DE2755219A1

DE2755219A1 - Heizungsanlage mit sonnenkollektoren

Info

Publication number: DE2755219A1
Application number: DE19772755219
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Schoen
Original assignee: Stiebel Eltron International GmbH
Current assignee: Stiebel Eltron International GmbH
Priority date: 1977-12-10
Filing date: 1977-12-10
Publication date: 1979-06-13
Also published as: DE2755219C2

Description

Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren
Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren als Wärmequelle, durch die eine elektrische Umwälzpumpe Wärmeträgermedium in einem Primärkreislauf fördert.
In der DT-OS 24 31 493 ist eine Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren beschrieben, bei der die Zirkulation des Värmeträgermediums unterbrochen ist, wenn seine Temperatur niedriger als die Temperatur des Warmwasserspeichers ist. Außer Maßnahmen die einen unwirtschaftlichen Betrieb der Anlage bei zu niedrigen Temperaturen verhindern, sollten bei derartigen Heizungsanlagen auch Maßnahmen vorgesehen sein, die eine Überhitzung der Sonnenkollektoren verhindern.
Es wurde gefunden, daß Sonnenkollektoren bei starker Sonneneinstrahlung durch Überhitzung dann zerstört werden können, wenn Ihnen keine Wärme entzogen wird.
Die Temperatur an den Sonnenkollektoren kann bei einem geschlossenen System auf etwa 1600C ansteigen. Ein besonderer Fall der Gefährdung der Sonnenkollektoren liegt dann vor, wenn das die Umwälzpumpe speisende elektrische Netz ausfällt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizungsanlage der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei hohen Temperaturen, die die Sonnenkollektoren gefährden, sichergestellt it, daß die Umwälzpumpe auch bei Ausfall des sie speisenden elektrischen Netzes nicht abschaltet.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß neben den Sonnenkollektoren eine oder mehrere elektrische Solarzellen vorgesehen sind, an die die Umwälzpumpe angeschlossen ist. Die Umwälzpumpe kann damit von den Solarzellen angetrieben werden. Besonders gUnstig ist dabei, daß gerade dann, wenn bei hohen Temperaturen die Gefahr der Überhitzung der Sonnenkollektoren besonders groß ist, auch die von den Solarzellen bereitgestellte elektrische Leistung besonders hoch ist.
Vorzugsweise ist die Umwälzpumpe umschaltbar an die Solarzellen und das elektrische Netz angeschlossen.
Bevorzugt erfolgt dabei die Umschaltung mittels einer Steuerschaltung, die die Umwälzpumpe bei Ausfall der Netzspannung auf die Solarzellen umschaltet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
Die Figur zeigt ein Ausflilirungsbeispiel schematisch.
An einer schrägen Dachfläche 1 ist ein Sonnenkollektor 2 angeordnet, der in einem Primär-Wasserkreislauf 3 liegt.
In dem Primär-Kreislauf 3 ist ein Wärmetauscher 4 vorgesehen, der in einem Heizwasserspeicher 5 angeordnet ist.
Im Primär-Kreislauf 3 liegt eine Umwälzpunpe 6.
An der Dachfläche 1 sind neben dem Sonnenkollektor 2 Solarzellen 7 befestigt. Solche Solarzellen sind im Handel billig erhältlich. Bei einer Pumpe mit einer Leistung von beispielsweise 10 W werden beispielsweise zehn solcher Solarzellen eingesetzt.
Die Solarzellen 7 liegen über Verbindungsleitungen 8 und 9 an elektrischen Anschlußklemmen 10 und 11 der Umwälpumpe 6.
Die Anschlußklemmen 10 und 11 sind außerdem über Leitungen 12 und 13 an einen Gleichrichter 14 und einen Netstransformator 13 angeschlossen, der primärseitig am elektrischen Wechselstromnetz liegt. Die Ausgangsspannung des Netztransformators 15 und des Gleichrichters 14 ist so bemessen, daß sie etwa gleich der Ausgangs spannung der zusammengeschalteten Solarzellen 7 ist.
