DE202010006334U1

DE202010006334U1 - Thermal engineering plant

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Publication number: DE202010006334U1
Application number: DE202010006334U
Authority: DE
Original assignee: MELZER CHRISTOPH
Current assignee: MELZER CHRISTOPH
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2020-05-04

Abstract

Wärmetechnische Anlage zur ambivalenten Erwärmung eines Substrats mittels einer wenigstens einen Sonnenkollektor (2) umfassenden Solareinrichtung und einer den Restenergiebedarf deckenden, konventionellen Heizeinrichtung (3), die mittels einer Steuereinrichtung (6) in Abhängigkeit von der Temperatur des Substrats ein- und ausschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) wenigstens einen Eingang (9) für ein Wetterprognosensignal aufweist und so ausgebildet ist, dass im Falle einer Gutwettterprognose eine aufgrund der Temperatur des Substrats fällige Einschaltung der konventionellen Heizeinrichtung (3) unterbleibt.Thermal engineering system for ambivalent heating of a substrate by means of at least one solar panel (2) comprising solar device and the Restenergiebedarf covering, conventional heating device (3) by means of a control device (6) depending on the temperature of the substrate on and off, characterized in that the control device (6) has at least one input (9) for a weather forecast signal and is designed in such a way that, in the case of a good weather forecast, a switch-on of the conventional heating device (3) due due to the temperature of the substrate is omitted.

Description

Die Erfindung betrifft eine wärmetechnische Anlage zur ambivalenten Erwärmung eines Substrats mittels einer wenigstens einen Kollektor enthaltenden Solareinrichtung und einer den Restenergiebedarf deckenden, konventionellen Heizeinrichtung, die mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Substrats ein- und ausschaltbar ist.The The invention relates to a thermal engineering system to ambivalent warming a substrate by means of at least one collector containing Solar device and a residual energy needs covering, conventional Heating device by means of a control device in dependence can be switched on and off from the temperature of the substrate.

Bei den bekannten Anordnungen dieser Art ist in der Regel ein Sollwert vorgegeben, unter den die Temperatur des Substrats nicht absinken soll. Sofern dieser Sollwert durch Zufuhr von Solarenergie nicht eingehalten wird, wird die konventionelle Heizung eingeschaltet. Dabei ist davon auszugehen, dass die Solareinrichtung für die Zufuhr derselben Wärmemenge wesentlich länger braucht, als die konventionelle Heizeinrichtung. Es kann daher vorkommen, dass wenn nicht genügend Wärme gespeichert ist, die Solltemperatur des Substrats im Falle einer schnellen Entnahme beispielsweise von erhitztem Brauchwasser oder durch Wärmeverluste unter den Sollwert absinkt und die Heizung eingeschaltet wird. Die Folge davon ist, dass die Solareinrichtung für diesen Aufheizvorgang anschließend nicht genutzt wird, obwohl die Solareinrichtung bei geeigneter Witterung die erforderliche Wärme ebenfalls liefern könnte, nur in einer etwas längeren Zeit. Dies führt zu einer verminderten Nutzung der kostenlos zur Verfügung stehenden Solarenergie und dementsprechend zu einem erhöhten Brennstoffverbrauch und damit insgesamt zu einer schlechten Gesamtwirtschaftlichkeit.at the known arrangements of this type is usually a desired value given, under which the temperature of the substrate does not drop should. Unless this setpoint by supplying solar energy is not is complied with, the conventional heating is turned on. It can be assumed that the solar device for the supply the same amount of heat much longer needs, as the conventional heater. It can therefore happen if not enough Heat is stored, the target temperature of the substrate in case of a quick removal for example, from heated service water or heat losses falls below the setpoint and the heating is switched on. The The consequence of this is that the solar device for this heating process then not is used, although the solar device in suitable weather conditions the required heat could also provide only in a slightly longer Time. this leads to to a reduced use of the free of charge Solar energy and accordingly to increased fuel consumption and thus overall a poor overall economy.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass eine Optimierung der Nutzung der Solarenergie und dementsprechend der Brennstoffeinsparung möglich sind.Of these, It is therefore the object of the present invention to provide a Arrangement mentioned above Kind with simple and inexpensive To improve the means so as to optimize the use of the Solar energy and accordingly the fuel savings are possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung wenigstens einen Eingang für eine Wetterprognose aufweist und so ausgebildet ist, dass im Falle einer Gutwetterprognose eine aufgrund der Temperatur des Substrats fällige Einschaltung der konventionellen Heizeinrichtung unterbleibt.These Task is inventively characterized solved, in that the control device has at least one input for a weather forecast and is designed so that in the case of a good weather forecast due to the temperature of the substrate due involvement of the conventional Heating device is omitted.

