DE2614142A1

DE2614142A1 - Solar heating panel anti frost water drainage circuit - employs drain tank with magnetic valve and drainage lines

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

Abstract

The solar heating system has an arrangement for draining the water from its heat collector panels (1) to protect them from frost. A top outlet (4) from the collector is fitted with a magnetic stop valve (5) immediately before entering an equalising tank (2). The upper level of this tank is below the safety level (X) under the bottom outlet (6) of the panel. A branch (3) in parallel with the top outlet (4) terminates at the bottom of the tank (2) below its lowest level. The circulating pump (7) is switched off in the event of frost, and the magnetic valve opened, so that the water in the panel drains into the tank. When the pump and valve are operated again, water enters the panel with normal circulation, and air from the panel enters the tank and not the water circuit.

Description

Automatisches Füllen undAutomatic filling and

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.Emptying solar panels When installing solar panels a liquid heat transfer medium is used in the majority of cases. To freeze the roller gate at ninus temperatures and thus destroy it To prevent this, either antifreeze is used as the heat transfer medium clogged or the collector emptied before the onset of frost.

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.The first method almost always uses one in building the system Heat exchanger, as the requirement for the largest possible storage volume to bridge the gap Sunless times brings high costs for the antifreeze. Is disadvantageous in addition to the costs for the heat exchanger, the temperature loss, which arises when it is switched on in the heating circuit, and the hot low temperatures of the solar collector the efficiency of the system noticeably worsened.

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.There are many options when using simple water as a heat transfer medium to carry out emptying before the onset of frost: When warming fresh or service water this simply drains into the storage tank, at the same time passes over a vent valve to introduce air into the collector. The main disadvantage is here corrosion, as new oxygen f constantly penetrates into the collector and into the pipes. It is correct to use closed systems, i.e. the wet and possibly air of the The heating system is never replaced.

Bei geschlossenen Systemen ist der Einsatz von Ausgleichsgefäßen bekannt, die das Wasser des Kollektors aufnehmen.The use of expansion tanks is known in closed systems, which absorb the water from the collector.

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.The water is pressed all around the collector by means of compressed air or the collector outlet ends in the air space of the expansion tank, so that constantly the hydrostatic pressure between the upper edge of the collector and the water level in the expansion tank is to be overcome.

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.The invention, the arrangement of which is shown in Figure 1, works with an equalizing tank, does not need to overcome the hydrostatic pressure mentioned in the steady state and solves all required functions easily and reliably with minimal effort.

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.The onnenkollektor 1 is with its upper outlet over two pipe paths in connection with the expansion tank 2: A pipe 3 ends in the expansion tank below of the low water level (corresponds to a full collector), a pipe 4, in its A solenoid valve 5 is located in the air space above the maximum water level (corresponds to empty collector). The frost-prone part of the lower outlet 6 of the collector is a safety distance x above the maximum water level of the expansion tank. The pump 7 drives the heating water through this arrangement and through the connected Heating circuit 8, the solenoid valve R is closed when it is excited.

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.If the outside temperature approaches the freezing point, the pump 7 and the solenoid valve 5 is switched off. Under the force of gravity, the water can be called drain from collector 1 into compensation tank 2, because through the open MaFnet valve 5, air can enter the collector from the expansion tank. According to the J principle communicating vessels, the water is safely removed from the frost shop.

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.A check valve 9 supports and accelerates this endeavor if there is high friction loss in the heating circuit, it also prevents the Water in the leaked collector when the heating circuit is operating without being used of the solar collector (e.g. winter operation with oil heating), if you want the solar collector start up again, you only need to switch on the pump and the solenoid valve: the The pump pumps the water up, the solenoid valve keeps the airway closed. the Air in the collector is pressed through pipe 3 into the expansion tank and pearls out there, i.e. it remains in the compensation tank and enters the heating circuit only water. This continues until only water flows in pipe 3. So that will the pressure loss to overcome the initial pressure head y free for increased Promotion in the cycle.

Beim Einsatz eines zweiten Sonnenkollektors 10 oder mehrerer, muß die geschilderte Zweirohranordnung an dem am höchsten liegenden Auslauf der Sonnenkollektoren angeschlossen sein.When using a second solar collector 10 or more, must the described two-pipe arrangement at the highest outlet of the solar collectors be connected.

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.With this arrangement, the solar collector circuit is switched on with one contact and the filling is controlled. The use of the expansion tank shown in the Form makes the use of an expansion vessel in the heating circuit superfluous and enables a easy control or monitoring of the filling level of the heating system. It also cools the heat transfer medium is not unused on the roof when it is filled again Hot water available faster. The solenoid valve only flows through air; it can therefore have very small dimensions.

Claims

Claims: 1. Automatic filling and emptying of solar collectors for a liquid heat transfer medium when there is a risk of frost, using an expansion tank in a hermetically sealed heating circuit t that the upper outlet of the collector (i) once via a solenoid valve (5) in the gas space of an expansion tank (2), the maximum water level of which is lower than it is part of the lower feed line t6) of the solar collector (1) that is exposed to frost, and once below the tinal level of the liquid in the expansion tank (2) The pipe (3) ends and the expansion tank (2) drains to the heating circuit (8) on the floor the same is connected, so that with simultaneous switching of pump (7) and Solenoid valve (5) the solar collector (1) fills or empties.

2. Arrangement according to 1, characterized in that at high heating circuit flow resistances The pump is installed close to the solar collector and in front of the pump in the direction of flow a check valve (9) establishes a connection to the outlet of the expansion tank, so that when the pump and solenoid valve are switched off, the draining of the collector accelerates or a parallel path to the collector circuit is created for the heating circuit.

3. Arrangement according to 1, characterized in that with several solar panels the collector with the highest discharge line receives the arrangement described and so that the function is effective for everyone.

4. Arrangement according to 1, characterized in that by means of the level The entire system is monitored in the compensation tank.