DE202016006862U1 - Domestic solar heat recovery system - Google Patents

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Abstract

Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage mit mehrreihig angeordneten Rinnen mit Brennspiegeln (10), die automatisch dem Sonnenstand nachgeführt werden, in deren Brennlinie sich Wärmetauscherröhren (10.1) befinden, die von einer Wärmeträgerflüssigkeit durchflossen sind.Domestic solar heat recovery system with multi-row troughs with firing mirrors (10), which are automatically tracked to the sun, in the focal line heat exchanger tubes (10.1) are, which are traversed by a heat transfer fluid.

Description

Die Innovation dieser Anlage besteht darin, dass sie in ihrer kleinen kompakten Bauweise handhabbar ist für jeden Hausbesitzer. Ähnliche Systeme gibt es bisher nur als Industrieanlagen. Diese hier kann ein Einfamilienhaus durch den Wärme-Speicherkreislauf mit der daran angeschlossenen thermischen Nutzung weitgehend energieautark machen, und zwar durch Wärmespeicher-Tauscher für Brauchwasser (Heizung, Dusche, Waschmaschine), sowie durch Stromversorgung mittels angeschlossenem Stirlingmotor mit Generator. Außerdem kann ein Solarherd angeschlossen werden, mit dem man kochen, backen, braten, langzeitgaren und dörren kann.The innovation of this system is that it is manageable in its small compact design for every homeowner. Similar systems exist only as industrial plants. This can make a single-family home through the heat storage circuit with the associated thermal utilization largely energy self-sufficient, by heat storage exchanger for service water (heating, shower, washing machine), and by power supply by means of connected Stirling engine with generator. In addition, a solar cooker can be connected, with which you can cook, bake, roast, long-time cooking and dehydrating.

Die häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage besteht aus zwei Teilen. Der Hauptteil, der die Sonnenenergie einfängt, besteht aus einer mehrreihigen Rinnenanordnung (10), deren Rinnen parabel- oder kreisförmig ausgebildet sind. In der Brennlinie einer jeden Rinne befinden sich Röhren (10.1), die die Sonnenwärme über eine durchfließende Wärmetauscherflüssigkeit aufnehmen.The domestic solar heat recovery system consists of two parts. The main part, which captures the solar energy, consists of a multi-row gutter arrangement ( 10 ) whose grooves are parabolic or circular. In the focal line of each channel are tubes ( 10.1 ), which absorb the heat of the sun via a flowing heat exchange fluid.

Die mehrreihig angeordneten Rinnen sind auf einem Dreh-Kippgestell montiert, das mittels vier Lichtsensoren (1–4) und einer einfachen elektromechanischen Steuerung (Sonnenfolgerelektronik) selbsttätig dem Sonnenstand nachgeführt wird. Abends werden die Rinnen durch einen Dämmerungssensor (4.1) wieder nach Osten zurückgeführt.The multi-row troughs are mounted on a tilt-and-turn frame, which is controlled by four light sensors ( 1 - 4 ) and a simple electromechanical control (Sonnenfolger electronics) automatically tracked the position of the sun. In the evening, the gutters are illuminated by a twilight sensor ( 4.1 ) returned to the east.

Das Dreh-Kippgestell ist wie folgt konstruiert und aufgebaut: Die mehrreihig angeordneten Rinnen sind auf einem Kippkasten (10.2) montiert, der erstens die Ausrichtung der Anlage nach der Sonnenhöhe mittels Lichtsensoren (1 + 2) ermöglicht, zweitens die konstruktive Funktion der Windaussteifung erfüllt. Dieser Kippkasten (10.2) ist in eine Schwenkhalterung (5) eingehängt, welche wiederum auf dem Drehteller (6) befestigt ist. An Kippkasten und Schwenkhalterung befinden sich Ritzel und Motor, welche die Stellung der Rinnen durch Ansteuerung über die Lichtsensoren (1 + 2) nach der Sonnenhöhe ausrichten. Der Drehteller (6) ermöglicht mittels Motor die Ost-/West Ausrichtung. Dieser untere Motor wird durch die Lichtsensoren (3 und 4) angesteuert. Er sitzt auf der Sockelplatte (7). An der Sockelplatte (7) befinden sich Halterungen (8), die den Drehteller (6) mit dem kompletten Aufbau gegen Abheben durch Windkräfte sichern.The turn-tilt frame is constructed and constructed as follows: The multi-row troughs are mounted on a tipping box ( 10.2 First, the orientation of the system according to the sun's height by means of light sensors ( 1 + 2 Secondly, the structural function of the wind bracing is fulfilled. This tilting box ( 10.2 ) is in a swivel mount ( 5 ), which in turn on the turntable ( 6 ) is attached. Tilting box and swiveling mount are equipped with pinion and motor, which control the position of the gutters by controlling the light sensors ( 1 + 2 ) align with the sun's height. The turntable ( 6 ) allows by motor the east / west orientation. This lower motor is controlled by the light sensors ( 3 and 4 ). He sits on the base plate ( 7 ). On the base plate ( 7 ) are holders ( 8th ), the turntable ( 6 ) with the complete structure against lifting by wind forces secure.

