DE102005008646B3 - Solar plant for hot water and heating has regulating valve in outward line of solar circuit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The Invention relates to a solar system for water heating and Heating support after the preamble of claim 1.
Solaranlagen für Warmwasserbereitung bestehen im Wesentlichen aus einem Warmwasserspeicher, an den eine Warmwasserleitung angeschlossen ist. Dieser besitzt als spezieller Solarspeicher normalerweise eine Heizschlange als Wärmetauscher für die über einen Solarkreislauf eingebrachte Solarwärme im unteren Bereich sowie einen weiteren Wärmetauscher im oberen Bereich für die so genannte Nachladung durch ein Heizgerät. Damit wird nur der obere Bereich des Warmwasserspeichers erwärmt, um unten eine möglichst niedrige Temperatur zum Einspeisen von Solarwärme zu behalten. Für einen günstigen Wirkungsgrad der Solaranlage ist es natürlich prinzipiell wichtig, dass vorrangig das solare Wärmeangebot zum Aufheizen des Warmwasserspeichers genutzt wird. Eine Nachladung durch das Heizgerät soll daher nach Möglichkeit nur in wenigen Fällen erfolgen.solar systems for water heating consist essentially of a hot water tank, to the one Hot water pipe is connected. This one has a special one Solar storage normally a heating coil as a heat exchanger for the over one Solar circuit introduced solar heat in the lower area as well another heat exchanger in the upper area for the so-called recharging by a heater. This will only the upper Area of the hot water tank warmed to one below as possible keep low temperature for feeding solar heat. For one Great Efficiency of the solar system, it is of course important in principle that primarily the solar heat supply is used to heat the hot water tank. A recharge through the heater should therefore, if possible only in a few cases respectively.
Bekannte
Solaranlagen für
Heizungsunterstützung
arbeiten mit so genannten Pufferspeichern. Dies sind Speicherbehälter für Heizwasser
mit einem integrierten Warmwasserspeicher mit einem kleineren Volumen,
im Wesentlichen im oberen Behälterbereich.
Die
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung, insbesondere im Hinblick auf die Funktionsweise bei geringer Sonneneinstrahlung, zu optimieren.Of the Invention is therefore the object of a solar system for Hot water preparation and heating support, especially with regard to on the operation in low sunlight, to optimize.
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention this is solved with the features of claim 1. Advantageous developments are the dependent claims refer to.
Die Solaranlage ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Vorlaufleitung des Solarkreislaufs ein Regelventil eingebaut ist, welches das solar erwärmte Wärmeträgermedium in Abhängigkeit von der Kollektortemperatur, von der Temperatur im Solarkreislauf, vom Wärmebedarf in mindestens einem Heizkreislauf, vom Betriebszustand des Heizgerätes und/oder vom Ladezustand des Warmwasserspeichers, jeweils ganz oder teilweise, über den Wärmetauscher im unteren Bereich des Warmwasserspeichers und/oder primärseitig über einen Wärmetauscher zur Heizungsunterstützung leitet. Dazu ist der Wärmetauscher zur Heizungsunterstützung sekundärseitig mit einem vorzugsweise schnell öffnenden Drei-Wege-Ventil an die Rücklaufleitung des Heizgerätes angeschlossen. Dadurch wird das Heizmedium vorgewärmt und die Temperatur im Rücklauf immer direkt vom Heizgerät erfasst.The Solar system is characterized in that in the flow line of the solar circuit a control valve is installed, which the solar heated heat transfer medium dependent on from the collector temperature, from the temperature in the solar circuit, from heat demand in at least one heating circuit, the operating state of the heater and / or from State of charge of the hot water tank, in whole or in part, over the Heat exchanger in lower portion of the hot water tank and / or primary side via a heat exchangers for heating support passes. This is the heat exchanger for heating support on the secondary side with a preferably fast-opening Three-way valve to the return line of the heater connected. As a result, the heating medium is preheated and the temperature in the return always directly from the heater detected.
Vorzugsweise kommt in der Vorlaufleitung des Solarkreislaufs ein thermisches Drei-Wege-Ventil zum Einsatz, welches ohne Hilfsenergie arbeitet. Der Temperaturfühler des thermischen Drei-Wege-Ventils erfasst die Temperatur in der zum Solarkreislauf gehörenden, primärseitigen Rücklaufleitung des Wärmetauschers.Preferably There is a thermal in the supply line of the solar circuit Three-way valve used, which works without auxiliary power. The temperature sensor of the thermal three-way valve detects the temperature in the Belonging to the solar cycle, primary side Return line of the Heat exchanger.
Die Solarwärme wird vorrangig über den Wärmetauscher für die Heizungsunterstützung zur Verfügung gestellt. Das in die Vorlaufleitung des Solarkreislaufs eingebaute thermische Drei-Wege-Ventil besitzt eine einstellbare Auslösetemperaturschwelle, bei der es vollständig geöffnet ist. Schon unterhalb dieser Schwelle beginnt es sich langsam proportional zum Temperaturanstieg zu öffnen, so dass ein Teil des Volumenstromes bzw. der Solarwärme über den Wärmetauscher in den unteren Bereich des Warmwasserspeichers gelangt. Dabei liegt der Einstellbereich am thermischen Drei-Wege-Ventil etwa zwischen 40 °C und 70 °C.The solar heat will be given priority over the heat exchanger for the heating support to disposal posed. The built-in the supply line of the solar circuit three-way thermal valve has an adjustable trip temperature threshold, at the time of it completely open is. Already below this threshold, it begins slowly proportional to Temperature rise to open so that a part of the volume flow or the solar heat through the heat exchanger enters the lower area of the hot water tank. It lies the adjustment range at the thermal three-way valve approximately between 40 ° C and 70 ° C.
