DE4117652A1 - Solar heating system - Google Patents

Solar heating system

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DE4117652A1
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Andre Juenemann
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JUENEMANN, ANDRE, 51467 BERGISCH GLADBACH, DE
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CAPITAL und IMMOBILIEN BERATUN
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Abstract

The solar-heating system has one or more heat-accumulators, and a panel of concentrating solar collectors, whose chambers enclosing their collecting pipes are connected together and to a vacuum generator (83). The collecting chambers are connected individually or in groups by stop valves (87,88) to a ventilation and evacuation unit (84). The valves are actuated by a monitoring unit dependent on the temperature of the heat-transfer medium in the collectors and/or a heat-accumulator. There can be several accumulators connected to a consumer circuit and cut in as desired.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Solaranlage mit Solar­ zellen, die von einem Wärmeenergieübertragungsmedium durch­ strömt werden, zumindest einem Speichertank, der als Wärme­ tauscher ausgebildet ist und in dem Wärmeenergie vom Wärme­ energieübertragungsmedium auf zumindest einen Verbraucher­ kreislauf übertragbar ist, Rücklaufleitungen, mittels denen die Solarzellen ausgangsseitig an den Eingang des zumindest einen Speichertanks angeschlossen sind, einer Vorlauflei­ tung, mittels der die Solarzellen eingangsseitig an die Aus­ gangsseite des zumindest einen Speichertanks angeschlossen sind, und einer Umwälzpumpe, mittels der das Wärmeenergie­ übertragungsmedium vom Speichertank durch die Vorlauflei­ tung zu den Solarzellen und von den Solarzellen durch die Rücklaufleitungen zum Speichertank förderbar ist.The invention relates to a solar system with solar cells by a thermal energy transfer medium are flowing, at least one storage tank, which acts as heat exchanger is designed and in which thermal energy from heat energy transmission medium to at least one consumer circuit is transferable, return lines, by means of which the output side of the solar cells at the entrance of the least a storage tank are connected, a flow line device, by means of which the solar cells on the input side to the off aisle side of the at least one storage tank connected are, and a circulation pump, by means of which the thermal energy  Transfer medium from the storage tank through the flow line direction to the solar cells and from the solar cells through the Return lines to the storage tank is conveyable.

Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Solaranlage derart weiterzubilden, daß sie wirtschaftlicher und mit einem höheren Wirkungsgrad betreibbar ist, wobei ihre Betriebsweise insbesondere an die seitens des bzw. der Verbraucherkreise abgefragte Energiemenge und an die in der aus den Solarzellen bestehenden Solarsektion anfallende Be­ strahlungsenergiemenge anpaßbar sein soll.Starting from the prior art described above is the object of the invention, the generic Develop solar system in such a way that it is more economical and can be operated with a higher efficiency, wherein their mode of operation in particular to that of the Consumer groups queried amount of energy and to those in the Be incurred from the solar cells existing section amount of radiation energy should be adaptable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Mischkopf ge­ löst, in dessen Eingangsseite die Rücklaufleitungen einmün­ den und dessen Ausgangsseite in eine Hauptrücklaufleitung übergeht, die sich an einem ersten Wegeventil in einen zum Speichertank führenden Rücklaufzweig und einen an einem zwei­ ten Wegeventil in die Vorlaufleitung einmündenden Umlaufzweig teilt. Hierdurch wird es ermöglicht, die Solarsektion der So­ laranlage im Umlaufbetrieb, bei dem die Eingangsseite der So­ larsektion lediglich mit Wärmeenergieübertragungsmedium ver­ sorgt wird, das die Solarsektion bereits einmal oder mehrmals durchlaufen hat, zu betreiben. Des weiteren ist auch ein Be­ trieb der Solaranlage möglich, bei dem die Eingangsseite der Solarsektion ausschließlich mit aus dem Speichertank stammen­ dem Wärmeenergieübertragungsmedium versorgt wird. Darüber hinaus sind Betriebsweisen möglich, bei denen die Eingangs­ seite der Solarsektion mit Wärmeenergieübertragungsmedium ver­ sorgt wird, das in einer beliebigen Aufteilung aus dem Spei­ chertank oder von der Ausgangsseite der Solaranlage herange­ führt wird. Infolge dieser möglichen Betriebsweisen der Solar­ anlage ist diese an unterschiedliche Abfragemengen der Ver­ braucherkreise genauso wie an unterschiedliche, an der Solar­ sektion anfallende Bestrahlungsmengen anpaßbar.This object is achieved according to the invention by a mixing head solves, in the input side of the return lines the and its output side in a main return line merges with a first directional valve into a Storage tank leading return branch and one at a two circulating branch opening into the flow line Splits. This enables the solar section of the So lar system in circulation, in which the entrance side of the So larsection ver only with heat energy transfer medium ensures that the solar section has already been used one or more times has gone through to operate. Furthermore, there is also a Be drive the solar system possible, in which the input side of the  Solar section come exclusively from the storage tank the thermal energy transfer medium is supplied. About that In addition, modes of operation are possible in which the input side of the solar section with heat energy transfer medium ver is taken care of in any division from the Spei tank or from the output side of the solar system leads. As a result of these possible modes of operation of the solar attachment to different query quantities of the Ver user groups as well as different, on the solar Section of radiation levels can be adjusted.

