DE2911049A1

DE2911049A1 - Ansteuerschaltung fuer eine solaranlage

Info

Publication number: DE2911049A1
Application number: DE19792911049
Authority: DE
Inventors: Berthold Dipl Ing Dilger
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1979-03-21
Filing date: 1979-03-21
Publication date: 1980-10-02
Also published as: FR2452133A1; GR67202B; ES8100471A1; ES489736A0

Description

BROWN , BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT Mannheim 19. März 1979

Mp.-Nr. 533/79 ZFE/P3-NL/dr

Ansteuerschaltung für eine Solaranlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansteuerschaltung für eine Solaranlage, bei der mit über Temperaturfühlern erfaßten Meßwerten eine Differenz- und Grenzwertbildung stattfindet .

Bei der Steuerung einer Solaranlage besteht das Problem, die in einem Sonnenkollektor (Absorber) erwärmte Flüssigkeit bei einer bestimmten Temperatur mittels einer Pumpe in einen Speicher zu überführen. Über eine Temperaturauswertung mit Fühlern am Sonnenkollektor und im Speicher ist die Pumpe · steuerbar.

Aus einem Prospekt über Solarheizungsregler Typ 52105 bzw. 52106 der Firma Eberle, Nürnberg, ist ein Temperaturregler für eine Solarheizung bekannt. Dieser Temperaturregler

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vergleicht die Temperatur am Kollektor mit der Temperatur im Speicher und vergleicht die Differenz dieser beiden Werte mit einem eingestellten Sollwert, so daß bei Bedarf die Pumpe zuschaltbar ist. Das im Sonnenkollektor erwärmte Wasser kann so mittels der Pumpe in den Speicher transportiert werden. Die Umwälzpumpe ist* über ein Starkstromrelais direkt anschaltbar. Eine Übertemperaturüberwachung ist auch vorhanden.

Eine derartige Ansteuerschaltung ist nur für den einfachen Fall einsetzbar, bei dem die Temperaturen von Kollektor und Speicher erfaßt werden. Eine Berücksichtigung weiterer Kriterien ist nicht möglich. Die Schaltung ist zudem durch den Einsatz konventioneller Bauelemente aufwendig.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine kleine, kompakte und universell einsetzbare Steuerschaltung zu finden, die eine Vielzahl anfallender Temperaturwerte erfassen und variabel verarbeiten kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß Temperaturfühler für Sonnenkollektor, Heizspeicher, Brauchwasser und Schwimmbad vorgesehen sind, daß die Temperaturfühler auf Eingangsstufen geführt sind, daß den Eingangsstufen Differenzbildner derart nachgeschaltet sind, daß Differenzen jeweils zwischen dem Absorber und Heizspeicher, Brauchwasser und Schwimmbad gebildet werden und über Ausgänge abnehmbar sind, daß die Ausgänge der Eingangsstufen jeweils auf Grenzwertgeber mit Ausgängen geführt sind und daß die Ausgänge der Eingangsstufen über Anpaßglieder auf Ausgänge geschaltet sind. Ausgestaltungen sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Vorteilhaft bei der erfindüngsgemäßen Ansteuerschaltung für eine Solaranlage ist besonders der vielfältige Einsatz,

