DE3209131C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonnenwärmeanlage mit einem Hochtemperatur-Wärmeträgerkreislauf, der einen Hoch­ temperatur-Solarkollektor und einen Hochtemperatur- Wärmetauscher enthält, mit einem Niedrigtemperatur- Wärmeträgerkreislauf, der einen Niedrigtemperatur- Solarkollektor und einen Niedrigtemperatur-Wärme­ tauscher enthält, und mit einem Wasserkreislauf, dessen Wasser aufeinanderfolgend durch den Niedrigtemperatur- Wärmetauscher, den Hochtemperatur-Wärmetauscher und einen Wärmeverbraucher fließt.

Bei einer bekannten Sonnenwärmeanlage der genannten Art (DE-OS 28 50 285, Fig. 3) arbeitet jeder der bei­ den Wärmeträgerkreisläufe ausschließlich auf den zugeordneten Wärmetauscher, d. h. der Hochtemperatur- Wärmeträgerkreislauf arbeitet auf den Hochtemperatur- Wärmetauscher, während der Niedrigtemperatur-Wärme­ trägerkreislauf auf den Niedrigtemperatur-Wärme­ tauscher arbeitet. Außerdem ist der Wasserkreislauf dauernd an beide Wärmetauscher geschaltet, so daß der Wärmeverbraucher immer Wasser derjenigen Temperatur erhält, die nach dem Durchtritt durch die beiden Wärmetauscher vorhanden ist. Mit der bekannten Anlage kann man einen Hochtemperatur-Verbraucher betreiben, beispielsweise in Form einer Dampfturbine. Ein solcher Betrieb ist ohne weiteres möglich, solange ausreichender Sonnenschein vorhanden ist. Läßt der Sonnenschein jedoch nach bzw. nimmt die Sonneneinstrahlung ab, so kann in dem Wasserkreislauf die zum Erzeugen von Sattdampf, wie er für den Betrieb der Turbine erforderlich ist, erfor­ derliche Temperatur nicht mehr erreicht werden, so daß die Turbine nicht mehr betrieben werden kann. Das Ar­ beitsmittel kann hierbei beispielsweise in Form von Naß­ dampf vorliegen, dessen Temperatur aber so hoch ist, daß er nicht ohne weiteres in einem weiteren Wärmeverbrau­ cher verwendet werden kann. Beispielsweise kann das Ar­ beitsmittel dann nicht in einer Klimaanlage oder einer Heizanlage für Gebäude verwendet werden. Das Ergebnis besteht darin, daß die bekannte Anlage mit vergleichs­ weise schlechtem Wirkungsgrad arbeitet.

Es ist auch eine Sonnenwärmeanlage bekannt (FR 24 36 351), die zwei Wärmeträgerkreisläufe aufweist, die jedoch lediglich auf geringfügig unterschiedlichem Wärmeniveau stehen. Bei dieser bekannten Anlage liefern die Wärmeträgerkreisläufe hauptsächlich jeweils an einen Speicher. Nur ein Teil der von diesen Wärmeträgerkreis­ läufen abgegebene Wärme wird durch Wärmetauscher geführt.

