DE2614142A1

DE2614142A1 - Automatisches fuellen und entleeren bei sonnenkollektoren

Info

Publication number: DE2614142A1
Application number: DE19762614142
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Krumpe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-02
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1978-02-16

Description

Automatisches Füllen und
Entleeren bei Sonnenkollektoren Bei der Installation von Sonnenkollektoren wird in den überwiegenden Fällen ein flüssiges Wärmeübertragungsmittel eingesetzt. Um bei Ninustemperaturen das Einfrieren des Rollektors und damit eine Zerstörung zu verhindern, wird bei sser als Wärmeübertragungsmittel entweder Frostschutzmittel zugesetzt oder der Kollektor vor Frosteintritt entleert.
Die erste Methode verwendet im Aufbau des Systems fast immer einen Wärmetauscher, da die Forderung nach möglichst großem ,peichervolumen zur Überbrückung sonnenloser Zeiten hohe Kosten für das Frostschutzmittel bringt. Nachteilig ist dabei weiterhin, neben den Kosten für den Wärmetauscher, der Temperaturverlust, der durch dessen Einschaltung in dem Heizungskreislauf entsteht, und der hei den niedrigen Temperaturen des Sonnenkollektors den Wirkungsgrad der Anlage merklich verschlechtert.
Bei Verwendung einfachen Wassers als Wärmeträger gibt es viele Möglichkeiten das Entleeren vor Frosteintritt durchzuführen: Man läßt bei der Erwärmung von Frisch- oder Brauchwasser dieses einfach in den Speicher auslaufen, zleichzeitig tritt über ein Entlüftungsventil Luft in den Kollektor ein. desentlicher Nachteil ist hier die Korrosion,da stets neuer Sauerstoff f in den Kollektor und in die Rohre eindringt. Richtig ist die Verwendung geschlossener Systeme, d.h.das nasser und ggf. Luft der Heizungsanlage wird nie ausgetauscht.
Bei geschlossenen Systemen ist der Einsatz von Ausgleichsgefäßen bekannt, die das Wasser des Kollektors aufnehmen.
Dabei wird das Wasser mittels Druckluft alls dem Kollektor gepresst oder der Kollektorauslauf endet im Luftraum des Ausgleichsgefäßes, so daß ständig der hydrostatische Druck zwischen Kollektorobenkante und Wassestand im Ausgleichsgefäß zu überwinden ist.
Die Erfindung, deren Anordnung Bild 1 zeigt, arbeitet mit einem Ausgleichsgefäß, braucht im stationären Zustand den genannten hydrostatischen Druck nicht zu überwinden und löst alle erforderlichen Funktionen mit minimalen Aufwand einfach und zuverlässig.
Der ,onnenkollektor 1 steht mit seinem oberen Auslauf über zwei Rohrwege mit dem Ausgleichsgefäß 2 in Verbindung: Ein Rohr 3 endet im Ausgleichsgefäß unterhalb des Niedrigwasserspiegels ( entspricht gefülltem Kollektor ), ein Rohr 4, in dessen Zuge ein Magnetventil 5 liegt, im Luftraum oberhalb des Maximalwasserstandes (entspricht leerem Kollektor). Der frostgefährdete Teil des unteren Auslaufes 6 des Kollektors liegt um einen Sicherheitsabstand x oberhalb des Maximalwasserstandes des Ausgleichsgefäßes. Die Pumpe 7 treibt das Heizwasser durch diese Anordnung und durch den angeschlossenen Heizkreis 8, dabei ist das Magnetventil R im erregten Zustand geschlossen.
Nähert sich die Außentemperatur den Gefrierpunkt, wird die Pumpe 7 und das Magnetventil 5 abgeschaltet. Auf Gnnd der Schwerkraft kann das Wasser als dem Kollektor 1 in das Ausgleichsgefäß 2 ablaufen, denn durch das offene MaFnetventil 5 kann Luft aiis dem Ausgleichsgefäß in den Kollektor gelangen. Nach dem J'rinzip kommunizierenden Gefäße wird so das Wasser sicher aus dem Frosthereicb entfernt.
Ein Rückschlagventil 9 unterstützt und beschleunigt dieses Bestreben bei hohem Reibungsverlust im Heizkreis, außerdem verhindert es das Hochdrücken des Wassers in den ausgelaufenen Kollektor bei Betrieb des Heizkreises ohne Benutzung des Soneenkollektors (z.B. Winterbetrieb mit Ölheizung), Will man den Sonnenkollektor wieder in Betrieb nehmen, braucht man nur die Pumpe und das Magnetventil einzuschalten: Die Pumpe fördert das Wasser hoch, das Magnetventil hält den Luftweg geschlossen. Die im Kollektor befindliche Luft wird durch das Rohr 3 in das Ausgleichsgefäß gedrückt und perlt dort aus d.h. sie bleibt im Ausgleichsgefäß zurück, in den Heizkreis gelangt nur Wasser. Dies geschieht so lange, bis nur Wasser im Rohr 3 fließt. Damit wird der Druckverlust zur Uberwindung der anfänglichen Druckhöhe y frei für eine erhöhte Förderung im Kreislauf.
Beim Einsatz eines zweiten Sonnenkollektors 10 oder mehrerer, muß die geschilderte Zweirohranordnung an dem am höchsten liegenden Auslauf der Sonnenkollektoren angeschlossen sein.
Mit dieser Anordnung wird mit einem Kontakt das Einschalten des Sonnenkollektorkreises und das Füllen gesteuert. Die Verwendung des Ausgleichsgefäßes in der gezeigten Form erübrigt den Einsatz eines Ausdehnungsgefäßes im Heizkreis und ermöglicht eine leichte Kontrolle bzw. Uberwachung des Füllungsgrades der Heizanlage. Außerdem kühlt das Wärmeübertragungsmittel nicht ungenutzt am Dach aus, bei erneuter Füllung ist schneller warmes Wasser vorhanden. Das Magnetventil durchströmt nur Luft; es kann daher sehr kleine Abmessungen haben.

