DE102008016083B4

DE102008016083B4 - Beheizen von Gebäuden ausschließlich mit Solarenergie

Info

Publication number: DE102008016083B4
Application number: DE102008016083.0A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: HULIN-BISCHOF, PETER, DE
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2028-03-29
Also published as: DE102008016083A1

Abstract

Vorrichtung zum Beheizen von Gebäuden ausschließlich mit Solarenergie mitwenigstens einer Solaranlage (11) zum Erwärmen eines Solarmediums ausschließlich unter Ausnutzung von Sonneneinstrahlung, mindestens einem ein Speichermedium umfassenden Wärmespeicher (13),wenigstens einer ein Heizmedium umfassenden Heizeinrichtung (15) zum Beheizen zumindest eines Teils eines Gebäudes, undeiner Bedarfssteuerung (17), die dazu ausgebildet ist, unterschiedliche Verschaltungskonfigurationen zwischen der Solaranlage (11), dem Wärmespeicher (13) und der Heizeinrichtung (15) durch Ansteuern einer Verschaltungsanordnung (31) herzustellen,wobei in wenigstens einer Direktheiz-Konfiguration, die eine der Verschaltungskonfigurationen ist, die Solaranlage (11) direkt mit der Heizeinrichtung (15) über ein erstes Leitungssystem (21) verbunden ist, um die Wärmeenergie des Solarmediums direkt an das Heizmedium zu übertragen, aber nicht mit dem Wärmespeicher (13) verbunden ist, undwobei in wenigstens einer Speicher-Konfiguration, die eine weitere der Verschaltungskonfigurationen ist, die Solaranlage (11) mit dem Wärmespeicher (13) über ein zweites, von dem ersten Leitungssystem (21) verschiedenes Leitungssystem (23) verbunden ist, um die Wärmeenergie des Solarmediums an das Speichermedium zu übertragen, aber nicht mit der Heizeinrichtung (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,dass die Direktheiz-Konfiguration durch eine Zumisch-Konfiguration, die noch eine weitere der Verschaltungskonfigurationen ist, modifizierbar ist, in der die Heizeinrichtung (15) weiterhin über das erste Leitungssystem (21) mit der Solaranlage (11) und zusätzlich mit dem Wärmespeicher (13) über ein drittes Leitungssystem (25), das von den ersten und zweiten Leitungssystemen (21, 23) verschieden ist, verbunden ist, um zusätzlich Wärmeenergie des Speichermediums an das Heizmedium zu übertragen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Beheizen von Gebäuden und ein Managementsystem zur Steuerung und/oder Regelung einer Einrichtung zum Beheizen von Gebäuden ausschließlich mit Solarenergie gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 9 und 13.
Konzepte zur Nutzung von Sonnenenergie zum Beheizen von Gebäuden sind in vielfältiger Weise grundsätzlich bekannt. Es ist auch schon versucht worden, Gebäude ausschließlich mit Solarenergie zu heizen. Über ein Forschungs- oder Erprobungsstadium sind derartige Projekte bislang allerdings nicht hinausgekommen. Viele technisch grundsätzlich realisierbare Systeme sind entweder zu teuer oder aus anderen Gründen nicht dazu geeignet, einen auch für den Normalbürger realisierbaren und finanzierbaren Standard zu bilden.
