DE19927027C1

DE19927027C1 - Anordnung zur Gewinnung von Wärme aus Sonnenstrahlung und Umweltenergie

Info

Publication number: DE19927027C1
Application number: DE19927027A
Authority: DE
Inventors: Henning Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2019-06-04

Abstract

Anordnung zur Gewinnung von Wärme aus Umweltenergien, bestehend aus Solarkollektor, Wärmepumpe, Wärmetauscher, Temperaturdifferenzreglern, Fluidspeichern, Fluidleitungen, Ventilen und Pumpen. Die Wärmepumpe ist verdampferseitig mit einem Fluidspeicher mit niedrigem Temperaturniveau und kondensatorseitig mit einem Fluidspeicher mit geregeltem, hohem Temperaturniveau, an dem die Wärmeverbraucher angeschlossen sind, verbunden. Eine weitere Verbindung der Fluidspeicher untereinander besteht thermisch über Wärmetauscher. Der Solarkollektor kann wahlweise mit jeweils einem der Fluidspeicher verbunden werden. Dem Solarkollektor kann ein Wärmetauscher vorgeschaltet werden, mit dem die Vorlauftemperatur des Kollektors auf Umgebungstemperaturniveau angehoben wird. Durch eine Auswahlsteuerung werden Pumpen und Ventile derart geschaltet, daß die energetisch jeweils günstigste Anordnung der Komponenten aktiviert ist. Mit der Erfindung werden die Einsatzmöglichkeiten von Wärmepumpe und Solarkollektor durch Kopplung derselben miteinander insofern erheblich verbessert, daß jeweils das eine Gerät dem anderen Gerät und umgekehrt ermöglicht, in Betriebsbereichen mit besserem Wirkungsgrad bzw. besserer Leistungszahl zu arbeiten. Die Möglichkeit der üblichen, direkten Nutzung solar erwärmten Fluids bei ausreichend hoher Strahlung bleibt voll erhalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Geräten zur Erzeugung von Wärme aus Umweltener gien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf einem Temperaturniveau, welches technisch sinnvoll mit einer Wärmepumpe erreicht werden kann. Das Niveau liegt beispielsweise bei ca. 60°C. Bei der Anwendung ist insbesondere an Gebäudeheizung und Brauchwassererwärmung gedacht, die Wärme kann aber auch für industrielle Prozesse Verwendung finden.

Die für die Anordnung eingesetzten Geräte sind Solarkollektor, Wärmepumpe, Warm-/Kalt wasserspeicher, Wärmetauscher und Temperaturdifferenzregler. Die einzelnen Komponenten sind allesamt bekannt und als Massenware am Markt erhältlich. Neu ist die Art der Anordnung. Darüberhinaus eröffnen Mikroprozessortechnik und neue Methoden der Gebäudeisolierung Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung, die bislang unrealistisch waren. Angestrebt wird ein sinnvoller Kompromiß aus apparativem Aufwand und guter Energieausbeute.

Üblicher Einsatz von Solarkollektoren ist die Anordnung mit optimaler Position zur Strahlungs richtung der Sonne, der Durchströmung mit einem Wärmeträgermedium bei Messung einer nutz baren Einstrahlung und Speicherung der Wärme in einem Wassertank. Bei bekannten Einrichtun gen dieser Art hat sich als nachteilig herausgestellt, daß die Strahlungsenergie der Sonne tages zeitlichen, jahreszeitlichen und klimatisch bedingten Schwankungen unterworfen ist, und daß die Kollektorleistung nicht nur von der Einstrahlung, sondern auch von der Differenz zwischen Kollektortemperatur und Umgebungstemperatur abhängt. Dies hat auch bei exzellent isolierten Kollektoren zur Folge, daß sich bei mitteleuropäischem Klima mit geringer Einstrahlung und ge mäßigter Temperatur überwiegend ein sehr schlechter Kollektorwirkungsgrad ergibt. Solche An ordnungen werden daher üblicherweise nur zur Unterstützung einer sonnenunabhängigen Warm wasserbereitung, seltener auch der Raumheizung, eingesetzt.

