DE8020998U1

DE8020998U1 - STORAGE COLLECTOR FOR THE EXTRACTION OF SOLAR ENERGY FOR HOT WATER HEATING

Info

Publication number: DE8020998U1
Application number: DE19808020998
Authority: DE
Original assignee: Grossmann Hans Ing(grad); Reinmuth Friedrich Dipl-Ing 6906 Leimen De
Current assignee: Grossmann Hans Ing(grad); Reinmuth Friedrich Dipl-Ing 6906 Leimen De
Priority date: 1980-08-05
Filing date: 1980-08-05
Publication date: 1983-06-23

Description

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1. Grundidee 1. Basic idea

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Warmwasserbereitung durch Solarenergie und Speicherung, insbesondere eine Einrichtung bei der Kollektor und SpeicherThe invention relates to a device for heating water through solar energy and storage, especially a facility at the collector and storage

\\ eine Einheit bilden. Bekannte Solaranlagen zur Warrawasser- \\ form a unit. Well-known solar systems for warra water

'I bereitung bestehen in aller Regel aus einer Kollektorfläche,'I preparation usually consist of a collector surface,

& räumlich getrenntem wärmegedämmten Warmwasserspeicher mit & spatially separated, thermally insulated hot water tank with

|, Wärmetauscher, wärmegedämmten Primärkreisrohrleitungen,|, Heat exchangers, thermally insulated primary circuit pipelines,

f. Umwälzpumpe, Ausdehnungsgefäß, Meß- und Regeleinrichtung. f. Circulation pump, expansion tank, measuring and control device.

'$ Die hohen Investitionen solcher Anlagen verhindern bis '$ The high investments in such systems prevent up

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f heute die breite Markteinführung. f today the wide market launch.

?ί · Die Erfindung stellt sich die Aufgabe durch Vereinigung von? ί · The invention sets itself the task by uniting

I Speicher und Kollektor die Komponenten Umwälzpumpe undI Storage tank and collector, the components circulation pump and

I deren Stromverbrauch, die Primärkreisleitungen, Ausdehnungs-I their power consumption, the primary circuit lines, expansion

ig gefäß, Meß- und Regeleinrichtung und Wärmetauscher ent-ig vessel, measuring and control device and heat exchanger

Ii behrlich zu machen und somit den Materialeinsatz wesentlichI have to make it obligatory and thus the use of materials is essential

|^;, zu vermindern. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungs-| ^; to diminish. To solve this problem, the invention

jsi gemäße Einrichtung gekennzeichnet durch eine senkrecht stehen-jsi-compliant facility characterized by a vertical

£j de oder geneigte starre Ummantelung zur Wärmedämmung mit einem£ j de or inclined rigid jacket for thermal insulation with a

s starren zentral innenliegendem Speicherbehälter, der alss rigid, centrally located storage container, which is used as a

i; Kollektor dient.i; Collector is used.

, Durch eine besondere Formung von Kollektorummantelung und innenliegendem Speicherbehälter werden erzielt:, Through a special shaping of the collector casing and internal storage tank achieves:

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eine Quasi-Nachführung des Kollektors nach dem ständig veränderlichen Stand der Sonne ohne Einsatz aufwendiger und kostenintensiver mechanischer Nachführvorrichtungen. Schon zum frühen Morgen und noch am spaten Abend, wenn die der Sonne zugewandte Projektionsfläche von Flachkollektoren noch null ist, wendet der erfindungsgemäße Speicherkollektor seine maximale Fläche der Sonne zu und ermöglicht die Wärmegewinnung.a quasi-tracking of the collector after that constantly variable position of the sun without the use of complex and expensive mechanical tracking devices. Already early in the morning and even late in the evening, when the flat-plate collectors projected onto the sun is still zero, the storage collector according to the invention turns its maximum surface to the sun and enables heat to be obtained.

