DE2841888A1 - SOLAR HEATING - Google Patents
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Description
MESSIER S.A., Paris
FrankreichMESSIER SA, Paris
France
SolarheizungSolar heating
Die Erfindung betrifft Solarheizungen, insbesondere eine Solarheizung mit mindestens einem Solarkollektor, der über einen Kreislauf mit einer Wärmeübertragungsflüssigkeit mit einem Wärmeaustauscher verbunden ist, in dem die Wärmeübertragungsflussigkeit die Flüssigkeit eines Nutzkreises erwärmt, ferner geeignete Einrichtungen zur Steuerung bzw. Regelung einer derartigen Anlage.The invention relates to solar heaters, in particular a solar heater with at least one solar collector, which is about a circuit with a heat transfer fluid is connected to a heat exchanger in which the heat transfer fluid the liquid of a useful circuit is heated, as well as suitable devices for control or regulation such a system.
Es sind bereits Anlagen dieses Typs bekannt, bei denen der Wärmeaustauscher einen Behälter mit gegebenem Volumen für die Nutzflüssigkeit wie beispielsweise Wasser darstellt, die durch die Wärmeübertragungsflüssigkext erwärmt ist und zur Anwendung als warmes Brauch- wie Trinkwasser zur "Verfügung steht. Bei ungenügender Aufheizung über die Wärmeübertragungsflüssigkext erlauben derartige Anlagen eine zusätzliche Beheizung der Nutzflüssigkeit beispielsweise durch im Behälter vorgesehene elektrische Widerstandsheizungen. Systems of this type are already known in which the heat exchanger is a container with a given volume represents the useful fluid such as water, which is heated by the heat transfer fluid and is available for use as hot domestic or drinking water The heat transfer fluid allows such systems an additional heating of the useful fluid, for example through electrical resistance heating provided in the container.
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Derartige bekannte Solarheizanlagen weisen verschiedene Nachteile auf; ein besonders gravierender Nachteil besteht darin, daß bei starker Sonneneinstrahlung ein begrenztes Volumen der Nutzflüssigkeit auf eine zu hohe Temperatur erwärmt wird, die entsprechend bei der Verwendung der Nutzflüssigkeit stark abfallen kann, wobei die Wiedererzeugung einer Reservemenge an warmer Nutzflüssigkeit lange Zeit in Anspruch nimmt oder ein entsprechendes Einschalten der Zusatzheizung erfordert. Da die von der Zusatzheizung gelieferten Wärmemengen ferner im Austauscherbehälter erzeugt werden, besfht die Möglichkeit, daß der Wärmeübergang in ungünstiger Richtung abläuft, wobei die Nutzflüssigkeit von der Zusatzheizung erzeugte Wärmemengen auf die Wärmeübertragungsflüssigkeit überträgt, die so über den Solarkollektor nach außen verlorengehen.Such known solar heating systems have various disadvantages; there is a particularly serious disadvantage in the fact that with strong solar radiation a limited volume of the useful liquid is too high Temperature is heated, which can accordingly drop sharply when using the useful liquid, the Regeneration of a reserve amount of warm useful liquid takes a long time to complete or a corresponding switch-on which requires additional heating. Since the amount of heat supplied by the auxiliary heater is also in the exchanger tank are generated, the possibility that the heat transfer takes place in an unfavorable direction, with the Useful fluid transfers the heat generated by the auxiliary heater to the heat transfer fluid that so get lost to the outside via the solar collector.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarheizung anzugeben, bei der die oben genannten Nachteile vermieden sind und deren Betrieb gut zu steuern oder zu regeln ist.The invention is based on the object of specifying a solar heating system in which the above-mentioned disadvantages are avoided and their operation is easy to control or regulate.