Zum Stand der Technik wird zudem auf AT 500 693 A1 , DE 197 46 799 A1 , DE 195 00 104 A1 , FR 2 471 557 A1 und FR 2 813 117 A1 verwiesen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, Gebäude ausschließlich mit Solarenergie zu heizen, wobei dies mit einem vertretbaren bautechnischen und finanziellen Aufwand möglich sein soll.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 9.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst wenigstens eine Solaranlage zum Erwärmen eines Solarmediums ausschließlich unter Ausnutzung von Sonneneinstrahlung, mindestens einen ein Speichermedium umfassenden Wärmespeicher, wenigstens eine ein Heizmedium umfassende Heizeinrichtung zum Beheizen zumindest eines Teils eines Gebäudes, und eine Bedarfssteuerung, die dazu ausgebildet ist, unterschiedliche Verschaltungskonfigurationen zwischen der Solaranlage, dem Wärmespeicher und der Heizeinrichtung herzustellen. Dabei ist vorgesehen, dass in wenigstens einer Direktheiz-Konfiguration die Solaranlage direkt mit der Heizeinrichtung verbunden ist, um die Wärmeenergie des Solarmediums direkt an das Heizmedium zu übertragen, und dass in wenigstens einer Speicher-Konfiguration die Solaranlage mit dem Wärmespeicher verbunden ist, um die Wärmeenergie des Solarmediums an das Speichermedium zu übertragen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass mit wenigstens einer Solaranlage ein Solarmedium ausschließlich unter Ausnutzung von Sonneneinstrahlung erwärmt wird, dass in wenigstens einem Wärmespeicher, der ein Speichermedium umfasst, Wärmeenergie gespeichert wird, dass mit wenigstens einer ein Heizmedium umfassenden Heizeinrichtung zumindest ein Teil eines Gebäudes beheizt wird, und dass mittels einer Bedarfssteuerung unterschiedliche Verschaltungskonfigurationen zwischen der Solaranlage, dem Wärmespeicher und der Heizeinrichtung hergestellt werden, wobei zur Herstellung einer Direktheiz-Konfiguration die Solaranlage direkt mit der Heizeinrichtung verbunden und Wärmeenergie des Solarmediums direkt an das Heizmedium übertragen wird, und wobei in wenigstens einer Speicher-Konfiguration die Solaranlage mit dem Wärmespeicher verbunden und Wärmeenergie des Solarmediums an das Speichermedium übertragen wird.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, zu jedem Zeitpunkt möglichst die gesamte zur Verfügung stehende Solarenergie zu nutzen. Bekannte Systeme stehen häufig vor dem Dilemma, dass in Perioden mit geringer oder mittlerer Sonneneinstrahlung, also insbesondere im Winter oder Frühling bzw. Herbst, das Solarmedium der Solaranlage nicht auf eine ausreichend hohe Temperatur erwärmt werden kann, die erforderlich wäre, um einem Speichermedium zusätzlich Wärmeenergie zuzuführen. Es ist im Prinzip möglich, einen ausreichend groß dimensionierten Wärmespeicher im Sommer auf eine Temperatur des Speichermediums von beispielsweise 90°C oder mehr aufzuheizen und den Wärmespeicher derart zu isolieren, dass die im Sommer gespeicherte Wärmeenergie ausreicht, um die bis zum nächsten Sommer anstehende Heizperiode ohne Zufuhr von Fremdenergie zu überstehen. Dieses Konzept erfordert aber ein derart großes Speichervolumen für den Wärmespeicher, dass dieses Konzept aufgrund des immensen Aufwandes in der Praxis nicht realisierbar ist.
Erfindungsgemäß dient nun die Solaranlage nicht ausschließlich dazu, den Wärmespeicher aufzuladen. Vielmehr kann mittels der insbesondere automatischen Bedarfssteuerung die Solaranlage gewissermaßen direkt an die Heizeinrichtung angeschlossen werden. Da in der Regel die zum Heizen nötige Temperatur des Heizmediums niedriger ist als die Temperatur eines Speichermediums eines Wärmespeichers, kann die Solarenergie auch dann genutzt werden, wenn ein Aufladen des Wärmespeichers mittels der Solaranlage nicht möglich ist.
Insbesondere beruht die Erfindung u.a. auf der Erkenntnis, dass die Vorlauftemperatur bestimmter Heizeinrichtungen derart niedrig ist, dass diese Vorlauftemperatur von dem Solarmedium der Solaranlage auch in Perioden mit geringer oder mittlerer Sonneneinstrahlung erreicht wird. Es hat sich herausgestellt, dass selbst bei ungünstigsten Wetterverhältnissen die direkt mit der Heizeinrichtung gekoppelte Solaranlage noch einen signifikanten Beitrag zur erforderlichen Erwärmung des Heizmediums der Heizeinrichtung leisten kann.
Die Erfindung nutzt folglich diejenige Sonnenenergie, die in herkömmlichen Systemen ungenutzt bleibt, bei denen die Solaranlage ausschließlich an einen Wärmespeicher angeschlossen ist.
