DE3241925A1 - Einrichtung zur umsetzung von sonnenenergie in waerme - Google Patents
Einrichtung zur umsetzung von sonnenenergie in waermeInfo
- Publication number
- DE3241925A1 DE3241925A1 DE19823241925 DE3241925A DE3241925A1 DE 3241925 A1 DE3241925 A1 DE 3241925A1 DE 19823241925 DE19823241925 DE 19823241925 DE 3241925 A DE3241925 A DE 3241925A DE 3241925 A1 DE3241925 A1 DE 3241925A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- channel
- temperature
- collector
- chamber
- branch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
- F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
- F24D11/0221—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system combined with solar energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/25—Solar heat collectors using working fluids having two or more passages for the same working fluid layered in direction of solar-rays, e.g. having upper circulation channels connected with lower circulation channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/40—Solar heat collectors combined with other heat sources, e.g. using electrical heating or heat from ambient air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
- F24S20/67—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/60—Planning or developing urban green infrastructure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
*"" ό ' PATENTANWÄLTE
european patent attorneys
Dipl.-Ing. H. Leinweber (1930-76)
Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-ing. A. Gf. v. Wengersky
Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus
2. Aufgang (Kustermann-Passage)
Telefon (089) 2 60 39 89 Telex 52 8191 lepatd
Telegr.-Adr. Lelnpat München
Telegr.-Adr. Lelnpat München
den 12. November 1982 ·>
Unser Zeichen Z ρ sd
Hermann Kirchmayer, 8121 Antdorf
Einrichtung zur Umsetzung von Sonnenenergie
in Wärme
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Umsetzung von Sonnenenergie in Wärme, mit einem Sonnenkollektor
aus einer Mehrzahl von miteinander kuppelbaren an ein Wärmeträgerfluidnetz
anschließbaren Kollektorelementen, die jeweils einen der Sonne zugewandten, unterhalb einer lichtdurchlässigen
Abdeckung liegenden Wärmeträgerfluid-Kanal mit einer ihm zugeordneten
Wärmeträgerfluid-Umwälzpumpe und gegebenenfalls einen
quer zu diesem Kanal ausgerichteten, mit der Umgebungsluft in Berührung stehenden Kanal umfassen, wobei in der von der Abdeckung
und dem der Sonne zugewandten Kanal begrenzten Kammer in einer ersten Betriebsstellung, in der der als Kollektor arbe^iten-
BAD
de Kanal mit einem Hochtemperaturspeicher enthaltenden
ersten Zweig verbunden ist, ein oberer Abschluß vorgesehen und eine Frischluftzirkulation unterbunden und
in einer zweiten Betriebsstellung, in der der Kanal als Absorber arbeitet und in Abhängigkeit von einer mittels
eines Temperaturfühlers festgestellten Temperatur über ein Umsteuerventil vom ersten Zweig getrennt und an einen
zweiten Zweig mit einem Niedertemperaturspeicher angeschlossen ist, ein Luftaustausch mit der Außenluft ermöglicht
ist. Bei einer den Gegenstand einer älteren Anmeldung (P 32 14 843.7-13) bildenden Einrichtung dieser
Art ist die unterhalb der Abdeckung des der Sonne zugewandten Kanals befindliche Kammer an ihrem oberen Ende
mit einer durch eine temperaturabhängig steuerbare Klappe verschließbaren Öffnung versehen, d.h. die lediglich
bei Betriebsweise des Kanals als Kollektor, oberhalb einer bestimmten Mindesttemperatur in geschlossenem Zustand
gehalten wird. Wird die Mindesttemperatur unterschritten und die obere Öffnung durch Verschwenkung der
^O steuerbaren Klappe geöffnet, dann arbeitet der Kanal
als Absorber, und die Umgebungsluft kann durch die Kammer hindurchströmen.
Es hat sich gezeigt, daß die den Kollektorenelementen jeweils zugeordneten, der Witterung mehr oder
weniger stark ausgesetzten Klappen, um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten, in aufwendiger Weise einer
besonders präzisen Ausbildung bedürfen und Wartungsarbeiten nicht völlig vermeidbar sind.