Wenn der Mischkopf eine erste Temperaturmeßeinrichtung, mit­ tels der die Temperatur des im Mischkopf gemischten Wärme­ energieübertragungsmediums erfaßbar ist, und der Speicher­ tank eine zweite Temperaturmeßeinrichtung aufweist, mittels der die Temperatur des im Speichertank befindlichen Wärme­ energieübertragungsmediums erfaßbar ist, und wenn die im Speichertank und im Mischkopf gemessenen Temperaturen in einer Rechnereinrichtung miteinander verglichen werden, die die in der Vorlaufleitung angeordnete erste Umwälzpumpe, eine im Umlaufzweig angeordnete zweite Umwälzpumpe und das erste und zweite Wegeventil entsprechend der ermittelten Tempera­ turdifferenz zwischen der Temperatur im Mischkopf und der Tem­ peratur im Speichertank steuert, ist es möglich, die Betriebs­ weise der Solaranlage automatisch an die Abfragemenge in den mit dem Speichertank verbundenen Vebraucherkreisen und an die in der Solarsektion der Solaranlage anfallende Bestrahlungs­ menge anzupassen.If the mixing head has a first temperature measuring device, with means the temperature of the heat mixed in the mixing head Energy transmission medium is detectable, and the memory tank has a second temperature measuring device, by means of the the temperature of the heat in the storage tank Energy transmission medium is detectable, and if the im Storage tank and temperatures measured in the mixing head a computer device are compared with each other the first circulation pump arranged in the feed line, a second circulation pump arranged in the circulation branch and the first and second directional valve according to the determined tempera difference between the temperature in the mixing head and the tem controls in the storage tank, it is possible to operate automatically assign the solar system to the query quantity in the  consumer groups connected to the storage tank and to the Irradiation occurring in the solar section of the solar system adjust quantity.

Eine besonders genaue Ermittlung der Temperatur innerhalb des Speichertanks bzw. der Speichertanks ergibt sich, wenn die zweite Temperaturmeßeinrichtung je Speichertank drei Tempera­ turfühler aufweist, von denen der erste im unteren Bereich des Speichertanks, der zweite im in Vertikalrichtung mittleren Be­ reich des Speichertanks und der dritte im oberen Bereich des Speichertanks angeordnet ist.A particularly precise determination of the temperature within the Storage tanks or the storage tanks results if the second temperature measuring device three tempera per storage tank has door sensors, the first of which is in the lower region of the Storage tanks, the second in the middle in the vertical direction range of the storage tank and the third in the upper area of the Storage tanks is arranged.

Eine zur korrekten Temperaturermittlung besonders günstige Ausgestaltung des Mischkopfs ergibt sich, wenn an der Ein­ gangsseite des Mischkopfs je angeschlossener Rücklaufleitung ein Einlaufstutzen vorgesehen ist, wobei die Einlaufstutzen über einen Halbkreis verteilt mit gleichem Winkelabstand an­ geordnet sind und sich ihre Achsen in einem Punkt schneiden, der auf der Mittelachse eines Auslaufstutzens des Mischkopfs und im Auslaufstutzen stromauf der ersten Temperaturmeßein­ richtung angeordnet ist.A particularly cheap one for correct temperature determination Design of the mixing head results when at the on Aisle side of the mixing head for each connected return line an inlet connector is provided, the inlet connector distributed over a semicircle with the same angular distance are ordered and their axes intersect at one point, that on the central axis of a discharge nozzle of the mixing head and in the outlet connection upstream of the first temperature measurement direction is arranged.

Um ein Verfahren zum Betreiben einer mehrere Solarzellen auf­ weisenden Solaranlage, bei dem ein Wärmeenergieübertragungs­ medium durch die Solarzellen gefördert wird, in dem Wärme­ energieübertragungsmedium gespeicherte Wärmeenergie in einem als Wärmetauscher ausgebildeten Speichertank auf zumindest einen Verbraucherkreislauf übertragen wird und das Wärmeener­ gieübertragungsmedium mittels einer ersten Umwälzpumpe vom Speichertank zu den Solarzellen und von den Solarzellen zum Speichertank gefördert wird, besser an die im Verbraucher­ kreis angeforderte Abfragemenge und an die in der Solarsek­ tion der Solaranlage anfallende Bestrahlungsmenge anzupas­ sen, wird das aus den einzelnen Solarzellen in den Speicher­ tank zurückströmende Wärmeenergieübertragungsmedium in einem Mischkopf gemischt und das aus dem Mischkopf ausströmende Wärmeenergieübertragungsmedium in Abhängigkeit von der Tem­ peraturdifferenz des Wärmeenergieübertragungsmediums im Mischkopf und im Speichertank entweder erneut zur Eingangs­ seite der Solarzellen oder in den Speichertank gefördert. Bei dieser Verfahrensweise ergeben sich die im Zusammenhang mit der eingangs geschilderten Vorrichtung bereits erwähnten Vor­ teile.To a method of operating a multiple solar cells pointing solar system, in which a heat energy transfer medium is promoted by the solar cells, in which heat  Energy transfer medium stored thermal energy in one trained as a heat exchanger storage tank at least a consumer cycle is transmitted and the heating Gie transmission medium by means of a first circulation pump from Storage tank to the solar cells and from the solar cells to the Storage tank is promoted better to those in the consumer request quantity requested and to those in the solar sec tion of the solar system to adjust the amount of radiation sen, that is from the individual solar cells in the storage backflowing thermal energy transfer medium in one Mixing head mixed and that flowing out of the mixing head Thermal energy transfer medium depending on the tem temperature difference of the heat energy transfer medium in Mixing head and in the storage tank either again to the entrance promoted side of the solar cells or in the storage tank. At This procedure results in the context of the device already mentioned before parts.

In automatischer Weise läßt sich das Verfahren durchführen, wenn die Temperatur des Wärmeenergieübertragungsmediums im Mischkopf und im Speichertank erfaßt und in eine Rechenein­ richtung eingegeben wird, welche durch eine entsprechend der ermittelten Temperaturdifferenz durchgeführte Steuerung zweier Wegeventile, der ersten Umwälzpumpe und einer zweiten Umwälz­ pumpe die Strömungsrichtung des Wärmeenergieübertragungsme­ diums steuert.The method can be carried out automatically, when the temperature of the thermal energy transfer medium in Mixing head and recorded in the storage tank and in a rake direction is entered, which is indicated by a corresponding to the determined temperature difference carried out control of two Directional control valves, the first circulation pump and a second circulation  pump the flow direction of the thermal energy transfer meter diums controls.

