DE2755219C2

DE2755219C2 - Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren

Info

Publication number: DE2755219C2
Application number: DE2755219A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 3450 Holzminden Schön
Original assignee: Stiebel Eltron International GmbH
Current assignee: Stiebel Eltron International GmbH
Priority date: 1977-12-10
Filing date: 1977-12-10
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE2755219A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren als Wärmequelle, durch die eine elektrisch angetriebene Umwälzpumpe ein Wärmeträgermedium in einem Primär-Kreislauf fördert.

In der DE-OS 24 31 Ί93 ist eine Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren beschrieben, bei der die Zirkulation des Wärmeträgermediums unterbrochen ist, wenn seine Temperatur niedriger als die Temperatur des Warmwasserspeichers ist. Dies soll einen unwirtschaftlichen Betrieb der Anlage bei zu niedrigen Temperaturen verhindern. Maßnahmen, die eine Überhitzung der Sonnenkollektoren verhindern, sind dort nicht vorgesehen.

Es wurde gefunden, daß Sonnenkollektoren bei starker Sonneneinstrahlung durch Überhitzung dann zerstört werden können, wenn ihnen keine Wärme entzogen wird. Die Temperatur an den Sonnenkollektoren kann bei einem geschlossenen System auf etwa 160° C ansteigen. Ein besonderer Fall der Gefährdung der Sonnenkollektoren liegt dann vor, wenn das die Umwälzpumpe speisende elektrische Netz ausfällt.

In der US 29 89 575 ist eine Solarbatterie, bestehend aus mehreren Solarzellen, beschrieben. Die Solarbatterie ist für Satelliten oder Geschosse vorgesehen. Da beim Flug kein hinreichende Wärmeabfuhr über die Oberfläche der Solarzellen gewährleistet ist, ist vorgeschlagen, die Solarzellen mittels eines internen Kühlungskreislaufes abzukühlen. Mit einer Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren befaßt sich die US 29 89 575 nicht

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizungsanlage der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei hohen Temperaturen, die die Sonnenkollektoren gefährden, sichergestellt ist daß die Umwälzpumpe auch bei Ausfall des sie speisenden elektrischen Netzes nicht abschaltet

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst daß neben den Sonnenkollektoren eine oder mehrere elektrische Solarzellen vorgesehen sind, an die zwischen diesen und einem elektrischen Netz umschaltbar die Umwälzpumpe angeschlossen ist und daß eine Steuerschaltung vorgesehen ist, die die Umwälzpumpe bei Ausfall der Netzspannung auf die Solarzellen umschaltet Die Umwälzpumpe kann damit von den Solarzellen angetrieben werde«, wenn das Netz ausfällt Besonders günstig ist dabei, daß gerade dann, wenn bei hohen Temperaturen die Gefahr der Überhitzung der Sonnenkollektoren besonders groß ist auch die von den Solarzellen bereitgestellte elektrische Leistung besonders hoch ist Dadurch ist erreicht, daß jedenfalls bei hohen Temperaturen die Zirkulation des aus den Sonnenkollektoren Wärme abführenden Wärmeträgermediums nicht unterbrochen wird. Eine Kühlung der Solarzellen erfolgt durch das Wärmeträgermedium nicht

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel schematisch.

An einer schrägen Dachfläche 1 ist ein Sonnenkollektor 2 angeordnet, der in einem Primär-Wasserkreislauf 3 liegt In dem Primär-Wasserkreislauf 3 ist ein Wärmetauscher 4 vorgesehen, der in einem Heizwasserspeicher 5 angeordnet ist Im Primär-Wasserkreislauf 3 liegt eine Umwälzpumpe 6.
An der Dachfläche 1 sind neben dem Sonnenkollektor 2 Solarzellen 7 befestigt. Solche Solarzellen sind im Handel billig erhältlich. Bei einer Pumpe mit einer Leistung von beispielsweise 10 W werden beispielsweise zehn solcher Solarzellen eingesetzt.
Die Solarzeilen 7 liegen über Verbindungsleitungen 8 und 9 an elektrischen Anschlußklemmen 10 und 11 der Umwälzpumpe 6.

Die Anschlußklemmen 10 und 11 sind außerdem über Leitungen 12 und 13 an einen Gleichrichter 14 und einen Netztransformator 15 angeschlossen, der primärseitig am elektrischen Wechselstromnetz liegt. Die Ausgangsspannung des Netztransformators 15 und des Gleichrichters 14 ist so bemessen, daß sie etwa gleich der Ausgangsspannung der zusammengeschalteten Solarzellen 7 ist.