30
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der genannten Art so weiter auszubilden, daß
eine zufriedenstellende Arbeitsweise der Kollektorelemente
sowohl als Kollektor als auch als Absorber gewährleistet 35
ist, ohne daß zum Zwecke der Änderung dieser Betriebs-
weisen der Kollektorelemente letztere mit die Störungsanfälligkeit erhöhenden mechanisch beweglichen Klappen
oder dergleichen ausgerüstet zu sein brauchen.
Die Einrichtung nach der Erfindung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch
aus, daß die Kammern an ihrem oberen Ende geschlossen ausgebildet und an ihrem unteren Ende mit einem
kanalfernen ersten Schlitz sowie einem dem Kanal benachbarten zweiten Schlitz für den Luftaustausch versehen
sind, daß der Umwälzpumpe ein Steuergerät zugeordnet ist, das für eine Förderung des Wärmeträgerfluids in Abhängigkeit
sowohl von der Außentemperatur als auch der Intensität der auf den Kanal auftreffenden Strahlungsenergie vom
Kanal entweder zum Hochtemperaturspeicher (Kollektorbetrieb) oder zum Niedertemperatürspeicher (Absorberbetrieb)
sorgt und das beim Übergang vom Absorber- zum Kollektorbetrieb einen vorübergehenden Stillstand der
Pumpe herbeiführt.
20
20
Bei Absorber-Betriebsweise wird die mit dem Kanal in Berührung stehende Luft durch das dem Kanal vom
Niedertemperaturspeicher zugeführte, relativ kalte Wärmeträger
fluid abgekühlt. Die somit relativ dichtere, schwerere Luft strömt am Kanal entlang und tritt aus der Kammer
durch den kanalnahen Schlitz aus. Die vergleichsweise wärmere Umgebungsluft tritt durch den dem Kanal abgelegenen
Schlitz in die Kammer ein und strömt im Bereich der transparenten Abdeckung nach aufwärts. Trotz oben geschlosse-
ner Ausbildung der Kammer kommt es somit bei Betrieb des Kanals als Absorber zu dem erforderlichen Luftaustausch.
Die Berücksichtigung der Strahlungsintensität einerseits und der Außentemperatur andererseits stellt dabei sicher,
daß bei Erreichen optimaler Erwärmungsbedingungen für das 35
WärmeträgeifLuid die Umsteuerung vom Niedertemperaturspeicher-Zweig
auf den Hochtemperaturspeicher-Zweig vorgenommen wird, und umgekehrt. Im ersten Fall sorgt der vorübergehende Pumpenstillstand
für eine ausreichende Erwärmung des Kanals und der in der Kammmer befindlichen Luft, damit diese eine
Temperatur erreicht, bei der sie spezifisch leichter als die Umgebungsluft ist und nicht mehr aus der Kammer ausströmen
kann.
Die Erfindung basiert somit auf der Erkenntnis, daß es eines öffnens des oberen Abschlusses der Kammer
während des Betriebs als Absorber nicht bedarf, wenn auf andere Weise, nämlich durch die Schlitzanordnung für die
erforderliche Luftzirkulation gesorgt wird, und wenn ferner beim übergang vom Absorberbetrieb auf Kollektorbetrieb
durch vorübergehendes Außerbetriebsetzen der Umwälzpumpe eine Beruhigung und schnelle Erwärmung der in der Kammer
befindlichen Luftsäule herbeigeführt wird.