Die erfindungsgemäße Solarheizung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzkreis eine Zuführungsleitung aufweist, die oberhalb des Austauschers in einen Rohrkreis einmündet?, der den Wärmeaustauscher mit einem getrennten Speicher für warme Nutzflüssigkeit verbindet, die ihrerseits über eine am Ausgang des Speichers zur Verbraucherseite hin vorgesehen Zusatzheizung ergänzend beheizt werden kann.The solar heating according to the invention is characterized in that the useful circuit has a supply line, which opens into a pipe circle above the exchanger? which connects the heat exchanger with a separate Storage for warm useful liquid connects, which in turn via a at the output of the storage to the consumer side Additional heating provided can be additionally heated.
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Der Speicher besteht erfindungsgemäß ferner aus einem Ballon mit veränderlichem Volumen, in dem ein erster Temperaturfühler vorgesehen ist, der je nachdem, ob die Temperatur der im Ballon enthaltenen Flüssigkeit in Bezug auf einen ersten Schwellenwert steigende oder fallende Tendenz aufweist, das öffnen bzw. Schließen eines in der Zuführungsleitung des Nutzflüssigkeitskreises vorgesehenen Ventils in der Weise steuert, daß der Ballon im Normalbetrieb ein wechselndes Volumen an Nutzflüssigkeit bei einer nicht unter dem ersten Schwellenwert liegenden Temperatur enthält.According to the invention, the memory also consists of a balloon with a variable volume, in which a first Temperature sensor is provided depending on whether the temperature of the liquid contained in the balloon is related has a rising or falling tendency to a first threshold value, the opening or closing of a in the Supply line of the useful liquid circuit provided valve controls in such a way that the balloon in normal operation a changing volume of useful liquid at a temperature not below the first threshold value contains.
Aufgrund der Art des Ballons enthält dieser ferner einen ersten Druckfühler, der das Schließen des Ventils in der Zuführungsleitung des Nutzkreises steuert, wenn der im Ballon herschende Druck einen oberen Grenzwert erreicht. Dieser Druckfühler bewirkt ferner unter allen Temperaturbedingungen das öffnen des Zuführungsventils, wenn der Druck im Ballon einen unteren Grenzwert erreicht hat.Due to the nature of the balloon, this also contains a first pressure sensor that closes the valve in the The supply line of the utility circuit controls when the pressure in the balloon reaches an upper limit value. This pressure sensor also causes the supply valve to open under all temperature conditions when the Pressure in the balloon has reached a lower limit.
Zur Regelung der Versorgung des Speichers mit Nutzflüssigkeit ist im Nutzkreis, der den Speicher mit dem Austauscher verbindet, ein erstes Kipp-Dreiwegeventil vorgesehen, dessen einziger Auslaß mit dem Eingang des Wärmeaustauschers verbunden ist, während der eine Einlaß mit dem Ausgang des Speichers und der andere Einlaß mit dem Ausgang des Wärmeaustauschers verbunden sind, wobei die Umsteuerung des ersten Dreiwegeventils durch einen ersten Integrator, der die von einem zweiten Temperaturfühler übermittelte Temperatur der Flüssigkeit des Nutzkreises im Wärmeaustauscher mit der vom ersten Temperaturfühler über-To regulate the supply of the storage with useful liquid is in the useful circuit, which the storage with the Exchanger connects, a first tilting three-way valve is provided, whose only outlet is connected to the inlet of the heat exchanger, while one inlet is connected to the outlet of the memory and the other inlet are connected to the outlet of the heat exchanger, the Reversal of the first three-way valve by a first integrator, which is from a second temperature sensor transmitted temperature of the liquid of the useful circuit in the heat exchanger with that of the first temperature sensor
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mittelten Temperatur1 derselben, Flüssigkeit- im Speicher vergleicht, derart gesteuert wird, daß der Speie&er nmr dann Zulauf erhält, wenn die Temperatur· der fetzfTLQlssig;-keit im Wärmeaustauscher über der Flüssigkeitstemperatuo? im Speicher liegt.average temperature 1 of the same, liquid in the storage tank, is controlled in such a way that the storage tank is then fed in when the temperature of the liquid in the heat exchanger is above the liquid temperature? is in memory.