Claims

Patentansprüche: 1. Automatisches Füllen und Entleeren bei ,onnenkollektoren für einen flüssigen Wärmeträger bei Frostgefahr unter Verwendung eines Ausgleichsgefäßes in einem hermetisch dichten Heizkreislauf, d a d u r c h g e k e n n z e i -n e t , daß der obere Auslauf des Kollektors (i) einmal über ein Magnetventil (5) in den Gasraum eines Ausgleichsgefäßes (2) , dessen maximaler Wassestand tiefer als er frostgefährtete Teil der unteren Zuleitung t6) des Sonnenkollektors (1) liegt, führt und einmal unter dem tinimalstand der Flüssigkeit im Ausgleichsgefäß (2) über Rohr (3) endet und der Ablauf des Ausgleichsgefäßes (2) zum Heizkreis (8) am Boden desselben angeschlossen ist, so daß bei gleichzeitigem Schalten von Pumpe (7) und Magnetventil (5) sich der Sonnenkollektor (1) füllt oder entleert.
2. Anordnung nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei hohen Heizkreisströmungswiderständen die Pumpe nahe beim onnenkollektor eingebaut wird und in b1lußrichtung vor der pumpe ein Rückschlagventil (9) eine Verbindung zum Auslauf des Ausgleichsgefäßes herstellt, damit beim Ausschalten von Pumne und Magnetventil das Auslaufen des Kollektors beschleunit bzw. für den Heizkreis ein Parallelweg zum Kollektorkreis geschaffen wird.
3.Anordnung nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Sonnenkollektoren der Follektor mit der höchstgelegenen Abflußleitung die beschriebene Anordnung erhält und damit die Funktion für alle wirksam wird.
4. Anordnung nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Füllstandshöhe irn Ausgleichsgefäß die gesamte Anlage überwacht wird.