Diese könnte auf einfache Weise durch zeitabhängige Pumpenstillsetzung erfolgen; genauere Ergebnisse werden
jedoch gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dadurch erzielt, daß das Steuergerät einmal die sich
bei Messung der Außentemperatur sowie der Intensität der
auf den Kanal auftreffenden Strahlungsenergie ergebenden
Werte in elektrische Signale entsprechender Größe umsetzt, letztere summiert und, sobald die Signalsumme einen
vorbestimmten Signalwert überschreitet, die Umwälzpumpe solange außer Betrieb setzt, bis die Differenz der Meßwerte
eines dem Kanal bzw. der Gruppe von zusammengeschalteten Kanälen zugeordneten Temperaturfühlers und
eines im Hochtemperaturspeicher vorgesehenen TEmperaturfühlers
einen vorbestimmten Wert überschreitet, worauf mittels dem Kanal eingangs- und ausgangsseitig jeweils
zugeordneter Umsteuerventile eine Umschaltung vom zweiten
Zweig auf den den Hochtemperaturspeicher enthaltenden
ersten Zweig erfolgt, und zum anderen eine Rückschaltung der Umsteuerventile auf den den Niedertemperaturspeicher
enthaltenden zweiten Zweig veranlaßt, sobald die Signalsumme
der der Außentemperatur und der Strahlungsenergie entsprechenden elektrischen Signale den vorbestimmten
Signalwert unterschreitet. Bei plötzlichem starken Energieeinfall wird die das Wiedereinschalten der Pumpe auslösende
Temperaturdifferenz schneller erzielt als bei langsamem
Anstieg der Strahlungsenergie. Somit ist in besonders günstiger Weise eine Anpassung an die jeweils gegebenen
Verhältnisse möglich.
In besonders vorteilhafter Weise zeichnet sich eine *° Ausführungsform aus durch eine derartige Regelung der
Förderleistung der Umwälzpumpe, daß die von der Speichertemperatur abhängige Temperaturdifferenz so lange aufrecht
erhalten wird, wie das Produkt aus Wärmegewinn χ Durchflußmenge
über dem Wert liegt, der bei Wärmepumpenbetrieb erreichbar wäre.
Die zum Einsatz gelangenden Kollektorelemente sind in herkömmlicher Weise mit einer den Kanal tragenden Kunststoff basis versehen. Liegt der Kanal wie üblich an dieser
Kunststoffbasis mit seiner einen Seite an, dann findet der Wärmeaustausch zwischen der in der Kammer zirkulierenden
Luft und dem Kanal bei Absorberbetrieb nur an dessen Oberseite statt. Ein besonders wirksamer Wärmeaustausch läßt
sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch er-
zielen, daß zwischen dem Kanal und der Basis eine bei Absorberbetrieb
den Luftaustausch durch vermehrte Luftzirkulation begünstigende schmale Nebenkammer vorgesehen ist.
Zweckmäßigerweise sind dem Kanal oder der Basis dabei schmale Stege zugeordnet, über die sie sich aufeinander
abstützen. Die Nebenkammer läuft zweckmäßigerweise an ihrem unteren Ende in den kammernahen Schlitz aus.
Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die transparente Abdeckung aus zwei sich im Abstand und
etwa parallel zueinander erstreckenden Abdeckungsplatten besteht, die in ihrem Randbereich miteinander verbunden
sind und einen geschlossenen Raum begrenzen. Auf diese Weise wird eine Isolierung der Kammer nach außen erzielt
und die Wärmeabfuhr durch die transparente Abdeckung hindurch bei stehender erwärmter Luftsäule während des Kollektorbetriebs
verringert.
Alternativ kann die transparente Abdeckung gemäß einer weiteren Ausführungsform auch aus zwei sich im
Abstand und etwa parallel zueinander erstreckenden Abdeckungsplatten bestehen, die mit ihren unteren Rändern
den kanalfernen Schlitz begrenzen und an ihrer Oberseite eine in der Kammer mündende öffnung definieren. In diesem
Fall bilden die parallel zueinander verlaufenden Abdeckungsplatten einen Führungskanal für die durch den kanalfernen
Schlitz eintretende Umgebungsluft bis zum oberen Kammerbereich hin, von dem aus die Luft unter Wärmeentzug
durch beide Kanaloberflächen an letzteren nach abwärts
fließt, um schließlich aus dem kanalnahen Schlitz auszutreten.