Der erste Integrator vergleicht vorzugsweise zugleich, die vom ersten Temperaturfühler übermittelte temperatur der Nutzflüssigkeit im Speicher mit einem zweiten Temperatar-Schwellenwert, um so die Umsteuerung des ersten: Dreiwegeventils derart steuern zu können,daß der Speicher nicht mehr mit Nutζflüssigkeit versorgt wird, wenn seine Temperatur den zweiten Temperatur-Schwellenwert erreicht.The first integrator preferably compares at the same time, the temperature transmitted by the first temperature sensor the useful liquid in the reservoir with a second temperature threshold value, in order to be able to control the reversal of the first three-way valve in such a way that the memory does not is supplied more with groove liquid if its Temperature has reached the second temperature threshold.
Zusätzlich bewirkt ein im Wärmeaustauseher vorgesehener zweiter Druckfühler das Schließen des Zuführungsventils des Nutzkreises, wenn der im Wärmeaustauscher herrschende Druck einen Grenzwert erreicht, sowie das öffnen dieses Ventils, wenn der Druck im Wärmeaustauscher unter diesen Grenzwert absinkt.In addition, an effect provided in the heat exchanger second pressure sensor closes the supply valve of the utility circuit when the one prevailing in the heat exchanger Pressure reaches a limit value, as well as opening this valve when the pressure in the heat exchanger is below this Limit value drops.
Analog dazu ist zur Steuerung der Versorgung des Wärmeaustauschers mit Wärmeübertragungsflüssigkeit im entsprechenden Kreis der Wärmeübertragungsflüssigkeit ein zweites Kipp-Dreiwegeventil vorgesehen, dessen einziger Einlaß mit dem Ausgang des Kollektors verbunden ist, während einer seiner Auslässe mit dem Eingang des Wärmeaustauschers und der andere Auslaß mit dem Eingang des Kollektors verbunden sind, wobei die Umsteuerung des zweiten Dreiwegeventils von einem zweiten Integrator, der die von einem dritten Temperaturfühler übermittelte Temperatur der Wärmeübertragungsflüssigkeit am Ausgang des Kollektors mitThe same applies to controlling the supply to the heat exchanger with heat transfer fluid in the corresponding circuit of the heat transfer fluid second tilting three-way valve provided, the only inlet of which is connected to the outlet of the collector, while one of its outlets to the inlet of the heat exchanger and the other outlet to the inlet of the Collector are connected, the reversal of the second three-way valve by a second integrator, the the temperature of the heat transfer fluid transmitted by a third temperature sensor at the outlet of the collector
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der vom zweiten Temperaturfühler übermittelten Temperatur der Flüssigkeit des Nutzkreises im Wärmeaustauscherthe temperature of the liquid in the useful circuit in the heat exchanger transmitted by the second temperature sensor
wird
vergleicht, derart gesteuert^ daß der Wärmeaustauscher nur dann von der Wärmeübertragungsflüssigkeit durchströmt wird,
wenn deren ,Temperatur am Kollektorausgang über der Temperatur
der Nutzflüssigkeit im Wärmeaustauscher liegt.will
compares, controlled in such a way that the heat transfer fluid flows through the heat exchanger only when its temperature at the collector outlet is above the temperature of the useful fluid in the heat exchanger.
In der Zeichnung ist eine bestimmte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarheizung dargestellt.In the drawing is a particular embodiment of the Solar heating according to the invention shown.