Eine genaue Erfassung der Temperatur im Speichertank ist mög­ lich, wenn zur Ermittlung der Temperatur des Wärmeenergie­ übertragungsmediums im Speichertank die Temperatur im unteren Bereich, im in Vertikalrichtung mittleren Bereich und im oberen Bereich des Speichertanks gemessen und eine ent­ sprechend gemittelte Temperatur zum Vergleich mit der Tempera­ tur des Wärmeenergieübertragungsmediums im Mischkopf 21 heran­ gezogen wird.A precise detection of the temperature in the storage tank is possible if, in order to determine the temperature of the heat energy transfer medium in the storage tank, the temperature is measured in the lower region, in the vertical region in the middle and in the upper region of the storage tank and a correspondingly averaged temperature for comparison with the tempera tur of the heat energy transfer medium in the mixing head 21 is pulled up.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following, the invention will be explained by means of an embodiment game explained with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Solaranlage; und Figure 1 shows an embodiment of the solar system according to the invention. and

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Mischkopfs der erfindungsgemäßen Solaranlage. Fig. 2 is a sectional view of a mixing head of the solar system according to the invention.

Eine in Fig. 1 dargestellte Solaranlage ist mit zehn Solar­ zellen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 versehen, die in zwei Reihen angeordnet sind, von denen die in Fig. 1 untere Reihe, die aus den Solarzellen 6, 7, 8, 9 und 10 besteht, über eine Vorlaufleitung 11 an die Ausgänge 12, 13 zweier Speichertanks 14, 15 und die obere Reihe, die aus den Solarzellen 1, 2, 3, 4 und 5 besteht, über Rücklaufleitungen 16, 17, 18, 19, 20 an einen Mischkopf 21 angeschlossen ist. Die einander zugeord­ neten Solarzellen der beiden Reihen sind miteinander durch Verbindungsleitungen 22, 23, 24, 25 und 26 verbunden, wobei der Ausgang der Solarzelle 10 mit dem Eingang der Solarzelle 1, der Ausgang der Solarzelle 9 mit dem Eingang der Solarzelle 2, der Ausgang der Solarzelle 8 mit dem Eingang der Solarzelle 3, der Ausgang der Solarzelle 7 mit dem Eingang der Solarzelle 4 und der Ausgang der Solarzelle 6 mit dem Eingang der Solar­ zelle 5 verbunden ist.A solar system shown in Fig. 1 is provided with ten solar cells 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 and 10 , which are arranged in two rows, of which the lower row in Fig. 1, which consists of the solar cells 6 , 7 , 8 , 9 and 10 , via a flow line 11 to the outputs 12 , 13 of two storage tanks 14 , 15 and the upper row, which consists of the solar cells 1 , 2 , 3 , 4 and 5 , is connected to a mixing head 21 via return lines 16 , 17 , 18 , 19 , 20 . The mutually assigned solar cells of the two rows are connected to one another by connecting lines 22 , 23 , 24 , 25 and 26 , the output of the solar cell 10 with the input of the solar cell 1 , the output of the solar cell 9 with the input of the solar cell 2 , and the output the solar cell 8 with the input of the solar cell 3 , the output of the solar cell 7 with the input of the solar cell 4 and the output of the solar cell 6 with the input of the solar cell 5 is connected.

Die im einzelnen nicht dargestellten Solarzellen gleichen ein­ ander im Aufbau und in ihrer Wirkungsweise, so daß stellver­ tretend hier lediglich die Solarzelle 1 beschrieben wird. Zum Transport des Wärmeenergieübertragungsmediums durch die Solar­ zelle 1 dient eine Innenleitung, welche koaxial durch neben­ einander angeordnete Glaszylinder verläuft, wobei die durch die Glaszylinder verlaufenden Abschnitte der Innenleitung durch Bogenstücke, die im Bereich der Stirnseiten der Solar­ zelle 1 angeordnet sind, miteinander verbunden sind. Die Glas­ zylinder sind an ihren Stirnseiten durch Vakuumkanäle mitein­ ander verbunden. In diesen Vakuumkanälen verlaufen die Bogen­ stücke der Innenleitung. Demgemäß ist die gesamte Innenleitung der Solarzelle 1 in einem aus den Glaszylindern und den Vakuum­ kanälen gebildeten Unterdruckbereich angeordnet. Dieser Unter­ druckbereich ist mittels einer Unterdruckleitung 27 an eine Vakuumkontrolleiste 28 angeschlossen. Die Vakuumkontrolleiste 28 ihrerseits ist an eine Unterdruckpumpe 29 angeschlossen, mittels der der Unterdruckbereich der Solarzelle 1 separat mit Unterdruck beaufschlagt werden kann, wenn hierfür Bedarf besteht, was durch entsprechende Meßvorrichtungen innerhalb der Vakuumkontrolleiste 28 ermittelt wird. Jede der weiteren Solarzellen 2-10 entspricht im Aufbau der Solarzelle 1 und ist in gleicher Weise durch eine Unterdruckleitung mit der Vakuumkontrolleiste 28 verbunden.The solar cells, not shown in detail, are the same in structure and mode of operation, so that only the solar cell 1 is described here. To transport the heat energy transfer medium through the solar cell 1 , an inner line is used, which runs coaxially through glass cylinders arranged next to one another, the sections of the inner line running through the glass cylinder being connected to one another by arc pieces which are arranged in the region of the end faces of the solar cell 1 . The glass cylinders are connected to each other at their ends by vacuum channels. The elbows of the inner pipe run in these vacuum channels. Accordingly, the entire inner line of the solar cell 1 is arranged in a vacuum region formed from the glass cylinders and the vacuum channels. This vacuum area is connected by means of a vacuum line 27 to a vacuum control bar 28 . The vacuum control bar 28 in turn is connected to a vacuum pump 29 , by means of which the vacuum area of the solar cell 1 can be subjected to a vacuum separately if there is a need for this, which is determined by corresponding measuring devices within the vacuum control bar 28 . Each of the other solar cells 2-10 corresponds in structure to solar cell 1 and is connected in the same way to vacuum control strip 28 by a vacuum line.