- Während der kühleren Jahreszeiten und zur Mittagszeit tiefstehender Sonne ist die vom erfindungsgemäßen Speicherkollektor aufgenommene Tagessumme der Solarstrahlung an sonnigen Tagen größer als im Hochsommer.· Gegenläufig sind die Wärmeverluste des Kollektors. Sie sind niedriger im Hochsommer, wenn die Außentemperaturen höher liejen. Die an das zu beheizende Medium übertragene Wärmemenge wird somit annähernd jahreszeitunabhängig. Im Fall der Brauchwassererwärmung wird eine Überhitzung im Hochsommer und damit· die Gefahr des Verbrühens vermieden, während der kühleren Jahreszeiten werden andererseits befriedigende Endtemperaturen erreicht. - During the cooler seasons and when the sun is low at noon, the daily total of solar radiation recorded by the storage collector according to the invention is greater on sunny days than in midsummer. They are lower in midsummer, when the outside temperatures are higher. The amount of heat transferred to the medium to be heated is therefore almost independent of the season. In the case of domestic water heating, overheating in midsummer and thus the risk of scalding is avoided; on the other hand, satisfactory final temperatures are reached during the cooler seasons.

Vorteilhaft ist ein innerhalb des Speicherbehälters angeordnetes Wärmelenkblech, welches die Warmwasserbereitung amA heat deflection plate arranged inside the storage tank, which the hot water preparation on

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Morgen oder nach einer mehrstündigen Bewölkungsperiode beschleunigt. Es wird ein geringer Abstand von Wärmelenkblech und Speicherwand gewählt, so daß das außerhalb des Lenkbleches befindliche Wasser sich schon bei geringer Sonneneinstrahlung auf höhere Temperaturen aufheizt und in den oberen Teil des Speicherbehälters aufsteigt. Schon nach kurzzeitiger Sonneneinstrahlung wird hierdurch am oberen Teil des Speichers Warmwasser in geeigneter Temperatur (z.B. 40° C) zur Verfügung stehen.Accelerated tomorrow or after a cloudy period of several hours. A small distance between the heat deflector plate and the storage wall is chosen so that it is outside the deflector plate The water that is located heats up to higher temperatures even when there is little solar radiation and moves into the upper part of the Storage tank rises. Even after brief exposure to the sun, hot water is generated in the upper part of the storage tank are available at a suitable temperature (e.g. 40 ° C).

Notwendig ist ein Verdrängungskörper, welcher innerhalb des Speicherbehälters angeordnet ist und der den Wasserinhalt des erfindungsgemäßen Speichers abstimmt mit der zu realisierenden transparenten Mantelfläche. Hierdurch werden eine Übarheizung des Wasserinhalts ebenso vermieden, wie eine Unterschreitung der gewünschten Speicher-Endtemperatur.What is required is a displacement body which is arranged inside the storage container and which controls the water content of the Memory according to the invention is coordinated with the transparent outer surface to be realized. This creates an overheating of the water content is also avoided, as well as falling below the desired end temperature of the storage tank.

Um den Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung auf Satteloder Walmdachhäusern zu erleichtern, kann der Verdrängungskörper aus nicht-rostendem Stahl bestehen und als Abgaskamin dienen, oder von diesem durchdrungen werden.In order to use the device according to the invention on Satteloder To facilitate hipped roof houses, the displacement body can be made of stainless steel and used as an exhaust chimney serve, or be penetrated by it.

In den Übergangszeiten des Jahres und während des Heizkesselbetriebes, ist darüberhinaus, ei-ne, wenn auch bescheidene, Wärmerückgewinnung aus Abgas möglich.In the transition periods of the year and during boiler operation, it is also possible to recover heat from exhaust gas, albeit a modest one.

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2. Verfahren und Einrichtung 2. Procedure and facility

Zur Erläuterung der Erfindungsgedanken sind inTo explain the ideas of the invention are in

- Fig. 1 der Speicherkollektor in senkrechter Stellung im Schnitt gezeichnet;- Fig. 1 shows the storage collector drawn in a vertical position in section;

- Fig. 2 die Komponenten des Speicherkollektors einzeln gezeichnet;2 shows the components of the storage collector drawn individually;

- Fig. 3 die Integration von Speicherkollektor und Abgaskamin gezeigt.- Fig. 3 shows the integration of storage collector and exhaust gas stack.