Die Anlage umfaßt im wesentlichen einoi Wärmeübertragungsflüssigkeitskreis 1 sowie einen Nutzflüssigkeitskreis 2. Der Wärmeübertragungsflüssigkeitskreis 1 dient zum Anschluß eines Solarkollektors 3 an einen Wärmeaustauscher 4, wobei die Wärmeübertragungsflüssigkeit, die beispielsweise aus einem Glycol-Wasser-Gemisch besteht, von einer Umwälzoder Beschleunigungspumpe 5 durch eine Rückschlagklappe 6 hindurch in den Solarkollektor 3 gepumpt wird, in dem sie sich unter Abkühlung des Kollektors 3 erwärmt und anschließend in den Wärmeaustauscher 4 gelangt, in dem sie sich unter Aufheizung der Flüssigkeit des Nutzflüssigkeitskreises abkühlt, die in den Wärmeaustauscher 4 eingeleitet wird. Der Wärmeübertragungsflüssigkeitskreis 1 weist ferner ein Kipp-Dreiwegeventil 7 auf, dessen einziger Einlaß mit dem Ausgang des Solarkollektors 3 verbunden ist, während der eine Auslaß mit dem Eingang des Wärmeaustauschers 4 und der andere Auslaß mit der Rückführungsleitung vom Wärmeaustauscher 4 zum Solarkollektor 3 verbunden sind. Die Umsteuerung des Dreiwegeventils 7 wird von einem Integrator 8, der die Meßwerte eines Temperaturfühlers 9, der die Temperatur T1 der WärmeübertragungsfLüssigkeit am Ausgahg des SoLarkollektors 3 mißt, mitThe system essentially comprises a heat transfer fluid circuit 1 and a useful fluid circuit 2. The heat transfer fluid circuit 1 is used to connect a solar collector 3 to a heat exchanger 4, the heat transfer fluid, which consists for example of a glycol-water mixture, from a circulation or acceleration pump 5 through a non-return valve 6 is pumped through into the solar collector 3, in which it heats up while cooling the collector 3 and then passes into the heat exchanger 4, in which it cools down while heating the liquid of the useful liquid circuit that is introduced into the heat exchanger 4. The heat transfer fluid circuit 1 also has a tilting three-way valve 7, the single inlet of which is connected to the outlet of the solar collector 3, while one outlet is connected to the inlet of the heat exchanger 4 and the other outlet is connected to the return line from the heat exchanger 4 to the solar collector 3. The reversal of the three-way valve 7 is carried out by an integrator 8, which takes the measured values of a temperature sensor 9, which measures the temperature T 1 of the heat transfer fluid at the output of the solar collector 3
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den Meßwerten eines im Wärmeaustauscher 4 vorgesehenen Temperaturfühlers 10, der die Temperatur T2 der Flüssigkeit des Nutzflüssigkeitskreises im Wärmeaustauscher 4 aufnimmt, miteinander vergleicht, derart gesteuert, daß der Wärmeaustauscher 4 nur dann mit Wärmeübertragungsflüssigkeit versorgt wird, wenn die Temperatur T. über der Temperatur Tp liegt.the measured values of a temperature sensor 10 provided in the heat exchanger 4, which records the temperature T 2 of the liquid of the useful liquid circuit in the heat exchanger 4, compares with each other, controlled in such a way that the heat exchanger 4 is only supplied with heat transfer liquid when the temperature T. is above the temperature Tp lies.
Der Nutzflüssigkeitskreis 2 umfaßt eine Zuführungsleitung 11, die mit dem Wassernetz verbunden sein kann, wenn Wasser als Nutzflüssigkeit verwendet wird, wie dies bei Anlagen zur Erwärmung von Brauch- wie auch Trinkwasser der Fall ist, ferner einen Leitungskreis 12, der den Wärmeaustauscher 4 mit einem Speicher 13 verbindet, sowie eine Nutzflüssigkeitsleitung 14, mit der die erwärmte Nutζflüssigkeit beispielsweise zu Verteilungshähnen geleitet wird.The useful liquid circuit 2 comprises a supply line 11 which can be connected to the water network, if Water is used as the useful liquid, as is the case with systems for heating domestic and drinking water The case is, furthermore, a line circuit 12 which connects the heat exchanger 4 to a memory 13, as well as a useful liquid line 14, with which the heated groove liquid is directed, for example, to distribution taps will.