Es ist schließlich auch eine Sonnenwärmeanlage bekannt (US 40 10 732), die einen Wärmeträgerkreislauf auf­ weist, in welchem der Wärmeträger aufeinanderfolgend eine Mehrzahl von Solarkollektoren und daran anschließend einen Wärmetauscher durchläuft, in welcher die Wärme an einen eine Turbine speisenden Dampf-Wasser-Kreislauf ab­ gegeben wird. Hinter dem Wärmetauscher wird der Wärme­ träger über eine Pumpe wiederum zu den Solarkollektoren geführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sonnenwärmeanlage der einleitend genannten Art derart auszuführen, daß unter allen Sonnenstrahlungsbedingungen die erzeugte Wärme optimal genutzt wird. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Wärmeverbraucher einen Hochtemperatur-Wärmeverbraucher und einen Niedrigtemperatur-Wärmeverbraucher aufweist, daß ein wahlweise anschließbarer zweiter Wasserkreislauf vor­ gesehen ist, dessen Wasser unter Umgehung des Hoch­ temperatur-Wärmetauschers und des Hochtemperatur- Wärmeverbrauchers aufeinanderfolgend durch den Niedrig­ temperatur-Wärmetauscher und den Niedrigtemperatur- Wärmeverbraucher fließt, und daß der Hochtemperatur- Wärmeträgerkreislauf unter Umgehung des Hochtempera­ tur-Wärmetauschers über den Niedrigtemperatur-Wärme­ tauscher den zweiten Wasserkreislauf beaufschlagend geführt ist.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zwei getrenn­ te Wärmeverbraucher vorzusehen, und zwar einen Hoch­ temperatur-Wärmeverbraucher, beispielsweise in Form einer Dampfturbine, und einen Niedrigtemperatur- Wärmeverbraucher, beispielsweise in Form einer Klima­ anlage oder einer Heizanlage für Gebäude od. dgl. Hier­ für ist ein zweiter Wasserkreislauf vorgesehen, dessen Wasser nur durch den Niedrigtemperatur-Wärmetauscher und durch den Niedrigtemperatur-Verbraucher fließt, an den jedoch der Hochtemperatur-Wärmeträgerkreislauf angeschlossen werden kann. Wenn bei einer solchen Sonnenwärmeanlage mit der vorhandenen Sonnenstrahlung keine für den Betrieb des Hochtemperatur-Wärmeverbrau­ chers erforderliche Temperatur erzeugt werden kann, gibt der Hochtemperatur-Wärmeträgerkreislauf seine Wärme nicht mehr über den Hochtemperatur-Wärmetauscher an den Hochtemperatur-Wärmeverbraucher, sondern ausschließlich an den zweiten Waserkreislauf ab, der ein Niedrigtemperatur-Wasserkreislauf ist. Dadurch wird sämtliche erzeugte Wärme optimal ausgenutzt, so daß die Anlage einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad hat.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Sonnenwärme­ anlage gemäß einer Ausführungsform der Erfin­ dung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 eine detailliertere schematische Darstellung einer Sonnenwärmeanlage gemäß einer Ausführungs­ form der Erfindung,

Fig. 4 eine den Fig. 1 und 2 ähnelnde Darstellung noch einer anderen Ausführungsform der Erfin­ dung, und

Fig. 5 eine Fig. 4 ähnelnde Darstellung einer Abwand­ lung der Ausführungsform nach Fig. 4.

Im folgenden ist eine Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Sonnenwärmeanlage anhand von Fig. 1 im einzel­ nen erläutert.