Üblicher Einsatz von Wärmepumpen ist die verdampferseitige Wärmezufuhr durch Beaufschla gung mit Umgebungsluft, Wasser aus Seen, Flüssen oder Grundwasser, oder mit Erdwärme. Die Verwendung von Wasser und insbesondere Erdwärme mit relativ gleichmäßigen Temperaturen von über 0°C bieten günstige Voraussetzungen für den Einsatz von Wärmepumpen, da die Lei stungszahl der Wärmepumpe von der Temperaturdifferenz von Verdampfer zu Kondensator ab hängig ist. Aber nur die Umgebungsluft, deren Temperatur großen Schwankungen unterworfen ist, ist überall und ohne großen apparativen Aufwand nutzbar. Seen und Flüsse sind meist nicht in unmittelbarer Nähe vorhanden und auch wenn, nicht ohne Genehmigung zu nutzen; Grundwasser ist nur über Brunnen erreichbar - ebenfalls nur mit Genehmigung; die Wärme des Erdreiches ist nur nach aufwendigen Erdarbeiten mittels eingegrabener Wärmetauscherflächen nutzbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten von Wärmepumpe und Solarkollektor durch Kopplung derselben miteinander insofern erheblich zu verbessern, daß jeweils das eine Gerät dem anderen Gerät und umgekehrt ermöglicht, in Betriebsbereichen mit besserem Wirkungsrad bzw. besserer Leistungszahl zu arbeiten.

Die Lösung wird mit einer Einbindung der bekannten Komponenten in ein Steuerungs- und Regelungskonzept gemäß dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Anordnung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Anordnung nach der Erfindung hat folgende Vorteile:

- Durch Absenkung des Temperaturniveaus im Kollektor über die Wärmepumpe wird die Nutzung von nur geringer Sonneneinstrahlung ermöglicht, da Wärmeverluste reduziert wer den. Damit wird das Verhältnis von "für die Herstellung des Kollektors erforderlicher Energie" zu "Gewinnung von Solarenergie im Kollektor" gegenüber konventionellem Ein satz von Kollektoren stark verbessert. Der Kollektor ist damit ganzjährig einsetzbar und nicht nur, wenn die Außentemperatur hoch genug ist.
- Bei entsprechender Abkühlung des Wärmeträgerfluids durch die Wärmepumpe wird durch Anhebung der Fluidtemperatur auf Umgebungstemperatur mittels eines dem Kollektor vorgeschalteten Wärmetauschers und durch weitere solare Erwärmung im Kollektor das höchstmögliche Temperaturniveau am Verdampfer der Wärmepumpe erreicht. Damit werden die Betriebsbedingungen für die Wärmepumpe in energetisch günstigere Bereiche gelegt.
- Der vorgeschaltete Wärmetauscher wird bei zu starker solarer Bestrahlung zur Kühlung eingesetzt, so daß die schädlich hohen Stillstandstemperaturen der Kollektoren vermieden werden. Bei wärmeleitendem Einbau des Wärmetauschers mit einem Medium mit großem Wärmespeichervermögen, z. B. dem Erdreich, kann die bei zu starker Bestrahlung gespeicherte Wärme bei Betriebszuständen mit höherem Wärmebedarf über die Wärmepumpe zurückgewonnen werden.
- Die Erfindung ermöglicht die Schonung der Energieresourcen und die Minimierung von CO₂- und Schadstoffemissionen bei der Wärmeerzeugung.
- Durch die beschriebene Steuerung ist die Wärmegewinnung voll automatisiert, so daß die bewährten Wärmeerzeuger (Feuerungen oder Strom) substituiert werden können.
- Es können handelsübliche Komponenten aus kostengünstiger Massenproduktion eingesetzt werden.
- Der im Wärmepumpenbetrieb als Speicher für kaltes Fluid vorgesehene Behälter läßt sich ohne zusätzlichen apparativen Aufwand auch als Wärmespeicher einsetzen, wenn über schüssige Wärmeenergie vorliegt, wodurch die Gesamtspeicherkapazität erhöht wird.
- Die Möglichkeit der direkten Nutzung der Strahlungsenergie bei ausreichender solarer Einstrahlung ohne Zwischenschaltung der Wärmepumpe bleibt voll erhalten.

