DE19908014C1

DE19908014C1 - Speicherkollektor zum Auffangen und Speichern von Sonnenenergie

Info

Publication number: DE19908014C1
Application number: DE19908014A
Authority: DE
Inventors: Gerold Wenisch; Stefan Ewering; Juergen Kosok
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2019-02-26

Abstract

Bei einem Speicherkollektor aus einem Kollektor (1) und mehreren in der Ebene unter diesem angeordneten, durch Schwerkraft von dem im Kollektor (1) erwärmten Medium durchströmten Speicherbehältern (2) soll der Schwerkraftzirkulation des Mediums im Interesse einer optimalen Speicherladung möglichst wenig Widerstand entgegengesetzt werden. Zu diesem Zweck ist nur einer der Speicherbehälter als Primärspeicher (2') in den Kreislauf des Mediums eingeschaltet, während die weiteren Speicherbehälter als Sekundärspeicher (2'') dem Primärspeicher (2') zugeordnet und nach dem Thermosyphon-Prinzip mit aufgeheiztem Wasser aus diesem zu beladen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicherkollektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solcher Speicherkollektor ist der DE 92 15 867 U1 zu entnehmen.

Im Gegensatz zu Solaranlagen mit Kollektoren, einem Solarspeicher und Anlagenkompo nenten bildet ein Speicherkollektor eine Einheit aus einem Kollektor zum Auffangen und einem oder mehreren Speicherbehältern zum Speichern der Sonnenenergie. Dabei strömt ein Medium (= Wasser mit einem Frostschutz) durch den Kollektor. Es steigt infolge der Er wärmung im Kollektor nach oben, strömt dann durch Wärmetauscher in den Speicher behältern und nach der Abkühlung und Abwärtsströmung wieder in den Kollektor zurück. Es handelt sich dabei um eine reine Schwerkraftzirkulation.

Bei einem Speicherkollektor aus einem Kollektor und mehreren in der Ebene unter diesem angeordneten Speicherbehältern aus nebeneinanderliegenden Einzelspeichern ist ein an nähernd gleichmäßiges Beladen der Speicher kaum möglich, weil wegen der niedrigen Volumenströme im Kollektor bei gleichzeitig hohem Temperaturunterschied zwischen Kollektorvor- und -rücklauf keine ausreichende Schwerkraftzirkulation auftritt. Der ohnehin geringe Volumenstrom wird durch die zusätzlichen hydraulischen Widerstände beim Durchströmen mehrerer Wärmetauscher weiter stark reduziert. Somit findet keine voll ständige Beladung der Speicher statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Speicherkollektor mit mehreren in der Ebene unter dem Kollektor liegenden Speicherbehältern zu schaffen, bei dem der Schwer kraftzirkulation des Mediums im Interesse einer optimalen Speicherladung möglichst wenig Widerstand entgegengesetzt wird.

Der erfindungsgemäße Speicherkollektor besitzt die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale. Er ist so gestaltet, daß nur einer der Speicherbehälter als Primärspeicher in den Kreislauf des Mediums eingeschaltet ist, während die weiteren Speicherbehälter als Sekundärspeicher dem Primärspeicher zugeordnet und nach dem Thermosyphon-Prinzip mit aufgeheiztem Wasser aus diesem zu beladen sind.

Es ist bewußt nicht mehr jeder Einzelspeicher in den Kreislauf des Mediums eingeschaltet, damit den an sich bereits geringen Volumenströmen ein möglichst geringer Widerstand entgegengesetzt wird. Dadurch wird die Wärmeübertragung vom Kollektor zu den Speichern verbessert. Nur noch einer der Speicher als Primärspeicher nimmt die Wärme vom Kollektor direkt auf. Die anderen Speicher als Sekundärspeicher werden hingegen nach dem Thermosyphon-Prinzip aus dem Primärspeicher mit aufgeheiztem Wasser be laden. Somit ist sowohl die Wärmeübertragung vom Kollektor zu den Speichern als auch die Beladung der Speicher optimal.

Statt einer Splittung der Zirkulation in mehrere Vor- und Rücklaufrohre zwischen dem Kollektor und den Speichern ist jetzt nur noch ein Vor- und ein Rücklaufrohr erforderlich, durch die das Medium gebündelt strömt. Die Speicher selbst sind durch obere und untere Verbindungsstutzen miteinander verbunden, durch welche ein freies Zirkulieren des Wassers nach dem Thermosyphon-Prinzip ermöglicht wird.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1: Einen vertikalen Schnitt durch den Speicherkollektor und

Fig. 2: Die Ansicht A aus Fig. 1.

Der Speicherkollektor besteht aus einem Kollektor 1 und im dargestellten Fall aus drei in der Ebene unter diesem angeordneten Speicherbehältern 2. Von diesen sind der mittlere als Primärspeicher 2' und die beiden seitlichen als Sekundärspeicher 2'' ausgebildet. Das bei Sonneneinstrahlung durch Schwerkraft im Kollektor 1 aufsteigende Medium wird in einem gemeinsamen Vorlaufrohr 3 gesammelt und in das Wärmetauscherrohr 4 im Primärspeicher 2' geleitet. Hier gibt es Wärme an das Wasser im Primärspeicher 2' ab und sinkt infolge der Abkühlung nach unten, von wo es durch das Rücklaufrohr 5 in den Kollektor 1 zurückströmt. Der Primärspeicher 2' ist durch obere und untere Verbindungs stutzen 6, 7 mit den Sekundärspeichern 2'' verbunden. Es entsteht ein Thermosyphon- Effekt, wodurch sich die Sekundärspeicher 2'' indirekt über den Primärspeicher 2' aufladen. Wesentlich ist die Tatsache, daß nur einer der Speicherbehälter vom Medium durchströmt wird, wodurch der Widerstand im Wärmetauscher 4 möglichst gering gehalten und die Schwerkraftzirkulation möglichst wenig behindert wird.

Claims

1. Speicherkollektor zum Auffangen und Speichern von Sonnenenergie bestehend aus einem Kollektor (1) und mehreren in der Ebene unter diesem angeordneten, durch Schwerkraft von dem im Kollektor (1) erwärmten Medium durchströmten Speicherbe hältern (2), dadurch gekennzeichnet, daß nur einer der Speicherbehälter als Primärspeicher (2') in den Kreislauf des Mediums eingeschaltet ist, während die weiteren Speicherbehälter als Sekundärspeicher (2'') dem Primärspeicher (2') zugeordnet und nach dem Thermosyphon- Prinzip mit aufgeheiztem Wasser aus diesem zu beladen sind.

2. Speicherkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kollektor (1) infolge der Sonneneinstrahlung sich erwärmende und dadurch flächig aufsteigende Medium durch ein Vorlaufrohr (3) einem den Primärspeicher (2') durchdringenden Wärmetauscherrohr (4) und nach dem Ab strömen und Abkühlen in diesem durch ein Rücklaufrohr (5) wieder zum Kollektor (1) strömt.

3. Speicherkollektor nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch obere und untere Verbindungsstutzen (6, 7) zwischen dem Primär speicher (2') und den Sekundärspeichern (2'') für ein freies Zirkulieren des Wassers und ein Einstellen eines gemeinsamen Temperaturniveaus in allen Speicherbehältern.