DE2839258A1

DE2839258A1 - Umlaufwasser-heizungsanlage mit einem solarkollektor

Info

Publication number: DE2839258A1
Application number: DE19782839258
Authority: DE
Inventors: Albin Dipl Phys Dr Kehl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-09-09
Filing date: 1978-09-09
Publication date: 1980-03-20

Description

R. «9 5
28.8.1978 Ki/Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Umlaufwasser-Heizungsanlage mit
einem Solarkollektor

Stand der Technik

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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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.

Vorteile der Erfindung

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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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.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

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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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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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.

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Claims

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Ansprüche

Umlaufwasser-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 Volumen

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ORIGINAL 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.

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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.

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