DE3026982A1 - Sonnenenergie-heizvorrichtung. - Google Patents

Sonnenenergie-heizvorrichtung.

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DE3026982A1
DE3026982A1 DE19803026982 DE3026982A DE3026982A1 DE 3026982 A1 DE3026982 A1 DE 3026982A1 DE 19803026982 DE19803026982 DE 19803026982 DE 3026982 A DE3026982 A DE 3026982A DE 3026982 A1 DE3026982 A1 DE 3026982A1
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DE
Germany
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solar energy
air
outlet
collector
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DE19803026982
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English (en)
Inventor
Ezio Lendaro
Domenico Turin Petruccioli
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Centro Ricerche Fiat SCpA
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Centro Ricerche Fiat SCpA
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0015—Domestic hot-water supply systems using solar energy
    • F24D17/0021—Domestic hot-water supply systems using solar energy with accumulation of the heated water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/006—Central heating systems using heat accumulated in storage masses air heating system
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Description

Beschreibung
Sonnenener~ie-Heizvorrichtung
Die Erfindung; bezieht sich auf eine Sonnenenergie-Heizvorrichtung, umfassend mindestens eine Sonnenenergie-Kollektortafel mit einer eingebauten Luftstromleitung und mit dieser verbundene Luftein- und -auslaßleitungen, einen -'.'asserbehälter, Einrichtungen zur. Zuleiten von V'asser zum unteren Behälterbereich und zum Ableiten
Ίο aus dem oberen Behälterbereich, einen dem :/a.sserbehälter zugeordneten, an die Ein- und Ausiaßleitungen des Kollektors angeschlossenen .."ärmetauscher, v.-elcher so angeordnet ist, daß er das im Behälter befindliche vasser unter Ausnutzung der im Kollektor erv/ärnten luft auf-cärmt und schließlich ein einen Zwangsumlauf der Luft durch die Leitung im Kollektor bewirkendes elektrisches Gebläse.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eineSonnenenergie-IIeizvorrichtuijg der vorgenannten Art so auszubilden, daß sie einen einfachen Aufbau besitzt, zuverlässig im Betrieb und v/irtschaftlich herzustellen ist.
Diese Aufgabe v/ird bei einer Sonnenenergie-Heizvorrichtung der gattungsgemäßen Art erf indungsgemä-: dadurch gelöst, daß d.sr 'Wärmeaustauscher ein Isoliergehäuse umfaßt, v/elches den '.vasserb ehält er umschließt und im Abstand von dessen Oberfläche durch einen den Behälter umgebenden, mit der Ein- und Auslaßleitung verbundenen Hohlraum gehalten ist und ferner in diesem Hohlraum angeordnete Trennwände, die einen vorbestimmten Luftstromv/eg im Hohlraum zv/ischen der Auslaß— und der Einlaßleitune begrenzen.
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BAD ORIGINAL
Bei der Heizvorrichtung nach der Erfindung wird ein Prinzip des 'iärmetausches mit dem ./asserbehälter realisiert, welches konstruktiv äußerst einfach und wirtschaftlich ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Wasserbehälter um einen druckgetesteten Behälter, der in jeder Hinsicht ähnlich aufgebaut sein kann, wie ein im Haushalt verwendeter elektrischer Heißwasserbehälter.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Trennwände derart angeordnet, daß der vom Sonnenenergie-Kollektor ankommende und in den Hohlraum eintretende Luftstrom zunächst über die Oberfläche einer Tankhälfte und dann über die Oberfläche der anderen Tankhälfte strömt. V/enn der "/asserbehälter und das Isoliergehäuse als zueinander koaxial angeordnete Zylinder ausgebildet sind, können die Trennwände vorteilhafterweise zwei an der Außenwand des Behälters und der Innenwand des Gehäuses angrenzende bzw. angebrachte Radialleitbleche sein, welche beide in einer gemeinsamen, die Hittellinie des Behälters einschließenden Diametralebene liegen.
Für eine einfache Temperaturregelung ist es von Vorteil, v/enn jeweils am Kollektor und am Behälter' ein Temperaturfühler vorgesehen ist und diese Temperaturfühler mit einem Differentialthermostat in Verbindung stehen, der das Gebläse einschaltet, v/enn die Differenz zwischen der von den Temperaturfühlern festgestellten Temperatur einen vorbestimmten ::/ert überschreitet.