Des weiteren ist die Solarzelle 1, wie die weiteren Solar­ zellen 2-10 auch, an ihren stirnseitigen Abschnitten mit Photovoltaik-Paneelen 30, 31 ausgerüstet. Mittels dieser Pho­ tovoltaik-Paneele 30, 31 ist es möglich, die zum Betrieb der Solaranlage erforderliche elektrische Energie zu erzeugen, sofern die Solaranlage an einem Standort errichtet ist, an dem kein elektrisches Stromnetz zur Verfügung steht.Furthermore, the solar cell 1 , like the other solar cells 2-10 , is equipped at its end sections with photovoltaic panels 30 , 31 . By means of these photovoltaic panels 30 , 31 it is possible to generate the electrical energy required for the operation of the solar system, provided that the solar system is set up at a location at which no electrical power network is available.

Durch die Rücklaufleitungen 16, 17, 18, 19 und 20 wird das Wärmeenergieübertragungsmedium nach seiner Wärmebeaufschla­ gung in den Solarzellen zum Mischkopf 21 geleitet, der im Schnitt in Fig. 2 dargestellt ist. Im dargestellten Aus­ führungsbeispiel hat der Mischkopf 21 fünf Einlaufstutzen 32, 33, 34, 35 und 36 und einen Auslaufstutzen 37. Der Ein­ laufstutzen 32 ist der an die Solarzelle 1 angeschlossenen Rücklaufleitung 16, der Einlaufstutzen 33 der an die Solar­ zelle 2 angeschlossenen Rücklaufleitung 17, der Einlauf­ stutzen 34 der an die Solarzelle 3 angeschlossenen Rücklauf­ leitung 18, der Einlaufstutzen 35 der an die Solarzelle 4 an­ geschlossenen Rücklaufleitung 19 und der Einlaufstutzen 36 der an die Solarzelle 5 angeschlossenen Rücklaufleitung 20 zuge­ ordnet. Die Einlaufstutzen 32 bis 36 sind halbkreisförmig mit gleichem Winkelabstand im oberen Bereich des Mischkopfes 21 ausgebildet und angeordnet. Ihre Achsen 38, 39, 40, 41 und 42 schneiden sich in einem Punkt 43, der seinerseits auf der Mittelachse 44 des Auslaufstutzens 37 angeordnet ist. Hier­ durch wird gesichert, daß die aus den Einlaufstutzen 32 bis 36 in den Auslaufstutzen 37 gerichteten Strömungen innerhalb eines vergleichsweise geringen Bereichs des Auslaufstutzens 37 miteinander gemischt werden.Through the return lines 16 , 17 , 18 , 19 and 20 , the thermal energy transfer medium after its heat loading in the solar cells is passed to the mixing head 21 , which is shown in section in FIG. 2. In the exemplary embodiment shown, the mixing head 21 has five inlet connections 32 , 33 , 34 , 35 and 36 and an outlet connection 37 . The one run connection 32 is the return line 16 connected to the solar cell 1 , the inlet connection 33 of the return line 17 connected to the solar cell 2 , the inlet connection 34 of the return line 18 connected to the solar cell 3 , the inlet connection 35 of the to the solar cell 4 closed return line 19 and the inlet connector 36 assigned to the return line 20 connected to the solar cell 5 . The inlet ports 32 to 36 are formed and arranged in a semicircle with the same angular distance in the upper region of the mixing head 21 . Their axes 38 , 39 , 40 , 41 and 42 intersect at a point 43 , which in turn is arranged on the central axis 44 of the outlet connection 37 . Here is secured by that the directed from the inlet spigot 32 to 36 into the outlet connector 37 flows are mixed with each other within a comparatively small area of the discharge pipe 37th

Stromab dieser im in Fig. 2 oberen Bereich des Auslaufstutzens 37 angeordneten Mischzone ist im Bereich derjenigen Stelle, die in Fig. 2 durch die angedeutete Mittelachse gekennzeich­ net ist, eine erste Temperaturmeßeinrichtung 45 vorgesehen. Diese erste Temperaturmeßeinrichtung 45 kann in beliebiger Weise ausgestaltet sein, wesentlich ist hinsichtlich ihrer Funktion lediglich, daß sie im Bereich der durch die Mittel­ achse in Fig. 2 gekennzeichneten Stelle die Temperatur des gemischten Wärmeenergieübertragungsmediums genau erfaßt. Die erste Temperaturmeßeinrichtung ist mittels einer Signalleitung 46 mit einer Rechnereinrichtung 47 verbunden. In der Rechner­ einrichtung 47 wird das durch die Signalleitung 46 übertragene Signal, welches die Temperatur im Auslaufstutzen 37 des Misch­ kopfs 21 angibt, erfaßt.Downstream of these arranged in the upper in Fig. 2 the area of the outlet pipe 37 mixing zone is in the range of those location which is net gekennzeich in Fig. 2 by the indicated central axis, a first temperature sensing device 45 is provided. This first temperature measuring device 45 can be designed in any way, the only essential thing with regard to its function is that it precisely detects the temperature of the mixed heat energy transfer medium in the area indicated by the central axis in FIG. 2. The first temperature measuring device is connected to a computer device 47 by means of a signal line 46 . In the computer device 47 , the signal transmitted through the signal line 46 , which indicates the temperature in the outlet 37 of the mixing head 21 , is detected.

Die Rücklaufleitungen 16, 17, 18, 19 bzw. 20 sind durch Rück­ schlagventile 48, 49, 50, 51 bzw. 52 gegen eine Umkehrströ­ mung aus dem Mischkopf 21 gesichert.The return lines 16 , 17 , 18 , 19 and 20 are secured by check valves 48 , 49 , 50 , 51 and 52 against reverse flow from the mixing head 21 .

Der Auslaufstutzen 37 des Mischkopfs 21 mündet in eine Haupt­ rücklaufleitung 53, die sich an einem ersten Dreiwegeventil 54 in einen Rücklaufzweig 55 und einen Umlaufzweig 56 auf­ teilt. Das erste Dreiwegeventil 54 ist mittels nicht darge­ stellter, an die Rechnereinrichtung 47 angeschlossener Steuer­ elemente zwischen einer Stellung, in der es die Hauptrück­ laufleitung 53 mit dem Rücklaufzweig 55 verbindet, und einer Stellung, in der es die Hauptrücklaufleitung 53 mit dem Um­ laufzweig 56 verbindet, verstellbar. Hierbei sind auch Zwi­ schenstellungen denkbar, in denen das in der Hauptrücklauf­ leitung 53 vorhandene Wärmeenergieübertragungsmedium zwischen dem Rücklaufzweig 55 und dem Umlaufzweig 56 in einem ein­ stellbaren Verhältnis aufgeteilt wird.The outlet nozzle 37 of the mixing head 21 opens into a main return line 53 , which divides on a first three-way valve 54 into a return branch 55 and a circulation branch 56 on. The first three-way valve 54 is by means of Darge not shown, connected to the computer device 47 control elements between a position in which it connects the main return line 53 with the return branch 55 , and a position in which it connects the main return line 53 with the order branch 56 to , adjustable. Intermediate positions are also conceivable in which the heat energy transfer medium present in the main return line 53 is divided between the return branch 55 and the circulation branch 56 in an adjustable ratio.

Im Umlaufzweig 56 ist eine Umwälzpumpe 57 angeordnet, mittels der das Wärmeübertragungsmedium aus dem Umlaufzweig 56 durch ein zweites Dreiwegeventil 58 in die Vorlaufleitung 11 und von dort zu den Eingängen der Solarzellen 6, 7, 8, 9 und 10 förderbar ist. Auch das zweite Dreiwegeventil 58 ist zwi­ schen einer Stellung, in der es den Umlaufzweig 56 schließt und die beiden Zweige der Vorlaufleitung 11 miteinander ver­ bindet, und derjenigen Stellung, in der es den Umlaufzweig 56 mit dem stromab des Dreiwegeventils 58 angeordneten Zweig der Vorlaufleitung 11 verbindet und den stromauf des zweiten Dreiwegeventils 58 angeordneten Zweig der Umlaufleitung 11 schließt, verstellbar, wobei ebenfalls Zwischenstellungen mög­ lich sind, in denen sich die im stromabwärtigen Zweig der Um­ laufleitung 11 befindliche Strömung aus beliebig einstellbaren Anteilen des Wärmeenergieübertragungsmediums aus dem Umlauf­ zweig 56 und dem stromaufwärtigen Zweig der Vorlaufleitung 11 zusammensetzt.A circulation pump 57 is arranged in the circulation branch 56 , by means of which the heat transfer medium can be conveyed from the circulation branch 56 through a second three-way valve 58 into the flow line 11 and from there to the inputs of the solar cells 6 , 7 , 8 , 9 and 10 . The second three-way valve 58 is between a position in which it closes the circulation branch 56 and the two branches of the flow line 11 binds ver, and the position in which it connects the circulation branch 56 with the branch of the flow line 11 arranged downstream of the three-way valve 58 connects and closes the upstream of the second three-way valve 58 arranged branch of the circulation line 11 , adjustable, intermediate positions are also possible, in which the current in the downstream branch of the circulation line 11 is from any adjustable proportion of the heat energy transfer medium from the circulation branch 56 and the upstream branch of the flow line 11 is composed.

Der Rücklaufzweig 55 teilt sich an einem dritten Dreiwege­ ventil 59 in einen Eingang 60, der in den unteren Bereich des ersten Speichertanks 14 mündet, und einen Eingang 61 auf, der in den unteren Bereich des zweiten Speichertanks 15 mündet. The return branch 55 divides at a third three-way valve 59 into an inlet 60 , which opens into the lower region of the first storage tank 14 , and an inlet 61 , which opens into the lower region of the second storage tank 15 .

Die Speichertanks 14 und 15 sind jeweils als Wärmetauscher ausgebildet und versorgen jeweils zumindest einen Verbraucher­ kreis mit Wärmeenergie.The storage tanks 14 and 15 are each designed as a heat exchanger and each supply at least one consumer circuit with thermal energy.

In den beiden Speichertanks ist eine zweite Temperaturmeßein­ richtung vorgesehen, die in jedem Speichertank drei Tempera­ turfühler 62, 63, 64 bzw. 65, 66, 67 aufweist. Der Temperatur­ fühler 62 bzw. 65 ist im oberen Bereich des ersten Speicher­ tanks 14 bzw. des zweiten Speichertanks 15 angeordnet. Der Temperaturfühler 63 bzw. 66 ist im in Vertikalrichtung ge­ sehen mittleren Bereich des ersten Speichertanks 14 bzw. des zweiten Speichertanks 15 angeordnet. Der Temperaturfühler 64 bzw. 67 ist im unteren Bereich des ersten Speichertanks 14 bzw. des zweiten Speichertanks 15 angeordnet.In the two storage tanks, a second Temperaturmeßein direction is provided, which has three temperature sensors 62 , 63 , 64 and 65 , 66 , 67 in each storage tank. The temperature sensor 62 and 65 is arranged in the upper region of the first storage tank 14 and the second storage tank 15 . The temperature sensor 63 or 66 is arranged in the vertical region seen in the central region of the first storage tank 14 or the second storage tank 15 . The temperature sensor 64 or 67 is arranged in the lower region of the first storage tank 14 or the second storage tank 15 .