Bei der Anlage gemäß Fig. 1 sind in ausgezogenen Linien ein unter normalen Sonnenscheinbedingungen eingesetzter Kreislauf und in gestrichelten Linien ein anderer, un­ ter Bedingungen ungenügenden Sonnenlichteinfalls betrie­ bener Kreislauf dargestellt. Diese Sonnenwärmeanlage umfaßt Hoch- und Niedrigtemperatur-Solarkollektoren 1 a bzw. 1 b unterschiedlicher Eigenschaften zum Sammeln von Sonnenenergie, Hoch- und Niedrigtemperatur-Wärmeträger­ kreisläufe (-Teilkreise) 2 a bzw. 2 b zur Abnahme der unter normalen Sonnenlichtbedingungen von den Kollek­ toren 1 a bzw. 1 b gesammelten Wärme, einen Hochtempera­ tur-Wärmeträgerkreislauf 2 c zur Führung oder Abnahme der vom Hochtemperatur-Solarkollektor 1 a unter ungün­ stigen Sonnenlichtbedingungen gesammelten Wärme, einen Hochtemperatur-Wärmetauscher 3 a für einen Wärmeaus­ tausch in dem unter normalen Sonnenlichtbedingungen eingesetzten Hochtemperatur-Wärmeträgerkreislauf 2 a mit einem leicht verfügbaren Medium, wie Wasser, einen Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 b für einen Wärme­ tausch mit Wasser in dem unter ungünstigen Sonnenlicht­ bedingungen arbeitenden Hochtemperatur-Wärmeträgerkreis­ lauf 2 c und in dem Niedrigtemperatur-Wärmeträgerkreis­ lauf 2 b, einen Wasserkreislauf 4 a zur Aufnahme von Wärme sowohl vom Hochtemperatur- als auch vom Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 a bzw. 3 b unter normalen Sonnenlichtbedingungen, einen zweiten Wasserkreislauf 4 b mit niedriger Temperatur zur Aufnahme von Wärme vom Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 b unter ungünstigen Sonnenlichtbedingungen, Hoch- und Niedrigtemperatur- Wärmeverbraucher 5 a bzw. 5 b, die unter Nutzung der unter normalen Sonnenlichtbedingungen durch den Wasserkreislauf 4 a transportierten Wärme­ energie arbeiten und von denen der Niedrigtemperatur- Wärmeverbraucher 5 b nur mit der unter ungünstigen Sonnenlichtbedingungen durch den zweiten Wasserkreislauf 4 b transportierten Wärmeenergie arbei­ tet, eine Hochtemperatur-Wärmeträgerpumpe 6 a zum Um­ wälzen des Wärmeträgers in dem Hochtemperatur-Wärme­ trägerkreislauf 2 a für normale Sonnenlichtbedingungen, eine Niedrigtemperatur-Wärmeträgerpumpe 6 b zum Umwäl­ zen des Wärmeträgers in dem Hochtemperatur-Wärmeträger­ kreislauf 2 c für ungünstige Sonnenlichtbedingungen so­ wie in dem Niedrigtemperatur-Wärmeträgerkreislauf 2 b, und eine gemeinsame Wasserpumpe 7 zum Umwälzen von Wasser in den Wasserkreisläufen 4 a bzw. 4 b. Der Niedrigtemperatur- Wärmeträgerkreislauf 2 b wird ebenfalls unter ungünsti­ gen Sonnenlicht- oder -strahlungsbedingungen eingesetzt.

Unter normalen Sonnenlicht- oder -strahlungsbedingungen wird Sonnenenergie von den Solarkollektoren 1 a und 1 b aufgefangen bzw. gesammelt und in diesen in Wärmeener­ gie umgewandelt, die über die ausgezogen eingezeichne­ ten Leitungen dem Wärmeträger zugeführt wird. Hoch­ temperatur- und Niedrigtemperatur-Wärmeträger strömen dabei nach entsprechender Temperaturerhöhung durch die Wärmeträgerkreisläufe 2 a bzw. 2 b und gehen in den Hochtemperatur- und Niedrigtemperatur-Wärmetauschern 3 a bzw. 3 b einen Wärmeaustausch mit dem in dem Wasserkreislauf 4 a strömenden Wasser ein. Nach der Temperaturerniedrigung infolge des Wärmeaus­ tausches werden die Wärmeträger durch die betreffenden Pumpen 6 a und 6 b auf höheren Druck gebracht und zu den Solarkollektoren 1 a bzw. 1 b zurückgeleitet, um danach wieder über die ausgezogen eingezeichneten Leitungen durch die Wärmeträgerkreisläufe 2 a bzw. 2 b umgewälzt zu werden. In diesem Fall besteht eine enge Beziehung zwischen den Eigenschaften der Solarkollektoren 1 a und 1 b sowie den Kosten für diese. Wenn nämlich die Wärmeträgertemperatur niedriger sein darf als etwas über 100°C, kann diese Temperatur durch den nicht bündelnden und nicht nachgeführten Niedrigtemperatur- Sollarkollektor 1 b geliefert werden, so daß dieser Kollektor 1 b beispielsweise eine fest installierte Plattenform besitzen kann. Um jedoch höhere Temperatu­ ren zu erzielen, muß die Sonnenstrahlung mittels Spie­ geln (Reflektoren) oder Linsen gesammelt werden. Zur Lieferung einer Temperatur von mehr als 200°C muß der Solarkollektor ständig automatisch der Sonne nachge­ führt werden. Der Hochtemperatur-Solarkollektor 1 a muß daher vom Strahlungsbündelungs- und Nachführtyp sein. Ein solcher Kollektor bedingt selbstverständlich er­ heblich höhere Baukosten als ein nicht bündelnder und nicht nachgeführter Kollektor. Es ist daher wichtig, daß jeweils die für die Erzielung einer gewünschten oder Soll-Temperatur geeigneten Kollektoren verwendet werden.