Außerdem kann der Wasserbehälter mit einem Tauchsieder bestückt sein, der dann einschaltbar ist, wenn die zur Verfügung stehende Sonnenenergie nicht zur genügenden Erwärmung des -/assers im Behälter ausreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Einlaß- und die Auslaßleitung mit dem den Behälter umschließenden Hohlraum über einen Verteiler verbunden sein, der mit einem Haupt-Luft ein laß und einem Haupt-Luftauslaß versehen ist, wobei dieser Verteiler derart angeordnet ist, daß er die Ein- und die Auslaßleitung mit dem Hohlraum bzw. mit dem Haupt-Lufteinlaß und dem Haupt-Luftauslaß verbindet, um sowohl eine direkte Nutzung der im Sonnenenergie-Kollektor erwärmten Luft, als auch eine indirekte Nutzung der erwärmten Luft zum Erwärmen des Wassers im Behälter zu ermöglichen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung v/erden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer
ersten Ausführungsform einer Heisvorrichtung nach den Merkmalen der Erfindung,
Fig. 2 eine Querschnittansicht bei einer Schnittführung entlang der Linie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung nach den Merkmalen der Erfindung.
In clen Zeichnungen werden jeweils übereinstimmende Bezugsseichen zur Benennung gleicher oder entsprechender Bauteile verwendet.
Eine Sonnenenergie-Kollektortafel 1 bekannter Bauart besitzt eine eingebaute Luftstromleitung, durch welche ein Luftstrom mittels Zwangsumlaufs hindurchgedrückt wird. Die Kollektortafel besitzt eine Einlaßleitung 2 und eine Auslaßleitung 3» die beide mit der eingebauten Luftstromleitung verbunden sind.
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Ein druckgeprüfter ''/asserbehälter 4, der weitgehende Ähnlichkeit mit einem üblichen elektrischen Haushalt-.'/armwas serbehält er aufweist, ist mit einer Zufuhrleitung 5 zum Einbringen von "/asser in den unteren Behälterbereich und einer Ablaufleitung 6 zum Abziehen des -."/assers aus dem oberen Behälterbereich versehen. Der Behälter 4 wird koaxial von einem Gehäuse 7 aus thermisch isolierendem Material umschlossen, das vom Behälter einen Abstand besitzt, durch den ein Hohlraum 8 (Fig. 2) gebildet wird, der über einen Einlaß 9 und einen Auslaß 10 am Boden des Isoliergehäuses 7 mit der Luft-Auslafileitung 3 bzw. mit der Luft-Einlaßleitung 2 in Verbindung steht. In der Auslaßleitung 3 befindet sich ein von einem Elektromotor 12 getriebenes Sauggebläse 11 zum Abziehen von Luft aus der Kollektortafel 1.
Innerhalb des Hohlraumes 8 sind zwei Radialleitbleche 13 angeordnet, die an die Außenwand des Behälters 4 und die Innenwand des Isoliergehäuses n angrenzen. Diese Radialleitbleche 13 liegen in einer gemeinsamen, die Längsmittellinie des Behälters 4 einschließenden Diametralebene.
Durch den Hohlraum 8 wird eine V/ärmeaustauscheinrichtung gebildet, um einen ./ärneüb ergang von der sonnenerv/ärmten, aus dem Kollektor abgesaugten Luft auf das in dem Behälter enthaltene 'Jas ε er zu bev/irken.
Ein an ein Hetz 15 angeschlossener Differential-Thermostat 1^ umfaßt einen in der Nähe des Luftauslasses der Kollektortafel 1 angeordneten Temperaturfühler 16 und einen weiteren, im unteren Bereich des Behälters ~- vorgesehenen Temperaturfühler 1?. Der Differential-Thermostat 14 ist elektrisch mit dem Motor 12 verbunden, um diesen einzuschalten, wenn
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BAD ORIGiNAt
-s-
aie Differenz zwischen den von den beiden Temperaturfühlern 16,17 festgestellten Temperaturvierte einen vorbestimmten Betrag überschreiten.