Die beschriebene Anordnung erfaßt die Verfügbarkeit der Umweltenergien unter Berücksichti gung klimatischer, jahreszeitlicher und tageszeitlicher Änderungen. Dazu wird der Solarkollektor wahlweise mit einem Speicher mit hohem Temperaturniveau, nämlich mit dem Niveau der Soll- bzw. Prozeßtemperatur (dieser Speicher stellt auch die Kondensatorseite der Wärmepumpe dar, und hier sind die Wärmeverbraucher angeschlossen) oder mit einem Speicher mit niedrigerem Temperaturniveau (dieser Speicher stellt auch die Verdampferseite der Wärmepumpe dar) verbunden. Die Speicher sind außerdem über Wärmetauscher thermisch miteinander verbunden, so daß die Temperaturniveaus angeglichen werden können. Den Speichern kommt dabei die Aufgabe zu, durch ausreichende Dimensionierung tageszeitliche Schwankungen der Strahlungsintensität überbrücken zu können. Diesen Ansatz verfolgt auch Patentanmeldung EP 00 54 729 A1. Bei der dort beschriebene Einrichtung ist jedoch nachteilig, daß bei Einschaltung des "zweiten Wärmeträgerfluidkanals", der letztlich nur die Funktion eines Wärme tauschers hat, Strahlungsenergie, die vom "ersten Wärmeträgerfluidkanal" gesammelt wird, auf Umgebungstemperaturniveau heruntergezogen wird und damit ungenutzt bleibt. Die Wärmeausbeute ist daher längst nicht optimal. Außerdem handelt es sich bei diesem Wärme trägerfluidkanal um eine Sonderkonstruktion und ist daher in der Herstellung teuer. Daher hat sich die im genannten Anmeldung beschriebene Einrichtung nicht durchgesetzt.

Der genannte Nachteil nicht optimaler Nutzung der Sonnenstrahlung und Einsatz von Sonder konstruktionen wird in dieser Patentanmeldung dadurch vermieden, daß für den Fall, daß die Temperatur im Speicher mit niedrigem Temperaturniveau unter der Umgebungstemperatur liegt und die Austrittstemperatur des Solarkollektors unter dar gewünschten Prozeßtemperatur liegt, dem Solarkollektor wahlweise ein Wärmetauscher vorgeschaltet wird, mit dem das aus dem kälte ren Speicher umgewälzte Fluid auf Umgebungstemperatur angehoben werden kann. Dadurch werden Wärmeverluste im Kollektor auf ein Minimum reduziert und die Sonnenstrahlung optimal genutzt. Alle Komponenten sind als Handelsware verfügbar. Dies gilt grundsätzlich auch für die erforderlichen Temperaturdifferenzregler, welche jedoch sinnvollerweise in einem speziellen Steuergerät zusammengefaßt werden sollten, um die Anzahl der erforderlichen, teuren Tempera turfühler zu minimieren. Um die Sonneneinstrahlung optimal nutzen zu können, sind ein Schalt schema und ein Steuerungskonzept notwendig, welche im folgenden beschrieben sind. Dazu werden mittels Temperatursensoren die Temperaturen von Umgebungsluft, kaltem Speicher und warmem Speicher laufend gemessen und verglichen und mittels Temperaturdifferenzreglern Ventile und Pumpen gesteuert. Durch eine Auswahlsteuerung wird die jeweils günstigste Anord nung aktiviert.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung.

