WO2008040521A1 - Solartechnische baugruppe - Google Patents

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WO2008040521A1
WO2008040521A1 PCT/EP2007/008533 EP2007008533W WO2008040521A1 WO 2008040521 A1 WO2008040521 A1 WO 2008040521A1 EP 2007008533 W EP2007008533 W EP 2007008533W WO 2008040521 A1 WO2008040521 A1 WO 2008040521A1
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solar
assembly
pump assembly
return line
pump
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PCT/EP2007/008533
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Olaf Kruse
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Rehau Ag + Co
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    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal

Definitions

  • the invention relates to a solar engineering assembly consisting of solar collectors, a pump assembly and a Vorschaltgefäß, the pump assembly is connected via a supply and return line in operative connection with the solar panels and a storage and / or water heater and connected via a branch line with safety device with an expansion vessel is.
  • the invention is therefore the object of developing a solartechnische assembly described in the generic part of the first claim to the effect that both the pump assembly and the expansion vessel are protected from unacceptably high temperatures. According to the invention, this object is solved by the features of claim 1.
  • the device according to the invention is characterized in that the Vorschaltgefäß is arranged in the return line between the pump assembly and solar panels.
  • This arrangement of the Vorschaltgefäßes is advantageously achieved that the pump assembly and the expansion vessel, especially at longer stagnation times, do not experience inadmissible heating.
  • the solar engineering assembly contains means for air separation. This is necessary because it may happen during plant operation that the heat transfer medium separates gases.
  • the accumulation of air at high points in the pipeline network can lead to faults in the solar technology system.
  • One means of allowing the separation of gases from the conduit network is a cross-sectional widening within the pump assembly.
  • other components for air separation in the connection network of solar technology module can be inserted.
  • a flow rate limiter For setting the required volume flow within the solar technology assembly, it has proven to be beneficial to install a flow rate limiter. This is preferably arranged on the suction side of the circulation pump in the pipeline network.
  • Such agents may, for. B. Check valves with or without spring load or check valves. These means allow only a direction of flow of the heat transfer medium within the piping system.
  • FIG 1 - schematic structure of a solar technical assembly according to the invention
  • the solar technology assembly consists of a closed circuit, which ensures a safe and efficient medium-based heat transfer from the thermal solar collectors (1) to the consumer (9).
  • the thermal solar collectors (1) via a flow line (7) with the pump assembly (3) are connected. From there, the heat transfer medium flows (in the direction of arrow) on to the storage and / or water heater (6) and there takes place the exchange for hot water or heating circuit of the building with the connected consumers (9).
  • the cooled heat transfer medium is passed through a return line (8) back to the pump assembly (3).
  • the heat transfer between the heat transfer medium of the solar engineering module and the service water or heating circuit of a building can also be done in an external heat exchanger or buffer storage.
  • a stub (10) From the return line (8) goes from a stub (10), which is connected via a safety valve (4) with a diaphragm expansion vessel (5).
  • the membrane expansion vessel (5) is used for pressure equalization while the safety valve (4) when exceeding a maximum operating pressure, the heat transfer medium via a discharge line (11) in a collecting container (12) blows / dissipates.
  • the stub (10) can be arranged both on the pressure and on the suction side of the pump of the pump assembly (3).
  • the membrane of the expansion vessel (5) and the pump assembly, according to the invention in the return line (8) between the pump assembly (3) and solar collectors (1) a Vorschaltgefäß (2) arranged.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine solartechnische Baugruppe bestehend aus Solarkollektoren (1), einer Pumpenbaugruppe (3) und einem Vorschaltgefäß (2), wobei die Pumpenbaugruppe (3) über eine Vor- (7) und eine Rücklaufleitung (8) in Wirkverbindung mit den Solarkollektoren (1) und mit einem Speicher- und/oder Wassererwärmer (6) steht und über eine Stichleitung (10) mit Sicherheitseinrichtung (4) mit einem Ausdehnungsgefäß (5) verbunden ist, die sich dadurch auszeichnet, dass das Vorschaltgefäß (2) in der Rücklaufleitung (8) zwischen Pumpenbaugruppe (3) und Solarkollektoren (1) angeordnet ist.