Innerhalb des Eehälters 4- befindet sich ein Tauchsieder 13, der über einen von Hand betätigbaren Schalter 19 an das Netz 15 angelegt v/erden kann. Der Tauchsieder 16 vrird durch das Schließen des Schalters 19 eingeschaltet, v.renn die zur Verfügung stehende Sennenenergie nicht ausreicht, um eine genügende Erwärmung des im Behälter 4- enthaltenen '"assers zu erreichen.
Das Ein- und Abschalten des elektrischen Tauchsieders ΙΕ-kann auch über den Differential-Thermostat 14- automatisch ce st euert v/erden.
Tie -in ?ίε. 1 gezeigte Sonnenenergie—Heizvorrichtung; arbeitet folgendermaßen: '.;enn die von den Temperaturfühlern 15,1? festgestellten Temperatur'./erte den vorbestimmten
Po Unterschiedsbetrag übersteigen, schaltet der Differential-Thermostat 14- den Gebiäsemotor 12 ein, *.-.roaurch das Gebläse ΛΛ eine Zwangsumlauf—Luftzirkulation durch die Sonnenenergie Ilollektortafel 1 hindurch bev;irkt. Die durch die Sonnenenergie im Kollektor 1 erwärmte Luft strömt durch die iVuslaSleitung 3 und den Einlaß 9 in den Hohlraum 8 ein. Im Hohlraum S strömt die Luft in Längsrichtung nach oben und überstreicht die Oberfläche einer Hälfte des Behälters -~. Am oberen Behält er ende strömt die Luft v/eitcr durch den oberen Teil des Hohlraumes S zwischen der oberen Stirnfläche
Z0 des Behälters ^- und der. Gehäuse 7 und ".:ird dann in Längsrichtung nach abv/ärts durch den Hohlraum S in der entgegengesetzten Strömunrcrichtung an der Oberfläche der anderen Hälfte des Behälters -4- entlang -geleitet. Alis dem Hohlraum S
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BAD ORIGINAL
strcnt die Luft durch den Auslaß 10 hinaus und wird durch die Einlaßleitung 2 wieder der Sonnenenergie-Kollektortafel 1 zugeführt.
Di
ie in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich -/cn derjenigen in den Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß die Einlaßleitung 2 und die Auslaßleitung 3 der Sonnenenergie-Kollektortafel 1 mit dein Auslaß 10 bzw. dem Einlaß 9 über einen Verteiler 20 in Verbindung stehen. Dieser Verteiler 20 ist genauso aufgebaut wie im DT--GBM 79 1? 236 beschrieben. Dieser Verteiler 20 besitzt einen Haupt-.Lufteinlaß 21 und einen Haupt-Luft aus laß 22 und ist so ausgebildet, daß er die Leitungen 2 und 3 sowohl mit dem Einlaß 21 bzv/. dem Auslaß 22 als auch mit dem Auslaß 10 bzv;. dem Einlaß 9 \rerbindet. Mithin kann .je nach der Einstellung des Verteilers 20 die die Sonnenenergie-Kollektortafel 1 durch die Auslaßleitung 3 verlassende Luft ganz oder teilweise in den Haupt-Auslaß 22 eingeleitet v/erden, um dadurch zumindest zum Teil eine unmittelbare Nutzung der in der Sonnenenergie-Kollektortafel 1 erwärmten Luft su ermöglichen. Für den Fall, daß ein Teil oder der gesamte Luftstrom durch den Auslaß 22 hindurchgeht, tritt eine entsprechende Luftmenge über don Haupt-Einlaß 21 in den Verteiler 20 ein und strömt in die Einlaßleitung 2 der Sonnenenergie-Kollektortafel.
Der Verteiler 20 gestattet eine indirekte Nutzung der in der Sonnenenergie-Kollektortafel 1 erwärmten Luft zum Erwärmen des im Behälter 4 enthaltenen V/assers und gleichzeitig eine direkte Nutzung einer gesteuerten Menge von erwärmter Luft.