Da es in der Praxis wahrscheinlich ist, dass in bestimmten Wetterperioden die Sonneneinstrahlung zu schwach ist, um das Solarmedium der Solaranlage ausreichend stark zu erwärmen, ist bei der Erfindung vorgesehen, dass die Direktheiz-Konfiguration durch eine Zumisch-Konfiguration modifizierbar ist, in der die Heizeinrichtung zusätzlich mit dem Wärmespeicher verbunden ist, um zusätzlich Wärmeenergie des Speichermediums an das Heizmedium zu übertragen.
Hierbei wird die Solaranlage folglich bedarfsabhängig von dem Wärmespeicher unterstützt. Es hat sich herausgestellt, dass mit einem vertretbaren Aufwand ein Wärmespeicher bereitgestellt und in Perioden mit starker Sonneneinstrahlung derart „gefüllt“ werden kann, dass die gespeicherte Wärmeenergie ausreicht, um die Solaranlage beim Beheizen des Gebäudes über die Perioden mit geringer bzw. mittlerer Sonneneinstrahlung hinweg zu unterstützen.
Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung für eine Vorlauftemperatur des Heizmediums im Bereich von etwa 20°C bis 40°C ausgelegt. Es wurde gefunden, dass derartige Temperaturen des Solarmediums häufig auch in Perioden mit geringer oder mittlerer Sonneneinstrahlung, insbesondere im Winter oder Frühling bzw. Herbst, zumindest annähernd erreicht werden. Dies bedeutet, dass an vielen Tagen im Frühling bzw. Herbst und sogar im Winter die Heizeinrichtung ausschließlich über die Solaranlage „gespeist“ werden kann. Sollte eine bedarfsgerechte Temperatur des Solarmediums nicht erreicht werden können, so kann die erwähnte Zumisch-Konfiguration gewählt werden, um die fehlende Wärmeenergie vom Wärmespeicher zu beziehen. Ist also beispielsweise eine Vorlauftemperatur von 32°C erforderlich, um das betreffende Gebäude gemäß einem vorgegebenen Bedarf zu beheizen, und ist die momentane Sonneneinstrahlung derart, dass das Solarmedium der Solaranlage lediglich auf eine Temperatur von beispielsweise 20°C erwärmt werden kann, so wird zur Überbrückung dieser Temperaturdifferenz die im Wärmespeicher gespeicherte Wärmeenergie herangezogen.
Diejenigen Fälle also, in denen die Heizeinrichtung ausschließlich über den Wärmespeicher „gespeist“ wird, sind erfindungsgemäß auf ein Minimum reduziert, indem gewissermaßen jede von der Solaranlage gelieferte Kilowattstunde auch tatsächlich zur Direktbeheizung des Gebäudes genutzt wird.
Bei der Heizeinrichtung handelt es sich insbesondere um eine Flächenheizung, beispielsweise um eine Fußbodenheizung oder eine Wandheizung.
Zur Übertragung von Wärmeenergie vom Solarmedium an das Heizmedium kann ein Wärmetauscher vorgesehen sein, bei dem es sich insbesondere um einen so genannten Plattenwärmetauscher handelt. Wärmetauscher können auch zwischen der Solaranlage und dem Wärmespeicher sowie zwischen dem Wärmespeicher und der Heizeinrichtung vorgesehen sein.
Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zur zusätzlichen Erwärmung von Brauchwasser eine Brauchwassereinrichtung mit einem Brauchwassermedium vorgesehen ist, wobei die Brauchwassereinrichtung mit dem Wärmetauscher verbunden ist, um Wärmeenergie des Speichermediums an das Brauchwassermedium zu übertragen.
Das Brauchwasser, das beispielsweise zum Duschen und Abwaschen benötigt wird, muss typischerweise auf eine Temperatur von 50°C bis 60°C erwärmt werden können. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt diese Erwärmung mittels des Wärmespeichers. Auch in dieser Hinsicht hat sich herausgestellt, dass bei vertretbarem bautechnischen und finanziellen Aufwand ein im Sommer aufgefüllter Wärmespeicher ausreicht, um über die Perioden mit geringer bzw. mittlerer Sonneneinstrahlung hinweg das Brauchwasser auf eine ausreichende hohe Temperatur zu erwärmen.
