DE2839258A1 - Umlaufwasser-heizungsanlage mit einem solarkollektor - Google Patents
Umlaufwasser-heizungsanlage mit einem solarkollektorInfo
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Description
R. «9 5
28.8.1978 Ki/Kö
28.8.1978 Ki/Kö
Umlaufwasser-Heizungsanlage mit
einem Solarkollektor
einem Solarkollektor
Die Erfindung geht aus von einer Heizungsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige
Anlage bekannt (DE-OS 26 14 142), bei welcher zur Aufnahme des im Kollektor befindlichen Umlaufwassers
ein zusätzlicher Behälter vorgesehen ist, der ein stückweit unterhalb des Kollektors unmittelbar in den an den
Ausgang des Kollektors angeschlossenen Vorlaufstrang
des über den Kollektor führenden Zweiges des Heizungsnetzes eingeschaltet ist. Die Anordnung ist dabei so
getroffen, daß ein an den Kollektorausgang angeschlossener erster Abschnitt des Vorlaufstranges bis in die
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R. 4 9 6
Nähe des Bodens des zusätzlichen Behälters führt, während
ein weiterführender Abschnitt des Vorlaufstranges an der tiefsten Stelle des Behälters angeschlossen
ist. Ferner ist ein Luftpolster in dem über dem Wasserspiegel liegenden Raum des zusätzlichen Behälters
vorgesehen, der über eine Luftleitung mit dem Kollektorausgang verbunden ist. Diese ist von einem Magnetventil
überwacht, das parallel zu einer Pumpe im Zulaufstrang des Kollektors geschaltet ist und die
Luftleitung schließt, wenn die Pumpe fördert und umgekehrt. Diese Ausführung benötigt einen zusätzlichen
Behälter zur Aufnahme des Kollektorwassers und ist auch insofern nachteilig, als das Luftpolster im zusätzlichen
Behälter unter dem Druck des Heizungsnetzes steht, so daß ein hoher Aufwand für die Aufrechterhaltung
des Luftpolsters notwendig ist. Die Anordnung des zusätzlichen Behälters in der Nähe des
Kollektors erfordert außerdem eine sehr gute Isolierung des Behälters, wenn das in ihm befindliche Wasser
im Winter nicht eingefrieren soll.
Die erfindungsgemäße Anlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß ein zusätzlicher Behälter zur Aufnahme des Umlaufwassers im Kollektor nicht erforderlich ist und
daß das Luft- oder Gaspolster über dem Umlaufwasser im Kollektor nicht unter dem Druck des Heizungsnetzes
zu stehen braucht. Zu diesem Zweck kann vorteilhaft die höchste Stelle des über den Kollektor führenden
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R. λ ο 6
Leitungsabschnittes des Heizungsnetzes über ein Be- und Entgasungsventil mit einem ein Gaspolster aufnehmenden
Gefäß verbunden sein, dessen Volumen unter dem Einfluß einer den Druck im Heizungsnetz entgegenwirkenden Kraft
verkleinerbar ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.
Die Einrichtung zur Entleerung des Kollektors kann vorteilhaft auch ansprechen, wenn die Temperatur des in
ihm befindlichen Umlaufwassers einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet, so daß eine Überhitzung
des im Kollektor zirkulierenden Umlaufwassers vermieden wird.
Zur Entleerung des Kollektors können zweckmäßig in denbeiden Kollektorzuleitungen Dreiwegeventile vorgesehen
sein, an welche Zweigleitungen angeschlossen sind, die zum Eingang einer Pumpe führen, welche in
das Heizungsnetz fördert. Die Zweigleitungen können vorteilhaft über einen kleinen Sammelbehälter mit
einem Schwimmer führen, der die Pumpe steuert. In diesem Falle wirken sich an den Dreiwegeventilen
eventuell auftretende Undichtheiten nicht nachteilig aus. Zur Vermeidung von Korrosion an den wasserführenden
Wänden des Kollektors kann das Gaspolster aus Stickstoff bestehen, zu dessen Aufnahme vorteilhaft
ein Gummiballon dienen kann, der in einem belüfteten starren Schutzbehälter untergebracht ist.
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Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Umlaufwasser-Heizungsanlage, die außer
dem Solarkollektor auch eine Zusatzheizung hat.
Die Anlage hat ein Heizungsnetz 1, das eine vom höchsten
Punkt 2 eines Solarkollektors 3 ausgehende Vorlaufleitung 4 und eine zum tiefsten Punkt 5 des Kollektors 3
zurückführende Rücklaufleitung 6 hat. Die Vorlaufleitung
4 führt über eine Zusatzheizung 8 zu einem Verzweigungspunkt 9i an welchem die Zulaufleitung eines
Brauchwasserbereiters 10 an die Vorlaufleitung 4 angeschlossen
ist. Die Rücklaufleitung des Brauchwasserbereiters ist über eine Pumpe 11 und ein Rückschlagventil
12 an die Rücklaufleitung 6 des Heizungsnetzes angeschlossen.
