DE2712822A1 - Solar-brauchwasserspeicher - Google Patents

Solar-brauchwasserspeicher

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DE2712822A1 DE19772712822 DE2712822A DE2712822A1 DE 2712822 A1 DE2712822 A1 DE 2712822A1 DE 19772712822 DE19772712822 DE 19772712822 DE 2712822 A DE2712822 A DE 2712822A DE 2712822 A1 DE2712822 A1 DE 2712822A1
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    • F24D17/0068—Domestic hot-water supply systems with combination of different kinds of heating means solar energy and conventional heaters with accumulation of the heated water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

PATENTANWÄLTE
MANITZ. FINSTERWALD & GRÄMKOW
München, 23. März 1977 P/w - V 2023
V a m a
Vertrieb von Anlagen und Maschinen GmbH & Co. KG Angoulemeplatz 1
3200 Hildesheim
Solar-Brauchwasserspeicher
Die Erfindung betrifft einen Solar-Brauchwasserspeicher mit einem im Bodenbereich des Speicherbehälters angeordneten, in einen Solarkollektorenkreis einschaltbaren Wärmetauscher sowie wenigstens einer im oberen Bereich des Speicherbehälters vorgesehenen Zusatz-Heizanordnung.
Bekannte Brauchwasserspeicher dieser Art haben generell den Nachteil, daß die über die Sonnenkollektoren gewinnbare Energie nicht optimal genutzt werden kann, da die Zusatz-Heizanordnung im Speicher einen Temperaturpegel im Wasservorrat schafft, der bereits im Bereich oder sogar oberhalb der Temperaturwerte liegt, die im Solarkollektorkreis bei vergleichsweise geringer Sonnenein-
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OR. C. MANITZ ■ DIPL.-INC. M. FINSTERWALD DIfL. - I N C. W. C « A M K. O W ZtNTRALKASSt iAYER. VOLKStANKEN
β MÖNCHEN S3. ROBEHT-KOCH-ST «ASSE I 7 STUTTGART SO I BAD CANNSTATTI MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7*70
TEL. 1089) 33 43 It. TELEX OS - 39673 PATMF SEELSERCSTR. 33/3S. TEL.I07HIS6 73 61 POSTSCHECK ι MONCMEN 77061-·0·
strahlung erreicht werden, so daß wegen der fehlenden Temperaturdifferenz im Bereich des dem Solarkreis züge- · ordneten Wärmetauschers im Behälter keine Energieausnutzung im gewünschten Sinne erfolgen kann. Durch die generelle Erwärmung des Speicherwassers durch die Zusatz-Heizanordnung, die das Speichervermögen für das Nachschieben von Solar-Energie in unkontrollierbarem Maße verringert, wird die Möglichkeit der Ausnutzung von Sonnenenergie selbst bei Verv/endung leistungsfähiger Kollektoren überaus störend beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Solar-Brauchwasserspeicher der eingangs definierten Art mittels einfacher und wirtschaftlich zu realisierender Maßnahmen derart auszubilden, daß eine stets unter definierten Bedingungen erfolgende optimale Ausnützung der über den Solarkollektorenkreis gewinnbaren Energie ermöglicht v/ird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Speicherbehälter durch eine Trennwand in einen unteren Solarspeicherraum und einen oberen, die Zusatz-Heizanordnung enthaltenden Bereitschaftsraum unterteilt ist und daß in der Trennwand wenigstens zwei in verschiedenen Quadranten der Trennwandfläche gelegene Durchströmöffnungen angebracht sind.
Durch diese Maßnahme wird auf überraschend einfache und wirksame Weise eine geregelte und klare Abgrenzung von Temperaturbereichen dergestalt erreicht, daß die für Regentage und für die Winterszeit bestimmte Zusatzheizung nur eine genau festgelegte Wassermenge im Bereitschaftsraum auf Zapftemperatur erwärmt und der restliche Bereich des Speichers, nämlich der Solar-Speicherraum auf niedriger Temperatur bleibt, so daß einerseits Wärmeverluste vermieden und andererseits stets optimale Wärme-
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austauschbedingungcn im Bereich des im Solarkollektorenkreis gelegenen bodenseitigen Wärmetauschers vorhanden sind. Von wesentlicher Bedeutung dabei ist aber auch, daß bei ausreichend zur Verfügung stehender Sonnenenergie und daraus resultierender Aufheizung des im Speicherbehälter vorgesehenen Wassers nicht nur die im Solar-Speicherraum vorhandene Wassermenge, sondern ebenso die im Bereitschaftsraum vorhandene Wassermenge aufgeheizt wird, da die gezielt in der Trennwand angeordneten Durchströmöffnungen ein Hochströmen des erwärmten Wassers im Schwerkraftprinzip und damit ein Erwärmen des gesamten V/asservorrats im Speicher ermöglichen.
Vorzugsweise ist die Trennwand zumindest im wesentlichen eben ausgebildet und in einer horizontalen Querebene des Behälters angeordnet. Zweckmäßigerweise wird dabei der Inhalt des Bereitschaftsraumes so bemessen, daß er für einen ^-Personen-Haushalt eine ausreichende Menge warmen Wassers bereithält, was bei einer vorgegebenen Soll-Temperatur von 60° C einem Inhalt des Bereitschaftsteils von 160 Liter und bei einer Solltemperatur von 4-5 C einem Inhalt von 200 Liter entspricht.