Als Speichermedium des Wärmespeichers ist insbesondere Wasser vorgesehen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur rein schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Solaranlage 11, einen Wärmespeicher 13 sowie eine Heizeinrichtung 15. Bei der Heizeinrichtung 15 handelt es sich beispielsweise um eine Mehrzahl von Fußboden- und/oder Wandheizkreisen eines Wohngebäudes, beispielsweise eines Einfamilienhauses. Bei dem Wärmespeicher 13 handelt es sich insbesondere um einen mit Wasser gefüllten Tank.
Die Solaranlage 11 ist sowohl mit der Heizeinrichtung 15 als auch mit dem Wärmespeicher 13 verbunden. Ferner stehen auch der Wärmespeicher 13 und die Heizeinrichtung 15 miteinander in Verbindung.
Die entsprechenden Leitungssysteme 21, 23 und 25 sind lediglich schematisch angedeutet. Auf die Darstellung der einzelnen Vorlauf- und Rücklaufleitungen, Ventile, Pumpen, Sensoren etc. wurde zur Vereinfachung der Darstellung verzichtet.
Ebenfalls nicht dargestellt sind die Wärmetauscher, über welche Wärmeenergie paarweise zwischen den einzelnen Teilsystemen 11, 13 und 15 übertragbar ist.
Die eigentliche Übertragung der Wärmeenergie erfolgt in herkömmlicher Weise über entsprechende Medien, insbesondere Flüssigkeiten, nämlich ein Solarmedium der Solaranlage 11, ein Speichermedium des Wärmespeichers 13 sowie ein Heizmedium der Heizeinrichtung 15.
Durch den Bereich 31 ist eine nicht im Detail dargestellte Verschaltungsanordnung angedeutet, die mit einer zentralen Bedarfssteuerung 17 über grundsätzlich beliebig ausgestaltete Kommunikationsverbindungen 29 in Verbindung steht. Die Bedarfssteuerung 17 und die Schaltungsanordnung 31 sorgen dafür, dass in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern bzw. Parameterwerten stets eine vorgegebene Schaltungskonfiguration hergestellt ist. Dabei ist die Bedarfssteuerung 17 in der Lage, automatisch zwischen verschiedenen Verschaltungskonfigurationen zu wechseln.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht im Wesentlichen darauf, dass in Perioden mit starker Sonneneinstrahlung, d.h. insbesondere während des Sommers, die Solaranlage 11 mit dem Wärmespeicher 13 verbunden ist. In dieser Speicher-Konfiguration ist die Verschaltungsanordnung 31 derart konfiguriert bzw. geschaltet, dass die Solaranlage 11 über das zweite Leitungssystem 23 mit dem Wärmespeicher 13 verbunden ist. Eine direkte Kopplung zwischen der Solaranlage 11 und der Heizeinrichtung 15 über das erste Leitungssystem 21 besteht nicht.
Bei starker Sonneneinstrahlung ist die erreichbare Temperatur des Solarmediums hoch genug, um das Speichermedium des Wärmespeichers 13 auf eine Temperatur von z.B. 90°C oder mehr zu erwärmen.
Wenn es erforderlich ist, das Gebäude zu heizen und hierzu die Heizeinrichtung 15 in Betrieb zu nehmen, wird von der vorstehend erläuterten Speicher-Konfiguration auf eine Direktheiz-Konfiguration umgeschaltet, in welcher die Solaranlage 11 über das erste Leitungssystem 21 direkt mit der Heizeinrichtung 15 gekoppelt ist. Hierbei ist „direkt“ so zu verstehen, dass eine direkte „Beladung“ der Heizeinrichtung 15 durch die Solaranlage 11 unter Umgehung des Wärmespeichers 13 erfolgt. Insbesondere ist die Anordnung eines Wärmetauschers, z.B. eines Plattenwärmetauschers, in dem ersten Leitungssystem 21 zwischen Solaranlage 11 und Heizeinrichtung 15 von dem Begriff „direkt“ mit umfasst.
