DE20013247U1

DE20013247U1 - Heat storage arrangement

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Publication number: DE20013247U1
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Authority: DE
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Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2010-08-02

Description

Anmelder: PA Weber, UlmApplicant: PA Weber, Ulm

Sailer Solarsysteme Gmbtf·, .· Zeichen: sail00p1de-gmSailer Solarsysteme Gmbtf·, .· Character: sail00p1de-gm

BezeichnungDesignation
WärmespeicheranordnungHeat storage arrangement

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Wärmespeicheranordnung mit einem Hauptspeicherbehälter und wenigstens einem Zusatzspeicherbehälter.The invention relates to a heat storage arrangement with a main storage tank and at least one additional storage tank.

&iacgr;&ogr; Wärmespeicheranordnungen sind insbesondere in Verbindung mit solarthermischen Kollektoren im Einsatz. Zur Erhöhung der Speicherkapazität ist es an sich bekannt, mehrere Speicherbehälter vorzusehen und diese in der Art zu verbinden, daß ein Speicher als Hauptspeicher dient, in welchem Wärme aus dem Solarkreislauf eingespeichert wird, wobei Schichtspeichereinrichtungen vorgesehen sein können. Eine Einspeicherung von Wärme in die Zusatzspeicher aus dem Hauptspeicher erfolgt beispielsweise dann, wenn dieser vollständig auf die Solltemperatur aufgeladen ist. Bei absinkender Temperatur im Hauptspeicher kann Wärme aus einem Zusatzspeicher in den Hauptspeicher zurückgeführt werden. Der Austausch zwischen Hauptspeicher und Zusatz-Speicher ist mit erhöhtem Aufwand für Umwälzvorrichtungen und Regeleinrichtungen verbunden und führt im allgemeinen auch nicht zu einer befriedigenden Verteilung der Speicherwärme, insbesondere bei Wärmeentnahme aus dem Hauptspeicher.&iacgr;&ogr; Heat storage arrangements are used in particular in conjunction with solar thermal collectors. In order to increase the storage capacity, it is known per se to provide several storage containers and to connect them in such a way that one storage tank serves as the main storage tank in which heat from the solar circuit is stored, whereby layered storage devices can be provided. Heat is stored in the additional storage tanks from the main storage tank, for example, when this is fully charged to the target temperature. If the temperature in the main storage tank drops, heat from an additional storage tank can be fed back into the main storage tank. The exchange between the main storage tank and the additional storage tank involves increased expenditure on circulation devices and control devices and generally does not lead to a satisfactory distribution of the stored heat, particularly when heat is taken from the main storage tank.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Wärmespeicheranordnung mit einem Hauptspeicherbehälter und wenigstens einem Zusatzspeicherbehälter bei geringem Installationsaufwand die Verteilung der Wärme in den Speicherbehältern zu verbessern und in Verbindung mit einerThe present invention is based on the object of improving the distribution of heat in the storage containers in a heat storage arrangement with a main storage container and at least one additional storage container with little installation effort and in conjunction with a

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solarthermischen Kollektoranordnung den Wirkungsgrad der Anlage zu erhöhen. solar thermal collector arrangement to increase the efficiency of the system.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.The invention is described in claim 1. The dependent claims contain advantageous embodiments and further developments of the invention.

Die erfindungsgemäße Anordnung führt sowohl bei einer Fluidführung erster Art als auch bei einer Fluidführung zweiter Art zu einer Wärmeverteilung in den Speicherbehältern, welche im wesentlichen einer Anordnung der Speichervolumina übereinander in einem einzigen entsprechend hohen Speicher mit nur einer Vorrichtung zur Zufuhr und/oder Abfuhr von Wärme über jeweils eine die gesamte Behälterhöhe durchgreifenden Einschichteinrichtung äquivalent ist.The arrangement according to the invention leads to a heat distribution in the storage containers, both in the case of a fluid guide of the first type and in the case of a fluid guide of the second type, which is essentially equivalent to an arrangement of the storage volumes one above the other in a single correspondingly high storage container with only one device for supplying and/or removing heat via a single-layer device spanning the entire height of the container.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keine zusätzlichen Installationen, Mess- und Regeleinrichtungen, Ventile und Pumpen für den Austausch von Wärme zwischen den mehreren Speicherbehältern erforderlich sind. Die mehreren Speicherbehälter können gleiche oder verschiedene Größen und Formen aufweisen.A significant advantage of the invention is that no additional installations, measuring and control devices, valves and pumps are required for the exchange of heat between the multiple storage tanks. The multiple storage tanks can have the same or different sizes and shapes.