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so daß beispielsweise in Abhängigkeit von Brauchwasser, Außentemperatur, Fußbodenheizung, Schwimmbad eine optimale Ausnutzung des Sonnenkollektors möglich ist. Ein Teil der Schaltung ist zudem intern frei·programmierbar, so daß auch Differenztemperaturen anderer Meßfühler geschaltet werden können. Da weiterhin mit geringen Spannungswerten und digitalen Signalausgängen gearbeitet wird, ist eine Integrierung möglich. Auch von außen, also vom Anwender, ist in vorteilhafter Weise eine veränderbare Einstellung, beispielsweise einer Grenztemperatur, vornehmbar. Dadurch lassen sich Anlagen in weitem Temperaturbereich bei sämtlich vorkommenden Anwendungsfällen überwachen.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Anordnung für eine Solaranlacje besteht aus mehreren Temperaturfühlern (NTC, PTC, Halbleiterstrecken, Sensoren), die an bestimmten Meßorten angeordnet sind. So befindet sich der Fühler 1 am Absorber (Sonnenkollektor), der Fühler 2 im Heizspeicher, der Fühler 3 erfaßt die Brauchwassertemperatur und der Fühler 4 die Schwimmbadwassertemperatur. Die Fühler 1 bis 4, im vorliegenden Beispiel aus NTC-Widerständen bestehend, verändern in Abhängigkeit der Temperatur ihren Widerstand und beeinflussen dadurch nachgeschaltete Eingangsstufen 5 bis 8. Dies geschieht durch Spannungsteilerschaltungen innerhalb der Eingangsstufen. Die Ausgänge der Eingangsstufen 5 und 6 sind auf einen Differenzbildner 9 mit dem Ausgang Al geführt. Hier wird durch Subtrahierschaltungen eine spannungsmäßige Differenz zwischen dem Temperaturwert des Sonnenkollektors und des Heizspeichers vorgenommen. Am Signalausgang Al ist in digitaler Form abgreifbar, ob die Temperaturdifferenz einen bestimmten Wert überschritten hat oder nicht. Über einen nicht gezeigten Verstärker ist beispielsweise an diesem Ausgang eine Umwälzpumpe anschaltbar.

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Der Ausgang der Stufe 6 ist weiterhin auf einen Grenzwertgeber 12 geführt. Wenn hier eine bestimmte Spannung (Temperatur) erreicht wird, kippt der Grenzwertgeber (beispielsweise Schmitt-Trigger) in eine andere Lage um und gibt ein logisches Signal an seinen Ausgang A4. Der Eingangsstufe 5 ist weiterhin ein Anpaßg*lied 15 mit dem Ausgang A7 nachgeschaltet. Dieses Anpaßglied gibt in analoger Form die erfaßte Temperatur beispielsweise für ein Meßinstrument aus.

•)0 Der Sonnenkollektor als speisende Quelle mit seinem Temperaturfühler 1 ist jeweils mit den Verbrauchern Heizspeicher, Brauchwasser und Schwimmbad verbunden. So ist die Eingangsstufe 5 mit dem Differenzbildner 9, dem Differenzbildner und Differenzbildner 11 verschaltet.Der andere Eingang des Differenzbildners 10 ist auf die Eingangsstufe 7 und der andere Eingang des Differenzbildners 11 auf die Eingangsstufe 8 geführt. Der Signalausgang der Stufe 10 ist mit A2 und der der Stufe 11 mit A3 bezeichnet.

Es kann also wahlweise der Temperaturunterschied zwischen dem Sonnenkollektor und Heizspeicher oder Brauchwasser oder Schwimmbad gebildet und ausgewertet werden. Außerdem sind der Brauchwasser-Eingangsstufe 7 ein Grenzwertgeber mit Ausgang A5 und der Schwimmbad-Eingangsstufe 8 ein Grenzwertgeber 14 mit Ausgang A6 nachgeschaltet. Jeder dieser Grenzwertgeber ist auf einen anderen Wert eingestellt, so daß ein maximaler (und eventuell gefährlicher) Temperaturoberwert nicht überschritten werden kann.

An die Eingangsstufe 6 für den Heizspeicher ist ein Anpaßglied 16 mit dem Ausgang A8 geschaltet und an die Eingangsstufe 8 für das Schwimmbad ein Anpaßglied 17 mit Ausgang A9. An diesen Ausgängen sind analoge Spannungswerte entsprechend der erfaßten Temperatur beispielsweise für Meßinstrumente abgreifbar.