Die „direkte“ Beladung der Heizeinrichtung 15 durch die Solaranlage 11 bedeutet also, dass von der Solaranlage 11 gelieferte Wärmeenergie unmittelbar und ohne relevante Zeitverzögerung zum Beheizen des Gebäudes verwendet wird. Da es sich in diesem Ausführungsbeispiel bei der Heizeinrichtung 15 um ein System aus Fußboden- und/oder Wandheizkreisen handelt, die typischerweise eine Vorlauftemperatur des Heizmediums im Bereich von etwa 20°C bis 40°C erfordern, ist die „Direktbeladung“ dieser Heizeinrichtung 15 dann besonders effizient, wenn aufgrund einer geringen oder mittleren Sonneneinstrahlung nur eine Temperatur des Solarmediums der Solaranlage 11 von etwa 20°C bis 40°C erreicht wird.
Reicht die Temperatur des Solarmediums der Solaranlage 11 nicht aus, um eine von der Bedarfssteuerung 17 geforderte Vorlauftemperatur des Heizmediums in der Heizeinrichtung 15 zu gewährleisten, so sorgt die Bedarfssteuerung 17 durch entsprechende Ansteuerung der Verschaltungsanordnung 31 dafür, dass der Wärmespeicher 13 zur Unterstützung der Solaranlage 11 herangezogen und über das dritte Leitungssystem 25 mit der Heizeinrichtung 15 verbunden wird. Der Wärmespeicher 13 steuert dabei so viel Wärmeenergie bei, dass die Solaranlage 11 mit Unterstützung des Wärmespeichers 13 die erforderliche Vorlauftemperatur der Heizeinrichtung 15 bereitstellen kann.
Vereinfacht ausgedrückt ist erfindungsgemäß also die Solaranlage 11 im Sommer, wenn ohnehin nicht geheizt wird, mit dem Wärmespeicher 13 verbunden, um diesen „aufzuladen“, d.h. das Speichermedium des Wärmespeichers 13 auf eine vorgegebene Maximaltemperatur zu erwärmen. In der Übergangszeit, d.h. im Frühling und Herbst, sowie im Winter, wenn regelmäßig oder durchgehend geheizt werden muss, ist die Solaranlage 11 mit dem Heizsystem 15 verbunden, wobei diese „Direktbeladung“ gegebenenfalls durch „Zuschalten“ des Wärmespeichers 13 unterstützt wird.
Selbstverständlich ist die Bedarfssteuerung 17 nicht an die Jahreszeiten gebunden. Beispielsweise kann die Direktheiz-Konfiguration zur „Direktbeladung“ der Heizeinrichtung 15 mittels der Solaranlage 11 jederzeit, d.h. auch im Sommer, hergestellt werden, wenn z.B. aufgrund einer kurzfristigen Schlechtwetter- bzw. Kälteperiode ein Heizen des Gebäudes erforderlich oder gewünscht ist. Dabei kann die Bedarfssteuerung 17 so ausgelegt sein, dass dann, wenn noch mit ausreichender Wahrscheinlichkeit Perioden mit starker Sonneneinstrahlung zu erwarten sind, die Heizeinrichtung 15 ausschließlich mittels des Wärmespeichers 13 betrieben werden.
Dieses Beispiel verdeutlicht, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mittels der Bedarfssteuerung 17 äußerst flexibel auf die jeweils herrschenden Bedingungen unter Berücksichtigung von grundsätzlich beliebigen Vorgaben des Benutzers reagieren kann. Das Verhalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit durch entsprechende Programmierung der Bedarfssteuerung 17 vorgegeben werden.
Der Wärmespeicher 13 ist des Weiteren über ein einen Wärmetauscher umfassendes Leitungssystem 27 mit einer Brauchwassereinrichtung 19 verbunden, die dazu dient, Brauchwasser auf eine Temperatur von beispielsweise 50°C bis 60°C zu erwärmen. Die Brauchwassereinrichtung 19 kann permanent mit dem Wärmespeicher 13 gekoppelt sein, so dass unabhängig von der Sonneneinstrahlung die Erwärmung des Brauchwassers ausschließlich über den Wärmespeicher 13 erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass unter bestimmten, vorgebbaren Bedingungen auch die Solaranlage 11 dazu verwendet wird, das Brauchwasser zu erwärmen.