Die mehreren Speicherbehälter können in Anpassung an bauliche Gegebenheiten gewählt und aufgestellt werden. Insbesondere ist auch eine einfache Speichererweiterung ohne Eingriff in die Inneninstallation vorhandener Speicherbehälter möglich.The multiple storage tanks can be selected and installed to suit the structural conditions. In particular, a simple storage expansion is possible without interfering with the internal installation of existing storage tanks.

Bei einer Fluidführung erster Art, welche Speicherflüssigkeit führt, ist ein Fluidkreislauf nacheinander durch alle Speicherbehälter geführt und extern d. h. außerhalb der Speicherbehälter wieder geschlossen. Mittels einer in den Kreislauf eingefügten Pumpe kann Speicherflüssigkeit in dem geschlossenen Kreislauf umgewälzt werden, wobei die aus einem Speicher abströmende Flüs-In a fluid guide of the first type, which carries storage fluid, a fluid circuit is led through all storage containers one after the other and then closed externally, i.e. outside the storage containers. By means of a pump inserted into the circuit, storage fluid can be circulated in the closed circuit, whereby the fluid flowing out of a storage

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sigkeit beim Eintreten in den im Kreislauf nächstfolgenden Speicher über eine Einschichteinrichtung geführt ist, um die Flüssigkeit temperaturrichtig und verwirbelungsarm einzuschichten. Der Hauptspeicherbehälter ist dabei in Strömungsrichtung für Wärmeentnahme der letzte und für Wärmeeinspeicherung der erste Speicher der Aufeinanderfolge der mehreren Speicherbehälter.When the liquid enters the next storage tank in the circuit, it is guided through a single-layer device in order to layer the liquid at the correct temperature and with little turbulence. In the direction of flow, the main storage tank is the last storage tank for heat extraction and the first storage tank for heat storage in the sequence of several storage tanks.

Die Anbindung einer Wärmequelle oder Wärmesenke an eine Fluidführung erster Art erfolgt vorteilhafterweise über eine in dem externen Rückschlußweg des Kreislaufs angeordnete Wärmetauscheranordnung.The connection of a heat source or heat sink to a fluid guide of the first type is advantageously carried out via a heat exchanger arrangement arranged in the external return path of the circuit.

Eine Fluidführung zweiter Art für ein von der Speicherflüssigkeit getrenntes Fluid sieht in den mehreren Speicherbehältern jeweils eine Wärmetauscheranordnung vor. Die Wärmetauscheranordnungen sind dabei vorzugsweise jeweils am Eingang einer Einschichteinrichtung zur optimalen Einschichtung der die Wärmetauscheranordnung umströmenden Speicherflüssigkeit angeordnet. Die Wärmetauscheranordnungen sind nacheinander von dem Fluid durchströmt, wobei wiederum der Hauptspeicher in Strömungsrichtung der erste oder der letzte Speicher der Aufeinanderfolge der mehreren Speicherbehälter ist.A second type of fluid guide for a fluid separated from the storage fluid provides a heat exchanger arrangement in each of the several storage containers. The heat exchanger arrangements are preferably arranged at the inlet of a single-layer device for optimal layering of the storage fluid flowing around the heat exchanger arrangement. The fluid flows through the heat exchanger arrangements one after the other, with the main storage device being the first or last storage device in the flow direction of the succession of the several storage containers.

Die Fluidführung zweiter Art kann extern zu einem Kreislauf geschlossen sein und dabei ein Fluid enthalten, welches vorteilhafterweise auf die Art der Fluidführung und der damit verbundenen Wärmesenke oder Wärmequelle abgestimmt sein kann. Insbesondere kann eine Fluidführung zweiter Art einen solarthermischen Kreislauf bilden, in welchem eine solarthermische Kollektoran-Ordnung unmittelbar von dem Fluid durchströmt ist. Das Fluid kann dabei in an sich bekannter Weise aus einer Substanz oder einer Mischung bestehen, welche gegenüber reinem Wasser oder auch gegenüber der Speicherflüssigkeit einen abgesenkten Gefrierpunkt und/oder einen erhöhten Siedepunkt besitzt. Besonders vorteilhaft ist die Verbindung einer solar-thermischen Anlage mitThe fluid guide of the second type can be closed externally to form a circuit and contain a fluid which can advantageously be adapted to the type of fluid guide and the associated heat sink or heat source. In particular, a fluid guide of the second type can form a solar thermal circuit in which the fluid flows directly through a solar thermal collector arrangement. The fluid can consist in a manner known per se of a substance or a mixture which has a lower freezing point and/or a higher boiling point than pure water or the storage liquid. The connection of a solar thermal system with

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einer Umwälzpumpe im Solarkreislauf, welche ihre elektrische Betriebsleistung zumindest teilweise aus einer photovoltaischen Einrichtung bezieht und dabei auf eine Zieltemperatur des Fluids am Kollektorausgang geregelt ist oder auch allein photovoltaisch und ungeregelt betrieben sein kann.a circulation pump in the solar circuit, which draws its electrical operating power at least partially from a photovoltaic device and is regulated to a target temperature of the fluid at the collector outlet or can also be operated solely photovoltaically and unregulated.

