NL2027593B1 - Solar system for converting solar energy into heat - Google Patents

Solar system for converting solar energy into heat Download PDF

Info

Publication number
NL2027593B1
NL2027593B1 NL2027593A NL2027593A NL2027593B1 NL 2027593 B1 NL2027593 B1 NL 2027593B1 NL 2027593 A NL2027593 A NL 2027593A NL 2027593 A NL2027593 A NL 2027593A NL 2027593 B1 NL2027593 B1 NL 2027593B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
heat
section
temperature
bypass
heat transfer
Prior art date
Application number
NL2027593A
Other languages
English (en)
Inventor
Jacobus Louise Van Ruth Nico
Original Assignee
Conico Valves B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conico Valves B V filed Critical Conico Valves B V
Priority to NL2027593A priority Critical patent/NL2027593B1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2027593B1 publication Critical patent/NL2027593B1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • 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
    • F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/003—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system combined with solar energy
    • 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
    • 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
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/0095—Devices for preventing damage by freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/136—Defrosting or de-icing; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212—Temperature of the water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves
    • F24H15/32—Control of valves of switching valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/70—Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F2013/005—Thermal joints

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Claims (26)

CONCLUSIES
1. Thermisch zonnesysteem (100, 400) voor het omzetten van zonne-energie in warmte, het systeem omvattende a) een zonnecollector (102, 404) voor het collecteren van zonne-energie; b) een warmteopslagvat (104, 402) voor het opslaan van een warmteoverdrachts vloeistof; c) een leidingcircuit, omvattende - een toevoerleiding (101, 120, 124, 121) die de zonnecollector {102, 402) verbindt met een inlaat (111, 412) van het warmteopslagvat (104, 402), - een terugvoerleiding (105, 405) die een uitlaat (107, 407) van het warmteopslagvat {104, 402) verbindt met de zonnecollector (102, 402), - een tussen de toevoerleiding (121) en de terugvoerleiding (103, 405) voorziene bypassleiding (122, 430), - een circulatiepomp (106, 406) die is ingericht om de warmteoverdrachtsvloeistof door het leidingcircuit te voeren onder de controle van een controller (109, 409), en - een bypass-klep (108, 408) die is ingericht om de warmteoverdrachtsvloeistof van de toevoerleiding (101, 120, 124, 121) via de bypassleiding (122, 430) naar de terugvoerleiding (105, 405) te voeren in een bypasstoestand en van de toevoerleiding (101, 120, 124, 121) via het warmteopslagvat (104, 402) naar de terugvoerleiding (105, 405) in een opslagvattoestand, onder de controle van de controller (109, 409), waarin het leidingcircuit een eerste toevoerleidingsectie (124) omvat die is verbonden met het warmteopslagvat (104) via een thermische brug (103) waardoor deze eerste toevoerleidingsectie (124) wordt opgewarmd door natuurlijke convectie en/of door geleiding door warmte die afkomstig is van het warmteopslagvat (104) wanneer de warmteoverdrachtsvloeistof niet wordt gecirculeerd, welke eerste toevoerleidingsectie (124) wordt begrensd door een tweede en derde teidingsectie (120, 121) die beide zijn verbonden met de eerste toevoerleidingsectie (124) en zich benedenwaarts uitstrekken in een verticale of benedenwaarts schuin aflopende richting ten opzichte van de eerste toevoerleidingsectie (124), waardoor de eerste toevoerleidingsectie (124) de van het warmteopslagvat (104) afkomstige warmte buffert wanneer de warmteoverdrachtsvloeistof niet wordt gecirculeerd.
2. Zonnesysteem volgens conclusie 1, waarin de tweede en derde leidingsecties (120, 121) deel uitmaken van de toevoerleiding.
3. Zonnesysteem volgens conclusie 1, waarin de tweede leidingsectie (220) onderdeel uitmaakt van de toevoerleiding en de derde leidingsectie (222) deel uitmaakt van de bypassleiding.
4. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarin de eerste toevoerleidingsectie (124) zich in een horizontale of schuin oplopende richting uitstrekt.
5. Zonnesysteem volgens één der voorgaande conclusies, waarin de inlaat 203 de thermische brug 103 omvat.
6. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarin de controller (109) is ingericht om de warmteoverdrachtsvloeistof intermitterend te circuleren door i0 het leidingcircuat in de bypasstoestand waardoor de in de eerste toevoerleidingsectie (124) gebufferde warmte door het leidingcircuit wordt gecirculeerd.
7. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarin de van het warmteopslagvat (104) naar het leidingcircuit gevoerde warmte in de bypasstoestand wordt gebruikt voor vorstbescherming.
8. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarin de controller is ingericht om de warmteoverdrachtsvloeistof door het leidingcircuit te circuleren in de bypasstoestand gedurende intermitterende eerste en tweede circulatiecycli met een stationaire periode er tussenin.
9. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarin het leidingcircuit een eerste temperatuursensor omvat en de controller is ingericht om de warmteoverdrachtsvloeistof door het leidingcircuit te circuleren in de bypasstoestand wanneer de temperatuur van de warmteoverdrachtsvloeistof die door de eerste temperatuursensor wordt gemeten voldoet aan een eerste temperatuurcriterium.
10. Thermisch zonnesysteem (100) volgens conclusie 9, waarin het eerste temperatuurcriterium een gedurende de eerste of tweede circulatiecyclus of gedurende de stationaire periode gemeten minimum temperatuur omvat, die lager is dan een vooropgestelde vorstbescherming temperatuur.