Diese Maßnahmen stellen sicher, dass dann, wenn eine Tätigkeit der Solareinrichtung bereits vorliegt oder zu erwarten ist, diese auch zum Zuge kommt, ohne auf Komfort verzichten zu müssen und dass die konventionelle Heizeinrichtung wirklich nur dann aktiviert wird, wenn die benötigte Wärme auf solarer Basis nicht zu beschaffen ist. Da die Wärmeabgabe durch die Solareinrichtung bei niedriger Temperatur des Substrats besser ist als bei höherer Temperatur erweist sich die Unterdrückung der Aufheizung des Substrats durch die konventionelle Heizeinrichtung auch in dieser Hinsicht als vorteilhaft. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind daher insbesondere in einer hohen Brennstoffeinsparung und damit in einer hohen Umweltfreundlichkeit und hohen Gesamtwirtschaftlichkeit zu sehen.These activities Make sure that when an activity of the solar device already exists or is to be expected, this also comes into play, without sacrificing comfort and that the conventional heater really only then activates will if needed Heat on solar Basis is not available. As the heat dissipation through the solar device at lower temperature of the substrate is better than at higher temperature proves the suppression the heating of the substrate by the conventional heater also beneficial in this regard. The achievable with the invention Advantages are therefore particularly in a high fuel economy and thus in a high environmental friendliness and high overall economy to see.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments and appropriate training the parent Measures are in the subclaims specified.

So kann vorteilhaft wenigstens ein Wetterprognoseeingang der Steuerung mit einem Strahlungssensor verbunden sein, der die auftreffende Sonnenstrahlung erfasst, wobei die Steuereinrichtung eine Einrichtung enthält, die die über einen vorgegebenen Zeitraum empfangene Strahlung misst und das Ergebnis mit einem in ihr abgelegten Sollwert vergleicht und bei positiver Abweichung eine Einschaltung der konventionellen Heizeinrichtung unterdrückt. Die Erfassung der Sonnenstrahlung über einen gewissen Zeitraum ergibt in vorteilhafter Weise eine hohe Prognosesicherheit, sodass das übergeordnete Ziel besonders zuverlässig erreicht wird.So may advantageously at least one weather forecast input of the controller be connected to a radiation sensor that detects the incident solar radiation detected, wherein the control device includes a device, the the above a given period measures received radiation and the result compares with a setpoint stored in it and positive Deviation suppresses an intervention of the conventional heater. The Acquisition of solar radiation over a certain period advantageously results in a high Forecast security, so the parent Target especially reliable is reached.

Vorteilhaft kann der Strahlungssensor im Bereich eines Kollektors angeordnet sein. Dies erleichtert die Installation und begünstigt in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Erfassung der tatsächlichen wirksamen Strahlung.Advantageous The radiation sensor can be arranged in the area of a collector be. This facilitates installation and favors in an advantageous manner a reliable one Capture the actual effective Radiation.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.Further advantageous embodiments and expedient developments of the higher-level measures are specified in the remaining subclaims and from the the following example description with reference to the drawing closer.

Die Zeichnung zeigt ein Schema einer ambivalenten Brauchwassererhitzungsanlage.The Drawing shows a diagram of an ambivalent hot water heating system.

Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Anlagen zur Heiz- und/oder Brauchwassererwärmung. Aber auch andere Anwendungen im Zusammenhang mit einer Wärmeerzeugung sind denkbar.Main application The invention relates to systems for heating and / or domestic water. But also other applications related to heat generation are conceivable.