Mit der Erfindung ist es bei vertretbarem bautechnischen und finanziellen Aufwand möglich, die gesamte zum Beheizen eines Gebäudes, z.B. eines Einfamilien- oder Reihenhauses, erforderliche Wärmeenergie mittels der Solaranlage bereitzustellen, und zwar aufgrund der flexiblen und intelligenten Nutzung der Solaranlage, die insbesondere die „Direktbeladung“ der Heizeinrichtung umfasst. Das Gebäude ist somit - zumindest bezogen auf das Heizen - vollkommen unabhängig von der Zufuhr von Fremdenergie. Eine zusätzliche Öl-, Gas- oder Feststoffheizung ist nicht erforderlich.
Dabei hat sich - wie bereits erwähnt - gezeigt, dass auch die Brauchwassererwärmung von der Solaranlage bzw. dem ausschließlich von der Solaranlage „aufgeladenen“ Wärmespeicher mit übernommen werden kann, ohne dass dies die bautechnische Realisierbarkeit oder die Finanzierbarkeit des betreffenden Gebäudes beeinträchtigen würde. Auf in sowohl wirtschaftlicher als auch ökologischer Hinsicht ideale Weise kann hierdurch ein so genanntes „100%-Solarhaus“ realisiert werden, und zwar auf der Basis eines Konzeptes, das sich aufgrund des vertretbaren bautechnischen und finanziellen Aufwandes auch und gerade für den Durchschnittsverbraucher bzw. -bauherrn und somit als zukünftiger Baustandard hervorragend eignet.
Bezugszeichenliste

11: Solaranlage
13: Wärmespeicher
15: Heizeinrichtung
17: Bedarfssteuerung
19: Brauchwassereinrichtung
21: erstes Leitungssystemerstes Leitungssystem
23: zweites Leitungssystem
25: drittes Leitungssystem
27: Leitungssystem
29: Kommunikationsverbindungen
31: Verschaltungsanordnung

Claims

Vorrichtung zum Beheizen von Gebäuden ausschließlich mit Solarenergie mit wenigstens einer Solaranlage (11) zum Erwärmen eines Solarmediums ausschließlich unter Ausnutzung von Sonneneinstrahlung, mindestens einem ein Speichermedium umfassenden Wärmespeicher (13), wenigstens einer ein Heizmedium umfassenden Heizeinrichtung (15) zum Beheizen zumindest eines Teils eines Gebäudes, und einer Bedarfssteuerung (17), die dazu ausgebildet ist, unterschiedliche Verschaltungskonfigurationen zwischen der Solaranlage (11), dem Wärmespeicher (13) und der Heizeinrichtung (15) durch Ansteuern einer Verschaltungsanordnung (31) herzustellen, wobei in wenigstens einer Direktheiz-Konfiguration, die eine der Verschaltungskonfigurationen ist, die Solaranlage (11) direkt mit der Heizeinrichtung (15) über ein erstes Leitungssystem (21) verbunden ist, um die Wärmeenergie des Solarmediums direkt an das Heizmedium zu übertragen, aber nicht mit dem Wärmespeicher (13) verbunden ist, und wobei in wenigstens einer Speicher-Konfiguration, die eine weitere der Verschaltungskonfigurationen ist, die Solaranlage (11) mit dem Wärmespeicher (13) über ein zweites, von dem ersten Leitungssystem (21) verschiedenes Leitungssystem (23) verbunden ist, um die Wärmeenergie des Solarmediums an das Speichermedium zu übertragen, aber nicht mit der Heizeinrichtung (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktheiz-Konfiguration durch eine Zumisch-Konfiguration, die noch eine weitere der Verschaltungskonfigurationen ist, modifizierbar ist, in der die Heizeinrichtung (15) weiterhin über das erste Leitungssystem (21) mit der Solaranlage (11) und zusätzlich mit dem Wärmespeicher (13) über ein drittes Leitungssystem (25), das von den ersten und zweiten Leitungssystemen (21, 23) verschieden ist, verbunden ist, um zusätzlich Wärmeenergie des Speichermediums an das Heizmedium zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (15) für eine Vorlauftemperatur des Heizmediums im Bereich von etwa 20°C bis 40°C ausgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (15) eine Flächenheizung umfasst, insbesondere eine Fußbodenheizung oder Wandheizung.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung von Wärmeenergie vom Solarmedium an das Heizmedium ein Wärmetauscher vorgesehen ist, insbesondere ein Plattenwärmetauscher.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzlichen Erwärmung von Brauchwasser eine Brauchwassereinrichtung (19) mit einem Brauchwassermedium vorgesehen ist, wobei die Brauchwassereinrichtung (19) mit dem Wärmespeicher (13) verbunden ist, um Wärmeenergie des Speichermediums an das Brauchwassermedium zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brauchwassereinrichtung (19) mit dem Wärmespeicher (13) permanent verbunden ist
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Speichermedium Wasser vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedarfssteuerung (17) automatisch arbeitet.
Verfahren zum Beheizen von Gebäuden ausschließlich mit Solarenergie, bei dem mit wenigstens einer Solaranlage (11) ein Solarmedium ausschließlich unter Ausnutzung von Sonneneinstrahlung erwärmt wird, in mindestens einem Wärmespeicher (13), der ein Speichermedium umfasst, Wärmeenergie gespeichert wird, mit wenigstens einer ein Heizmedium umfassenden Heizeinrichtung (15) zumindest ein Teil eines Gebäudes beheizt wird, und mittels einer Bedarfssteuerung (17) unterschiedliche Verschaltungskonfigurationen zwischen der Solaranlage (11), dem Wärmespeicher (13) und der Heizeinrichtung (15) hergestellt werden, wobei dann, wenn es erforderlich ist, das jeweilige Gebäude zu heizen, zur Herstellung einer Direktheiz-Konfiguration, die eine der Verschaltungskonfigurationen ist, die Solaranlage (11) direkt mit der Heizeinrichtung (15) verbunden und Wärmeenergie des Solarmediums direkt an das Heizmedium übertragen wird, und wobei dann, wenn die Temperatur des Solarmediums hoch genug ist, um das Speichermedium zu erwärmen, in wenigstens einer Speicher-Konfiguration, die eine weitere der Verschaltungskonfigurationen ist, die Solaranlage (11) mit dem Wärmespeicher (13) verbunden und Wärmeenergie des Solarmediums an das Speichermedium übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktheiz-Konfiguration bedarfsabhängig, nämlich dann, wenn eine bedarfsgerechte Temperatur des Solarmediums nicht erreicht werden kann, durch eine Zumisch-Konfiguration, die noch eine weitere der Verschaltungskonfigurationen ist, modifiziert wird, in der die Heizeinrichtung (15) weiterhin mit der Solaranlage (11) und zusätzlich mit dem Wärmespeicher (13) verbunden und zusätzlich Wärmeenergie des Speichermediums, die zuvor in der Speicher-Konfiguration von dem Solarmedium an das Speichermedium übertragen wurde, an das Heizmedium übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit zumindest von der Temperatur des Solarmediums und der Temperatur des Speichermediums zwischen der Direktheiz-Konfiguration und der Speicher-Konfiguration umgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Perioden mit starker Sonneneinstrahlung, insbesondere im Sommer, die Wärmeenergie des Solarmediums zum Aufladen des Wärmespeichers (13) und in Perioden mit geringer oder mittlerer Sonneneinstrahlung, insbesondere im Winter oder Frühling bzw. Herbst, die Wärmeenergie des Solarmediums zum direkten Erwärmen des Heizmediums genutzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Brauchwasser erwärmt wird, indem eine ein Brauchwassermedium umfassende Brauchwassereinrichtung (19) mit dem Wärmespeicher (13) verbunden und Wärmeenergie des Speichermediums an das Brauchwassermedium übertragen wird.
Managementsystem zur Steuerung und/oder Regelung einer Einrichtung zum Beheizen von Gebäuden ausschließlich mit Solarenergie, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und/oder zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 12.