Am Ausgang des Speichers 13 zur Nutzflüssigkeitsleitung bzw. zur Verbrauchersexte hin ist eine Zusatzheizung 15 vorgesehen, mit der die aus dem Speicher 13 entnommene Nutzflüssigkeit im Bedarfsfall zusätzlich beheizt werden kann; der Speicher 13 besteht .aus einem elastischen, deformierbaren Ballon, der ein veränderliches Volumen an Nutζflüssigkeit enthalten kann.An additional heater 15 is located at the output of the memory 13 to the useful liquid line or to the consumer texts provided, with which the useful liquid withdrawn from the memory 13 can be additionally heated if necessary can; the memory 13 consists .aus an elastic, deformable balloon, which has a variable volume may contain nutζliquid.
Im Leitungskreis 12 des Nutzflüssigkeitskreises 2 ist ein Kipp-Dreiwegeventil 16 vorgesehen, dessen einziger Auslaß mit dem Eingang des Wärmeaustauschers 4 verbunden ist, während der eine Einlaß mit dem Ausgang des Speichers 13 und der andere Einlaß mit der Rückführungsleitung vom Wärmeaustauscher 4 zum Speicher 13 verbunden sind. DLe Umsteuerung des Dreiwegeventils 16 wird von einem Integrator L7 vorgenommen, der einerseits die vornIn the line circuit 12 of the useful liquid circuit 2, a tilting three-way valve 16 is provided, the only one of which Outlet is connected to the inlet of the heat exchanger 4, while the inlet is connected to the outlet of the Storage 13 and the other inlet with the return line from the heat exchanger 4 to the memory 13 are connected. DLe reversal of the three-way valve 16 is of made an integrator L7, the one hand the front
9 0 ") ti I J -' CJc. a 79 0 ") ti IJ - 'CJ c . A 7
Temperaturfühler 10 übermittelte Temperatur T_ der Nutzflüssigkeit im Wärmeaustauscher 1I mit der von einem Temperaturfühler 18 übermittelten Temperatur T, derselben Flüssigkeit im Speicher 13 mit veränderlichem Volumen und andererseits zugleich auch die Temperatur T, mit einem vorgewählten oberen Schwellenwert Si vergleicht, der entweder der für den elastischen und deformierbaren Speicher zulässigen Grenztemperatur (beispielsweise 60 0C., wenn der Speicher aus einem Kunststoffmaterial besteht) oder der maximalen Nutzflüssigkeitstemperatur entspricht, wobei die Umsteuerung so erfolgt, daß der Speicher 13 nur dann vom Wärmeaustauscher 4 versorgt wird, wenn die Temperatur T., gleichzeitig unter der Temperatur T„ und dem oberen Schwellenwert Si liegt.Temperature sensor 10 transmitted temperature T_ of the useful liquid in the heat exchanger 1 I with the temperature T transmitted by a temperature sensor 18, the same liquid in the memory 13 with variable volume and, on the other hand, also compares the temperature T with a preselected upper threshold value Si, which is either that for the elastic and deformable memory permissible limit temperature (for example 60 0 C., if the memory is made of a plastic material) or corresponds to the maximum useful liquid temperature, the reversal takes place in such a way that the memory 13 is only supplied by the heat exchanger 4 when the temperature T. , is simultaneously below the temperature T "and the upper threshold value Si.