Eine extern zu einem Kreislauf geschlossene Fluidführung zweiter Art kann auch, insbesondere beim Einsatz zur Brauchwassererwärmung, im externen Rückschluß eine weitere Wärmetauscheranordnung enthalten.A fluid guide of the second type which is closed externally to form a circuit can also contain a further heat exchanger arrangement in the external return circuit, particularly when used for domestic water heating.

&iacgr;&ogr; Eine Fluidführung zweiter Art kann auch, anstelle des externen Schlusses zu einem Kreislauf, zwischen externen Anschlüssen einer Fluidquelle und einer Fluidsenke von einem Fluid durchströmt sein, wobei das Fluid hierbei insbesondere Brauchwasser sein kann und die Fluidführung zweiter Art einen Frischwasserzufluß mit einer Zapfstelle verbindet.&iacgr;&ogr; A fluid guide of the second type can also, instead of the external connection to a circuit, have a fluid flowing through it between external connections of a fluid source and a fluid sink, whereby the fluid can in particular be service water and the fluid guide of the second type connects a fresh water inlet to a tap.

Die Wärmespeicheranordnung ist insbesondere als Pufferanordnung einer solarthermischen Anlage zur Brauchwassererwärmung eingesetzt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann eine solche solarthermische Anlage durch eine konventionelle Heizeinrichtung ergänzt und/oder zur Bedienung eines Heizkreises mit herangezogen sein. Die konventionelle Heizeinrichtung kann vorteilhafterweise zur Aufheizung eines oberen Teilvolumens des Hauptspeichers und/oder zur Temperaturanhebung von für den Heizkreis aus dem Hauptspeicher entnommener Speicherflüssigkeit eingesetzt werden. Bei gleichzeitiger Verwendung der Speicherflüssigkeit für die Brauchwassererwärmung und für einen Heizkreis kann vorteilhafterweise für die Brauchwassererwärmung eine Fluidführung erster Art eingesetzt sein, deren kalte Rücklaufleitung mit dem Rücklauf des Heizkreises zusammengelegt ist.The heat storage arrangement is used in particular as a buffer arrangement of a solar thermal system for domestic water heating. According to an advantageous development of the invention, such a solar thermal system can be supplemented by a conventional heating device and/or used to operate a heating circuit. The conventional heating device can advantageously be used to heat an upper partial volume of the main storage tank and/or to raise the temperature of storage fluid taken from the main storage tank for the heating circuit. If the storage fluid is used simultaneously for domestic water heating and for a heating circuit, a fluid guide of the first type can advantageously be used for domestic water heating, the cold return line of which is combined with the return of the heating circuit.

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Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung, bei welcher sowohl die Zuführung als auch die Entnahme von Wärme aus dem Speichervolumen über eine Fluidführung erster und/oder zweiter Art erfolgen.Particularly advantageous is an arrangement in which both the supply and the removal of heat from the storage volume take place via a fluid guide of the first and/or second type.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildung noch eingehend veranschaulicht.The invention is illustrated in more detail below using preferred embodiments with reference to the figure.

Die Abbildung zeigt eine Wärmespeicheranordnung mit einem Hauptspeicherbehälter HS und drei Zusatzspeicherbehältern ZS1, ZS2 und ZS3. Die mehreren Speicherbehälter sind bezüglich der Fluidführungen FF1 und FF2 kaskadiert aufeinanderfolgend angeordnet.The figure shows a heat storage arrangement with a main storage tank HS and three additional storage tanks ZS1, ZS2 and ZS3. The multiple storage tanks are arranged in cascaded succession with respect to the fluid guides FF1 and FF2.

Die Wärmespeicheranordnung ist im skizzierten Beispiel Teil einer Gesamtanlage mit einer solarthermischen Kollektoranordnung STK₁ einer photovoltaischen Einrichtung PVM₁ Einrichtungen zur Brauchwassererwärmung, einem Heizkessel ZH und einem Heizkreis HK.In the example outlined, the heat storage arrangement is part of an overall system with a solar thermal collector arrangement STK _1, a photovoltaic device PVM _1, facilities for domestic water heating, a heating boiler ZH and a heating circuit HK.