Die Luftzirkulation innerhalb der Kammer wird bei Absorberbetrieb dadurch weiter begünstigt, daß der Querschnitt
der Kammer zwischen Abdeckung und Kanal zum oberen geschlossenen Ende hin abnimmt.
Eine besonders günstige Fernsteuerung der Umsteuerventile vom Steuergerät aus wird dadurch ermöglicht, daß
die Umsteuerventile durch Magnetventile gebildet sind.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und
der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Einrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine erste
Ausführungsform eines zum Einsatz gelangenden
Kollektorelements, und
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine abgewan-5
delte Ausführungsform des Kollektorelements
nach Fig. 2.
In der Zeichnung ist die Einrichtung in ihrer einfachsten Ausführungsmöglichkeit schematisch veranschaulicht,
nämlich mit nur einem einzigen Kollektorelement 1, dessen WärmeträgerELuid-Kanal 2 nicht mit weiteren gleich artigen
Elementen, sondern unmittelbar über Umsteuerventile 3 und 4 mit einem ersten Zweig 5, der einen Hochtemperaturspeicher
6 enthält, oder einem zweiten Zweig 7, der einen Niedertemperaturspeicher 8 enthält, verbunden
ist. In den Leitungszug zwischen Kanal 2 und ümsteuerventil 4 ist ferner eine Wärmeträgerfluid-Umwälzpumpe 9 eingeschal
tet. Der Niedertemperaturspeicher 8 ist mit dem Hochtemperaturspeicher
6 über eine Wärmepumpe 10 verbunden.
Der Kanal 2 des Kollektorelements 1 ist auf einer isolierenden Kunststoffbasis 11 angeordnet. Im Abstand befindet
sich oberhalb des Kanals 2 eine lichtdurchlässige Abdeckung 12. Sie stützt sich auf einem oberen Vorsprung
13 und einem unteren Vorsprung 14 der Kunststoffbasis 11
ab. Durch den oberen Vorsprung 13 ist die von der Abdeckung 12 und dem Kanal 2 begrenzte' Kammer 15 nach oben
hin abgeschlossen. An ihrem unteren Ende ist der Kammer im Vorsprung 14 ein kanalferner erster Schlitz 16 und ein
dem Kanal benachbarter zweiter Schlitz 17 zugeordnet.
An die in bezug auf die Horizontale unter einem Winkel von 45° bis 60° geneigte Kunststoffbasis 11 mit
Kanal 2 schließt sich eine sich quer zur Basis 11 erstrekkende, nicht näher veranschaulichte Basis für einen mit der
Umgebungsluft in Berührung stehenden, ebenfalls nicht veranschaulichten
Kanal an.
Dem veranschaulichten Kollektorelement 1 ist ein
Steuergerät 18 zugeordnet, das die sich beim Messen der Außentemperatur mit Hilfe des Temperaturfühlers 19 er—
gebenden Werte in elektrische Signale entsprechender Größe umsetzt. Dies geschieht ebenfalls mit den Werten,
die sich bei Messung der Intensität der auf den Kanal auftreffenden Strahlungsenergie mittels einer unterhalb der
Abdeckung 12 angeordneten Fotozelle 20 ergeben. Vom Steuergerät
18 werden ferner die Meßwerte eines dem Kanal 2 zugeordneten Temperaturfühlers 21 sowie eines im Hochtemperaturspeicher
6 vorgesehenen Temperaturfühlers 22 registriert und zur Steuerung der Einrichtung verarbeitet.