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Claims (7)

  1. CENTRO RICERCHE FIAT S.p.A.
    Strada Torino 50
    Orbassano (Turin) Italien
    Sonnenenererie-riei ζ vorrichtung
    Patent
    r U C η e
    Sonnenenerpie-Fieizvorrichtung, umfassend mindestens eine Scnnenenergie-ICollektcrtafel rr.it einer einrebauten Luftstrcmleitung und -nit dieser verbundene Luftein- und -ausla/lleitunrjen, einen '.."asseroehälter, Einrichtungen zum Zuleiten von ."asser sum unteren Behälterbereich und zurr. Ableiten aus den oberen Be'nslt erbereich, einen dem .."asserbehälter zugeordneten, an die Hin- und AuslaEleitun~en des Kollektors angeschlossenen Uärmetauscher, v/elcher so angeordnet ist, daß er das im Behälter befindliche .."asser unter Ausnutzung der im Kollektor erwärmten Luft aufwärmt und schließlich ein einen Zwangsumlauf der Luft durch die Leitung im Kollektor bewirkendes elektrisches Gebläse, dadurch pe kennzeichnet ,
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    8AD
    -P-
    daß der Wärmeaustauscher ein Isoliergehäuse (7) umfaßt, welches den 'Wasserbehälter (4·) umschließt und im Abstand von dessen Oberfläche durch einen den Behälter umgebenden, mit der Ein- und Auslaßleitung (2 und 3) verbundenen Hohlraum (8) gehalten ist und ferner in diesem Hohlraum (8) angeordnete Trennwände (13), die einen vorbestimmten Luftstromweg im Hohlraum zwischen der Auslaß- und der Einlaßleitung (2 und 3) begrenzen.
  2. 2. Sonnenenergie-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der V/asserbehälter (4-) druckgeprüft ist.
  3. 3. Sonnenenergie-Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (13) derart angeordnet sind, daß der vom Kollektor (1) ankommende und in den Hohlraum (8) eintretende Luftstrom zunächst über die Oberfläche einer Tankhälfte und dann über die Ober-halfte der anderen Tankhälfte strömt.
  4. 4-. Sonnenenergie-Heizvorrichtung nach Anspruch 3 mit einem Wasserbehälter und einem Isoliergehäuse in Form zueinander koaxial angeordneter Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (2) an der Außenwand des Behälters (4-) und der Innenwand des Gehäuse (7) angrenzende Radialleitbleche (13) sind, welche beide in einer die Mittellinie des Behälters (4·) einschließenden Diametralebene liegen.
  5. 5· Sonnenenergie-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß .jeweils am Kollektor (1) und am Behälter (4-) ein Temperaturfühler (15,17) vorgesehen ist und daß diese Temperaturfühler mit einem Differential-Thermostat (14) in Verbindung stehen, welcher das
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    BAD ORIGINAL
    Gebläse (12) einschaltet, wenn die Differenz zv.'ischen der von den Temperaturfühlern (16,17) festgestellten Temperatur einen vorbestimmten v/ert überschreitet.
  6. 6. Sonnenenergie-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5? dadurch gekennzeichnet, daß im //asserbehälter (4-) ein Tauchsieder (18) vorgesehen ist, der einschaltbar ist, wenn die zur Verfügung stehende Sonnenenergie nicht zur genügenden Erwärmung des '.vassers im Behälter (^) ausreicht.
  7. 7. Sonnenenergie-Heizvorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und die Auslaßleitungen (2 und 3) mit dem den Behälter (^) umschließenden Hohlraum (8) über einen Verteiler (20) verbunden sind, der mit einem Haupt-Lufteinlaß (21) und einem Haupt-Luftauslaß (22) versehen ist und daß dieser Verteiler (20) derart angeordnet ist, daß er die Sin- und die Auslaßleitung mit dem Hohlraum (8) bzw. mit dem Haupt-Luft ein laß (21) und dem Haupt-Luftauslaß (22) verbindet, um sowohl eine direkte Nutzung der im Kollektor (1) erwärmten Luft als auch eine indirekte Nutzung der erwärmten Luft zum Erwärmen des '.'.'assers im Behälter (-■!·) zu ermöglichen.
    130011/0616
DE19803026982 1979-09-03 1980-07-16 Sonnenenergie-heizvorrichtung. Ceased DE3026982A1 (de)

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