Description

Solartechnische Baugruppe
Die Erfindung betrifft eine solartechnische Baugruppe bestehend aus Solarkollektoren, einer Pumpenbaugruppe und einem Vorschaltgefäß, wobei die Pumpenbaugruppe über eine Vor- und Rücklaufleitung in Wirkverbindung mit den Solarkollektoren und mit einem Speicher- und/oder Wassererwärmer steht und über eine Stichleitung mit Sicherheitseinrichtung mit einem Ausdehnungsgefäß verbunden ist.
Derartige solartechnische Baugruppen sind im Stand der Technik bekannt. Ein Nachteil dieser Baugruppen wird darin gesehen, dass es bei Anlagenstillstand und ungünstiger Anlagenauslegung, wie beispielsweise groß bemessene Kollektorflächen oder einer Installation unter dem Dach, zur thermischen Belastung des Ausdehnungsgefäßes und der Pumpenbaugruppe mit eventuell überhöhten Temperaturen kommen kann. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, ein Vorschaltgefäß vor dem Ausdehnungsgefäß in der Stichleitung nach der Sicherheitseinrichtung anzuordnen. Im Stagnationsfall, d. h. bei Anlagenstillstand, kann somit zwar eine unzulässige Erwärmung des Ausdehnungsgefäßes, insbesondere der darin enthaltenen Membran zum Druckausgleich der Anlage, verhindert werden, ein ausreichender und nachhaltiger Schutz der Pumpenbaugruppe ist damit jedoch nicht gewährleistet.
Bei kurzen oder sehr kurzen Rohrleitungen zwischen den Solarkollektoren und der Pumpenbaugruppe kann im Stagnationsfall nicht ausgeschlossen werden, dass flüssiges und/oder dampfförmiges Wärmeträgermedium mit unzulässig hohen Temperaturen bis zur Pumpenbaugruppe gelangt und die in der Pumpenbaugruppe enthaltenen Komponenten, wie z. B. Umwälzpumpe und Ventile, beschädigt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine im gattungsbildenden Teil des ersten Patentanspruchs beschriebene solartechnische Baugruppe dahingehend weiterzubilden, dass sowohl die Pumpenbaugruppe als auch das Ausdehnungsgefäß vor unzulässig hohen Temperaturen geschützt sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Vorschaltgefäß in der Rücklaufleitung zwischen Pumpenbaugruppe und Solarkollektoren angeordnet ist. Durch diese Anordnung des Vorschaltgefäßes wird vorteilhaft erreicht, dass die Pumpenbaugruppe und das Ausdehnungsgefäß, insbesondere bei längeren Stagnationszeiten, keine unzulässige Erwärmung erfahren.
Es hat sich zudem als vorteilhaft erwiesen, wenn die solartechnische Baugruppe Mittel zur Luftabscheidung enthält. Dies ist notwendig, da es während des Anlagenbetriebes dazu kommen kann, dass das Wärmeträgermedium Gase abscheidet. Durch Ansammlung von Luft an Hochpunkten im Leitungsnetz kann es zu Störungen der solartechnischen Anlage kommen. Ein Mittel, das die Abscheidung von Gasen aus dem Leitungsnetz ermöglicht, ist eine Querschnittserweiterung innerhalb der Pumpenbaugruppe. Es sind jedoch auch andere Bauelemente zur Luftabscheidung in das Verbindungsnetz der solartechnischen Baugruppe einfügbar.
Für die Einstellung des erforderlichen Volumenstroms innerhalb der solartechnischen Baugruppe hat es sich als günstig erwiesen, einen Durchflussmengenbegrenzer einzubauen. Dieser ist vorzugsweise auf der Saugseite der Umwälzpumpe in dem Rohrleitungsnetz angeordnet.
Innerhalb der solartechnischen Anlage ist es vorteilhaft ein Mittel zur Verhinderung der Schwerkraftzirkulation vorzusehen. Damit wird eine Strömung des Wärmeträgermediums bei ausgeschalteter Umwälzpumpe, erwärmtem Speicher- oder Wassererwärmer und vergleichsweise kaltem Solarkollektor, verhindert, die zu einer Auskühlung des Speichers oder Wassererwärmers führt. Derartige Mittel können z. B. Rückschlagventile mit oder ohne Federbelastung oder Rückschlagklappen sein. Diese Mittel ermöglichen nur eine Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums innerhalb des Rohrleitungssystems.