Die solarthermische Kollektoranordnung STK ist in einen geschlossenen Kreislauf einer Fluidführung FF2 zweiter Art eingefügt, in welchem über eine von der photovoltaischen Einrichtung PVM angetriebene Umwälzpumpe SP ein Solarfluid umgewälzt werden kann. Die Pumpe SP kann ungeregelt durch die von der photovoltaischen Einrichtung PVM gelieferte elektrische Leistung angetrieben sein. Eine andere vorteilhafte Betriebsweise der Pumpe SP kann vorsehen, daß die Förderleistung so gesteuert ist, daß das Solarfluid am Ausgang der Kollektoranordnung STK zur solaren Vorlaufleitung eine vorgebbare Zieltemperatur einnimmt. Die elektrische Leistung der Pumpe kann auch aus dem konventionellen Stromnetz oder einer Pufferbatterie entnommen sein. Die Pumpe SP ist vorzugsweise in der kalten solaren Rücklaufleitung SR angeordnet. The solar thermal collector arrangement STK is inserted into a closed circuit of a fluid guide FF2 of the second type, in which a solar fluid can be circulated via a circulation pump SP driven by the photovoltaic device PVM. The pump SP can be driven in an uncontrolled manner by the electrical power supplied by the photovoltaic device PVM. Another advantageous mode of operation of the pump SP can provide that the delivery rate is controlled in such a way that the solar fluid at the outlet of the collector arrangement STK to the solar feed line reaches a predeterminable target temperature. The electrical power of the pump can also be taken from the conventional power grid or a buffer battery. The pump SP is preferably arranged in the cold solar return line SR.

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Das in der Kollektoranordnung STK durch Sonneneinstrahlung erwärmte Solarfluid wird mittels der Pumpe über die solare Vorlaufleitung SV zu einer Wärmetauscheranordnung TH im Hauptspeicherbehälter HS befördert, durchläuft danach die in der Fluidführung FF2 in Strömungsrichtung folgenden Wämnetauscheranordnungen TZ1, TZ2 und TZ3 in den Zusatzspeicherbehältern Z1, Z2, Z3 und fließt vom Ausgang der letzten Wärmetauscheranordnung TZ3 des in der Aufeinanderfolge letzten Zusatzspeichers Z3 über die solare Rücklaufleitung SR wieder zur Kollektoranordnung STK. Die einzelnen Wärmetauscheranordnungen TH, TZ1, TZ2, TZ3 sind jeweils mit SchichtspeichereinrichtungenThe solar fluid heated by solar radiation in the collector arrangement STK is pumped via the solar flow line SV to a heat exchanger arrangement TH in the main storage tank HS, then passes through the heat exchanger arrangements TZ1, TZ2 and TZ3 in the additional storage tanks Z1, Z2, Z3, which follow in the direction of flow in the fluid guide FF2, and flows from the outlet of the last heat exchanger arrangement TZ3 of the last additional storage tank Z3 in the sequence via the solar return line SR back to the collector arrangement STK. The individual heat exchanger arrangements TH, TZ1, TZ2, TZ3 are each equipped with layered storage devices.

&iacgr;&ogr; SE zur temperaturrichtigen Einschichtung der in den Wärmetauscheranordnungen erwärmten Speicherflüssigkeit im Speichervolumen verbunden. Die Wärmetauscheranordnungen sind zur Zuführung von Wärme aus der Kollektoranordnung als Wärmequelle in die Speicherflüssigkeit im untersten Bereich der Speicherbehälter angeordnet.Î SE for the temperature-correct stratification of the storage fluid heated in the heat exchanger arrangements in the storage volume. The heat exchanger arrangements are arranged in the lowest area of the storage tanks to supply heat from the collector arrangement as a heat source to the storage fluid.