11. Thermisch zonnesysteem (100) volgens conclusie 9, waarin de controller is ingericht om de warmteoverdrachtsvloeistof door het leidingcircuit te circuleren in de bypasstoestand totdat de temperatuur van de warmteoverdrachtsvloeistof die door de eerste temperatuursensor wordt gemeten niet meer voldoet aan het eerste temperatuurcriterium met een afwijking van de minimum temperatuur met een vooropgestelde hoeveelheid, zoals 10% van genoemde temperatuur.
12. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der conclusies 9-11, waarin de controller is ingericht om de warmteoverdrachtsvloeistof ten minste gedurende één circulatiecyclus door het leidingcircuit te circuleren in de bypasstoestand wanneer de temperatuur van de warmteoverdrachtsvioeistof die door de eerste temperatuursensor wordt gemeten aan het eerste temperatuurcriterium voldoet.
13. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarin de tweede toevoerleidingsectie (120) een tweede temperatuursensor (114) omvat die is ingericht om de temperatuur van de gebufferde warmte te meten.
14. Thermisch zonnesysteem (100) volgens conclusie 13, waarin de tweede temperatuursensor (114) de eerste temperatuursensor is.
15. Thermisch zonnesysteem (100) volgens conclusie 13 of 14, waarin de controller (109) is ingericht om circulatie van de warmteoverdrachts vloeistof te starten wanneer de tweede temperatuursensor (114) een temperatuursverandering ervaart door beweging van de warmteoverdrachisvloeistof in de toevoerleiding (101, 120, 124) terwijl de circulatiepomp (106) niet actief is, veroorzaakt door uitzetting van de warmteoverdrachtsvloeistof die zich in de zonnecollector (102) bevindt daar de zonnecollector opwarmt door zonnestraling.
16. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één van conclusies 13-15, waarin de controller is ingericht om circulatie van de warmteoverdrachtsvloeistof door het leidingcircuit te starten wanneer de temperatuur van de warmteoverdrachtsvloeistof die door de tweede temperatuursensor (114) wordt gemeten aan een tweede temperatuurcriterium voldoet.
17. Thermisch zonnesysteem (100) volgens conclusie 16, waarin het tweede temperatuurcriterium een verschil tussen een op een tijdsmoment van de eerste circulatiecyclus gemeten temperatuur en een op een overeenkomstig tijdsmoment van de tweede circulatiecyclus gemeten temperatuur omvat, die groter is dan een vooropgesteld temperataurverschil.
18. Thermisch zonnesysteem (100) volgens conclusie 16, waarin het tweede temperatuurcriterium een verschil omvat tussen een op een tijdsmoment van de eerste circulatiecyclus gemeten temperatuurgradiënt en een op een overeenkomstig tijdsmoment van de tweede circulatiecyclus gemeten temperatuurgradiënt, die groter is dan een vooropgesteld temperatuurgradiëntsverschil.
19. Thermisch zonnesysteem (100) volgens conclusie 17, waarin het temperatuurverschil een afname is.
20. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarin het warmteopslagvat (104) een warmtewisselaar (126) omvat als onderdeel van het leidingcircuit.
21. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één van conclusies 13-20, waarin de tweede temperatuursensor (114) in de tweede toevoerleidingsectie (120) is gepositioneerd in de onmiddellijke nabijheid van de cerste toevoerleidingsectie (124).
22. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarin de bypassleiding (122) verder een, bij voorkeur veer-gemonteerde, terugslagklep (110) omvat om te vermijden dat een natuurlijke convectiestroming door het leidingcircuit optreedt wanneer de circulatiepomp (106) uit staat, en de bypassleiding (122) is verbonden met de terugvoerleiding (105) door een 3-wegsklep (108).
23. Thermisch zonnesysteem (100) volgens één der voorgaande conclusies, waarm de bypassleiding (421) een 2-wegsklep (414) omvat, de terugvoerleiding (405) een andere 2-wegsklep (410) omvat en de bypassleiding (421) is verbonden met de terugvoerleiding (405) stroomafwaarts van de andere 2-wegsklep (410).
24. Thermisch zonnesysteem (400) volgens één der voorgaande conclusies, verder omvattende een tweede bypass-klep (408) die is ingericht om warmteoverdrachts vloeistof van de toevoerleiding (401, 422, 426) via de bypassleiding (424) naar de terugvoerleiding (405) te leiden in een bypasstoestand en van de toevoerleiding (401, 422, 426) via het warmteopslagvat (402) naar de terugvoerleiding (405) in een opslagvattoestand, waarin de tweede bypass-klep (408) is gepositioneerd bij de kruising van de eerste toevoerleidingsectie (426) en de bypassleiding (424).
25. Thermisch zonnesysteem (400) volgens één der voorgaande conclusies, waarin de bypassleiding (421, 424) is verbonden met een vitlaat (411) in een middengedeelte van het warmteopslagvat (402), waarin een eerste bypassleidingsectie (432) is verbonden met de middenuitlaat van het warmteopslagvat (402), waardoor deze bypassleidingsectie (432) opwarmt door natuurlijke convectie en/of door geleiding van warmte die afkomstig is van het warmteopslagvat (402) wanneer de warmteoverdrachtsvloeistof niet wordt gecirculeerd, en waarin een tweede bypassleidingsectie (430) is verbonden met de eerste bypassleidingsectie (432) en zich benedenwaarts in een verticale of schuin aflopende richting uitstrekt ten opzichte van de eerste bypassleidingsectie (432), waarin een derde bypassleidingsectie (428) is verbonden met een uiteinde van de eerste bypassleidingsectie (432) tegenover de uitlaat, en de derde bypassleidingsectie (428) zich ook benedenwaarts vanaf het uiteinde in een verticale of schuin aflopende richting uitstrekt, waardoor de eerste bypassleidingsectie (442) de van het warmteopslagvat (402) afkomstige warmte buffert wanneer de warmteoverdrachtsvloeistof niet wordt gecirculeerd.
26. Thermisch zonnesysteem (100, 400) volgens één der voorgaande conclusies, verder omvattende een expansievat (118, 420) in de terugvoerleiding (105, 405).
NL2027593A 2021-02-18 2021-02-18 Solar system for converting solar energy into heat NL2027593B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2027593A NL2027593B1 (en) 2021-02-18 2021-02-18 Solar system for converting solar energy into heat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2027593A NL2027593B1 (en) 2021-02-18 2021-02-18 Solar system for converting solar energy into heat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2027593B1 true NL2027593B1 (en) 2022-09-14