Zweckmäßigerweise wird die insbesondere aus einem Wärmetauscher und/oder einer Elektroheizpatrone bestehende Zusatz-Heizanordnung unmittelbar angrenzend an die Trennwand im Bereitschaftsraum angeordnet, wobei entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung aus dieser Positionierung der Zusatz-Heizanordnung keine Nachteile resultieren können, da die vorgesehene Trennwand, die nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung wärmedämmend ausgebildet sein kann, eine klare Abgrenzung der Temperaturbereiche sicherstellt.
Vorteilhafterweise sind in der Trennwand zwei einander diametral gegenüber angeordnete Durchströmöffnungen vorge-
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-Jr-
sehen, wobei zumindest an die eine in den ßolarspeicherraum gerichtete Strömung führende öffnung ein Abströmrohr angeschlossen ist. Diese Maßnahmen erbringen besonders günstige Strömungsführungen bei gleichzeitiger Unterstützung einer klaren Abgrenzung von Temperaturbereichen in den jeweiligen Betriebsarten.
Es kann auch zweckmäßig sein, an die eine in den Bereitschaftsraum gerichtete Strömung führende Öffnung ein Aufströmrohr anzuschließen, dessen Mündung oberhalb der Zusatzheizanordnung gelegen ist, so daß gegebenenfalls im Behälter sowohl nach oben, als auch nach unten führende Strömungsrohre vorhanden sind.
Auch die Anordnung mehrerer, im wesentlichen parallel zueinander verlaufender Trennwände mit geeignet angeordneten Durchströmöffnungen wird durch die vorliegende Erfindung erfaßt, und zwar insbesondere dann, wenn durch wenigstens zwei derartige Trennwände, deren Durchströmöffnungen gegeneinander versetzt sein können, im Sinne der Erfindung eine Beeinflussung des Solar-Speicherraums im Sinne einer Temperaturerhöhung durch die Zusatzheizanordnung zumindest erschwert und gleichzeitig eine Erwärmung des Wasservorrats im Bereitschaftsraum durch im Solar-Speicherraum ausgenützte Sonnenenergie nicht behindert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, wobei die einzige Zeichnung schematisch einen Speicherbehälter zeigt, dessen Wasserinhalt sowohl durch einen Solarkollektorenkreis,als auch durch eine Zusatz-Heizanordnung aufgeheizt werden kann.
Nach der Zeichnung besitzt ein mit einer Isolierung versehener Speicherbehälter 1 einen im Boden des Behälters
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mündenden Kaltwasserzulauf 2 und einen aus dem Deckenbereich des Behälters abgeführten Warmwasserabgang 3.
Im Bodenbereich des Speicherbehälters 1 ist ein Wärmetauscher 4 angeordnet, der mit einer Anordnung von Sonnenkollektoren 5 über eine Vorlaufleitung 6 und eine Rücklaufleitung 7 verbunden ist, wobei in der Rücklaufleitung 7 eine Umwälzpumpe 8 angeordnet ist. Weitere Einzelheiten des Solarkollektorenkreises wie Absperrventile, Schwerkraftbremse, Membranausdehnungsgefäß, Sicherheitsventil und Manometer sowie eventuelle Temperaturfühler sind in der Zeichnung nicht dargestellt, da sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine besondere Bedeutung haben.
Der Speicherbehälter 1 ist durch eine Trennwand 9 in einen oberen Bereitschaftsraum 17 und einen unteren Solarspeicherraum 16 unterteilt. Die Lage dieser Trennwand 9 wird so gewählt, daß sich für den Bereitschaftsraum ein Speichervolumen ergibt, das stets eine ausreichende Menge warmen Wassers mit einer Mindesttemperatur von 4-5° C für einen 4—Personen-Haushalt zur Verfügung steht. Im allgemeinen liegt das Volumen des Bereitschaftsraums im Bereich von 150 bis 200 Liter.
Die Trennwand ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei einander vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Durchströmöffnungen 10, 11 versehen, wobei an die Durchströmöffnung 11 ein sich nach unten in den Solarspeicherraum 16 erstreckendes Abströmrohr 12 angeschlossen ist. In entsprechender Weise könnte auch die die aufströmende Wassermenge führende öffnung 10 mit einem Aufströmrohr ausgestattet sein.
In unmittelbarer Nähe der Trennwand 9 ist im Bereitschaftsraum 17 eine Zusatz-Heizanordnüng in Form eines Wärmetauschers 13 und einer Elektroheizpatrone 14 angeordnet,
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wobei der Wärmetauscher 13 über eine Ladepumpe 15 gespeist werden kann.
Durch das Vorhandensein der Trennwand 9 und die gezielte Anordnung von mit Ab- und/oder Aufströmrohren versehenen Durchströmöffnungen 10, 11 ist es möglich, im Bereitschaftsraum 17 weitgehend ohne Beeinflussung des SolarSpeicherraums stets die benötigte Brauchwassermenge vorgegebener Temperatur bereitzustellen und - sofern genügend Sonnenenergie zur Verfügung steht - auch das sich in dem Bereitschaftsraum befindende V/asser mittels Sonnenenergie aufzuheizen, so daß bei allen Gegebenheiten im Bereich des dem Sonnenkollektorkreis zugeordneten bodenseitigen Wärmetauschers stets die für eine optimale Ausnützung der Sonnenenergie benötigten Wärmetauschbedingungen gegeben sind.
Patentansprüche:
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e e rs e i \ e