1. Dem/den Solarkollektor/en 1 wird über Pumpe 9 und Kanal 16 ein Wärmeträgerfluid zuge führt, welches im Solarkollektor erwärmt wird. Über Kanal 18 gelangt das Fluid zu einem Um schaltventil 8, von wo aus das Fluid wahlweise entweder über Kanal 20 zum Fluidspeicher 4, der mindestens auf Prozeßtemperatur gehalten wird, oder über Kanal 19 zum Fluidspeicher 3 fließt. Die Pumpe 9 wird mittels Temperaturdifferenzregler 21 eingeschaltet, wenn am Kollektoraustritt mittels Fühler 12 eine höhere Temperatur als mittels Fühler 14 am Fluidspeicher 3 gemessen wird. Immer dann ist eine Nutzung von Sonnen- oder Umweltenergie möglich.
2. Wenn die Sonnenstrahlung nicht ausreicht, um Fluidspeicher 4 direkt auf Prozeßtemperatur zu halten, wird die Wärmepumpe 2 eingeschaltet. Dabei wird Wärmeenergie von Fluidspeicher 3 (Verdampferseite der Wärmepumpe) auf das Temperaturniveau von Fluidspeicher 4 (Kondensa torseite der Wärmepumpe) angehoben. Dadurch wird Fluidspeicher 3 Wärmeenergie entzogen. Bei Betrieb der Wärmepumpe wird immer das vom Kollektor 1 kommende Wärmeträgerfluid am Umschaltventil 8 über Fluidkanal 19 durch Fluidspeicher 3 geleitet. Die Temperatur in Fluid speicher 3 fällt in dieser Betriebsart gegebenenfalls solange ab, bis ein Gleichgewicht zwischen als Sonnenstrahlung bzw. Umweltenergie zugeführter Wärme und an die Wärmepumpe abgeführter Wärme erreicht ist. Mit Reduzierung der Differenz zwischen Fluidtemperatur und Außentempera tur steigt der Wirkungsgrad des Kollektors kontinuierlich an.
3. Das Fluid wird auch dann am von Temperaturdifferenzregler 22 angesteuerten Umschalt ventil 8 über Kanal 19 durch den Fluidspeicher 3 geleitet, wenn es im Kollektor 1 nur auf eine Temperatur unter der im Fluidspeicher 4 mittels Fühler 15 gemessenen Temperatur erwärmt wird oder im Fluidspeicher 4 mittels Fühler 15 eine Temperatur über der zulässigen Maximaltempe ratur gemessen wird, siehe auch 6. Im Fluidspeicher 3 gibt das Fluid Wärme ab und fließt zurück zur Pumpe 9 und von dort über Fluidkanal 16 je nach Stellung der Ventile 7 und 25 entweder direkt in den Kollektor oder über Wärmetauscher 5 in den Kollektor oder nur durch den Wärmetauscher.
4. Das Fluid wird dann am von Temperaturdifferenzregler 23 angesteuerten Umschaltventil 7 über Fluidkanal 17 durch den Wärmetauscher 5 zum Kollektor geleitet, wenn das Fluid in Fluidspeicher 3 auf eine Temperatur unter der mittels Fühler 13 gemessenen Umgebungstempe ratur abgekühlt ist und Umschaltventil 8 auf Fluidkanal 19 geschaltet ist, oder wenn in Fluidspei cher 3 die zulässige Maximaltemperatur überschritten ist. In diesem Fall wird mit Wärme tauscher 5 nicht eine Erwärmung, sondern eine Kühlung erreicht. Damit werden die sehr hohen und der Lebensdauer des Kollektors abträglichen, im Stillstand des Kollektors auftretenden Tem peraturen vermieden. Das Fluid wird dann unter Umgehung des Wärmetauschers 5 direkt zum Kollektor geleitet, wenn die Temperatur in Fluidspeicher 3 über der Umgebungstemperatur liegt und die zulässige Maximaltemperatur in Fluidspeicher 3 nicht überschritten ist. Der Kollektor 1 wird mittels Ventil 25 umgangen, wenn am Kollektor ein Wärmeverlust infolge Strahlung in die Umgebung auftreten würde.
5. Das Fluid wird dann am Umschaltventil 8 über Kanal 20 durch den Fluidspeicher 4 geleitet, wenn es im Kollektor 1 auf eine Temperatur über der mittels Fühler 15 im Fluidspeicher 4 gemes senen Temperatur, aber unter einer einstellbaren Maximaltemperatur, erwärmt wird und die Wärmepumpe nicht eingeschaltet ist. Im Fluidspeicher 4 gibt das Fluid Wärme ab und fließt zu rück zur Pumpe 9 und von dort über Fluidkanal 16 direkt wieder in den Kollektor. Dies entspricht der üblichen Verwendung von Solarkollektoren.
6. Das Fluid wird auch dann am von Temperaturdifferenzregler 22 angesteuerten Umschalt ventil 8 über Kanal 19 durch den Fluidspeicher 3 geleitet, wenn im Fluidspeicher 4 mittels Fühler 15 eine Temperatur über der zulässigen Maximaltemperatur gemessen wird. Fluid speicher 4 ist dann voll geladen und Fluidspeicher 3 kann als zusätzlicher Speicher für direkt solar erzeugte Wärme eingesetzt werden, die ohne Wärmepumpe nutzbar ist, solange die Prozeßtempe ratur nicht unterschritten wird.