Das in die Vorlaufleitung des Solarkreislaufs eingebaute thermische Drei-Wege-Ventil besitzt in einer vorteilhaften Ausführungsform eine einstellbare Schaltfunktion für Sommer- und Winterbetrieb, wobei die untere Auslösetemperaturschwelle mit vorzugsweise etwa 40 °C dem Sommerbetrieb und die obere Auslösetemperaturschwelle mit vorzugsweise etwa 70 °C dem Winterbetrieb zugeordnet ist.The built in the flow line of the solar circuit thermal Three-way valve has in an advantageous embodiment an adjustable switching function for summer and winter operation, the lower Trigger temperature threshold preferably at about 40 ° C the summer mode and the upper trip temperature threshold with preferably about 70 ° C is assigned to winter operation.
Zu einer anschlussfertigen Baueinheit sind alle für die erfindungsgemäße Solaranlage nötigen regeltechnischen Elemente zusammengefasst. Dazu gehören insbesondere das in die Vorlaufleitung des Solarkreislaufs eingebaute thermische Drei-Wege-Ventil, der Wärmetauscher, das mindestens eine sekundärseitige, vorzugsweise schnell öffnende Drei-Wege-Ventil, die Regeleinrichtung, die Pumpe im Solarkreislauf sowie Anzeige- und Bedieneinrichtungen.For a ready-to-connect unit all necessary for the solar system according to the invention control technical elements are summarized. These include in particular the built in the flow line of the solar circuit thermal three-way valve, the heat exchanger, the at least one secondary-side, preferably fast-opening three-way valve, the control device, the pump in the solar circuit and display and control devices.
Mit einem zusätzlichen Temperaturfühler in der Rücklaufleitung des Solarkreislaufs wird die Rücklauftemperatur im Bereich der Pumpe erfasst, um die Drehzahl der Pumpe im Solarkreislauf bzw. den Volumenstrom genau angepasst zu regeln.With an additional temperature sensor in the return line of the solar circuit becomes the return temperature recorded in the area of the pump to the speed of the pump in the solar circuit or to regulate the volume flow exactly adapted.
Mit der Erfindung steht eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung zur Verfügung, welche insbesondere im Hinblick auf Betriebszeiten bei relativ geringer Sonneneinstrahlung, also gerade wenn Bedarf an Heizungsunterstützung besteht, eine optimale Nutzung der Solarwärme ermöglicht. Das System reagiert schnell, verwertet die anfallende Solarwärme sofort, kommt mit deutlich kleineren Warmwasserspeicher-Volumen als herkömmliche Anlage aus, und ist dadurch sehr kompakt. Die Heizwasser- und Warmwassertemperaturen sind vollständig voneinander entkoppelt. Es wird erfindungsgemäß darauf verzichtet, ein relativ großes Wasservolumen in mindestens einem Pufferspeicher in Zeiten zu erwärmen, wenn die Sonne nicht scheint, so dass dies bei der Dimensionierung des Heizgerätes nicht mehr beachtet werden muss. Auch für eine Nachrüstung einer bestehenden Anlage eignet sich das erfindungsgemäße System sehr gut, denn Änderungen betreffen nur die Solarstation als anschlussfertige Baueinheit.With the invention is a solar system for water heating and Heating support to available which in particular with regard to operating times at relatively low Solar radiation, especially when there is a need for heating support, optimal use of solar heat allows. The system reacts quickly, recycles the solar heat generated immediately, comes with significantly smaller hot water storage volume than conventional system, and is very compact. The heating water and hot water temperatures are completely different from each other decoupled. It is omitted according to the invention, a relative great To warm water volume in at least one buffer in times when the sun is not shining, so this when sizing the heater no longer needs to be considered. Also for retrofitting a existing system, the system of the invention is very good, because changes concern only the solar station as a ready-to-connect unit.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur ein Fließschema mit den wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen Solaranlage.The Drawing represents an embodiment of Invention is and shows a flowchart in a single figure with the essential components of a solar system according to the invention.
Die
Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung besteht
aus einem Warmwasserspeicher
In
die Vorlaufleitung
Der
Temperaturfühler
Diese
Verbindung befindet sich stromaufwärts eines weiteren Drei-Wege-Ventils
Wenn
zum Beispiel morgens die Sonnenenergie erst nach einer Warmwasserentnahme
zur Verfügung
steht, hat der Warmwasserspeicher
Steigt
die Temperatur nach dem Wärmetauscher
Dabei
zeigt sich auch die Bedeutung einer variablen Auslösetemperaturschwelle
für das
thermische Drei-Wege-Ventil
Mit
dem zusätzlichen
Temperaturfühler
Das
Drei-Wege-Ventil
Claims (8)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE102005008646A DE102005008646B3 (en) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | Solar plant for hot water and heating has regulating valve in outward line of solar circuit |
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|---|---|---|---|
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| DE (1) | DE102005008646B3 (en) |
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