Beim Durchströmen der aufeinanderfolgenden Wärmetauscheranordnungen gibt das Solarfluid Wärme an kältere Speicherflüssigkeit in der Wärmetauscheranordnung ab und kühlt dabei bis zum Austritt aus der Wärmetauscheranordnung auf die Temperatur der Speicherflüssigkeit im untersten Speicherbereich ab. Die Temperatur des dem Eingang der Wärmetauscheranordnung TZ2 des ersten Zusatzspeichers Z1 zugeführten Solarfluids ist daher gleich der Temperatur der untersten und damit der kühlsten Schicht der Speicherflüssigkeit im Hauptspeicher HS. Dies führt vorteilhafterweise ohne gesonderte Steuer- oder Regeleinrichtungen dazu, daß vorrangig die Speicherflüssigkeit des Hauptspeichers vollständig auf die höchste Temperatur erwärmt wird und keine Erwärmung des nachfolgenden ersten Zusatzspeichers über die minimale Temperatur im Hauptspeicher erfolgt. Bei vollständig aufgeheizter Speicherflüssigkeit im Hauptspeicher wird, ohne daß der Eintritt dieses Zustands überwacht werden oder ein Leitungsweg umgeschaltet oder sonstwie betätigt wer-When flowing through the successive heat exchanger arrangements, the solar fluid gives off heat to colder storage fluid in the heat exchanger arrangement and cools down to the temperature of the storage fluid in the lowest storage area by the time it leaves the heat exchanger arrangement. The temperature of the solar fluid fed to the inlet of the heat exchanger arrangement TZ2 of the first additional storage Z1 is therefore equal to the temperature of the lowest and thus the coolest layer of the storage fluid in the main storage HS. This advantageously leads, without separate control or regulating devices, to the storage fluid of the main storage being heated to the highest temperature first and foremost and no heating of the subsequent first additional storage above the minimum temperature in the main storage occurs. When the storage fluid in the main storage is fully heated, without the occurrence of this state being monitored or a line being switched or otherwise operated.

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den muß, das aufgeheizte Solarfluid ohne Temperaturverlust durch die Wärmetauscheranordnung des Hauptspeichers durchgeleitet und erwärmt die Speicherflüssigkeit im ersten Zusatzspeicher Z1. Dieses Prinzip setzt sich bis zum letzten Zusatzspeicher Z3 fort, der dadurch als letzter der mehreren Speicherbehälter erwärmt wird und im Regelfall die niedrigste Maximaltemperatur aller Speicherbehälter aufweist. Dennoch steht das gesamte Speichervolumen aller Speicherbehälter für die Erwärmung auf die höchste Temperatur und damit die größtmögliche Wärmespeicherung zur Verfügung, wobei gleichzeitig das Solarfluid auf die niedrigste Temperatur in den geschichteten Voluminathe heated solar fluid is passed through the heat exchanger arrangement of the main storage tank without any loss of temperature and heats the storage fluid in the first additional storage tank Z1. This principle continues up to the last additional storage tank Z3, which is thus heated as the last of the several storage tanks and usually has the lowest maximum temperature of all storage tanks. Nevertheless, the entire storage volume of all storage tanks is available for heating to the highest temperature and thus the greatest possible heat storage, while at the same time the solar fluid is heated to the lowest temperature in the layered volumes.

&iacgr;&ogr; aller Speicher abgekühlt und dem Kollektor wieder zugeführt wird. Dies ist von Vorteil für einen hohen solaren Ertrag.Î³ of all storage tanks is cooled and fed back to the collector. This is beneficial for a high solar yield.

Eine Fluidführung FF1 erster Art ist in der Abbildung zur Wärmeentnahme aus der Speicherflüssigkeit für die Erwärmung von Brauchwasser skizziert. Die Fluidführung FF1 bildet einen extern geschlossenen Kreislauf für mittels einer Pumpe BP umgewälzte Speicherflüssigkeit. In dem extern geschlossenen Kreislauf ist eine weitere Wärmetauscheranordnung BT vorgesehen, welcher einerseits aus dem obersten Bereich des Hauptspeichers HS über eine Vorlaufleitung BV Speicherflüssigkeit hoher Temperatur zugeführt ist und die andererseits im Gegenzug von Frischwasser durchströmt ist. Das an einem Kaltwasserzulauf KW einströmende Frischwasser entzieht der im Kreislauf FF1 umgewälzten Speicherflüssigkeit in der Wärmetauscheranordnung BT Wärme und tritt am Warmwasserauslauf WW wieder zu einer Zapfstelle aus. Die in der Wärmetauscheranordnung BT abgekühlte Speicherflüssigkeit wird über eine Rücklaufleitung BR in den untersten Bereich des letzten Zusatzspeichers Z3 eingeleitet. Der Kreislauf FF1 ist durch Verbindungsleitungen VL zwischen den Flüssigkeitsräumen der mehreren Speicherbehälter in der Weise geführt, daß aus dem obersten Bereich des letzten Zusatzspeichers Z3 Speicherflüssigkeit in den untersten Bereich des vorletzten Zusatzspeichers geleitet wird, was sichA fluid guide FF1 of the first type is outlined in the illustration for heat extraction from the storage fluid for heating domestic water. The fluid guide FF1 forms an externally closed circuit for storage fluid circulated by a pump BP. In the externally closed circuit, a further heat exchanger arrangement BT is provided, which on the one hand is supplied with high-temperature storage fluid from the uppermost area of the main storage tank HS via a flow line BV and which, in turn, is flowed through by fresh water. The fresh water flowing in at a cold water inlet KW extracts heat from the storage fluid circulated in the FF1 circuit in the heat exchanger arrangement BT and exits again at the hot water outlet WW to a tap. The storage fluid cooled in the heat exchanger arrangement BT is fed via a return line BR into the lowest area of the last additional storage tank Z3. The circuit FF1 is guided by connecting lines VL between the liquid spaces of the several storage tanks in such a way that storage liquid is led from the uppermost area of the last additional storage tank Z3 into the lowest area of the penultimate additional storage tank, which