Dies geschieht auf folgende Weise:
Das Steuergerät 18 setzt die sich bei Messung der Außentemperatur sowie der Intensität der auf den Kanal 2
auftreffenden Strahlungsenergie ergebenden Werte in elektri
sehe Signale entsprechender Größe um, summiert letztere und setzt, sobald die Signalsumme einen vorbestimmten Signalwert überschreitet, die Umwälzpumpe 9 so lange außer
Betrieb, bis die Differenz der Meßwerte des dem Kanal 2 zugeordneten Temperaturfühlers 21 und des im Hochtemperatur
speicher 6 vorgesehenen Temperaturfühlers 22 einen vorbestimmten Wert überschreitet, um dann auch mit Hilfe der
Umsteuerventile 3 und 4 vom zweiten Zweig, der den Niedertemperaturspeicher
8 enthält, auf den den Hochtemperaturspeicher 6 enthaltenden ersten Zweig 5 umzuschalten. Wenn
die Signalsumme der der Außentemperatur und der Strahlungsenergie entsprechenden elektrischen Signale den vorbestimmten
Signalwert unterschreitet, veranlaßt das Steuergerät eine Rückschaltung der Umsteuerventile 3 und 4 auf
den den Niedertemperaturspeicher 8 enthaltenden zweiten Zweig 7.
Bei Betriebsweise des Kanals 2 als Absorber, bei der der Kanal mit dem Niedertemperaturspeicher 8 in Verbindung
steht, wird die in unmittelbarer Nähe des Kanals 2 befindliche Luft abgekühlt. Aufgrund der sich ergebenden
höheren Dichte strömt die Luft auf die durch Pfeile angedeutete Weise nach abwärts und tritt durch den zweiten
Schlitz 17 aus der Kammer 15 aus. Durch den Schlitz strömt ebenfalls in Pfeilrichtung die entsprechende Menge
Frischluft zu. Bei entsprechender Zunahme der Intensität der auf den Kanal 2 auftreffenden Strahlungsenergie sorgt
das Steuergerät 18 für einen Stillstand der Umwälzpumpe und damit für eine beschleunigte Erwärmung des im Kanal 2
befindlichen Wärmeträgerfluids sowie der in der Kammer
befindlichen Luft. Letztere kommt somit praktisch ebenfalls zum Stillstand. Da sie' spezifisch leichter als die
Umgebungsluft ist, hört die Zirkulation und damit der
Austausch durch die Schlitze 16 und 17 auf. Sobald die erwähnte Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturfühlern
21 und 22 erreicht ist, sorgt das Steuergerät für eine Umsteuerung der Umschaltventile 3 und 4 in einer
solchen Weise, daß der erste Zweig 5 mit dem Hochtemperaturspeicher 6 angeschlossen ist, und gleichzeitig beginnt
die Umwälzpumpe 9 wieder zu arbeiten, so daß der Kanal 2 nunmehr als Kollektor tätig ist. Diese Arbeitsweise hält an,
bis die eingangs erwähnte Signalsumme, die von der gemessenen
Außentemperatur und der gemessenen Intensität der auf den Kanal auftreffenden Strahlungsenergie abhängt, den
im Steuergerät 18 vorbestimmten Signalwert unterschreitet.
Aus den Fig. 2 und 3 geht eine insofern gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 abgewandelte Ausgestaltung
des Kollektorelements 1 hervor, als bei diesen zwischen dem Kanal 2 und der Basis 11 eine bei Absorberbetrieb
den Luftaustausch durch beschleunigte Luftzirkulation
begünstigende schmale Nebenkammer 2 3 vorgesehen ist. Zu diesem Zweck sind dem Kanal 2 oder der Basis 11
schmale Stege 24 zugeordnet, über die sie sich aufeinander abstützen. Die Nebenkammer 2 3 läuft an ihrem unteren
Ende in den kammernahen Schlitz 17 aus.
Bei den beiden Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 besteht die transparente Abdeckung 12 aus zwei sich
im Abstand und etwa parallel zueinander erstreckenden *° Abdeckungsplatten 25 und 26. Diese sind bei der Ausführungsform
nach Fig. 2 in ihrem Randbereich miteinander verbunden und begrenzen einen geschlossenen Raun/.^^ei der
Ausführung nach Fig. 3 begrenzen die Abdeckungsplatten 25 und 27 mit ihren unteren Rändern den kanalfernen
ersten Schlitz 16. An ihrer Oberseite definieren sie eine in der Kammer 15 mündende öffnung 28.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß der Querschnitt der Kammer 15 bei sämtlichen Ausführungsformen
zwischen Abdeckung 12 und Kanal 2 zum oberen geschlossenen
Ende hin abnimmt.