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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein zusätzlicher, frei verfügbarer Temperaturfühler 18 mit nachgeschalteter Eingangsstufe 19 und Grenzwertgeber 20 mit Ausgang AlO vorgesehen. Dieser Temperaturfühler kann beispielsweise zur Messung der Raumtemperatur, Außentemperatur, Fußbodenheizungstemperatur oder dergleichen eingesetzt werden. Dieser Temperaturfühler kann beispielsweise an einen freien Differenzbildner 21 mit Ausgang All angeschaltet werden. Der andere Eingang des Differenzbildners 21 kann dann wahlweise an die Eingangsstufe für Sonnenkollektor 5, Heizspeicher 6, Brauchwasser 7 und Schwimmbad 8 gelegt werden. Es ist aber jede andere Kombination möglich.

Durch diesen frei verfügbaren Differenzbildner 21 kann jede Differenz innerhalb einer Solaranlage festgestellt werden, es kann aber auch eine Anlage für spätere zusätzliche Anwendungsfälle nachrüstbar geschaltet werden. Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung ist deshalb in vorteilhafter Weise universell einsetzbar.

Vorteilhaft ist weiter die Zuschaltmöglichkeit zusätzlicher Grenzwertgeber 22 mit Ausgang A12 und 2 3 mit Ausgang A13. Durch diese frei zuschaltbaren Grenzwertgeber ergibt sich die Möglichkeit, weitere Temperaturen zu messen, beispielsweise ob der Sonnenkollektor schon einen bestimmten Wert erreicht hat oder ob eine Wärmepumpe zugeschaltet werden kann und dergleichen.

An den Ausgängen der Grenzwertgeber erscheint ein Logiksignal, das direkt zu einer Schalthandlung verwendet werden kann. Die Temperaturgrenzwerte sämtlicher Grenzwertgeber bis 14, 20, 22, 23 sind über Spannungsteiler frei einstellbar.

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Leerseite

Claims

533/79 19. 3. 1979 Ansprüche

1.J Ansteuerschaltung für eine Solaranlage, bei der mit über Temperaturfühler erfaßten Meßwerten eine Differenz- und Grenzwertbildung stattfindet, dadurch gekennzeichnet,

-ΙΟ daß Temperaturfühler für Sonnenkollektor (1), Heizspeicher (2), Brauchwasser (3) und Schwimmbad (4) vorgesehen sind, daß die Temperaturfühler (1 bis 4) auf Eingangsstufen (5 bis 8) geführt sind, daß den Eingangsstufen (5 bis 8) Differenzbildner (9 bis 11) derart nachgeschaltet sind, daß Differenzen jeweils zwischen dem Sonnenkollektor und Heizspeicher, Brauchwasser und Schwimmbad gebildet werden und über Ausgänge (Al bis A7) abnehmbar sind, daß der Ausgang der Eingangsstufe (6) auf einen Grenzwertgeber (12) mit Ausgang (A4), der Ausgang der Eingangsstufe (7) auf einen Grenzwertgeber (13) mit Ausgang (A5) und der Ausgang der Eingangsstufe (8) auf einen Grenzwertgeber (14) mit Ausgang (A6) geführt ist und daß die Ausgänge der Eingangsstufen (5, 6, 8) über Anpaßglieder (15, 16, 17) auf Ausgänge (A7, A8, A9) geführt sind.

2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein frei verfügbarer, zusätzlicher Temperaturfühler (18) mit nachgeschalteter Eingangsstufe (19) vorhanden ist, der auf einen Grenzwertgeber (20) mit Ausgang (AlO) führt.

3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzbildner (21) mit Ausgang (All) vorgesehen ist, der wahlweise an die Eingangsstufen (5, 6, 7, 8, 19) anschaltbar ist.

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4. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Grenzwertgeber (22, 23) mit Ausgängen (A12, A13) vorgesehen sind, die wahlweise an die Eingangsstufen (5, 6, 7, 8, 19) anschaltbar sind.

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