Im Kreismittelpunkt des Drehtellers (6) und im Drehpunkt auf der Sockelplatte (7) befinden sich einerseits Schleifkontakte zur Stromübertragung der Ansteuerung der Sonnenfolgerelektronik zum unteren Motor an der Sockelplatte (7), andererseits Drehgelenkdurchführungen (11) für die Wärmetauscherflüssigkeit, die deren Zirkulation nach oben zu den Rinnen und nach unten zum Speicherkreislauf ermöglichen.In the center of the turntable ( 6 ) and at the pivot point on the base plate ( 7 ) are on the one hand sliding contacts for power transmission of the control of the sun tracking electronics to the lower motor to the base plate ( 7 ), on the other hand pivot joints ( 11 ) for the heat exchange fluid, which allow their circulation up to the gutters and down to the storage circuit.

Die Sockelplatte (7) ist mit Abstandshaltern-/füßen (9) versehen, die zum einen die Wartung an den Drehgelenkdurchführungen ermöglichen, zum andern den nachträglichen Aufbau auf bestehenden Flachdächern, Carports, Garagen, Vorgärten usw. ermöglichen. Außerdem dienen die Abstandsfüße (9) dazu die zentrisch im Drehteller (6) und auf bzw. unter der Sockelplatte (7) liegenden Drehgelenke und Stromdurchführung der Sonnenfolgerelektronik vor Nässe und Schnee zu schützen.The base plate ( 7 ) is with spacers / feet ( 9 ), on the one hand allow maintenance on the pivot bushings, on the other hand allow the subsequent construction on existing flat roofs, carports, garages, front gardens, etc. In addition, the spacer feet ( 9 ) to the centric in the turntable ( 6 ) and on or under the base plate ( 7 ) and current feedthrough of the solar follower electronics to protect against moisture and snow.

Der untere Teil der häuslichen Solar-Wärmegewinnungsanlage (siehe Prinzipskizze 12):The lower part of the domestic solar heat recovery system (see outline sketch 12 ):

Er besteht aus einem Hauptölspeicher für das durch die Brennlinien der Rinnen zirkulierende Speichermedium (Prinzipskizze 12). Es handelt sich dabei vorzugsweise um ein biologisches Öl (z. B. Leinöl), das Temperaturen von ca. 350°C aufnehmen kann.It consists of a main oil reservoir for the storage medium circulating through the firing lines of the channels (schematic diagram) 12 ). It is preferably a biological oil (eg linseed oil) that can absorb temperatures of about 350 ° C.

Vom Hauptölspeicher aus, der als Langzeitspeicher isoliert ist, werden über Zuleitungen der Solarherd direkt wie auch der Stirlingmotor mit angeschlossenem Generator zur Stromerzeugung versorgt.From the main oil storage, which is isolated as long-term storage, are supplied via leads of the solar cooker directly as well as the Stirling engine with attached generator for power generation.

Über Wärmetauscher vom Hauptölspeicher aus wird der Heißwassertank für Brauchwasser (Heizung, Duschen, Waschmaschine) und Heizung mit solarer Energie aufgeheizt. Die Zirkulation des Wärmespeichermediums kann über Schwerkraft oder über Pumpen erfolgen.By means of heat exchangers from the main oil reservoir, the hot water tank for domestic water (heating, showers, washing machine) and heating is heated with solar energy. The circulation of the heat storage medium can be done by gravity or by pump.

Der Heißwassertank ist ebenfalls als Langzeitspeicher ausgelegt.The hot water tank is also designed as a long-term storage.

Der Solarherd, der direkt vom Hauptölspeicher mit heißem Öl durchflossen wird, besitzt eine Regelelektronik und Regelthermostate um die Herdfläche, Backofen, Dörr- und Garfunktion zu regulieren. Er ist als doppelwandiger Herd aufgebaut, in dessen Wandlung das Speichermedium fließt.The solar cooker, which is filled with hot oil directly from the main oil reservoir, has control electronics and control thermostats to regulate the oven surface, oven, drying and cooking function. It is constructed as a double-walled stove in whose transformation the storage medium flows.

Der Stirlingmotor sitzt ebenfalls auf einer doppelwandigen Heizplatte, die mit Thermostaten dessen Betriebstemperatur gewährleistet.The Stirling engine is also located on a double-walled heating plate, which ensures its operating temperature with thermostats.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der 1–3 erläutert.An embodiment will be described with reference to 1 - 3 explained.