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über die Aufeinanderfolge der Speicherbehälter fortsetzt, bis Speicherflüssigkeit aus dem obersten Bereich des ersten Zusatzspeichers Z1 in den untersten Bereich des Hauptspeichers geführt wird. Bei der Einleitung in die untersten Bereiche der Speicher ist vorzugsweise jeweils wieder eine Einschichteinrichtung BE vorgesehen, welche für eine temperaturgerechte Einschichtung der eingeleiteten Speicherflüssigkeit sorgt. Durch die Führung der Verbindungsleitungen und die temperaturgerechte Schichtung der Speicherflüssigkeit in den Speicherbehältern wird aus einem Speicherbehälter jeweils Speicherflüssigkeit der in diesem Behälter maximalen Temperatur in den nächsten Behälter übergeleitet. Wenn die Temperatur der über die Rücklaufleitung BR in den letzten Zusatzspeicher eingeleiteten Speicherflüssigkeit höher liegt als die Temperatur der dort befindlichen Speicherflüssigkeit, so steigt die wärmere rückgeführte Speicherflüssigkeit unmittelbar in den obersten Bereich von Z3 auf und strömt dort über eine sich bildende dünne wärmere Schicht gleich weiter in den vorletzten Zusatzspeicher Z2, ohne daß in größerem Umfang Wärme an die Speicherflüssigkeit im letzten Zusatzspeicher Z3 abgegeben wird. Die Einleitung von Speicherflüssigkeit aus dem obersten Bereich eines Speicherbehälters in den nächstfolgenden Speicher kann auch in den oberen Bereich des Folgespeichers mit einer nach unten führenden Einschichteinrichtung erfolgen.continues through the succession of storage tanks until storage fluid is led from the uppermost area of the first additional storage tank Z1 into the lowermost area of the main storage tank. When introducing into the lowermost areas of the storage tanks, a single-layer device BE is preferably provided in each case, which ensures that the introduced storage fluid is stratified at the correct temperature. By routing the connecting lines and stratifying the storage fluid in the storage tanks at the correct temperature, storage fluid with the maximum temperature in this tank is transferred from one storage tank to the next tank. If the temperature of the storage fluid introduced into the last additional storage tank via the return line BR is higher than the temperature of the storage fluid located there, the warmer returned storage fluid rises directly to the uppermost area of Z3 and flows there via a thin, warmer layer that forms into the penultimate additional storage tank Z2, without any major amount of heat being given off to the storage fluid in the last additional storage tank Z3. The introduction of storage fluid from the uppermost area of a storage tank into the next storage tank can also be carried out into the upper area of the subsequent storage tank using a single-layer device leading downwards.

Anstelle der skizzierten Ausführung mit Erwärmung des Brauchwassers über eine Fluidführung erster Art kann die Brauchwassererwärmung auch über eine Fluidführung zweiter Art erfolgen, indem beispielsweise in einer ersten Variante die Fluidführung zweiter Art einen geschlossenen Kreislauf mit in den obersten Bereichen der Speicherbehälter angeordneten, nacheinander vom letzten Zusatzspeicher zum Hauptspeicher von einem von der Speicherflüssigkeit und vom Brauchwasser getrennten Wärmeträgerfluid bildet, welcher extern wieder die weitere Wärmetauscheranordnung BT umfaßt. Das abgekühlte rücklaufende Wärmeträgerfluid nimmt dann auf dem Weg durch die in den Speicherbe-Instead of the outlined design with heating of the domestic water via a fluid guide of the first type, the domestic water can also be heated via a fluid guide of the second type, for example in a first variant the fluid guide of the second type forms a closed circuit with a heat transfer fluid arranged in the uppermost areas of the storage tanks, one after the other from the last additional storage tank to the main storage tank, which is separated from the storage liquid and the domestic water and which externally again comprises the further heat exchanger arrangement BT. The cooled returning heat transfer fluid then takes on the way through the in the storage tank