Claims (12)

  1. Patentansprüche
    ( 1. ISolar-Brauchwasserspeicher mit einem im Bodenbereich des Speicherbehälters angeordneten, in einen Solarkollektorenkreis einschaltbaren Wärmetauscher, sowie wenigstens einer im oberen Bereich des Speicherbehälters vorgesehenen Zusatz-Heizanordnung, dadurch gekennzeichnet , daß der Speicherbehälter (1) durch eine Trennwand (9) in einen unteren Solar-Speicherraum (16) und einen oberen, die Zusatz-Heizanordnung (13» 14·) enthaltenden Bereitschaftsraum (17) unterteilt ist und daß in der Trennwand (9) wenigstens zwei in verschiedenen Quadranten der Trennwandfläche gelegene Durchströmöffnungen (10, 11) angebracht sind.
  2. 2. Solar-Brauchwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennwand (9) zumindest im wesentlichen eben ausgebildet und in einer horizontalen Querebene des Behälters (1) angeordnet ist.
  3. 3. Solar-Brauchwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennwand (9) wärmedämmend ausgebildet ist.
  4. 4. Solar-Brauchwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in der Trennwand (9) zwei einander diametral gegenüber angeordnete Durchströmöffnungen (10, 11) vorgesehen sind.
  5. 5· Solar-Brauchwasserspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an die eine in den Solarspeicherraum (16) gerichtete Strömung führende öffnung (11) ein Abströmrohr (12) angeschlossen ist.
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  6. 6. Solar-Brauchwasserspeicher nach Anspruch 5, dadurch
    gekennzeichnet , daß die Länge des Abströmrohrs (12) zumindest gleich der halben Höhe des Solar-Speicherraums (16) ist.
  7. 7· Solar-Brauchwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß an die eine in den Bereitschaftsraum (17) gerichtete Strömung führende öffnung (10) ein Aufströmrohr angeschlossen ist, dessen Mündung oberhalb der Zusatz-Heizanordnung (13, 14) gelegen ist.
  8. 8. Solar-Brauchwasserspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der Inhalt des Bereitschaftsraums (17) etwa im Bereich von I50 bis 200 Liter liegt.
  9. 9. Solar-Brauchwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die insbesondere aus einem Wärmetauscher (13) und/oder einer Elektroheizpatrone '(14) bestehende Zusatz-Heizanordnung unmittelbar angrenzend an die Trennwand (9) angeordnet ist.
  10. 10. Solar-Brauchwasserspeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmetauscher (13) und die Elektroheizpatrone (14) im wesentlichen in gleicher Höhe angeordnet sind.
  11. 11. Solar-Brauchwasserspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Bereitschaftsraurn (17) und Solarspeicherraum (16) wenistens zwei zueinander im wesentlichen parallele Trennwände vorgesehen sind.
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  12. 12. Solar-Brauchwasserspeicher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchströmöffnungen in den zueinander parallelen Trennwänden gegeneinander versetzt angeordnete sind.
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