Um im Sommer Uberhitzungen zu vermeiden, kann dem
Hochtemperaturspeicher ein Sicherheitsthermostat 29 30
zugeordnet sein, der mit dem Steuergerät 18 in Verbindung
steht und bei Erreichen einer Temperatur von beispielsweise 900C für eine Umschaltung der Umsteuerventile 3 und 4 sorgt,
so daß der Zweig 7 mit dem Niedertemperaturspeicher 8 an
den als Kollektor arbeitenden Kanal 2 angeschlossen wird. 35
-yi -JS-
In Gebieten, in denen die Gefahr extrem hoher Temperaturen besteht, kann abweichend von dem Kreislauf nach Fig.
zusätzlich eine vom Sicherheitsthermostat 2 9 gesteuerte Verbindungsmöglichkeit der Umschaltventile 3 und
unter Umgehung beider Speicher 6 und 8 vorgesehen sein.
BezugsZeichenaufstellung
Einrichtung zur Umsetzung von Sonnenenergie in
Wärme
1 Kollektorelement
2 Wärmeträgerfluid-Kanal
3 Umsteuerventil
4
4
5 erster Zweig
6 Hochtemperaturspeicher 7 zweiter Zweig
8 Niedertemperaturspeicher
9 Wärmeträgerfluid-Umwälzpumpe
10 Wärmepumpe
11 Kunststoffbasis
12 Abdeckung
12 Abdeckung
13 oberer Vorsprung
14 unterer Vorsprung
15 Kammer
16 erster Schlitz
17 zweiter Schlitz
17 zweiter Schlitz
18 Steuergerät
19 Temperaturfühler
20 Fotozelle
21 Temperaturfühler 22 Temperaturfühler
2 3 Nebenkammer
2 4 Stege
2 5 Abdeckungsplatte
26 Abdeckungsplatte
2 7 Kamm
28 Öffnung
29 Sicherheitsthermostat
Leerseite
Claims (11)
1.j Einrichtung zur Umsetzung von Sonnenenergie
in Wärme, mit einem Sonnenkollektor aus einer Mehrzahl von miteinander kuppelbaren, an ein Wärmeträgerfluidnetz
anschließbaren Kollektorelementen (1), die jeweils einen der Sonne zugewandten, unterhalb einer lichtdurchlässigen
Abdeckung (12) liegenden Wärmeträgerfluid-Kanal (2) mit
. ρ- einer ihm zugeordneten Wärmeträgerf luid-Umwälzpumpe (9)
und gegebenenfalls einen quer zu diesem Kanal ausgerichteten, mit der Umgebungsluft in Berührung stehenden Kanal
umfassen, wobei in der von der Abdeckung (12) und dem der
Sonne zugewandten Kanal (2) begrenzten Kammer (15) in einer
2Q ersten Betriebsstellung» in der der als Kollektor arbeitende
Kanal (2) mit einem einen Hochtemperaturspeicher (6) enthaltenden ersten Zweig (5) verbunden ist, ein oberer
Abschluß vorgesehen und eine Frischluftzirkulation unterbunden und in einer zweiten Betriebsstellung, in der der
Kanal (2) als Absorber arbeitet und in Abhängigkeit von einer mittels eines Temperaturfühlers (19) festgestellten
Temperatur über ein Umsteuerventil (3, 4) vom ersten Zweig (5) getrennt und an einen zweiten Zweig (7) mit einem
Niedertemperaturspeicher (8) angeschlossen ist, ein Luftaustausch mit der Außenluft ermöglich ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammern (15) an ihrem oberen Ende geschlossen ausgebildet und an ihrem unteren Ende mit
einem kanalfernen ersten Schlitz (16) sowie einem dem
Kanal (2) benachbarten zweiten Schlitz (17) für den Luftaustausch versehen sind, und daß der Umwälzpumpe (9) ein
Steuergerät (18) zugeorndet ist, das für eine Förderung
des Wärmeträgerfluids in Abhängigkeit sowohl von der Außentemperatur als auch der Intensität der auf den Kanal
(2) auftreffenden Strahlungsenergie vom Kanal entweder
zum Hochtemperaturspeicher (6) (Kollektorbetrieb) oder Zum Niedertemperaturspeicher (8) (Absorberbetrieb)
sorgt und das beim Übergang vom Absorber- zum Kollektorbetrieb einen vorübergehenden Stillstand der Pumpe
(9) herbeigeführt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (18) einmal die sich bei
Messung der Außentemperatur sowie der Intensität der auf den Kanal (2) auftreffenden Strahlungsenergie ergebenden