Parallel zum Brauchwasserbereiter 10 sind eine Kurzschlußleitung 14 und eine Anzahl von
Heizkörpern 16 an das Heizungsnetz 1 angeschlossen. Die Heizkörper 16 sind wie auch der Brauchwasserbereiter
10 in Reihe mit einer Pumpe 17 und einem Rückschlagventil 18 geschaltet. Die Kurzschlußleitung 14
ist von einem Dreiwege-Mischventil 20 überwacht, mit welchem in bekannter Weise die Temperatur des Heizungsnetzes 1 auf einen vorgegebenen, von der Außentemperatur
abhängigen Sollwert eingeregelt wird. An die Vorlaufleitung 4 ist ferner ein geschlossenes Membran-
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4 g- β
Ausgleichsgefäß 22 angeschlossen, welches das thermische Ausdehnungsvolumen des Heizungswassers aufnimmt.
Zwischen der Vorlaufleitung 4 und der Rücklaufleitung
ist ein den Kollektor 3 überbrückender Bypaß 24 vorgesehen, der von einem Dreiwegeventil 25 überwacht ist.
Dieses ist so ausgebildet, daß es den von den Heizkörpern 16 ankommenden Strang 26 der Rücklaufleitung 6
entweder mit dem Bypaß 24 oder mit dem zum Kollektor 3 weiterführenden Strang 27 der Rücklaufleitung 6 verbindet,
der über eine Pumpe 28 und ein Rückschlagventil 29 führt. Die Schaltung des Dreiwegeventils 25
kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, worauf hier nicht näher eingegangen werden soll. An die Vorlaufleitung
4 und den Strang 27 der Rücklaufleitung 6 ist ferner ein Druckspeicher 30 angeschlossen, in welchem
die im Kollektor 3 aufgenommene Wärme gespeichert werden kann, wenn bei entsprechender Stellung des Drei·=
wegeventiles 25 eine Wärmeabgabe vom Kollektor 3 an den über die Heizkörper 16 führenden Teil des Heizungsnetzes nicht möglich oder nicht erwünscht ist.
Hinter dem höchsten Punkt 2 und vor dem tiefsten Punkt 5 des Kollektors 3 ist je ein Dreiwegeventil 32 und
in die beiden Kollektorzuleitungen 4 bzw. 6 eingebaut. Diese beiden Ventile haben je zwei Schaltstellungen,
die in der Figur mit den Pfeilen a und b gekennzeichnet sind. An die Dreiwegeventile 32 und 33 sind Zweigleitungen
34 und 35 angeschlossen, die in einen kleinen Sammelbehälter 36 oben einmünden, dessen tiefste
Stelle über eine Leitung 37 mit dem Eingang einer Pumpe 38 verbunden ist. Diese fördert über ein Rückschlag-
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ventil 39 in den hinter dem Dreiwegeventil 32 liegenden Abschnitt der Vorlaufleitung 4 und ist von einem
Schwimmer 40 des Sammelbehälters 36 über einen nicht
dargestellten elektrischen Schalter gesteuert. Der Schwimmer 40 spricht an, wenn der Wasserspiegel im
Sammelbehälter 36 ein bestimmtes Niveau überschreitet
und hält danach die Pumpe so lange eingeschaltet, bis der Spiegel auf dieses Niveau wieder abgesunken ist.
An den höchsten Punkt 2 des Kollektors 3 ist ferner eine Be- und Entgasungsleitung 42 angeschlossen, die
über ein Be- und Entgasungsventil 43 in einen Gummiballon
44 führt, der in einem belüfteten Schutzbehälter 45 untergebracht ist. Die Leitung 42 und der
Ballon 44 sind mit Stickstoff gefüllt, so daß eine Korrosion der bei Entleerung des Kollektors vom Umlaufwasser
freigegebenen Rohrwände mit Sicherheit vermieden ist. Das Ventil 43 schließt die Verbindung
zur Leitung 42 ab, wenn der Kollektor 3 vollständig mit Umlaufwasser gefüllt ist. Bei Entleerung des Kollektors
3 öffnet das Ventil 43 und läßt den Stickstoff in der Leitung 42 und im Gummiballon 44 in den Kollektor
3 und die zu den Dreiwegeventilen 32 und 33 führenden Leitungsabschnitte des Heizungsnetzes strömen.
Die Entleerung des Kollektors wird über einen Thermostatfühler 48 am oberen Ende des Kollektors 3 eingeleitet,
der in guter Wärmeverbindung sowohl mit dem
Kollektorabsorberblech als auch mit dem Umlaufwasser im Kollektor steht. Der Thermostatfühler 48 spricht
an, wenn die von ihm erfaßte Temperatur die Grenzwerte eines vorgegebenen Temperaturbereiches unter- und
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χ*0 κ.