In der Zuführungsleitung 11 ist ein Zuführungsventil vorgesehen, dessen öffnen und Schließen von einem Komparator 20 gesteuert wird, der gleichzeitig die Temperatur T, mit einem unteren Schwellenwert S?, beispielsweise 40 0C, der der minimalen geforderten Flüssigkeitstemperatur entspricht, und den im Inneren des Ballons bzw. Speichers 13 herrschenden, von einem Druckfühler 21 übermittelten Druck einerseits mit einem oberen Druck-Schwellenwert Ps sowie andererseits mit einem unteren Druck-Schwellenwert Pi vergleicht. Der obere Druck-Schwellenwert Ps entsprichtdabei dem Grenzdruck, den der Ballon des Speichers 13 aushält, wobei das Dreiwegeventil 19 offen ist, wenn die Temperatur T, gleich oder größer ist als der untere Schwellenwert Sp und andererseits geschlossen ist, wenn der Druck im Ballon bzw. Speicher 13 den zulässigen Druck-Schwellenwert Ps erreicht oder wenn T, unter T2 absinkt.In the supply line 11, a supply valve is provided, the opening and closing of which is controlled by a comparator 20, which at the same time the temperature T, with a lower threshold value S ? , for example 40 0 C, which corresponds to the minimum required liquid temperature, and compares the pressure inside the balloon or reservoir 13, transmitted by a pressure sensor 21, on the one hand with an upper pressure threshold value Ps and on the other hand with a lower pressure threshold value Pi. The upper pressure threshold value Ps corresponds to the limit pressure which the balloon of the accumulator 13 can withstand, the three-way valve 19 being open when the temperature T i is equal to or greater than the lower threshold value Sp and, on the other hand, is closed when the pressure in the balloon or Memory 13 reaches the permissible pressure threshold value Ps or when T 1 falls below T 2.
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Zunächst wird kalte NtitzOffssIgkeifc iß dien. Ktttzflüssigkeitskreis in ausreichender= Menge eingelassen;, damit die Zirkulation im Leitungskreis 12 äw?e%k die Umwälzpumpe 22 und die Rückschlagklappe 23 iit Sang kommen kann; durch die Besonnsmg des Solarkallektors 3 wird die Wärmeübertragungsflfissigkeif; am Eollektorausgang auf eine Temperatur T.. aufgeheizt, äie über der Temperatur der kalten Nutzflüssigkeit liegt, die entsprechend die durch die Sonneneinstrahlung entstandene Wärme im Wärmeaustauscher 4 aufnimmt, wo eine Temperatur Tp herrscht, die zwischen T. und der Temperatur T-, im Ballon bzw. Speicher 13 liegt.First of all, cold heating is used. Sufficient amount of cooling liquid introduced, so that the circulation in the line circuit 12 aw? E% k the circulating pump 22 and the non-return valve 23 can come into play; The heat transfer fluid is increased by the use of the solar collector 3; heated to a temperature T .. at the collector outlet, which is above the temperature of the cold useful liquid, which accordingly absorbs the heat generated by solar radiation in the heat exchanger 4, where the temperature Tp is between T. and the temperature T- in the balloon or memory 13 is located.
Die zu Beginn in den Nutzflüssigkeitskreis 2 eingeführte Menge an Nutzflüssigkeit wird demgemäß unter Einhaltung der obigen Temperaturbedingungen allmählich aufgeheizt. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung erreicht die Temperatur T, den unteren Schwellenwert Sp, beispielsweise 40 0C, wodurch das Dreiwegeventil 19 öffnet, und kalte Nutzflüssigkeit in den Nutzflüssigkeitskreis eingeleitet wird. Nach der Einführung von kalter Nutzflüssigkeit kann die Temperatur T„ der Nutzflüssigkeit im Wärmeaustauscher 4 unter der Temperatur T, dieser Flüssigkeit im Speicher 13 liegen, wodurch dann das Dreiwegeventil 16 umgesteuert wird. Der Ballon 13 wird dann nicht mehr vom Wärmeaustauscher 4 versorgt, in dem der Druck bis zum Erreichen eines zulässigen Grenzwerts Pl ansteigt, der von einem zweiten, im Wärmeaustauscher 4 vorgesehenen Druckfühler 27 übermittelt wird, der mit dem Komparator 20 verbunden ist und zur Steuerung des Schließens des Dreiwegeventils 19 dient.The amount of useful liquid introduced into the useful liquid circuit 2 at the beginning is accordingly gradually heated while maintaining the above temperature conditions. When there is sufficient solar radiation, the temperature T 1 reaches the lower threshold value Sp, for example 40 ° C., as a result of which the three-way valve 19 opens and cold useful liquid is introduced into the useful liquid circuit. After the introduction of cold useful liquid, the temperature T 1 of the useful liquid in the heat exchanger 4 can be below the temperature T 1 of this liquid in the reservoir 13, as a result of which the three-way valve 16 is then reversed. The balloon 13 is then no longer supplied by the heat exchanger 4, in which the pressure rises until a permissible limit value Pl is reached, which is transmitted by a second pressure sensor 27 provided in the heat exchanger 4, which is connected to the comparator 20 and is used to control the Closing the three-way valve 19 is used.