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Sailer Solarsysteme GmIjI¹H*_# .* _t*+^.^ .. _ti. Zeichen: sail00p1de-gmSailer Solar Systems GmIjI ¹ H* _# .* _t *+^.^ .. _ti . Character: sail00p1de-gm

hältern angeordneten Wärmetauscheranordnungen jeweils die in dem jeweiligen Speicher vorliegende maximale Temperatur an. Ein Austausch von Speicherflüssigkeit zwischen den Speicherbehältern findet dabei nicht statt.The heat exchanger arrangements arranged in the tanks each show the maximum temperature in the respective tank. There is no exchange of storage fluid between the storage tanks.

In einer anderen Version zur Erwärmung von Brauchwasser über eine Fluidführung zweiter Art ist die Fluidführung nicht zu einem Kreislauf geschlossen und enthält kein gesondertes Wärmeträgerfluid, sondern ist direkt in den Brauchwasserfluß zwischen einem Kaltwasserzufluß und einer Warmwasserzapfstelle eingefügt und von Brauchwasser durchströmt.In another version for heating domestic water via a second type of fluid guide, the fluid guide is not closed to form a circuit and does not contain a separate heat transfer fluid, but is inserted directly into the domestic water flow between a cold water inlet and a hot water tap and is flowed through by domestic water.

In entsprechender Weise kann die Wärmequelle auch über eine Fluidführung erster Art mit den Speichern verbunden sein und direkt von der umgewälzten Speicherflüssigkeit durchströmt oder unter Zwischenfügung einer weiteren außerhalb der Speicherbehälter angeordneten Wärmetauschervorrichtung an die Speicherflüssigkeit gekoppelt sein.In a corresponding manner, the heat source can also be connected to the storage tanks via a fluid guide of the first type and directly flowed through by the circulated storage fluid or can be coupled to the storage fluid with the interposition of a further heat exchanger device arranged outside the storage tanks.

Eine soweit beschriebene solar gespeiste Anlage zur Brauchwassererwärmung kann vorteilhafterweise mit einem zusätzlichen Heizkessel ZH versehen sein und/oder zur Versorgung eines Heizkreises mit herangezogen sein.A solar-powered system for domestic water heating as described so far can advantageously be equipped with an additional central heating boiler and/or be used to supply a heating circuit.

Durch den Heizkessel ZH kann beispielsweise bei geringer Sonneneinstrahlung und/oder hoher Entnahme erwärmten Brauchwassers gewährleistet werden, daß ein Bereitschafts-Mindestvolumen von z. B. einem Drittel des Hauptspeichervolumens in dessen oberstem Bereich immer eine Mindesttemperatur aufweist und bei Bedarf durch den Heizkessel über eine Zuleitung LH in den obersten Bereich des Hauptspeichers HS aufgeheizt wird. Um den Einsatz von Brennstoff möglichst gering zu halten, wird dem Heizkessel für die Bedarfs-Speicheraufheizung über eine abführende Leitung LL in einem mittleren Bereich Speicherflüssigkeit zugeführt, welche im Regelfall bereits vorgewärmt ist.The ZH boiler can, for example, ensure that a minimum standby volume of, for example, one third of the main storage volume in the uppermost area always has a minimum temperature when there is little sunlight and/or a high withdrawal of heated domestic water, and that the boiler heats it up as needed via a supply line LH in the uppermost area of the main storage HS. In order to keep the use of fuel as low as possible, storage fluid, which is usually already preheated, is fed to the boiler for the storage heating on demand via a discharge line LL in a middle area.

Anmelder: PA Weber, UlmApplicant: PA Weber, Ulm

Sailer Solarsysteme GmbH·· &diams; .. .. Zeichen: sail00p1de-gmSailer Solarsysteme GmbH·· &diams; .. .. Characters: sail00p1de-gm

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Der Aufheizungsbedarf kann über eine Temperaturfühleranordnung TF im oder am Hauptspeicher überwacht werden.The heating requirement can be monitored via a temperature sensor arrangement TF in or on the main storage tank.