Werte in elektrische Signale entsprechender Größe umsetzt, letztere summiert und, sobald die
Signalsumme einen vorbestimmten Signalwert überschreitet,
1^ die Umwälzpumpe (9) solange außer Betrieb setzt, bis
die Differenz der Meßwerte eines dem Kanal bzw. der Gruppe von zusammengeschalteten Kanälen zugeordneten
Temperaturfühlers (21) und eines im Hochtemperaturspeicher (6) vorgesehenen Temperaturfühlers (22) einen
vorbestimmten Wert überschreitet, worauf mittels dem Kanal eingangs- und ausgangsseitig jeweils zugeordneter
Umsteuerventile (3, 4) eine Umschaltung vom zweiten Zweig (7) auf den den Hochtemperaturspeicher (6) enthaltenden
ersten Zweig (5) erfolgt und zum anderen eine Rückschaltung der Umsteuerventile (3, 4) auf den den
Niedertemperaturspeicher (8) enthaltenden zweiten Zweig (7) veranlaßt, sobald die Signalsumme der der Außentemperatur
und der Strahlungsenergie /frelfir'fscßeW^ignale
den vorbestimmten Signalwert unterschreitet. 30
3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine derartige Regelung der Förderleistung der Umwälzpumpe
(9), daß die von der Speichertemperatur abhängige Temperaturdifferenz so lange aufrechterhalten wird,
wie das Produkt aus Wärmegewinn X Durchflußmenge über dem
Wert liegt, der bei Wärmepumpenbetrieb erreichbar wäre.
·*■
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, mit einer den Kanal (2) tragenden Kunststoffbasis (11),
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kanal (2) und der Basis (11) eine bei Absorberbetrieb den Luftaustausch
durch vermehrte Luftzirkulation begünstigende schmale Nebenkammer (23) vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kanal (2) oder der Basis (11) schmale
Stege (24) zugeordnet sind, über die sie sich aufeinander abstützen.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nebenkammer (23) an ihrem unteren
Ende in den kammernahen Schlitz (17) ausläuft.
7. Einrichtung nach einem der Absprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Abdeckung
(12) aus zwei sich im Abstand und etwa parallel zuein-
ander erstreckenden Abdeckungsplatten (25, 26) besteht, die in ihrem Randbereich miteinander verbunden sind
und einen geschlossenen Raum (27) begrenzen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Abdeckung (12) aus zwei sich im Abstand und etwa parallel zueinander
erstreckenden Abdeckungsplatten (25, 26) besteht, die mit ihren unteren Rändern den kanalfernen Schlitz (16)
begrenzen und an ihrer Oberseite eine in der Kammer 30
(15) mündende Öffnung (28) definieren.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kammer (15)
zwischen Abdeckung (12) und Kanal T2) zum oberen geschlossenen Ende hin abnimmt.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerventile
(3, 4) durch Magnetventile gebildet sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperaturspeicher (6) mit dem Niedertemperaturspeicher
(8) über eine Wärmepumpe (10) verbunden ist.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823241925 DE3241925A1 (de) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | Einrichtung zur umsetzung von sonnenenergie in waerme |
| CA000426146A CA1203133A (en) | 1982-04-21 | 1983-04-19 | Solar collector and absorber |
| DE8383103867T DE3361335D1 (en) | 1982-04-21 | 1983-04-20 | Device for the conversion of solar energy into heat |
| AT83103867T ATE16726T1 (de) | 1982-04-21 | 1983-04-20 | Einrichtung zur umsetzung von sonnenenergie in waerme. |