Family

ID=76159882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2027593A NL2027593B1 (en) 2021-02-18 2021-02-18 Solar system for converting solar energy into heat

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL2027593B1 (nl)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2907657A1 (de) * 1979-02-27 1980-08-28 Messerschmitt Boelkow Blohm Solaranlage fuer die direkte brauchwassererwaermung
FR2496847A1 (fr) * 1980-12-19 1982-06-25 Mecelec Sa Perfectionnements aux installations de chauffage utilisant la chaleur rayonnee par le soleil
DE19707859A1 (de) * 1997-02-27 1998-09-03 Peter Taubert Anordnung zur Übertragung von Wärmeenergie
DE19953493A1 (de) * 1999-11-06 2001-05-23 Ht Helio Tech Gmbh Solaranlage
DE10000861A1 (de) * 2000-01-12 2001-07-19 Solatherm Solar Heizsysteme En Vorrichtung zur Speicherung von durch Solarkollektoren gewonnener Wärmeenergie
EP2009359A2 (de) 2007-06-29 2008-12-31 Vaillant GmbH Solarthermische Anlage und Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage
EP2573392A2 (en) 2011-09-21 2013-03-27 Conico Innovations Pty Ltd A thermal actuator
DE102012008495A1 (de) * 2012-04-18 2013-10-24 Eff-Get Gebäudetechnik Hinxlage Gmbh Vorrichtung zur Pufferspeicherung von Kälte- oder Wärmeenergie, Energiemanagementsystem mit der Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben des Energiemanagementsystems

