DE2749853A1

DE2749853A1 - Solarspeicher mit einspeisung in zwei oder drei zonen

Info

Publication number: DE2749853A1
Application number: DE19772749853
Authority: DE
Inventors: Axel Urbanek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-08
Filing date: 1977-11-08
Publication date: 1979-05-10

Description

Axel Urbanek

-Z-

Solarspeicher mit Einspeisung in zwei oder drei Zonen O Π I Q ρ Γ Ο

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher für die Brauchwassererwarmung und Heizung mit Sonnenenergie in Kombination mit anderen Energiequellen, der in zwei oder drei Zonen unterteilt ist und über jede Zone mit Solarenergie versorgt werden kann.

Zweck der Erfindung ist es, die Sonnenenergie durch geeignete Anordnung so vorrangig zu nutzen, daß die Hilfsenergien möglichst wenig zum Einsatz kommen.

Solarspeicher sind zweckmäßig so ausgeführt, daß der Wärmetausch vom Solarkreis zum Speicherwasser im unteren Teil des Behälters mit möglichst geringer Temperaturdifferenz vor sich geht, der Wärmetausch zwischen Heizkreis und Speicherwasser im mittleren Teil und die Erwärmung durch eine Heizpatrone im oberen, dem Bereitschaftsteil für warmes Brauchwasser (Patentanmeldung Valentin Rosel DT 2601 412 A vom 15.1.1976). Bekannt ist auch eine Lösung, die mehrere Einspeisebenen für Solarwärme in einem nicht untergliederten Vorwärmeteil aufweist.

Nachteil dieser Anordnungen ist, daß - z.B. bei diffusem Licht - oft nicht genügend Energie aus dem Solarkreis zur Verfügung steht, um das gesamte Speicherwasser auf die gewünschte Mindesttemperatur zu bringen. Die Folge davon ist, daß sich zur Gewährleistung der Mindesttemperatur im Bereitschaftsteil für Brauchwasser bei jeder Entnahme automatisch die Zusatzheizung einschalten muß. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, neben der vorteilhaften Einspeisung von Solarenergie im unteren Teil des Speichers auf niedrigem Temperaturniveau wahlweise eine im Solarkreis mögliche höhere Temperatur immer dann an den Bereitschaftsteil abzugeben, wenn die Mindesttemperatur dort unterschritten wird und ein Aufheizen vom Sonnenenergieangebot her möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Wärmetauscher den wärmegedämmten Speicherbehälter über die gesamte Höhe durchzieht und wahlweise in Höhe des Bereitschaftsteiles (1) oder in ein bis zwei Ebenen des Vorwärmeteiles (2 und 3) beschickt werden kann.

In der heizfreien Periode genügt es, wenn der Vorwärmeteil durch den tiefsten Zulauf (3) versorgt wird. Bei Heizbetrieb ist die Variation mit Zulauf im mittleren Teil (2) und auf mittlerem Temperaturniveau als Zusatzmöglichkeit dann vorteilhaft, wenn - z.B. infolge von Abwesenheit der Benutzer - tagsüber kein Warmwasser benötigt wird, die Heizung aber auf niedrigem Temperaturniveau durch Sonnenenergie gehalten werden kann.

Die hierzu erforderliche Schaltanordnung sorgt immer dann, wenn die Mindesttemperatur im Beratischaftsteil (4) unterschritten wird, dafür, daß vor Inbetriebnahme

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der Zusatzheizungen über Kessel (7) oder Beizpatrone (8) der Solarkreis "abgefragt" wird, ob er die Temperaturanhebung vornehmen kann· Das gleiche gilt für die ggf. erforderliche Wahl des Zulaufs zwischen (2) und (3) bei Heizbetrieb.

Zur Unterstützung der stärkeren Temperaturschichtung ist eine Trennung von Bereitschaftsteil (4) und Vorwärmteil (5 und 6) durch eine Trennwand (10) notwendig. Diese sollte wärmeströmungsgünstig nach oben und zur Mitte hin leicht konisch sein und in der Mitte Durchlaß für den Solarkreis-Wärmetauscher und das nachströmende vorgewärmte Brauchwasser bieten. Eine weitere Verbesserung bei Heizbetrieb bringt eine zweite gleichartige Trennwand, die das Zusatzheizen über Kessel aus dem oberen Vorwärmteil (5) gegenüber dem unteren, kältesten (6) abschirmt .

Der Solarkreis-Wärmetauscher ist im Mittelteil (5) mit dem Heizkreis-Wärmetauscher (9) so eng verbunden - z.B. durch Anliegen der Rohrspiralen -, daß ein Doppel-Wärmetauscher entsteht, der die Solarenergie nach Durchlaufen des Bereitschaftsteiles bei Bedarf verlustarm an den Heizkreis weitergibt. Konstruktionsmäßig kann die Anordnung sowohl durch einen Rippenrohr- oder einen anderen innen liegenden Wärmetauscher als auch durch einen Doppelmantel gelöst werden.

Die Schaltung des Solarkreislaufes ist über die Durchflußmenge so zu regeln, daß ausreichendes Sonnenenergieangebot vorausgesetzt - der Solarkreis auf einem Temperaturniveau arbeitet, das nur geringfügig über der Speichertemperatur im jeweiligen Einspeisebereich liegt. Um zu verhindern, daß bei Energiebedarf im Bereitschaftsteil, aber nicht ausreichendem Temperaturangebot im Solarkreis dieser längere Zeit ungenutzt bleibt, ist für diesen zur Erhöhung der Arbeitstemperatur notwendigen Stillstand der Zirkulation über eine Schaltuhr eine Maximalzeit vorzugeben. Erreicht der Solarkreis nach Ablauf dieser Zeit die für den Bereitschaftsteil erforderliche Temperatur nicht, dann springt das Dreiwegeventil auf Normalbetrieb mit Austausch im Vorwärmteil (3) zurück und die Zusatzheizungen (7 oder 8) übernehmen das Nachheizen des Bereitschaftsteiles. Das gleiche Spiel wiederholt sich während des Heizbetriebes zwischen den Einspeisestellen (2) und (3).

Der Vorteil dieser Anordnungen ist, daß der Bedarf an Zusatzenergie für den Bereitschaftsteil der Brauchwassererwärmung bzw. für die Raumheizung verringert wird, weil bei geringem Sonnenenergieangebot die daraus gewinnbare Energie bei Bedarf auf den jeweiligen Verbraucher konzentriert wird.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche _, _ Solarspeicher zur Brauchwassererwärmung und Raumheizung In Kombination mit anderen Energiequellen, gekennzeichnet durch

1) einen Solarkreis-Wärmetauscher, der sich über die in zwei oder drei Zonen unterteilte gesamte Speicherhöhe erstreckt und so gesteuert ist, daß er wahlweise über den Bereitschaftsteil (1) oder über ein bis zwei Anschlüsse (2 und 3) des Vorwärmeteiles mit Sonnenenergie versorgt werden kann,

2) eine leicht konisch nach oben und zur Mitte sich öffnende Trennwand (10) zwischen Bereitschaftsteil (4) und Vorwärmteil (5 und 6) und ggf. eine zweite gleichartige Trennwand (11) zur unterteilung des Vorwärmteiles in die Zonen für den Heizbetrieb (5) und den Kaltwasserzufluß (6),

3) einem Doppel-Wärmetauscher (9) bestehend aus einer engen Verbindung von Heizkreis-Wärmetauscher und mittlerem Teil des Solarkreis-Wärmetauschers.

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