Jeder Temperaturfühler 62 bis 67 ist mittels jeweils einer Signalleitung 68, 69, 70, 71, 72 bzw. 73 mit der Rechenein­ richtung 47 verbunden. In der Recheneinrichtung 47 werden die durch die Temperaturfühler 62 bis 67 gemessenen Temperaturen erfaßt. Sowohl für den ersten Speichertank 14 als auch für den zweiten Speichertank 15 wird eine mittlere Temperatur ermittelt, wobei die an den einzelnen Temperaturfühlern ge­ messenen Temperaturwerte als Grundlage dienen. Each temperature sensor 62 to 67 is connected to the computing device 47 by means of a signal line 68 , 69 , 70 , 71 , 72 and 73 , respectively. The temperatures measured by the temperature sensors 62 to 67 are recorded in the computing device 47 . An average temperature is determined both for the first storage tank 14 and for the second storage tank 15 , the temperature values measured at the individual temperature sensors serving as the basis.

Im in bezug auf das zweite Dreiwegeventil 58 stromauf angeord­ neten Zweig der Vorlaufleitung 11 ist eine Umwälzpumpe 74 angeordnet, mittels der Wärmeübertragungsmedium aus den vom oberen Bereich des ersten Speichertanks 14 bzw. des zweiten Speichertanks 15 ausgehenden Ausgängen 12 bzw. 13 durch die beiden Zweige der Vorlaufleitung 11 zu den Eingängen der Solarzellen 6, 7, 8, 9 und 10 förderbar ist. Für jede Solar­ zelle 6, 7, 8, 9 und 10 ist jeweils ein Eingangszweig 75, 76, 77, 78 bzw. 79 vorgesehen, der aus der Umlaufleitung 11 in die Solarzelle 6, 7, 8, 9 bzw. 10 führt. In jedem Eingangszweig 75, 76, 77, 78 bzw. 79 ist jeweils ein Ventil 80, 81, 82, 83 bzw. 84 angeordnet, mittels dem eine gleichmäßige Beaufschlagung der Solarzellen 6, 7, 8, 9 und 10 bewerkstelligt wird.In respect to the second three-way valve 58 upstream angeord Neten branch of the feed line 11 is a circulating pump 74 is located, by means of the heat transfer medium from the outgoing from the upper portion of the first storage tank 14 and the second storage tank 15 outputs 12 and 13 by the two branches of Flow line 11 to the inputs of the solar cells 6 , 7 , 8 , 9 and 10 is conveyable. For each solar cell 6 , 7 , 8 , 9 and 10 , an input branch 75 , 76 , 77 , 78 and 79 is provided, which leads from the circulation line 11 into the solar cell 6 , 7 , 8 , 9 and 10 , respectively. A valve 80 , 81 , 82 , 83 and 84 is arranged in each input branch 75 , 76 , 77 , 78 and 79 , by means of which a uniform application of the solar cells 6 , 7 , 8 , 9 and 10 is achieved.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß innerhalb der verschie­ denen vorstehend beschriebenen Leitungszweige und -kreise die erforderlichen Sicherheitselemente vorgesehen sind, die an dieser Stelle jedoch nicht im einzelnen beschrieben werden sollen.It should also be noted that within the various the line branches and circuits described above required security elements are provided to However, this point will not be described in detail should.

Die Rechnereinrichtung 47 ist mit einem Steuer- bzw. Ausgabe­ teil 85 versehen, in dem - entsprechend der in der Rechnerein­ richtung 47 ermittelten Druckdifferenz zwischen dem Tempera­ turniveau innerhalb des Mischkopfs 21 und dem Temperatur­ niveau innerhalb des ersten Speichertanks 14 bzw. des zweiten Speichertanks 15 und auch entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen dem ersten Speichertank 14 und dem zweiten Speicher­ tank 15 - die erste Umwälzpumpe 74, die zweite Umwälzpumpe 57, das erste Dreiwegeventil 54, das zweite Dreiwegeventil 58, das dritte Dreiwegeventil 59 und ein viertes Dreiwegeventil 86 gesteuert werden, wobei das letztgenannte vierte Dreiwege­ ventil 86 zwischen den Ausgängen 12 und 13 der Speichertanks 14 und 15 und der Vorlaufleitung 11 angeordnet ist.The computer device 47 is provided with a control or output part 85 , in which - according to the pressure difference between the temperature level within the mixing head 21 and the temperature level within the first storage tank 14 and the second storage tank 15 determined in the computer device 47 and also according to the temperature difference between the first storage tank 14 and the second storage tank 15 - the first circulation pump 74 , the second circulation pump 57 , the first three-way valve 54 , the second three-way valve 58 , the third three-way valve 59 and a fourth three-way valve 86 are controlled, whereby the latter fourth three-way valve 86 is arranged between the outputs 12 and 13 of the storage tanks 14 and 15 and the flow line 11 .

Hierzu dienen die Steuerleitungen 87, 88, 89, von denen nur die nahe dem Ausgabeteil 85 angeordneten Abschnitte in der Fig. 1 dargestellt sind. Mittels einer dieser Steuerleitun­ gen kann auch die Unterdruckpumpe 29 betrieben werden.The control lines 87 , 88 , 89 serve for this purpose, of which only the sections arranged near the output part 85 are shown in FIG. 1. The vacuum pump 29 can also be operated by means of one of these control lines.

Die Rechnereinrichtung 47 kann noch mit weiteren Meßwerten versorgt werden, z. B. der Außentemperatur, dem Unterdruck­ niveau in den einzelnen Solarzellen 1 bis 10, der Bestrahlungs­ intensität der Solarzellen, der Zeit etc.The computer device 47 can be supplied with further measured values, e.g. B. the outside temperature, the negative pressure level in the individual solar cells 1 to 10 , the radiation intensity of the solar cells, the time etc.

