anlage derart, daß sich zunächst in derselben ein Normaldruck, gleich dem im Wasserleitungsnetz 1 herrschendem Druck einstellt. Bekanntermaßen herrschen im Wasserleitungsnetz 1 teilweise erhebliche Druckschwankungen, unter anderem auch jeweils durch Entnahmen von Wasser aus dem Wasserleitungsnetz 1 verursacht. Die im Wasserleitungs­ netz 1 vorhandenen, vom Normaldruck abweichenden, Druck­ schwankungen und dabei insbesondere die Druckspitzen, auch als Wasserschläge allgemein bekannt und bei defekten Zapfstellen in Erscheinung tretend, gelangen über die Rohrleitungen 2, 4, 6 und 10 sowie das Sperrventil 3, den Solarkollektor 5, den Warmwasserspeicher 9, die Rohrleitung 10 und den Abzweigstück 12 in den Druckspeicher 11 und befördern dabei gegen den dort geringeren Druck bis zum Druck­ ausgleich, eine gewisse geringe Menge Wasser in denselben hinein. Der Druck in der Anordnung bleibt dort durch die Funktion des Rücklauf­ sperrventils 3 solange erhalten, bis sich im Wasserleitungsnetz 1, eine unter diesem Druckniveau bemessene Druckschwankung einstellt und sich der Druck aus der Anordnung über das Rücklaufsperrventil 16 mit dem im Wasserleitungsnetz 1 herrschenden Druck ausgleichen kann, wobei wiederum eine gewisse Menge Wasser in das Wasserleitungsnetz 1 abgegeben wird.The pipeline 7 is led from the hot water tank 9 to the tap 8 . As soon as the arrangement according to the invention is connected to the water supply network 1 and vented, the function of the system begins in such a way that a normal pressure, equal to the pressure prevailing in the water supply network 1 , is initially established in the system. As is known, there are sometimes considerable pressure fluctuations in the water supply network 1 , among other things also caused by the removal of water from the water supply network 1 . The existing in the water supply network 1 , deviating from normal pressure, pressure fluctuations and in particular the pressure peaks, also known as water hammer and appearing at defective tap points, pass through the pipes 2 , 4 , 6 and 10 and the check valve 3 , the solar collector 5 , the hot water tank 9 , the pipeline 10 and the branch piece 12 into the pressure accumulator 11 and convey a certain small amount of water into the pressure accumulator 11 against the pressure which is lower there. The pressure in the arrangement remains there through the function of the return check valve 3 until a pressure fluctuation measured below this pressure level occurs in the water supply network 1 and the pressure from the arrangement can compensate for the pressure prevailing in the water supply network 1 via the return check valve 16 , whereby again a certain amount of water is released into the water supply network 1 .

Sobald dieser Druckausgleich erfolgt ist, wiederholt sich der beschrie­ bene Vorgang in unregelmäßigen Abständen, indem die nächste Druckspitze den Druckspeicher gewissermaßen wieder "aufpumpt" und damit wieder eine geringe Menge Wasser über das Rücklaufsperrventil 3 in die Anordnung befördert.As soon as this pressure equalization has taken place, the described process is repeated at irregular intervals by the next pressure peak, so to speak, "pumping up" the pressure accumulator again and thus again conveying a small amount of water via the anti-return valve 3 into the arrangement.

Druckschwankungen in der Anordnung infolge von Wassererwärmung im Solarkollektor 5 oder Wasserentnahmen an der Zapfstelle 7 wirken in demselben Sinne und stören das System nicht. Das in der Leitung 13, 15 angeordnete Drosselventil 14 bewirkt einen gewisse Dämpfung bei den Vorgängen des Druckausgleiches. Pressure fluctuations in the arrangement as a result of water heating in the solar collector 5 or water withdrawals at the tap 7 act in the same sense and do not disturb the system. The throttle valve 14 arranged in the line 13 , 15 brings about a certain damping in the processes of pressure equalization.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

11

Wasserleitungsnetz
Water supply network

22nd

Rohrleitung
Pipeline

33rd

Rücklaufsperrventil
Anti-return valve

44th

Rohrleitung
Pipeline

55

Solarkollektor
Solar collector

66

Rohrleitung
Pipeline

77

Rohrleitung
Pipeline

88th

Zapfstelle
Tap

99

Warmwasserspeicher
Hot water tank

1010th

Rohrleitung
Pipeline

1111

Druckspeicher
Pressure accumulator

1212th

Abzweigstück
Branch piece

1313

Rohrleitung
Pipeline

1414

Drosselventil
Throttle valve

1515

Rohrleitung
Pipeline

1616

Rücklaufsperrventil
Anti-return valve

1717th

Rohrleitung
Pipeline

1818th

Abzweigstück
Branch piece

Claims (3)

1. Warmwasserbereitungsanlage betrieben mittels Solarkollektor, und die Speicherung damit erzeugten Warnwassers in einem Warmwasserspeicher sowie einer Anordnung zur Umwälzung von Wasser innerhalb der Warmwasserbereitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Wasserleitungsnetz (1) ein einfaches Abzweigstück (18) angeordnet ist und einem ersten Abzweig desselben, ein Rück­ laufsperrventil (3), ein Solarkollektor (5), ein Warmwasserspeicher (9), ein Abzweigstück (12) mit einem Druckspeicher (11) und ein Rück­ laufsperrventil (16) direkt und/oder mittels Rohrleitungen hinter­ einander nachgeschaltet sind, wobei das Rücklaufsperrventil (16) ringleitungsartig mittels Rohrleitungen und/oder direkt mit dem anderen zweiten Abzweig des Abzweigstückes (18) verbunden ist.1.Heating system operated by means of a solar collector, and the storage of warning water thus generated in a hot water tank and an arrangement for circulating water within the water heating system, characterized in that a simple branch piece ( 18 ) is arranged on a water supply network ( 1 ) and a first branch thereof , a non-return valve ( 3 ), a solar collector ( 5 ), a hot water tank ( 9 ), a branch piece ( 12 ) with a pressure accumulator ( 11 ) and a non-return valve ( 16 ) are connected in series directly and / or by means of pipes, whereby the anti-return valve ( 16 ) is connected in the form of a ring line by means of pipelines and / or directly to the other second branch of the branch piece ( 18 ). 2. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rücklaufsperrventil (16) ein Drosselele­ ment, vorzugsweise ein Drosselventil (14) oder eine Blende, vor­ geordnet ist. 2. Water heating system according to claim 1, characterized in that the anti-return valve ( 16 ) a Drosselele element, preferably a throttle valve ( 14 ) or an orifice, is arranged before. 3. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abzweigstück (12) mit dem Druckspeicher (11) innerhalb der Anordnung zwischen dem Rücklaufsperrventil (3) und dem Solarkollektor (5) oder zwischen dem Solarkollektor (5) und dem Warmwasserspeicher (9) oder zwischen dem Warmwasserspeicher (9) und dem Rücklaufsperrventil (16) oder zwischen diesem und dem Drosselelement, angeordnet ist.3. Water heating system according to claim 1, characterized in that the branch piece ( 12 ) with the pressure accumulator ( 11 ) within the arrangement between the anti-return valve ( 3 ) and the solar collector ( 5 ) or between the solar collector ( 5 ) and the hot water tank ( 9 ) or between the hot water tank ( 9 ) and the anti-return valve ( 16 ) or between this and the throttle element.
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