In die Leitungen 9 und 13 sind ein Solar-Relaiskontakt 16 und ein Netz-Relaiskontakt 17 eingeschaltet, die in Abhängigkeit von einer Relaiswicklung 18 wechselseitig betätigt werden, welche zwischen der Leitung 12 und der Leitung 13 liegt. Die Relaiswicklung 18 ist hochohmig. In der Leitung 12 liegt weiterhin eine Diode 19. Diese ist im Hinblick auf die Polarität der Solarzellen 7 so gepolt, daß von der Leitung 8 kein Strom über die Wicklung 18 zur Leitung 9 fließen kann. Die Bauteile 16 bis 19 bilden eine Steuerschaltung 20.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung ist etwa folgende:

Solange Netzspannung am Transformator 15 ansteht, liegt die Ausgangsspannung des Gleichrichters 14 bei

etwa 6 V. Die Kontakte 16 und 17 sind infolge des "tromflusses durch die Wicklung 18 in der in der Figur dargestellten Stellung gehalten. Da der Netz-Relaiskontakt 17 also geschlossen ist liegt die Umwälzpumpe 6 an der gleichgerichteten Netzspannung und kann im Primär-Wasserkreislauf 3 Wasser fördern.

Sobald die Netzspannung ausfällt, endet auch der Stromfluß durch die Relaiswicklung 18, so daß die Kontakte 16 und 17 umschalten. Die Umwälzpumpe 6 ist jetzt von; Gleichrichter 14 getrennt und mit den Solarzellen 7 verbunden. Solange keine oder nur eine geringe Sonneneinstrahlung vorliegt, ist es nicht notwendig, daß die Solarzellen 7 die Umwälzpumpe 6 betreiben, da die Gefahr einer Überhitzung des Sonnenkollektors 2 nicht besteht. Bei starker Sonneneinstrahlung jedoch wird die Umwälzpumpe 6 von der in den Solarzellen in elektrische Energie umgewandelten Sonnenenergie betrieben. Bei besonders starker Sonneneinstrahlung, wenn also die Gefahr d-τ Beschädigung der SonnenkoNektoren besonders hoch ist, steht an den Solarzellen 7 eine entsprechend hohe Leistung zur Verfügung.

Der Einsatz der Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt- Die Solarzellen können, beispielsweise mittels eines zusätzlichen Temperaturfühlers auch so mit der Umwälzpumpe 6 verschaltet sein, daß sie immer dann, wenn eine besonders hohe Temperatur vorliegt, die Umwälzpumpe 6 betreiben. Es ist nicht erforderlich, daß die in den Solarzellen 7 gewonnene Energie nur dann zum Betrieb der Umwälzpumpe 6 ausgenützt wird, wenn die Netzspannung ausgefallen ist

Die Erfindung läßt sich auch bei Heizungsanlagen einsetzen, bei denen die Umwälzpumpe dann abgeschaltet wird, wenn die Temperatur des Sonnenkollektors 2 niedriger als die Temperatur des Heizwasserspeichers 5 ist Ein entsprechender Steuerkontakt ist dann unmittelbar vor der Anschlußklemme 10 oder der Anschlußklemme 11 der Umwälzpumpe 6 angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren als Wärmequelle, durch die eine elektrisch angetriebene Umwälzpumpe ein Wärmeträgermedium in einem Primär-Kxeislauf fördert, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Sonnenkollektoren (2) ein oder mehrere elektrische Solarzellen (7) vorgesehen sind, an die zwischen diesen und einem elektrischen Netz umschaltbar die Umwälzpumpe (6) angeschlossen ist und daß eine Steuerschaltung (20) vorgesehen ist, die die Umwälzpumpe (6) bei Ausfall der Netzspannung auf die Solarzellen (7) umschaltet

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine Relaiswicklung (18) aufweist, die von einem von der Netzspannung abgeleiteten Strom gespeist ist und die einen den Solarzellen (7) nachgeschalteten Solar-Relaiskontakt (16) und einen der vom Netz abgeleiteten Spannung nachgeschalteten weiteren Netz-Relaiskontakt (17) steuert, und daß eine Diode (19) die Relaiswicklung (18) gegen die Solarzellen (7) sperrt

3. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußspannung der Umwälzpumpe (6) entsprechen der Ausgangsspannung der Solarzellen (7) bemessen ist und daß zwischen dem Netzanschluß und der Umwälzpumpe (6) ein Netztransformator (15) und ein Gleichrichter (14) vorgesehen sind, welche die Netzspannung auf die Anschlußspannung der Umwälzpumpe (6) wandeln.

4. Heizungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ab einer Maximaltemperatur der Sonnenkollektoren (2) der Strom aus den Solarzellen (7) die Umwälzpumpe (6) antreibt