Hierdurch ist es möglich, die Eingangsseite der aus den So­ larzellen 1 bis 10 bestehenden Solarsektion der Solar­ anlage entsprechend den vorstehend angegebenen Parametern und entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen den Speicher­ tanks 14 und 15 bzw. zwischen dem Mischkopf 21 und dem Spei­ chertank 14 bzw. 15 in einem beliebigen Mischungsverhältnis mit Wärmeenergieübertragungsmedium aus dem Speichertank 14, aus dem Speichertank 15 und/oder aus dem Mischkopf 21 zu ver­ sorgen.This makes it possible for the input side of the solar section consisting of solar cells 1 to 10 of the solar system in accordance with the parameters specified above and in accordance with the temperature difference between the storage tanks 14 and 15 or between the mixing head 21 and the storage tank 14 or 15 to provide ver in any mixing ratio with thermal energy transfer medium from the storage tank 14 , from the storage tank 15 and / or from the mixing head 21 .

Claims (7)

1. Solaranlage, mit Solarzellen (1 bis 10), die von einem Wärmeenergieübertragungsmedium durchströmt werden, zumin­ dest einem Speichertank (14, 15), der als Wärmetauscher aus­ gebildet ist und in dem Wärmeenergie vom Wärmeenergieübertra­ gungsmedium auf zumindest einen Verbraucherkreislauf über­ tragbar ist, Rücklaufleitungen (16 bis 20), mittels denen die Solarzellen (1 bis 5) ausgangsseitig an den Eingang (60, 61) des zumindest einen Speichertanks (14, 15) ange­ schlossen sind, einer Vorlaufleitung (11), mittels der die Solarzellen (6 bis 10) eingangsseitig an die Ausgangsseite des zumindest einen Speichertanks (14, 15) angeschlossen sind, einer Umwälzpumpe (74), mittels der das Wärmeenergieübertra­ gungsmedium vom Speichertank (14, 15) durch die Vorlauflei­ tung (11) zu den Solarzellen (6 bis 10) und von den Solarzellen (1 bis 5) durch die Rücklaufleitungen (16 bis 20) zum Spei­ chertank (14, 15) förderbar ist, gekennzeichnet durch einen Mischkopf (21), in dessen Eingangsseite die Rücklaufleitun­ gen (16 bis 20) einmünden und dessen Ausgangsseite in eine Hauptrücklaufleitung (53) übergeht, die sich an einem ersten Wegeventil (54) in einen zum Speichertank (14, 15) führenden Rücklaufzweig (55) und einen an einem zweiten Wegeventil (58) in die Vorlaufleitung (11) einmündenden Umlaufzweig (56) teilt. 1. Solar system, with solar cells ( 1 to 10 ) through which a heat energy transfer medium flows, at least at least one storage tank ( 14 , 15 ) which is formed as a heat exchanger and in which heat energy from the heat energy transfer medium can be transferred to at least one consumer circuit, Return lines ( 16 to 20 ), by means of which the solar cells ( 1 to 5 ) on the output side are connected to the input ( 60 , 61 ) of the at least one storage tank ( 14 , 15 ), a flow line ( 11 ), by means of which the solar cells ( 6 to 10 ) are connected on the input side to the output side of the at least one storage tank ( 14 , 15 ), a circulation pump ( 74 ), by means of which the heat energy transmission medium from the storage tank ( 14 , 15 ) through the flow line ( 11 ) to the solar cells ( 6 to 10 ) and from the solar cells ( 1 to 5 ) through the return lines ( 16 to 20 ) to the storage tank ( 14 , 15 ) can be conveyed, characterized by a Mixing head (21), called the Rücklaufleitun in the input side (16 to 20) open and passes the output side in a main return line (53) extending at a first directional control valve (54) in a leading to the storage tank (14, 15), return branch (55 ) and divides a circulation branch ( 56 ) opening into the flow line ( 11 ) on a second directional valve ( 58 ). 2. Solaranlage nach Anspruch 1, bei der der Mischkopf (21) eine erste Temperaturmeßeinrichtung (45), mittels der die Tem­ peratur des im Mischkopf (21) gemischten Wärmeenergieüber­ tragungsmediums erfaßbar ist, und der Speichertank (14, 15) eine zweite Temperaturmeßeinrichtung (62 bis 67) aufweist, mittels der die Temperatur des im Speichertank (14, 15) be­ findlichen Wärmeenergieübertragungsmediums erfaßbar ist, wo­ bei die im Speichertank (14, 15) und im Mischkopf (21) ge­ messenen Temperaturen in einer Rechnereinrichtung (47) mitein­ ander verglichen werden, die die in der Vorlaufleitung (11) angeordnete erste Umwälzpumpe (74), eine im Umlaufzweig (56) angeordnete zweite Umwälzpumpe (57) und das erste und zweite Wegeventil (54, 58) entsprechend der ermittelten Temperatur­ differenz zwischen der Temperatur im Mischkopf (21) und der Temperatur im Speichertank (14, 15) steuert.2. Solar system according to claim 1, wherein the mixing head ( 21 ) a first temperature measuring device ( 45 ), by means of which the temperature of the mixed in the mixing head ( 21 ) mixed heat energy transfer medium can be detected, and the storage tank ( 14 , 15 ) a second temperature measuring device ( 62 to 67 ), by means of which the temperature of the heat energy transfer medium which is sensitive in the storage tank ( 14 , 15 ) can be detected, where the temperatures measured in the storage tank ( 14 , 15 ) and in the mixing head ( 21 ) are in a computer device ( 47 ) are compared, the first circulation pump ( 74 ) arranged in the flow line ( 11 ), a second circulation pump ( 57 ) arranged in the circulation branch ( 56 ) and the first and second directional control valve ( 54 , 58 ) according to the determined temperature difference between the temperature in the mixing head ( 21 ) and the temperature in the storage tank ( 14 , 15 ) controls. 