1 zeigt eine Schrägansicht des oberen Teiles der Anlage von vorn. 1 shows an oblique view of the upper part of the system from the front.

2 zeigt eine Schrägansicht des oberen Teiles der Anlage von hinten. 2 shows an oblique view of the upper part of the system from behind.

3 zeigt den oberen Teil der Anlage zusammen mit der Prinzipskizze 12. 3 shows the upper part of the system together with the schematic diagram 12 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1–41-4
Lichtsensoren SonnenfolgerelektronikLight Sensors Sun Follower Electronics
4.14.1
Dämmerungssensortwilight sensor
55
Schwenkhalterungswiveling holder
66
Drehtellerturntable
77
Sockelplatteplinth
88th
Halterungbracket
99
Abstandshalter-/füßeAbstandshalter- / feet
1010
mehrreihige Rinnen mit Brennspiegeln, parabel- oder halbkreisförmigmulti-row channels with focal mirrors, parabolic or semi-circular
10.110.1
Röhrenroar
10.210.2
Kippkastendump body
1111
Leitungsführung zum WärmespeicherkreislaufCable routing to the heat storage circuit
1212
Prinzipskizze WärmespeicherkreislaufSchematic diagram of heat storage cycle

Claims (8)

Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage mit mehrreihig angeordneten Rinnen mit Brennspiegeln (10), die automatisch dem Sonnenstand nachgeführt werden, in deren Brennlinie sich Wärmetauscherröhren (10.1) befinden, die von einer Wärmeträgerflüssigkeit durchflossen sind.Domestic solar heat recovery system with multi-row troughs with focal mirrors ( 10 ), which are automatically tracked to the position of the sun, in whose focal line are heat exchanger tubes ( 10.1 ), which are traversed by a heat transfer fluid. Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Brennspiegel (10) parabel- oder halbkreisförmig ausgebildet sind und in den entsprechend geformten Mulden eines Trägerkastens (10.2) befestigt sind.Domestic solar heat recovery system according to claim 1, characterized in that the burning mirrors ( 10 ) parabolic or semicircular and in the correspondingly shaped wells of a carrier box ( 10.2 ) are attached. Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmetauscherflüssigkeit biologisch ungiftiges Öl verwendet wird, z. B. Leinöl (Temperatur beständig bis ca. 350°C).Domestic solar heat recovery system according to one of the preceding claims, characterized in that biologically non-toxic oil is used as the heat exchange liquid, for. As linseed oil (temperature resistant to about 350 ° C). Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kippkasten mit den Rinnen und Brennspiegeln auf einem Drehteller (6) mit Schwenkhalterung (5) angeordnet ist und durch je einen Stellantrieb gekippt bzw. gedreht werden kann.Domestic solar heat recovery system according to one of the preceding claims, characterized in that the tilting box with the gutters and firing mirrors on a turntable ( 6 ) with swivel mount ( 5 ) is arranged and can be tilted or rotated by a respective actuator. Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller auf eine Sockelplatte (7) durch Sicherheitshalterungen (8) vor dem Abheben durch Windkräfte gesichert ist.Domestic solar heat recovery system according to one of the preceding claims, characterized in that the turntable on a base plate ( 7 ) by safety mounts ( 8th ) is secured against lifting by wind forces. Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Nachführung der Brennspiegel mittels vier Lichtsensoren (1, 2, 3, 4) und einer einfachen Elektronikschaltung angesteuert wird. Über einen Dämmerungssensor (4.1) wird die Anlage abends nach Osten zurückgesteuert.Domestic solar heat recovery system according to the preceding claims, characterized in that the tracking of the burning mirrors by means of four light sensors ( 1 . 2 . 3 . 4 ) and a simple electronic circuit is controlled. Via a twilight sensor ( 4.1 ) the plant is steered back in the evening to the east. Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträgerflüssigkeit der häuslichen Solar-Wärmegewinnungsanlage einen Wärmespeicherkreislauf nach Prinzipskizze (12) versorgt. Dieser kann bestehen aus Hauptölspeicher, Heißwassertank, Solarherd, Stirlingsmotor mit Generator.Domestic solar heat recovery system according to the preceding claims, characterized in that the heat transfer fluid of the domestic solar heat recovery system a heat storage circuit according to schematic diagram ( 12 ) provided. This can consist of main oil storage, hot water tank, solar cooker, Stirlings engine with generator. Häusliche Solar-Wärmegewinnungsanlage nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass sie mit den Abstandshaltern-/füßen (9) z. B. auf einem Flachdach, Carport, Garage, Vorgarten, Gartenhäuschen, u. s. w. aufgestellt werden kann.Domestic solar heat recovery system according to the preceding claims, characterized in that it with the spacers / feet ( 9 ) z. B. on a flat roof, carport, garage, front yard, garden shed, etc can be placed.
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