Es zeigt:
Figur 1 - schematischer Aufbau einer erfindungsgemäßen solartechnischen Baugruppe In Figur 1 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen solartechnischen Baugruppe schematisch dargestellt. Die solartechnische Baugruppe besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, der für einen sicheren und effizienten mediumgestützten Wärmetransport von den thermischen Solarkollektoren (1) zum Verbraucher (9) sorgt. Dabei sind die thermischen Solarkollektoren (1) über eine Vorlaufleitung (7) mit der Pumpenbaugruppe (3) verbunden. Von dort strömt das Wärmeträgermedium (in Pfeilrichtung) weiter zum Speicher- und/oder Wassererwärmer (6) und dort findet der Austausch zum Brauchwasser oder Heizkreislauf des Gebäudes mit den angeschlossenen Verbrauchern (9) statt. Das abgekühlte Wärmeträgermedium wird durch eine Rücklaufleitung (8) zurück zur Pumpenbaugruppe (3) geleitet. Die Wärmeübertragung zwischen Wärmeträgermedium der solartechnischen Baugruppe und dem Brauchwasser oder Heizkreislauf eines Gebäudes kann auch in einem externen Wärmetauscher oder Pufferspeicher erfolgen.
Innerhalb der Pumpenbaugruppe (3) sind verschiedene Vorrichtungen, wie z. B. eine Umwälzpumpe, Ventile oder Durchflussmengenbegrenzer angeordnet, die für den Betrieb der solartechnischen Baugruppe gesamthaft notwendig sind.
Von der Rücklaufleitung (8) geht eine Stichleitung (10) ab, die über ein Sicherheitsventil (4) mit einem Membranausdehnungsgefäß (5) verbunden ist. Das Membranausdehnungsgefäß (5) dient dem Druckausgleich während das Sicherheitsventil (4) bei Überschreitung eines maximalen Betriebsdruckes das Wärmeträgermedium über eine Abblasleitung (11) in einen Auffangbehältnis (12) abbläst/ableitet. Die Stichleitung (10) kann dabei sowohl auf der Druck- als auch auf der Saugseite der Pumpe der Pumpenbaugruppe (3) angeordnet sein.
Um auch bei ungünstigen Anlagenverhältnissen zu verhindern, dass zu hohe Temperaturen des Wärmeträgermediums die Membran des Ausdehnungsgefäßes (5) und die Pumpenbaugruppe belasten, ist erfindungsgemäß in der Rücklaufleitung (8) zwischen der Pumpenbaugruppe (3) und Solarkollektoren (1) ein Vorschaltgefäß (2) angeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Solartechnische Baugruppe bestehend aus Solarkollektoren (1), einer Pumpenbaugruppe (3) und einem Vorschaltgefäß (2), wobei die Pumpenbaugruppe (3) über eine Vor- (7) und eine Rücklaufleitung (8) in Wirkverbindung mit den Solarkollektoren (1) und mit einem Speicher- und/oder Wassererwärmer (6) steht und über eine Stichleitung (10) mit Sicherheitseinrichtung (4) mit einem Ausdehnungsgefäß (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschaltgefäß (2) in der Rücklaufleitung (8) zwischen Pumpenbaugruppe (3) und Solarkollektoren (1) angeordnet ist.
2. Solartechnische Baugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe Mittel zur Luftabscheidung umfasst.
3. Solartechnische Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe Mittel zur Durchflussregulierung umfasst.
4. Solartechnische Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe Mittel zur Verhinderung von Schwerkraftzirkulation umfasst.
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