7. Das Fluid wird dann mittels Pumpe 10 zwischen Fluidspeicher 3 und Fluidspeicher 4 zwecks Temperaturangleichung umgewälzt, wenn mittels Temperaturdifferenzregler 24 mittels Tempera turfühler 15 in Fluidspeicher 4 eine niedrigere Temperatur als mittels Temperaturfühler 14 in Fluidspeicher 3 gemessen wird. Dies ist der Fall, wenn Fluidspeicher 4 mehr Wärmeenergie entnommen als über Kollektor 1 zugeführt wird. Das Fluid nimmt dann in Fluidspeicher 3 Wärme auf und gibt sie in Fluidspeicher 4 wieder ab. Von Fluidspeicher 3 läßt sich also das Speichervermögen im Bereich der Differenz von Maximaltemperatur (z. B. 70°C) und Prozeßtemperatur (z. B. 40°C) direkt nutzen, und von Fluidspeicher 4 läßt sich das Speicher vermögen im Bereich der Differenz von Maximaltemperatur (z. B. 100°C) und Prozeßtemperatur direkt und im Bereich von Prozeßtemperatur und Minimaltemperatur am Kondensator der Wärmepumpe (z. B. -15°C) indirekt über die Wärmepumpe nutzen. Damit ist das Speicher vermögen gegenüber üblicher Verwendung von Solarkollektoren mehr als verdoppelt und damit der Nachteil eines zweiten Speichers relativiert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 3 angegeben und betrifft die Wahl des günstigsten Umschaltpunktes des Fluidstromes vom Kollektor auf Speicher 3 oder Speicher 4. Die mittels Fühler 12 gemessene Temperatur am Kollektoraustritt hängt u. a. von der Kollektoreintrittstemperatur und der Einstrahlleistung ab. Es ist bei konstanter Einstrahlleistung daher ein Unterschied, ob der Kollektor mit Wärmeträgerfluid aus dem kälteren Speicher 3 oder aus dem wärmeren Speicher 4 beaufschlagt wird. Es können dabei Betriebszustände bei mäßiger Einstrahlung auftreten, bei denen kontinuierlich die Temperatur von Fluidspeicher 3 bis kurz vor Erreichen der Prozeßtemperatur angehoben wird, obwohl schon vorher auf Speicher 4 geschaltet werden könnte, wenn der Kollektor mit dem höheren Temperaturniveau aus Speicher 4 beauf schlagt werden würde. Es ist jedoch nach Möglichkeit immer das vorrangige Beladen durch den Solarkollektor von Fluidspeicher 4 gewünscht, da dieses Temperaturniveau direkt genutzt werden kann. Dies kann dadurch erreicht werden, daß laufend die Temperaturmeßstellen 12, 14 und 15 verglichen werden und laufend berechnet wird, wann das Umschalten von Ventil 8 auf Fluid kanal 20 zur Beladung von Fluidspeicher 4 frühest möglich ist. Die Abhängigkeit des Kollektor wirkungsgrades von Kollektortemperatur und Umgebungstemperatur kann in einem Rechner hin terlegt und zur Berechnung des Umschaltpunktes berücksichtigt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 angegeben und betrifft die Wahl des Wärmetauschers 5. Der geringste Installationsaufwand ergibt sich bei Ver wendung eines in der Umgebungsluft angeordneten Wärmetauschers. Bei Anordnung des Wärme tauschers derart, daß das Wärmeträgerfluid in wärmeleitenden Kontakt mit großen Regenwasser speichern, mit dem Grundwasser indirekt mit dem Erdreich oder direkt mit dem Erdreich (sog. Erdkollektoren), kann im unter 4. beschriebenen Fall der Kollektorkühlung gleichzeitig die Wärmekapazität dezentraler, großer Speicher oder des Erdreichs genutzt und die gespeicherte Wärme zu späteren Zeitpunkten über die Wärmepumpe zurückgewonnen werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 5 angegeben und betrifft das regelmäßig erforderliche Abtauen des Wärmetauschers 5, wenn dieser die Umgebungsluft nutzt und die Temperatur des Wärmeträgerfluids den Gefrierpunkt der Luftfeuchtigkeit unterschreitet. Das Abtauen wird dadurch erreicht, daß Ventil 7 für eine kurze Zeit auf Wämetauscherdurchfluß und Ventil 8 auf Kanal 20 geschaltet wird, auch wenn die o. g. Bedingungen für optimale Energiegewinnung nicht vorliegen. Für diese Zeitdauer wird der Wärmetauscher mit in Fluidspeicher 4 erwärmtem Wärmeträgerfluid durchströmt. Es ist also kein zusätzlicher apparativer Aufwand erforderlich.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 6 angegeben und betrifft die Ausführung der Temperaturdifferenzregler. Es werden zum Teil dieselben Tempera turmeßstellen für unterschiedliche Temperaturdifferenzregler benötigt. Bei Verwendung einzelner Geräte ist dann für jedes Gerät ein separater Satz Temperaturfühler erforderlich. Es können Tem peraturfühler eingespart werden, wenn anstatt von 4 Einzelgeräten ein zentrales Regel-/Steuer gerät eingesetzt wird, welches die Funktion von 4 Einzelgeräten übernimmt.