| EP83103867A EP0092251B1 (de) | 1982-04-21 | 1983-04-20 | Einrichtung zur Umsetzung von Sonnenenergie in Wärme |
| US06/486,925 US4505256A (en) | 1982-04-21 | 1983-04-20 | Solar collector and absorber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823241925 DE3241925A1 (de) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | Einrichtung zur umsetzung von sonnenenergie in waerme |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3241925A1 true DE3241925A1 (de) | 1984-05-17 |
Family
ID=6178006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823241925 Withdrawn DE3241925A1 (de) | 1982-04-21 | 1982-11-12 | Einrichtung zur umsetzung von sonnenenergie in waerme |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3241925A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115854565A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-03-28 | 中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 | 一种全天候光热复合压缩空气储能系统及方法 |
-
1982
- 1982-11-12 DE DE19823241925 patent/DE3241925A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115854565A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-03-28 | 中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 | 一种全天候光热复合压缩空气储能系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2366083A2 (de) | Vorrichtung zum absorbieren von elektromagnetischer strahlung | |
| DE2626182A1 (de) | Vorrichtung zur erzeugung nutzbarer waerme aus sonnenstrahlung | |
| DE2826202C2 (de) | Einrichtung zur Gewinnung von Wärme in einem Teilbereich des Spektrums der Sonnenstrahlung | |
| DE2836526C3 (de) | Mit Sonnenenergie betreibbare Trocknungsvorrichtung, insbesondere zur Trocknung von landwirtschaftlichen Produkten | |
| EP0092251B1 (de) | Einrichtung zur Umsetzung von Sonnenenergie in Wärme | |
| DE2804748C2 (de) | Wärme-isolierter Behälter für warmes Wasser o.a. Flüssigkeiten | |
| DE3226461A1 (de) | Warmwasserspeicherbehaelter | |
| DE2746768C2 (de) | Einrichtung mit einem Temperaturfühler zur Überwachung der Temperatur eines Sonnenkollektors | |
| EP0017105A1 (de) | Mit Sonnenenergie betriebener Warmwasserbereiter | |
| DE3241925A1 (de) | Einrichtung zur umsetzung von sonnenenergie in waerme | |
| DE2648114C2 (de) | Mattenartige Vorrichtung zur Erzeugung nutzbarer Wärme aus Sonnenstrahlung | |
| DE19743428A1 (de) | Solarempfänger | |
| DE2715268C3 (de) | Wärmeaustauscheinrichtung für eine wärmegebende Primärflüssigkeit und zwei voneinander getrennte wärmeaufnehmende Sekundärmedien | |
| DE2852089A1 (de) | Solarzelle | |
| DE2912785C3 (de) | Warmwasserbereiter | |
| DE9015074U1 (de) | Dachabdeckelement und dazugehörige Anordnung für die Gewinnung der Sonnenenergie | |
| EP4411274B1 (de) | Vorrichtung zur gewinnung von wärmeenergie aus sonnenlicht und zur speicherung der wärmeenergie in einem externen wärmeträgermedium | |
| DE3806441C2 (de) | ||
| DE2928482A1 (de) | Empfangs- und kollektorvorrichtung fuer sonnenenergie | |
| DE29623252U1 (de) | Wärmespeicherofen mit einem Latentwärmespeicher | |
| DE2850844A1 (de) | Dachziegel und dazugehoerige anordnung fuer eine dachabdeckung | |
| DE3046181A1 (de) | Sonnenkollektor, verfahren zu seiner herstellung und anwendung des sonnenkollektors | |
| AT373994B (de) | Vorrichtung zur erzeugung nutzbarer waerme aus sonnenstrahlung | |
| DE2915934C3 (de) | Warmwasserbereiter | |
| DE954891C (de) | Mit Heissluft beschicktes Gehaeuse zum Erwaermen von Akkumulatoren und anderen waermeempfindlichen Gegenstaenden |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |