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DE2753756A1 - Solarheizungsanlage als offenes system mit entleer- und ausdehnungsgefaess - Google Patents

Solarheizungsanlage als offenes system mit entleer- und ausdehnungsgefaess

Info

Publication number
DE2753756A1
DE2753756A1 DE19772753756 DE2753756A DE2753756A1 DE 2753756 A1 DE2753756 A1 DE 2753756A1 DE 19772753756 DE19772753756 DE 19772753756 DE 2753756 A DE2753756 A DE 2753756A DE 2753756 A1 DE2753756 A1 DE 2753756A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
expansion vessel
collector
solar
emptying
expansion
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.)
Pending
Application number
DE19772753756
Other languages
English (en)
Inventor
Dieter Busch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Busch Co
Original Assignee
Busch Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Busch Co filed Critical Busch Co
Priority to DE19772753756 priority Critical patent/DE2753756A1/de
Publication of DE2753756A1 publication Critical patent/DE2753756A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
    • F24D19/1057—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water the system uses solar energy
    • 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
    • F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/003—Central heating systems using heat accumulated in storage masses 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
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/60—Arrangements for draining the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/50—Preventing overheating or overpressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/70—Preventing freezing
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

1. Zweck, Anlagenbeschreibung
1.1 Brauch- oder Heizungswassererwärmung mittels Sonnenkollektoren, Speicher, Wärmetauscher. Eine Umwälzpumpe sorgt für den Wärmetränsport zwischen Kollektoren und Speicher. Die Anlage kann "offen" ausgeführt werden.
1.2 Das Kernstück der hier beschriebenen offenen Solarheizung ist das Entleer- und Ausdehnungsgefäß. Ansonsten sind für Wasserkreislauf und Steuerung aus der Heizungstechnik bewährte Elemente einzusetzen.
2. Stand der Technik
2.1 Für das Gebiet der Solarheizungen gibt es keine speziellen Vorschriften, Richtlinien, Sicherheitsnormen. Auch die Wahl des geeigneten Werkstoffs bleibt dem Anlagenersteller überlassen.
2.2 Solarheizungen werden üblicherweise als geschlossene Anlagen mit Druckausdehnungsgefäß und Sicherheitsventil ausgeführt.
2.3 Da Thermoöl wegen Problemen der Brennbarkeit, Abwassergefährdung bei Undichtigkeiten, Werkstoffwahl sowie wegen hoher Kosten als Wärmeträgermedium fragwürdig ist, wird überwiegend Wasser mit Frostschutzmitteln zum Wärmetransport benutzt.
3. Sicherheitstechnische Auflagen der Zukunft
3.1 Eine Einordnung der üblichen geschlossenen Anlagen unter Druckbehälter mit entsprechenden Anforderungen an alle Anlagenteile (RohrleitungenI) kann erwartet werden.
3.2 Außerdem muß als wesentliche Anforderung der Betrieb mit überteiperatur bedacht werdenI
3.3 Messungen der Hersteller von Sonnenkollektoren belegen Temperaturen von 130 bis 16O° C, besondere Bauformen erreichen sogar bis 200° C. Mit Temperaturen von mehr als 100° C unter· liegen Anlegen der Heizungstechnik umfassenden sicherheitstechnischen Auflagen (Heißwasser-Heizungsanlagen).
90 9JJ U 0 0 2 3
Blatt 2 - Ing.-Büro BMS, 7250 Lnonbecg
3.4 Anlagen im Druck- und Übertemperaturbereich sind im Heizungsfach anzeige- oder gar abnahmepflichtig. Festgelegte Sicherheitsnormen (auch Werkstoffqualitäten) sind zu erfüllen.
3.5 Auflagen aus diesem Bereich sind nach Behandlung der Solaranlagen in den entsprechenden Fachnormen-Ausschüssen zu erwarten.
3.6 In einer kritischen Betrachtung setzt sich TÜV-Mitarbeiter und Mitglied im Fachnormenausschuss Heizung - Lüftung Dipl.-Ing. F. Mayr mit sicherheitstechnischen Maßnahmen in der Solartechnik auseinander und äußert vorgenannte Bedenken (Sanitär- und Heizungs-Technik, Heft 6 / 1977» Seite 501).
4. Die offene Anlage mit Entleer- und Ausdehnungsgefäß als sichere Lösung
4.1 Zwischen Wärmeverbraucher (in Bild 1 z.B. Wärmetauscher im Brauchwasser- Speicher- (6)^ und Solarkreis- Umwälzpumpe (4) befindet sich das Entleer- und Ausdehnungsgefäß (i).
4.2 Das Entleer- und Ausdehnungsgefäß (1) dient zur Aufnahme des Ausdehnungswassers sowie des Kollektoreninhalts samt der über dem Gefäß liegenden (und evtl. frostgefährdeten) Leitungen.
4.3 Dieser Wasserinhalt bestimmt die Größe des Gefäßes.
4.4 Das Gefäß (1) muß unterhalb der Kollektoren (5) und frostgefährdeten Anlagenteile installiert werden. Entweder im beheizten Dachraum oder im Heiz- bzw. Technikraum·
4.5 Die Kollektoren werden aus dem Entleer- und Ausdehnungsgefäß gefüllt,von der Kollektorkreispumpe (4) werden die Kollektoren von unten nach oben gefüllt über die Rücklaufleitung.
4.6 Bei Stillstand der Solarkreispumpe (4) entleert sich der über dem Gefäß (1) liegende Teil der Anlage in das Entleer- und Ausdehnungsgefäß selbsttätig.
4.7 Damit kein Luft-/Wasser-Gemisch umgewälzt wird, sind Zu- und Ablaufanschluß des Gefäßes unter dem Wasserspiegel angeordnet. Die Kollektoren (5) haben wie üblich den Rücklaufanschluß unten und den Vorlaufanschluß oben.
4.8 Für den Austausch des Luftpolsters wird eine 3· Leitung zwischen den höchsten wasserführenden Stellen der Kollektoren und des Gefäßes (1) installiert. Das Luftpolster wechselt von den Kollektoren (5) in das Ausdehnungsgefäß (1), wenn bei Wärmegewinn der Kollektorkreis in Tätigkeit geht.
909824/0023 - 3 -
Blatt 3 - Ing.-Büro BMS1, 7250 Laonberg
4.9 Zur Kontrolle beim Füllen der Anlage ist das Entleer- und Ausdehnungsgefäß (i) mit einem Wasserstandsanzeiger (3) versehen. Außer zum Abpressen der Gesamtanlage, wird nur der tiefliegende Anlagenteil bis zu einer bestimmten Marke im Gefäß gefüllt. Der höherliegende Rest der Anlage wird aus dem Entleer- und Ausdehnungsgefäß aufgefüllt.
4.10 Zusätzlich kann das Entleer- und Ausdehnungsgefäß (1) zur besseren Überwachung und zum Schutz gegen Trockenlauf der Umwälzpumpe (4) mit einem Wassermangelschalter (2) versehen werden.
4.11 Das Entleer- und Ausdehnungsgefäß (i) ist ebenso wie der Speicher hochwertig gegen Wärmeverlust zu dämmen.
4.12 Als Entleer- und Ausdehnungsgefäß kann wie im Bild 2 dargestellt ein Speicher eingesetzt werden.
5. Regelablauf der offenen Anlage mit Entleer- und Ausdehnungagefäß
5.1 Ruhezustand:
Kollektorpumpe (4) aus· Kollektoren (5) entleert. Entleerund Ausdehnungsgefäß (i) gefüllt. Kollektoranlage frost- und Ubertemperatursicher.
5.2 Betrieb:
Kollektorpumpe (4) ein, Kollektoren (5) werden aus dem Gefäß gefüllt, die Luft wird durch die Sekundärleitung ins Entleer- und Ausdehnungsgefäß gedrückt.
5.3 Regelung:
Wird vom Regelgerät (7) eine Temperaturdifferenz zwischen dem Fühler (8) im Kollektor und dem im Speicherwasser (i0) gemessen, schaltet es die Solarkreispumpe ein.
5.4 Bei Erreichen der max. gewünschten Speicherwassertemperatur wird die Umwälzpumpe (4) abgeschaltet. Die Anlage geht in den Ruhezustand und ist frost- und Ubertemperatursicher.
5.5 Als zusätzliche Sicherung sind für das Abschalten der Pumpe (4) noch ein Maximalthermostat (9) im Speicherwasser und evtl. im Kollektor (8) sowie ein Wassermangelschalter (2) im Entleer- und Ausdehungsgefäß vorzusehen.
909824/0023
Blatt U - Ing.-Büro BMS, ?25O Leonberg
6. Vorteile der offenen Anlage mit Entleer- und Ausdehnungsgefäß
6.1 Jetzt und auf Dauer problemloser ist die offene Anlage, zusammengestellt aus bewährten Elementen der Heizungstechnik. Keine Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck und Übertemperatur erforderlich. Von der offenen Anlage geht keine Gefährdung aus.
6.2 Die Solaranlage offener Konzeption, im kritischen Bereich entleert, kann mit billigem unbehandeltem Wasser gefüllt werden, da die Entleereinrichtung gegen Übertemperatur auch zur Vermeidung der Frostgefahr wirksam ist.
Aufgestellt: BMS1 Leonberg, den 30. 11. 1977
Busdr-Mitlccher- Schöpfer Pestalozzisir. 6
7250 Leonberg 1
Tel. 07152/43206
909824/0023