Claims

1. Anordnung zur Gewinnung von Wärme aus Sonnenstrahlung und Umweltenergie bestehend aus mindestens einem Solarkollektor, einer Wärmepumpe, zwei Fluidspeichern, Temperatur differenzreglern und mehreren Verbindungskanälen, Ventilen und Pumpen, wobei

a) dem/den Solarkollektor/en (1) mittels einer ersten Pumpe (9) über einen ersten Kanal (16) ein Wärmeträgerfluid zuführbar ist, welches im Solarkollektor erwärmt wird, von dort über einen zweiten Kanal (18) zu einem ersten Umschaltventil (8) und von hier entweder über einen dritten Kanal (20) zum ersten Fluidspeicher (4) oder über einen vierten Kanal (19) zum zweiten Fluidspeicher (3) fließt, wenn ein erster Temperatur differenzregler (21) am Kollektoraustritt eine höhere Temperatur als im zweiten Fluid speicher (3) erfaßt,
b) die Wärmepumpe (2), deren Verdampferseite thermisch mit dem zweiten Fluid speicher (3) und deren Kondensatorseite thermisch mit dem ersten Fluidspeicher (4) verbunden ist, eingeschaltet und über das erste Umschaltventil (8) der zweite Kanal (18) mit dem vierten Kanal (19) verbunden wird, wenn im ersten Fluidspeicher (4) eine vor wählbare Temperatur unterschritten ist,

dadurch gekennzeichnet, daß dem Solarkollektor ein Wärmetauscher (5) in Strömungsrichtung vorgeschaltet werden kann und die Pumpen und Ventile durch eine Auswahlsteuerung derart aktiviert werden, daß:

a) das erste Umschaltventil (8) den zweiten Kanal (18) mit dem vierten Kanal (19) verbindet, wenn ein zweiter Temperaturdifferenzregler (22) am Kollektoraustritt eine niedrigere Temperatur als im ersten Fluidspeicher (4) erfaßt, oder wenn im ersten Fluidspeicher (4) eine Temperatur oberhalb einer vorwählbaren Temperatur gemessen wird,
b) ein zweites Umschaltventil (7) den ersten Kanal (16) mit einem fünften Kanal (17) verbindet, so daß das Wärmeträgerfluid durch den Wärmetauscher (5) geleitet wird, wenn ein dritter Temperaturdifferenzregler (23) im zweiten Fluidspeicher (3) eine niedrigere Temperatur als in der Umgebung erfaßt, oder wenn im zweiten Fluidspeicher (3) eine Temperatur oberhalb einer vorwählbaren Temperatur gemessen wird, wogegen das zweite Umschaltventil (7) den ersten Kanal (16) direkt mit dem Kollektoreingang verbindet, wenn die genannten Bedingungen nicht zutreffen,
c) ein drittes Umschaltventil (25) den Wärmetauscher (5) direkt mit dem zweiten Kanal (18) verbindet und somit den Kollektor (1) umgeht, wenn ein Wärmeverlust infolge Strahlung vom Kollektor in die Umgebung auftreten würde,
d) das erste Umschaltventil (8) den zweiten Kanal (18) mit dem dritten Kanal (20) verbindet, wenn der zweite Temperaturdifferenzregler (22) am Kollektoraustritt eine höhere Temperatur als im ersten Fluidspeicher (4) erfaßt und im ersten Fluidspeicher (4) eine Temperatur unterhalb einer vorwählbaren Maximaltemperatur gemessen wird und die Wärmepumpe (2) nicht eingeschaltet ist,
e) das erste Umschaltventil (8) den zweiten Kanal (18) mit dem vierten Kanal (19) verbindet, wenn im ersten Fluidspeicher (4) eine Temperatur oberhalb einer vorwählbaren Maximaltemperatur gemessen wird,
f) eine zweite Pumpe (10) Wärmeträgerfluid zwischen den Fluidspeichern (3 und 4) zwecks Temperaturangleichung umwälzt, wenn ein vierter Temperaturdifferenzregler (24) im zweiten Fluidspeicher (3) eine höhere Temperatur als im ersten Fluidspeicher (4) erfaßt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen durch Fühler (12, 13, 14, 15) erfaßt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Temperaturen und eine Information über die Stellung des ersten Umschaltventils (8) einem Rechner zugeführt werden, der bei Betrieb der ersten Pumpe (9) laufend die solare Erwärmungsleistung des Wärme trägerfluids berechnet und unter Berücksichtigung des Kollektorwirkungsgrades in Abhängigkeit von Einstrahlleistung und Außentemperatur in Echtzeit berechnet, welche Temperatur des Wärmeträgerfluids am Kollektoraustritt zu erreichen wäre, wenn der zweite Kanal (18) mit dem dritten Kanal (20) verbunden wäre, so daß der erste Fluidspeicher (4) geladen werden würde und ob damit eine vorwählbare Entnahmeleistung nachgeladen werden kann.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Wärmetauscher (5) um einen

1. a.) mit Außenluft beaufschlagten Luft-/Wasserwärmetauscher,
2. b.) um einen in einem unterirdischen Wassertank oder mit Grundwasser beaufschlagten Wasser-/Wasserwärmetauscher
3. c.) oder um einen im Erdreich vergrabenen Wärmetauscher (Erdkollektor)

handeln kann.

5. Anordnung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Luft- /Wasserwärmetauschers ein ggf. erforderliches Abtauen dadurch realisiert wird, daß das zweite Umschaltventil (7) für eine vorwählbare oder durch einen geschlossenen Regelkreis bestimmte Zeitdauer auf Wärmetauscherdurchfluß und das erste Umschaltventil (8) auf den dritten Kanal (20) geschaltet wird.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenzregler (21, 22, 23, 24) in einem Regelgerät zusammengefaßt werden, um für jede genannte Meßstelle nur einen Sensor zu benötigen.