Die der Zeichnung zugrundeliegende Brauchwassererhitzungsanlage enthält einen Warmwasserspeicher 1, der mittels einer Solareinrichtung mit wenigstens einem Kollektor 2 und mittels einer konventionellen Heizeinrichtung 3 beheizbar ist. Hierzu enthält der Warmwasserspeicher 1 einen unteren und einen oberen Wärmetauscher, wobei der untere Wärmetauscher dem Kollektor 2 und der obere Wärmetauscher der Heizeinrichtung 3 zugeordnet sind. Der Warmwasserspeicher 1 ist mittels wenigstens einer unten einmündenden Versorgungsleitung 4 mit Frischwasser beaufschlagbar und mittels wenigstens einer oben abgehenden Brauchwasserleitung 5 mit wenigstens einem Verbraucher verbunden.The drawing of the underlying water heating system contains a hot water tank 1 by means of a solar device with at least one collector 2 and by means of a conventional heating device 3 is heated. For this purpose contains the hot water tank 1 a lower and an upper heat exchanger, wherein the lower heat exchanger to the collector 2 and the upper heat exchanger of the heater 3 assigned. The hot water tank 1 is by means of at least one bottom opening supply line 4 Can be acted upon with fresh water and by means of at least one above-going Brauchwasserlei tung 5 connected to at least one consumer.

Der Heizeinrichtung 3 ist eine Steuereinrichtung 6 zugeordnet. Diese besitzt einen Eingang 7 für ein der Temperatur des Warmwasserspeichers 1 entsprechendes Signal, das mittels eines dem Warmwasserspeicher 1 zugeordneten Temperaturfühlers 8 aufgenommen wird, der mittels einer Signalleitung mit dem zugeordneten Eingang 7 der Steuereinrichtung 6 verbunden ist. Zur Verarbeitung dieses Signals enthält die Steuereinrichtung 6 eine das ankommende Temperatursignal mit einem in ihr abgelegten Sollwert vergleichende Einrichtung, die im Falle einer negativen Abweichung die Heizeinrichtung 3 einschaltet bzw. jedenfalls einschalten will.The heater 3 is a control device 6 assigned. This has an entrance 7 for one of the temperature of the hot water tank 1 corresponding signal, by means of a hot water tank 1 associated temperature sensor 8th is received, which by means of a signal line to the associated input 7 the control device 6 connected is. To process this signal, the controller includes 6 a the incoming temperature signal with a value stored in their setpoint comparing device in the event of a negative deviation, the heater 3 turns on or at least wants to turn on.

Die Steuereinrichtung 6 besitzt einen weiteren Eingang 9 für ein Wetterprognosesignal. Dieses ist im dargestellten Beispiel ein Strahlungssignal, das mittels eines zweckmäßig im Bereich eines Kollektors 2 angeordneten Strahlungssenors 10 aufgenommen wird, der über eine Signalleitung mit dem zugeordneten Eingang 9 der Steuereinrichtung 6 verbunden ist. Zur Verarbeitung dieses Wetterprognosesignals enthält die Steuereinrichtung eine weitere Einrichtung, die die über einen bestimmten Zeitraum auftreffende Strahlung addiert und mit einem in ihr abgelegten Sollwert vergleicht, wobei im Falle einer positiven Abweichung, das heißt den abgelegten Sollwert überschreitenden, gemessenen Strahlungsmenge, eine aufgrund der mittels des Temperaturfühlers 8 aufgenommenen Temperatur des Warmwasserspeichers 1 an sich fällige Einschaltung der Heizeinrichtung 3 unterdrückt wird, so dass eine schnelle Aufheizung des Warmwasserspeichers 1 durch die Heizeinrichtung 3 unterbleibt und die Solareinrichtung, hier inform des Kollektors 2, den Warmwasserspeicher 1 bereits ausgehend von der niedrigen Temperatur erwärmen kann.The control device 6 has another entrance 9 for a weather forecast signal. This is in the example shown, a radiation signal by means of a useful in the range of a collector 2 arranged radiation sensor 10 is received, via a signal line with the associated input 9 the control device 6 connected is. In order to process this weather forecast signal, the control device contains a further device which adds the radiation incident over a certain period of time and compares it with a desired value stored in it, wherein in the case of a positive deviation, that is to say the measured setpoint exceeding the measured radiation quantity, one due to of the temperature sensor 8th recorded temperature of the hot water tank 1 in itself due activation of the heater 3 is suppressed, allowing rapid heating of the hot water tank 1 through the heater 3 is omitted and the solar device, here inform the collector 2 , the hot water tank 1 already starting from the low temperature can heat.