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Die im Wärmeaustauscher 4 und dem Leitungskreis 12 enthaltene Nutzflüssigkeit wird dann weiter erwärmt; wenn ihre Temperatur T~ wiederum über der Temperatur T, liegt, wird das Dreiwegeventil 16 wieder umgesteuert, um den Ballon 13 mit erwärmter Flüssigkeit zu versorgen, wobei das Zufführungsventil 19 je nach den im Ballon 13 herrschenden Druek-Temperaturbedingungen neuerlich geöffnet werden kann, da der Druck im Wärmeaustauscher 4 durch das überströmen eines bestimmten Volumens an aufgeheizter Flüssigkeit in den Ballon 13 verringert wird.The useful liquid contained in the heat exchanger 4 and the line circuit 12 is then further heated; if its temperature T ~ is again above the temperature T, the three-way valve 16 is reversed again to supply the balloon 13 with heated liquid, wherein the supply valve 19 depending on the prevailing in the balloon 13 Pressure temperature conditions are reopened can, as the pressure in the heat exchanger 4 overflow through the a certain volume of heated liquid in the balloon 13 is reduced.
Die erfindungsgemäße Solarheizung ermöglicht demgemäß die Aufheizung und Speicherung eines größeren Volumens an Nutzflüssigkeit im deformierbaren Ballon 13» deren Temperatur etwa auf dem unteren Schwellenwert 2, beispielsweise 40 0C, gehalten wird. Die Anlage arbeitet in dieser Weise, bis der Druck im Ballon 13 den Druck-Schwellenwert Ps erreicht, wonach dann das Zuführungsventil 19 geschlossen wird.The solar heater according to the invention allows accordingly the heating and storage of a greater volume of Nutzflüssigkeit in deformable balloon 13 'whose temperature is maintained at about the lower threshold value 2, for example, 40 0 C,. The system works in this way until the pressure in the balloon 13 reaches the pressure threshold value Ps, after which the supply valve 19 is then closed.
Wenn die Temperatur T. über der Temperatur T„ bleibt, die ihrerseits wiederum über T-, liegt, wird ein maximales Volumen an Nutzflüssigkeit weiter erwärmt, bis T, den oberen Schwellenwert, beispielsweise 60 0C, erreicht. Dann wird das Dreiwegeventil 16 umgesteuert, wodurch der Speicher 13 nicht mehr vom Wärmeaustauscher 4 versorgt wird.If the temperature remains above the temperature T. T ", which in turn, is greater than T, a maximum volume to Nutzflüssigkeit is further heated to T, the upper threshold value, for example 60 0 C, is reached. Then the three-way valve 16 is reversed, as a result of which the memory 13 is no longer supplied by the heat exchanger 4.