überschreitet, um ein Einfrieren des Kollektorumlaufwassers
sowie dessen Überhitzung au verhindern. Eine vom Thermostatfühler 48 gesteuerte, nicht dargestellte
Schalteinrichtung steuert dann die Dreiwegeventile 32
und 33 in die Stellung b, wobei die Verbindung des Kollektors 3 mit dem übrigen Teil des Heizungsnetzes 1
unterbrochen und eine Verbindung der beiden Kollektoranschlüsse 2 und 5 mit dem Sammelbehälter 36 hergestellt
wird. Der Kollektor entleert sich danach in den Sammelbehälter 36, wobei das Ventil 43 das Gas aus dem
Gummiballon 44 in den Kollektor nachströmen läßt. Der
Schwimmer 40 registriert den Zulauf des Wassers in den Sammelbehälter 36 und schaltet die Pumpe ein, welche
das aus dem Kollektor 3 auslaufende Wasser über das Rückschlagventil 39 über das Heizungsnetz in das Ausdehnungsgefäß
22 drückt, das entsprechend bemessen ist.
Wenn der Thermostatfühler 48 das Signal zum Füllen des.
Kollektors 3 gibt, werden die Dreiwegeventile 32 und
33 in die Stellung a umgeschaltet. Die Zweigleitungen
34 und 35 sind dann von den beiden Kollektoranschlüssen 2 und 5 getrennt und diese wieder an das Heizungsnetz angeschlossen, so daß sich der Kollektor 3 unter
dem Einfluß des Druckes im Heizungsnetz rasch wieder füllt. Das Ventil 43 gestattet es dem Gaspolster dabei,
in den Gummiballon 44 auszuweichen. Wenn sich der Kollektor 3 vollständig mit Wasser gefüllt hat, sperrt
das Ventil 43 die Verbindung zur Leitung 42 ab. Der Druck in der Leitung 42 und dem Gummiballon 44 kann
daher nicht höher ansteigen, als es der Volumenverkleinerung des Gaspolsters durch die Kontraktion des Gummiballons
entspricht.
0 30012/0338
Claims (9)
- 28.8.1978 Ki/KöROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1AnsprücheUmlaufwasser-Heizungsanlage mit einem Solarkollektor, der ohne Zwischenschaltung eines Wärmeübertragers unmittelbar vom Umlaufwasser durchströmt ist, und mit einer Einrichtung zum Entleeren des Kollektors und Überführen des in ihm befindlichen Umlaufwassers in einen frostgeschützten Speicher, wenn die Temperatur des Umlaufwassers im Kollektor einen bestimmten Wert unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher zur Aufnahme des Umlaufwassers im Kollektor (3) das zur Aufnahme des thermischen Ausdehnungsvolumens des Umlaufwassers vorgesehene Ausdehnungsgefäß (22) des Heizungsnetzes dient, welches entsprechend dimensioniert ist.
- 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste Stelle des über den Kollektor führenden Leitungsabschnittes des Heizungsnetzes (1) über ein Be- und Entgasungsventil (43) mit einem ein Gaspolster aufnehmenden Gefäß (44) verbunden ist, dessen Volumen030012/0338ORIGINAL INSPECTED^unter dem Einfluß einer dem Druck im Heizungsnetz entgegenwirkenden Kraft verkleinerbar ist.
- 3· Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (44) ein Gummiballon ist, der vorzugsweise
in einem belüfteten starren Schutzbehälter (45) untergebracht ist. - 4. Anlage nach einem der Ansprüche 2 oder 33 dadurch
gekennzeichnet, daß das Gefäß (44) mit Stickstoff gefüllt ist. - 5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entleerung des Kollektors (3) auch anspricht, wenn die Temperatur des in ihm befindlichen Umlaufwassers einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet.
- 6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlüsse (2, 5) des Kollektors (3) mit dem Eingang einer Pumpe (38)
verbindbar sind, deren Ausgang über ein Rückschlagventil (39) an das Heizungsnetz angeschlossen ist.- 3 030012/033828392SI - 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Kollektorzuleitungen Dreiwegeventile (32, 33) eingebaut sind, an welche zum Eingang der Pumpe (38) führende Zweigleitungen (34, 35) angeschlossen sind.
- 8. Anlage nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitungen (3^j 35) in einen drucklosen Sammelbehälter (36) führen und die Pumpe (38) von einem Schwimmer (4o) im Sammelbehälter (36) gesteuert ist.
- 9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreiwegeventile (32, 33) von einem Fühler am Ausgang des Kollektors (3) gesteuert sind.030012/0338
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