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2907657A1 (de) * 1979-02-27 1980-08-28 Messerschmitt Boelkow Blohm Solaranlage fuer die direkte brauchwassererwaermung
FR2496847A1 (fr) * 1980-12-19 1982-06-25 Mecelec Sa Perfectionnements aux installations de chauffage utilisant la chaleur rayonnee par le soleil
DE19707859A1 (de) * 1997-02-27 1998-09-03 Peter Taubert Anordnung zur Übertragung von Wärmeenergie
DE19953493A1 (de) * 1999-11-06 2001-05-23 Ht Helio Tech Gmbh Solaranlage
DE10000861A1 (de) * 2000-01-12 2001-07-19 Solatherm Solar Heizsysteme En Vorrichtung zur Speicherung von durch Solarkollektoren gewonnener Wärmeenergie
EP2009359A2 (de) 2007-06-29 2008-12-31 Vaillant GmbH Solarthermische Anlage und Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage
EP2573392A2 (en) 2011-09-21 2013-03-27 Conico Innovations Pty Ltd A thermal actuator
DE102012008495A1 (de) * 2012-04-18 2013-10-24 Eff-Get Gebäudetechnik Hinxlage Gmbh Vorrichtung zur Pufferspeicherung von Kälte- oder Wärmeenergie, Energiemanagementsystem mit der Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben des Energiemanagementsystems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICHAEL Y HALLER ET AL: "Verluste von Wärmespeichern vermeiden", INTERNET CITATION, 8 August 2012 (2012-08-08), pages 32 - 34, XP002779843, Retrieved from the Internet <URL:https://www.hk-gebaeudetechnik.ch/fileadmin/hk-gebaeudetechnik.ch/documents/PDF/HK-GT_6-12_EWS_S32-34_Verluste_W%c3%a4rmespeicher_vermeiden_v99.pdf> [retrieved on 20180409] *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3986489A (en) Solar energy transfer system with protection against freezing
US20120060827A1 (en) Control for a tankless water heater used with a solar water heating system
EP4288708A1 (en) Method of determining a leak in a water heating system and water heating system
NL2027593B1 (en) Solar system for converting solar energy into heat
US20130014745A1 (en) Solar water heating system
US8478118B2 (en) Systems and methods for temperature sensing in a deicer
KR20160003677A (ko) 인라인 가열 태양열 집열기
CN211030535U (zh) 一种通水调温系统
AU2008221225B2 (en) A system and method for inhibiting freezing in a solar hot water system
NL1013261C1 (nl) Systeem voor het met zonne-energie verwarmen van tapwater met anti-Legionella-voorzieningen.
JP2024508666A (ja) 加熱設備、方法、およびシステム
WO2022168049A1 (en) Heating installations, methods and systems
KR101555959B1 (ko) 태양열 집열장치
KR20010112184A (ko) 냉매회로를 이용한 물의 냉수 온수 및 고온수 공급장치
JP2013200069A (ja) 太陽熱集熱装置の凍結防止システムおよび太陽熱集熱装置
NL2001108C2 (nl) Zonneboilersysteem met thermische desinfectie.
US20110315613A1 (en) Water conservation system
WO2010055519A1 (en) Freeze protection system for solar heating collector
JP2001065998A (ja) 太陽熱利用温水装置
US9689587B1 (en) Thermosiphon solar collector and process
CH619798A5 (en) Programmed regulation device for a solar electrical water heater
JP5783920B2 (ja) 太陽熱利用システム、および熱媒の凍結防止制御方法
NL1014305C1 (nl) Zonneboiler.
FR2790310A1 (fr) Dispositif de controle de fin de degivrage de batteries de refroidissement d&#39;air, fonde sur le tarissement du debit de fusion du givre et des plaques de glace
EP0117796A1 (fr) Installation de climatisation d&#39;une construction