DE19831147A1

DE19831147A1 - Nachladesteuerung eines Solar-Warmwasserspeichers

Info

Publication number: DE19831147A1
Application number: DE19831147A
Authority: DE
Inventors: Andreas Warzecha; Rudolf Klein
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-07-11
Filing date: 1998-07-11
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2018-07-12
Also published as: DE19831147C2

Abstract

Bei Solar-Warmwasserspeichern ist darauf zu achten, daß eine möglichst hohe Solarnutzung erfolgt. Das Nachladen durch einen Heizkessel sollte auf ein Mindestmaß beschränkt werden. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Nachladesteuerung ist so konzipiert, daß die Schaltdifferenz, d. h. der Wert zwischen der den Heizkessel eingeschalteten Speicher-Mindesttemperatur und der durch die Solaranlage zu erzielenden Speicher-Solltemperatur, von niedrigen Werten während der geringer Erträge der Solaranlage auf höhere Werte während größerer Erträge der Solaranlage ansteigt. Diese vergrößerte Temperaturdifferenz während größerer Solarerträge, d. h. während der Betriebsphase der Solaranlage, sorgt dafür, daß vorrangig Solarenergie eingespeist wird, und daß der Startbefehl für den Heizkessel deutlich verzögert wird.

Description

Die Erfindung betrifft die Nachladesteuerung eines Solar-Warmwasserspeichers nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solar-Warmwasserspeicher nehmen die während der täglichen Sonnenscheindauer nutzbare Sonnenenergie auf. Damit auch in Tageszeiten ohne eine ausreichende Zu fuhr von Sonnenenergie ein nutzbares Energiepotential im Warmwasserspeicher vor handen ist, erfolgt bei Bedarf ein Nachladen durch einen Heizkessel anhand einer auf die Kesselsteuerung einwirkenden Speicher-Mindesttemperatur. Infolge dieses Nach ladens kann der Warmwasserspeicher über den ganzen Tagesverlauf eine ausrei chende Menge an warmem Wasser zur Verfügung stellen.

Es ist wichtig, daß immer vorrangig die Sonnenenergie zum Aufheizen des Speicher wassers benutzt wird, und daß das Nachladen durch den Heizkessel nur dann erfolgt, wenn es unbedingt erforderlich ist. So hat man schon zeitliche Begrenzungen für das Nachladen vorgeschlagen, etwa dann, wenn trotz eines Startbefehles für den Heiz kessel in Anlehnung an das Geschehen am vorherigen Tag mit einem baldigen Star ten der Solaranlage zu rechnen ist (DE 43 33 506 C1), oder wenn ein Rechner fest stellt, daß die vorgegebene Solltemperatur bis zum Beginn der Hauptwasserentnahme durch die bis dahin noch hinzuzufügende Sonnenenergie erreicht werden kann (DE 195 24 352 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Vorrang der Solarnutzung gegenüber dem Nachfaden durch den Heizkessel noch weiter zu steigern.

Die erfindungsgemäße Nachladesteuerung besitzt die im Patentanspruch 1 genann ten Merkmale.

Während man bisher daran dachte, den Startbeginn für das Nachladen zeitweise zu überbrücken, wird jetzt die Differenz zwischen der Speicher-Mindest- und Solltempe ratur in Abhängigkeit von den zu erwartenden oder tatsächlichen Solarerträgen verän dert, und zwar derart, daß sie während größerer Erträge der Solaranlage größer ist als während niedrigerer Erträge. Eine solche Vergrößerung der Temperaturdifferenz wäh rend der Betriebsphase der Solaranlage sorgt dafür, daß eine wesentlich größere Speicherkapazität für Solarenergie vorhanden ist, als es bisher der Fall war, weil der Startbeginn des Brenners deutlich verzögert wird und weil über der durch den Brenner garantierten Stütztemperatur noch eine ausreichende Temperaturspanne für die Auf nahme von Solarenergie verbleibt.

Durch ein Vergrößern der Temperaturdifferenz über ein außentemperaturabhängiges Absenken der Speicher-Mindesttemperatur bei gleichbleibender Speicher- Solltemperatur wird der Startbefehl für das Nachladen durch den Heizkessel während der Betriebsphase der Solaranlage deutlich verzögert. Somit wird die Nutzung der Sonnenenergie vergrößert. Bei Untersuchungen wurde festgestellt, daß die Deckungs rate der Solaranlage auf diese Weise wirkungsvoll um etwa 5-10% gesteigert werden kann.

Man könnte die Veränderung der Temperaturdifferenz über den Tagesverlauf analog den zu erwartenden Außentemperaturen fest einprogrammieren. Noch günstiger ist es jedoch, wenn diese Veränderung anhand der tatsächlich vorliegenden Außentempe raturen selbsttätig erfolgt. Dabei können zusätzliche Sonderfunktionen berücksichtigt werden, die in den Unteransprüchen 3 bis 6 aufgeführt sind.

Es empfiehlt sich, während der Stillstandsphase der Solaranlage mit der bisher übli chen, niedrigen Temperaturdifferenz von etwa 5 K zu arbeiten, damit die gewünschte Speicher-Solltemperatur durch ein kontinuierliches Nachladen über den Heizkessel garantiert wird, und diese Temperaturdifferenz während der Betriebsphase der So laranlage auf Werte von etwa 20-25 K anzuheben. Die Solaranlage hat jetzt wesent lich mehr Zeit, Energie einzuspeisen, bevor das Nachladen über den Heizkessel be ginnt.

Die Zeichnung stellt in den Diagrammen a-e mehrere Funktionsschemen der Erfin dung dar.

a: Die Differenz zwischen der Speicher-Mindesttemperatur und der Speicher- Solltemperatur liegt vom späten Nachmittag (etwa 17.00 Uhr) bis zum frühen Morgen (etwa 6.00 h), d. h. während der Stillstandszeit der Solaranlage, bei et wa 5 K. Sie steigt dann außentemperaturabhängig auf etwa 20-25 K an, um erst am späten Nachmittag wieder abzufallen. Auf diese Weise ist ein größeres Einspeisepotential während der Betriebsphase der Solaranlage gegeben.

b: Man kann die Schwankung der Außentemperatur zwischen Tag und Nacht als Ergänzungsfaktor einfließen lassen.

c: Man kann dabei die Anstiegs- und Abfallgeschwindigkeit der Außentemperatur berücksichtigen.

d: Die Speicher-Mindesttemperatur kann in Abhängigkeit vom Benutzerverhalten, d. h. ob er viel oder wenig Wärme dem Warmwasserspeicher entnimmt, in der Höhe frei eingestellt werden.

e: Durch die Auswertung des Strahlungsertrages kann der Zeitpunkt der Verände rung der Speicher-Mindesttemperatur und damit der Temperaturdifferenz ein gestellt werden.

Claims

1. Nachladesteuerung eines Solar-Warmwasserspeichers anhand einer bei nicht ausreichender Energiezufuhr durch die Solaranlage das Nachladen durch einen Heizkessel steuernden Speicher-Mindesttemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Speicher-Mindesttemperatur und einer eingestellten Speicher-Solltemperatur von niedrigeren Werten bei geringen Erträgen der Solaranlage auf höhere Werte bei größeren Erträgen der Solaranlage ansteigt.

2. Nachladesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Temperaturdifferenz durch eine außentemperaturabhängige Veränderung der Speicher-Mindesttemperatur erfolgt.

3. Nachladesteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Schwankung der Außentemperatur zwi schen Tag und Nacht auf die Veränderung der Temperaturdifferenz einwirkt.

4. Nachladesteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Anstiegs- und die Abfallgeschwindigkeit der Außentemperatur auf die Veränderung der Temperaturdifferenz einwirkt.

5. Nachladesteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Speicherlade- und -entladerhythmus, d. h. das Nutzungsverhalten des Anwenders, auf die Veränderung der Temperaturdifferenz einwirkt.

6. Nachladesteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Strahlungsertrag, d. h. der frühest mögli che und spätest noch zu erzielende Solarertrag, auf den Zeitpunkt der Veränderung der Temperaturdifferenz einwirkt.

7. Nachladesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz während der Stillstandsphase der Solaranlage etwa 5 K beträgt, und daß sie während der Betriebsphase der So laranlage auf etwa 20-25 K ansteigt.