Mit Hilfe der vorstehend geschilderten Anordnung lassen sich folgende Betriebsweisen verwirklichen:
An einem sonnigen Sommermorgen möchte die Steuereinrichtung 6 nach kalter Nacht und dementsprechender Abkühlung des Warmwasserspeichers 1 die Heizeinrichtung 3 einschalten. Der optische Sensor 10 erkennt jedoch bereits starke Sonnenstrahlung über beispielsweise bereits 30 Minuten. Dementsprechend wird die Einschaltung der Heizeinrichtung 3 durch die Steuereinrichtung 6 blockiert, so dass der Warmwasserspeicher 1 solar erwärmt wird.With the help of the above-described arrangement, the following modes of operation can be realized:
On a sunny summer morning, the controller wants 6 after a cold night and corresponding cooling of the hot water tank 1 the heater 3 turn on. The optical sensor 10 however, already detects strong solar radiation over, for example, already 30 minutes. Accordingly, the turning on of the heater 3 by the control device 6 blocked, leaving the hot water tank 1 solar is heated.

Sofern an einem trüben Sommermorgen der optische Sensor 10 nach kühler Nacht keine oder nur schwache Sonnenstrahlung über einen Zeitraum von beispielsweise 45 Minuten registriert schaltet die Steuereinrichtung 6 die Heizeinrichtung 3 ein, sobald der Temperatursollwert des Warmwasserspeichers 1 unterschritten wird.Unless, on a dull summer morning, the optical sensor 10 After a cool night, no or only weak solar radiation registered over a period of, for example, 45 minutes switches the control device 6 the heater 3 on as soon as the temperature setpoint of the DHW cylinder is reached 1 is fallen short of.

Vorstehend ist zwar ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, ohne dass jedoch hiermit eine Beschränkung verbunden sein soll. So wäre es beispielsweise denkbar, zusätzlich oder alternativ zu dem dem Strahlungssensor 10 zugeordneten Eingang 9 auch wenigstens einen weiteren, wenigstens einem anderen Wetterprognosesignal zugeordneten Eingang der Steuereinrichtung 6 vorzusehen. Dabei könnte es sich z. B. um eine manuelle Eingabe von Angaben aus einem amtlichen Wetterbericht etc. handeln.Although a preferred embodiment of the invention is explained in more detail above, without, however, a restriction should be connected thereto. For example, it would be conceivable to additionally or alternatively to the radiation sensor 10 assigned input 9 also at least one further, at least one other weather forecast signal associated input of the control device 6 provided. It could be z. B. to a manual input of information from an official weather report, etc. act.

Claims

Thermal engineering plant for ambivalent heating of a substrate by means of at least one solar collector ( 2 ) comprehensive solar device and the residual energy needs covering, conventional heating device ( 3 ), which by means of a control device ( 6 ) is switched on and off in dependence on the temperature of the substrate, characterized in that the control device ( 6 ) at least one input ( 9 ) for a weather forecast signal and is designed in such a way that, in the case of a good weather forecast, a switch-on of the conventional heating device due to the temperature of the substrate ( 3 ) is omitted.

Plant according to claim 1, characterized in that the weather forecast signal is a radiation signal.

Plant according to claim 2, characterized in that the weather forecast signal is a light and / or heat radiation.

Installation according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one weather forecast input ( 9 ) of the control device ( 6 ) with a radiation sensor ( 10 ), which detects the occurring solar radiation, and that the control device ( 6 ) contains a device which measures the radiation received over a predetermined period of time and compares the result with a setpoint stored in it and, if the deviation is positive, switches on the conventional heating device ( 3 ) is suppressed.

Installation according to claim 4, characterized in that the radiation sensor ( 10 ) in the area of a solar collector ( 2 ) is arranged.

Plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that they are used as a plant for the production of warm water, preferably warm service water, is formed.

Installation according to claim 6, characterized in that a hot water tank ( 1 ) is provided, the at least one of the solar device associated, lower heating loop and at least one of the conventional heating device ( 3 ), the upper heating loop and the one of the control device ( 6 ) associated temperature sensor ( 8th ) assigned.