In die Leitungen 9 und 13 sind Relaiskontakte 16 und 17 eingeschaltet, die in Abhängigkeit von einer Relaiswicklung 18 wechselseitig betätigt werden, welche zwischen der Leitung 12 und der Leitung 13 liegt. Die Relaiswicklung 18 ist hochohmig. In der Leitung 12 liegt weiterhin eine Diode 19. Diese ist im Hinblick auf die Polarität der Solarzellen 7 so gepolt, daß von der Leitung 8 kein Strom über die Wicklung 18 zur Leitung 9 fließen kann.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung ist etwa folgende: Solange Netzspannung am Transformator 15 ansteht, liegt die Ausgangsspannung des Gleichrichters 14 bei etwa 6 V.
Die Schaltkontakte 16 und 17 sind infolge des Stromflusses durch die Wicklung 18 in der in der Figur dargestellten Stellung gehalten. Da Kontakt 17 also geschlossen ist, liegt die Umwälzpumpe 6 an Spannung und kann im Primär-Kreislauf 3 Wasser fördern.
Sobald die Netzspannung ausfällt, endet auch der Stromfluß durch die Relaiswicklung 18, so daß die Kontakte 16 und ;7 umschalten. Die Umwälzpumpe 6 ist jetzt vom Gleichrichter 14 getrennt und mit den Solarzellen 7 ve-b-nden. Solange keine oder nur eine geringe Sonneneinstrahlung vorliegt, ist es nicht notwendig, daß die Solarzellen 7 die Umwälzpumpe 6 betreiben, da die Gefahr einer Überhitzung des Sonnenkollektors 2 nicht besteht.
Bei starker Sonneneinstrahlung Jedoch wird die Umwälzpumpe 6 von der in den Solarzellen in elektrische Energie umgewandelten Sonnenenergie betrieben. Bei besonders starker Sonneneinstrahlung, wenn also die Gefahr der Beschädigung der Sonnenkollektoren besonders hoch ist, steht an den Solarzellen 7 eine entsprechend hohe Leistung zur Verfügung.
Der Einsatz der Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Solarzellen können, beispielsweise mittels eines zusätzlichen TemperaturfUhlers auch so mit der Umwälzpumpe 6 verschaltet sein, daß sie immer dann, wenn eine besonders hohe Temperatur vorliegt, die Umwälzpumpe 6 betreiben. Es ist nicht erfordlich, daß die in den Solarzellen 7 gewonnene Energie nur dann zum Betrieb der Umwälzpumpe 6 ausgenützt wird, wenn die Netzspannung ausgefallen ist.
Die Erfindung lässt sich auch bei Heisungsanlagen einsetzen, bei denen die Umwälzpumpe dann abgeschaltet wird, wenn die Temperatur des Sonnenkollektors 2 niedriger als die Temperatur des Wärmespeichers 5 ist. Ein entsprechender Steuerkontakt ist dann unmittelbar vor der Anschlußkle e 10 oder der Anschlußklemme 11 der Umwälzpumpe 6 angeordnet.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Heizungsanlage mit Sonnenkollektoren als Wärmequelle, durch die eine elektrische Umwälzpumpe Wärmeträgermedium in einem Primär-Kreislauf fördert, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Sonnenkollektoron (2) ein oder mehrere elektrische Solarzellen (7) vorgesehen sind, an die die Umwälzpumpe (6) angeschlossen ist.
2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (6) umschaltbar an die Solarzellen (7) und das elektrische Netz angeschlossen ist.
3. Heizungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (16 - 19) vorgesehen ist, die die Umwälzpumpe (6) bei Ausfall der Netzspannung auf die Solarzellen (7) umschaltet.
4. Heizungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Relaiswicklung (18) aufweist, die von einem von der Netzspannung abgeleiteten Strom gespeist ist und die einen den Solarzellon (7) nachgeschalteten Relaiskontakt (16) und einen der vom Netz abgeleiteten Spannung nachgeschalteten weiteren Relaiskontakt (17) steuert, und daß eine Diode (19) die Relaiswicklung (18) gegen die Solarzellen (7) sperrt.
5. Heizungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußspannung der Umwälzpumpe (6) entsprechend der Ausgangsspannung der Solarzellen (7) bemessen ist und daß zwischon der Netzspannung und der Umwälzpumpe (6) ein Netztransformator (15) und ein Gleichrichter (14) vorgesehen sind, welche die Netzspannung auf die Anschlußspannung der Umwälzpumpe wandeln.
6. Heizungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ab einer Maximaltemperatur der Sonnenkollektoren (2) die Umwälzpumpe (6) über die Solarzellen (7) betrieben ist.