Claims (1)

  1. Busch - Mitlacher - Schöpfer Pestalozzistr· 6
    725O LEONBERG 1 Tel.» O7152/432O6
    Solarheizungsaniage als offenes System mit Entleer- und Ausdehnungsgefäß
    Patentansprüche
    Solarheizungsaniage als offenes System mit Entleer- und Ausdehnungsgefäß zur Aufnahme des Kollektorinhalts bei Stilletand der Solarkreis-Umwälzpumpe,
    dadurch gekennzeichnet» ■ ■ ,
    daß ein mit der Atmosphäre in Verbindung stehendes Ent- >-<i leer- und Ausdehnungsgefäß tiefer angeordnet wird als die Übertemperatur- und frostgefährdejrften Teile einer ..
    Sonnen-Kollektoranlage, in das sich selbsttätig'der
    Vasserinhalt (oder jedes andere flüssige Wärmeträger- : . medium)>aus ^den höherliegenden Anlageteilen entleert; !
    Offenes System nach Anspruch 1 mit einem Entleer- und Ausdehnungsgefäß
    dadurch gekennzeichnet.: .--.
    daß das Entleer^ und Ausdehnungsgefäß mit den Sonnen- · kollektoren durch eine Vorlauf-, Rücklauf- und eine zusätzliche Luftleitung ab dem höchsten Punkt des Kollektors verbunden ist und mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
    Offenes System nach Anspruch 1 und 2 mit einer Kollek- ' ' torkreispumpe
    dadurch gekennzeichnet.
    daß die Kollektorkreispumpe zum Füllen der Kollektoren mit Wärmetragermedium und somit zum Herstellen des Kreislaufs zwecks Wärmetransport verwendet wird.
    909824/0023
    Blatt 2 - Ing.-Büro BMS, 7230 Leonberg
    Offenes System nach Anspruch 1 und 2 mit einem Vorratsspeicher als Entleer- und Ausdehnungsgefäß«
    dadurch gekennzeichnet.
    daß ein Speicher den Kollektorinhalt und das Ausdehnungswasser aufnimmt, dem mittels Heizschlangen oder anderer Wärmetauscher gespeicherte Sonnenwärme entnommen wird«
    Aufgestellt: BMS, Leonberg, den 30.11.1977
    Büsdn-Mitlacher-Schöpfer Pestalozzistr. 6
    7250 Leonberg 1
    Tel. 07152/43206
    909824/0023
DE19772753756 1977-12-02 1977-12-02 Solarheizungsanlage als offenes system mit entleer- und ausdehnungsgefaess Pending DE2753756A1 (de)

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