Die Speicherflüssigkeit kann auch einem Heizkreis zugeleitet sein, wobei die Wasserentnahme für einen solchen Heizkreis HK zum Erhalt eines Mindestvolumens an Speicherflüssigkeit hoher Temperatur für die Brauchwassererwärmung in einer mittleren Höhe des Hauptspeichers HS beispielsweise über die Leitung LL erfolgen kann. Eine ggf. erforderliche Temperaturanhebung der dem Heizkreis über die Vorlaufleitung HV zugeführten Speicherflüssigkeit kann mittels des Heizkessels ZH vorgenommen werden. Der Heizkreis kann eine Mischeranordnung HM und ein Überströmventil UV zwischen Vorlaufleitung HV und Rücklaufleitung HR enthalten. Die im Heizkreis abgekühlte Speicherflüssigkeit wird über die Rücklaufleitung HR wieder zu den Speicherbehältern zurückgeführt, wobei vorteilhafterweise die Rückführung gemeinsam mit der Rücklaufleitung BR der Brauchwassererwärmung, insbesondere über den mit der Fluidführung FF1 erster Art gemeinsamen Anschluß des letzten Zusatzspeichers in der in der Abbildung skizzierten und bereits beschriebenen Art erfolgt. Die abgekühlte, aus dem Heizkreis zurückfließende Speicherflüssigkeit wird in entsprechender Weise in das Speichervolumen eines der Speicher eingeschichtet. Eine Kombination des im typischen Fall kälteren Rücklaufs über die Rücklaufleitung BR mit dem wärmeren Heizkreis-Rücklauf kann bei nur gelegentlichem gleichzeitigem Auftreten in Kauf genommen werden. Alternativ können die Rückläufe aus den verschiedenen Kreisen auch über separate Anschlüsse des letzten Zusatzspeichers ZS3 mit jeweils eigenen Schichteinrichtungen zurückgeführt sein oder die Fluidführung für die Brauchwassererwärmung kann auch vollständig vom Heizkreis getrennt sein.The storage fluid can also be fed to a heating circuit, whereby the water extraction for such a heating circuit HK can take place, for example, via the line LL in order to maintain a minimum volume of high-temperature storage fluid for domestic water heating at a medium height of the main storage tank HS. Any necessary increase in the temperature of the storage fluid fed to the heating circuit via the flow line HV can be carried out using the boiler ZH. The heating circuit can contain a mixer arrangement HM and an overflow valve UV between the flow line HV and the return line HR. The storage fluid cooled in the heating circuit is returned to the storage tanks via the return line HR, whereby the return is advantageously carried out together with the return line BR of the domestic water heating, in particular via the connection of the last additional storage tank which is common to the fluid guide FF1 of the first type in the manner outlined in the figure and already described. The cooled storage fluid flowing back from the heating circuit is layered in the storage volume of one of the storage tanks in a corresponding manner. A combination of the typically colder return flow via the return line BR with the warmer heating circuit return flow can be accepted if they only occur occasionally at the same time. Alternatively, the returns from the various circuits can also be fed back via separate connections of the last additional storage tank ZS3, each with its own layer device, or the fluid flow for the domestic water heating can also be completely separated from the heating circuit.

Die vorstehend und in den Ansprüchen angegebenen sowie die der Abbildung entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kom-The features specified above and in the claims as well as those shown in the figure are applicable both individually and in various combinations.

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Anmelder:Applicant:

Sailer Solarsysteme Gmb^··. _#·Sailer Solarsysteme Gmb^··. _# ·

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PA Weber, Ulm Zeichen: sail00p1de-gmPA Weber, Ulm Reference: sail00p1de-gm

bination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.The invention is not limited to the embodiments described, but can be modified in many ways within the scope of expert knowledge.

Claims

1. Heat storage arrangement with a main storage container and at least one additional storage container, which contain storage fluid and have layer devices for heat exchange adapted to a heat stratification in the storage with at least one external fluid guide with a heat source and/or a heat sink, characterized in that

a) at least one fluid guide of the first type for storage fluid, closed outside the storage tanks, passes through all storage tanks one after the other via a layer device and/or

b) b) at least one fluid guide of the second type for a fluid separated from the storage liquid leads successively through several storage containers via heat exchanger devices with layer devices.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a solar thermal collector arrangement is provided as a heat source.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the solar thermal collector arrangement is enclosed in an externally closed fluid guide of the second type.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that an electric circulation pump is driven by a photovoltaic device.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that an uncontrolled circulation of fluid takes place in at least one externally closed fluid guide.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the domestic water heating takes place via an additional heat exchanger in an externally closed fluid guide.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the domestic water heating takes place via a fluid guide of the first type.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the domestic water heating takes place by a second type of domestic water-carrying fluid guide.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that several additional reservoirs are present and are integrated one after the other into at least one of the fluid guides of the first and/or second type.

10. Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that an external boiler is connected to the main storage tank.

11. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that the return of a heating system is combined with the return of a fluid guide of the first type for heating domestic water.