In diesem Betriebszustand werden alle durch Sonneneinstrahlung hervorgerufenen zusätzlichen Wärmemengen durch die Wärmeübertragungsflüssigkeit abgeführt, die durch das Sicherheitsventil 24 hindurchtritt und sich in das Aus-In this operating state, all additional amounts of heat caused by solar radiation are absorbed the heat transfer fluid is discharged, which passes through the safety valve 24 and is in the outlet
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dehnungsgefäß 25 hinein ausdehnt, wodurch eine Druckregelung im Kreislauf der Wärmeübertragungsflüssigkeit gewährleistet wird. Wenn der Druck im Wärmeübertragungsflüssigkeitskreis 1 zu niedrig ist, wird Wärmeübertragungsflüssigkeit über ein Füll- und Entleerventil 26 in die Anlage eingeführt. Um zu verhindern,daß der Ballon 13expansion vessel 25 expands into it, thereby regulating the pressure is ensured in the circuit of the heat transfer fluid. When the pressure in the heat transfer fluid circuit 1 is too low, heat transfer fluid is fed through a fill and drain valve 26 in introduced the system. To prevent the balloon 13
Entnahme von Nutζflüssigkeit ganz entleert wird, während bei bestimmten Temperatur- und/oder Druckverhältnissen im Ballon 13 oder im Wärmeaustauscher 14 das Zuführungsventil 19 geschlossen ist, veranlaßt der Komparator 20 das öffnen des Zuführungsventils 19, wenn der vom Druckfühler 21 übermittelte Druck im Ballon 13 den unteren Schwellenwert Pi erreicht. Hierdurch wird ein Leerlauf der Anlage durch zu hohen Verbrauch an Nutzflüssigkeit vermieden.The removal of groove liquid is completely emptied, while under certain temperature and / or pressure conditions in the balloon 13 or in the heat exchanger 14 the supply valve 19 is closed, causes the comparator 20 to open the supply valve 19, if the pressure transmitted by the pressure sensor 21 in the balloon 13 reaches the lower threshold value Pi. This will idling of the system due to excessive consumption of useful liquid is avoided.
Bei einer vereinfachten Ausführungsform des Wärmeübertragungsflüssigkeitskreises 1 kann das Dreiwegeventil 7 entfallen, wobei das Ein- und Ausschalten der Umwälzpumpe durch den Integrator 8 gesteuert wird, um den Wärmeaustauscher 4 nicht mit Wärmeübertragungsflüssigkeit zu versorgen, wenn deren Temperatur am Ausgang des Solarkollektors unter der Temperatur T„ der Nutzflüssigkeit im Wärmeaustauscher 4 liegt.In a simplified embodiment of the heat transfer fluid circuit 1, the three-way valve 7 can be omitted, with the circulation pump being switched on and off is controlled by the integrator 8 so as not to supply the heat exchanger 4 with heat transfer fluid, if its temperature at the outlet of the solar collector is below the temperature T "of the useful liquid in the heat exchanger 4 lies.
Die erfindungsgemäße Solarheizung hat den Vorteil, daß die von der Zusatzheizung 15 gelieferten Wärmemengen nicht mehr über den Solarkollektor 3 nach außen verlorengehen können. Ferner ist vorteilhaft, daß der elastischea undThe solar heating according to the invention has the advantage that the amounts of heat supplied by the auxiliary heating 15 are not more can be lost to the outside via the solar collector 3. It is also advantageous that the elastic a and
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deformierbare Speicher 13 mit veränderlichem Volumen eine Einstellung bzw. Regelung der aufgeheizten Nutzflüssigkeitsmenge erlaubt und zugleich jede Oxidation der Nutzflüssigkeit verhindert, da diese nicht mit Luft in Kontakt kommen kann, was insbesondere für die Erwärmung von Sanitär- und Trinkwasser von Bedeutung ist.deformable memory 13 of variable volume an adjustment or regulation of the heated amount of useful liquid allows and at the same time any oxidation the useful liquid is prevented, as it cannot come into contact with air, which is particularly beneficial for heating of sanitary and drinking water is important.
Da der erfindungsgemäße Speicher ferner unter dem Dach oder an einer in Bezug auf das Nutzflüssigkeitsnetz hochgelegenen Stelle vorgesehen wird, steht das diesbezügliche Leitungsnetz daher unter einem entsprechenden Druck, weshalb keine zusätzlichen Pumpen erforderlich sind.Since the memory according to the invention is also under the roof or on one in relation to the useful liquid network is provided at a high point, the relevant pipeline network is therefore under a corresponding Pressure, so no additional pumps are required.
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Claims (9)
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- 1978-09-26 DE DE19782841888 patent/DE2841888A1/en not_active Withdrawn
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