3. Solaranlage nach Anspruch 2, bei der die zweite Tempera­ turmeßeinrichtung (62 bis 67) drei Temperaturfühler (62, 63, 64, 65, 66, 67) aufweist, von denen der erste (64, 67) im unteren Bereich des Speichertanks (14, 15), der zweite (63, 66) im in Vertikalrichtung mittleren Bereich des Speichertanks (14, 15) und der dritte (62, 65) im oberen Bereich des Speichertanks (14, 15) angeordnet ist. 3. Solar system according to claim 2, wherein the second temperature measuring device ( 62 to 67 ) has three temperature sensors ( 62 , 63 , 64 , 65 , 66 , 67 ), of which the first ( 64, 67 ) in the lower region of the storage tank ( 14 , 15 ), the second ( 63, 66 ) in the vertical area of the storage tank ( 14 , 15 ) and the third ( 62, 65 ) in the upper area of the storage tank ( 14 , 15 ). 4. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der an der Eingangsseite des Mischkopfs (21) je angeschlossener Rück­ laufleitung (16 bis 20) ein Einlaufstutzen (32 bis 36) vorge­ sehen ist, wobei die Einlaufstutzen (32 bis 36) über einen Halbkreis verteilt mit gleichem Winkelabstand angeordnet sind und sich ihre Achsen (38 bis 42) in einem Punkt (43) schnei­ den, der auf der Mittelachse (44) eines Anlaufstutzens (37) und im Anlaufstutzen (37) stromauf der ersten Temperaturmeß­ einrichtung (45) angeordnet ist.4. Solar system according to one of claims 1 to 3, in which on the input side of the mixing head ( 21 ) for each connected return line ( 16 to 20 ) an inlet connection ( 32 to 36 ) is provided, the inlet connection ( 32 to 36 ) above a semicircle is distributed at the same angular distance and their axes ( 38 to 42 ) intersect at a point ( 43 ) which on the central axis ( 44 ) of a connecting piece ( 37 ) and in the connecting piece ( 37 ) upstream of the first temperature measuring device ( 45 ) is arranged. 5. Verfahren zum Betreiben einer mehrere Solarzellen (1 bis 10) aufweisenden Solaranlage, bei dem ein Wärmeenergieüber­ tragungsmedium durch die Solarzellen (1 bis 10) gefördert wird, in dem Wärmeenergieübertragungsmedium gespeicherte Wärmeenergie in einem als Wärmetauscher ausgebildeten Speicher­ tank (14, 15) auf zumindest einen Verbraucherkreislauf über­ tragen wird, das Wärmeenergieübertragungsmedium mittels einer ersten Umwälzpumpe (74) vom Speichertank (14, 15) zu den So­ larzellen (6 bis 10) und von den Solarzellen (1 bis 5) zum Speichertank (14, 15) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den einzelnen Solarzellen (1 bis 10) in den Speichertank (14, 15) zurückströmende Wärmeenergieübertra­ gungsmedium in einem Mischkopf (21) gemischt wird und daß in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz des Wärmeenergie­ übertragungsmediums im Mischkopf (21) und im Speichertank (14, 15) das aus dem Mischkopf (21) ausströmende Wärmeener­ gieübertragungsmedium entweder erneut zur Eingangsseite der Solarzellen (6 bis 10) oder in den Speichertank (14, 15) ge­ fördert wird.5. A method of operating a solar system having a plurality of solar cells ( 1 to 10 ), in which a thermal energy transfer medium is conveyed by the solar cells ( 1 to 10 ), in the thermal energy transfer medium stored thermal energy in a storage tank designed as a heat exchanger ( 14 , 15 ) will carry at least one consumer circuit, the thermal energy transmission medium is conveyed by means of a first circulation pump ( 74 ) from the storage tank ( 14 , 15 ) to the solar cells ( 6 to 10 ) and from the solar cells ( 1 to 5 ) to the storage tank ( 14 , 15 ) , characterized in that the thermal energy transfer medium flowing back from the individual solar cells ( 1 to 10 ) into the storage tank ( 14 , 15 ) is mixed in a mixing head ( 21 ) and that, depending on the temperature difference of the thermal energy transfer medium in the mixing head ( 21 ) and in the storage tank ( 14 , 15 ) the heat flowing out of the mixing head ( 21 ) eener gie transmission medium either again to the input side of the solar cells ( 6 to 10 ) or in the storage tank ( 14 , 15 ) is promoted ge. 6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Temperatur des Wärmeenergieübertragungsmediums im Mischkopf (21) und im Speichertank (14, 15) erfaßt und in eine Recheneinrichtung (47) eingegeben wird, welche durch eine entsprechend der er­ mittelten Temperaturdifferenz durchgeführte Steuerung zweier Wegeventile (54, 58), der ersten Umwälzpumpe (74) und einer zweiten Umwälzpumpe (57) die Strömungsrichtung des Wärmeener­ gieübertragungsmediums steuert.6. The method according to claim 5, in which the temperature of the heat energy transfer medium in the mixing head ( 21 ) and in the storage tank ( 14 , 15 ) is detected and input into a computing device ( 47 ) which is carried out by controlling two directional control valves according to the average temperature difference ( 54 , 58 ), the first circulation pump ( 74 ) and a second circulation pump ( 57 ) controls the flow direction of the heat energy transfer medium. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem zur Ermittlung der Temperatur des Wärmeenergieübertragungsmediums im Speichertank (14, 15) die Temperatur im unteren Bereich, im in Vertikalrichtung mittleren Bereich und im oberen Be­ reich des Speichertanks (14, 15) gemessen und eine entsprechend gemittelte Temperatur zum Vergleich mit der Temperatur des Wärmeenergieübertragungsmediums im Mischkopf (21) herangezogen wird.7. The method according to any one of claims 5 or 6, in which to determine the temperature of the heat energy transfer medium in the storage tank ( 14 , 15 ), the temperature in the lower region, in the vertical region and in the upper region of the storage tank ( 14 , 15 ) measured and a correspondingly averaged temperature is used for comparison with the temperature of the thermal energy transmission medium in the mixing head ( 21 ).
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