Sämtliche Darstellungen beziehen sich auf die Erwärmung von Brauchwasser, welches direkt aus der öffentlichen Wasserversorgung unter Netzdruck dem Speicher zugeführt wird. Der Speicherkollektor besteht aus einem transparenten Mantel 1, welcher von Sonnenstrahlung durchdrungen wird. Zur Verringerung der Abstrahlverluste wird ein Teil des Mantels (ca. 1/6 des Umfanges) auf der Nordseite mit einer innenliegenden Strahlungsreflexionsschicht 1 a bzw. Wärmedämmung 1 b versehen. Die schwarz gefärbten Oberflächen des Speicherbehälters 2 und der außen angebrachten Rippen absorbieren die Sonnenstrahlung und bewirken die Umwandlung in fühlbare Wärme, welche an das Speichermedium (z.B. Brauchwasser) übertragen wird. Zur Abstimmung von äußerer transparenter Mantelfläche 1 und Speiche: inhalt dient der Verdrängungskörper 3, welcher starr oderAll representations relate to the heating of domestic water, which comes directly from the public Water supply is fed to the storage tank under network pressure. The storage collector consists of a transparent one Coat 1, which is penetrated by solar radiation. A part is used to reduce radiation losses of the mantle (approx. 1/6 of the circumference) on the north side with an internal radiation reflection layer 1 a or thermal insulation 1 b provided. The black colored surfaces of the storage container 2 and the externally attached Ribs absorb solar radiation and convert it into sensible heat, which is transferred to the Storage medium (e.g. domestic water) is transferred. To match the outer transparent jacket surface 1 and the spoke: content serves the displacement body 3, which is rigid or

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;' verschiebbar innerhalb des Speichers 2 angeordnet ist.; ' is arranged displaceably within the memory 2.

|: In geringem Abstand zur Speicherbehälterwand ist das|: This is at a short distance from the storage tank wall

Wärmelenkblech 4 befestigt. Das außerhalb des Wärmelenkbleches befindliche Wasser wird schon nach kurzzeitiger Sonneneinstrahlung erwärmt und steigt in den oberen TeilHeat deflector 4 attached. The water outside of the heat deflector is already after a short time Solar radiation heats up and rises in the upper part

|; des Speicherbehälters, wo es entnommen werden kann. Die|; of the storage container, where it can be removed. the

g Warmwasseranschlußleitung 5 entnimmt Warmwasser dem obereng Hot water connection line 5 takes hot water from the upper one

>' Teil des Speichers und führt sie unter Netzdruck, ohne> 'Part of the memory and runs it under network pressure without

ι«; Einsatz einer Pumpe, der Brauchwasser- Nachheizeinri chtungι «; Use of a pump, the domestic water after-heating device

!;'; (welche für bedeckte Tage notwendig ist) oder den Verbrauchern direkt zu. Bei Entnahme von Warmwasser fließt unter Netzdruck Kaltwasser über die Kaltwasserleitung in den unteren Teil des Speichers. Der untere Abschluß des Speicherbehälters 2 wird von dem Sockelblech 7 gebildet, welches den Mantel 1 trägt. Zur Befestigung des Speiche kollektors auf Gebäucedächern können Befestigungsprofile vorgesehen werden.!; '; (which is necessary for overcast days) or consumers direct to. When hot water is withdrawn, cold water flows through the cold water pipe under network pressure in the lower part of the memory. The lower end of the storage container 2 is formed by the base plate 7, who wears the coat 1. Fastening profiles can be used to fasten the spoke collector on building roofs are provided.

Zum Einbau des erfindungsgemäßen Speicherkollektors eignen sich flache Dachflächen besonders. Jedoch auch für Sattel- und Walmdächer ist eine Aufstellung leicht möglich. Eine optisch ansprechende Lösung ist in Fig. 3 gezeigt. Der aus nicht-rostendem Stahl gefertigte Verdrängungskörper ist oberer Teil des Gebäudekamins oder wird von diesem durchdrungen.Flat roof surfaces are particularly suitable for installing the storage collector according to the invention. However, it is also easy to set up for pitched and hip roofs. A visually appealing solution is shown in FIG. 3. The displacement body made of stainless steel is the upper part of the building chimney or is penetrated by it.

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Claims

1. Device for warrawewater preparation using solar energy and hot water storage, characterized by a rigid vertical or inclined transparent sheathing for insulation with circular or angular cross-section, as well as a centrally located rigid storage container as a radiation collector.

2. Device according to claim 1. with storage container, characterized thanks to the internal heat plate fastened at a short distance from the storage jacket, for accelerated Temperature increase.

3. Device according to claim 1. characterized with storage container by an internal displacement body to coordinate the collector area and water content,

4. Device according to claim 3, characterized in that the displacement body also serves as an exhaust chimney or is penetrated by it.