Das in dem Wasserkreislauf 4 a strömende, durch den Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 b erwärmte und unter normalen Sonnenstrahlungsbedingungen auf er­ höhte Temperatur gebrachte Wasser erfährt eine weitere Temperaturerhöhung durch den Hochtemperatur-Wärme­ tauscher 3 a, worauf es seine Wärme an den Hochtempera­ tur-Wärmeverbraucher 5 a abgibt. Das aus letzterem aus­ tretende Wasser ist noch warm genug, um an den Niedrig­ temperatur-Wärmeverbraucher 5 b Wärme abgeben zu können. Das aus letzterem ausströmende Wasser wird durch die Wasserpumpe 7 zum Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 b zurückgeleitet. Bei der beschriebenen Anlage zirkuliert das Wasser somit durch den Wasserkreis­ lauf 4 a, wobei es die Sonnenenergie unter normalen Sonnenstrahlungsbedingungen im größtmöglichen Ausmaß nutzt.

Unter ungenügenden oder ungünstigen Sonnenlichtbedingun­ gen, etwa am Morgen, am Abend oder an einem wolkigen Tag, kann jedoch der Hochtemperatur-Wärmetauscher 3 a nicht genügend Wärme liefern, um an dem Hochtemperatur- Wärmeverbraucher 5 a einen zufriedenstellenden Wirkungs­ grad zu erreichen. Unter diesen Bedingungen wird daher der Hochtemperatur-Wärmeträgerkreislauf 2 a mittels eines nicht dargestellten Ventils auf die gestrichelt eingezeichnete Schleife (Teilkreis) 2 c um­ geschaltet (Fig. 1). Dabei wird die bei ungenügender Sonnen­ strahlung durch den Hochtemperatur-Solarkollektor 1 a gewonnene Wärme über den Hochtemperatur-Wärmeträger­ kreislauf 2 c zum Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 b gefördert und der mittels des Niedrigtemperatur-Solar­ kollektors 1 b gewonnenen Wärme hinzugefügt, um dann im Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 b auf das Wasser in dem zweiten Wasserkreislauf 4 b mit niedriger Temperatur übertragen zu werden. Der zweite Wasserkreislauf 4 b umgeht den Hochtemperatur-Wärmetauscher 3 a und den Wärmeverbraucher 5 a, so daß die Wärme unmittelbar dem Niedrigtemperatur-Wärmeverbraucher 5 b zugeführt wird. Auf diese Weise wird die gesamte, mittels der Hoch­ temperatur- und Niedrigtemperatur-Solarkollektoren 1 a bzw. 1 b gewonnene Wärme dem Niedrigtemperatur-Wärme­ verbraucher 5 b zugeführt. Aufgrund dieses Umschaltens der Schleifen bzw. Teilkreisläufe kann somit der Niedrigtemperatur-Wärmeverbraucher 5 b Wärme in der größtmöglichen Menge, welche die Anlage zu liefern imstande ist, zugeführt werden.

Fig. 2 veranschaulicht eine eine Umschaltfunktion be­ sitzende Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 werden die Solar­ kollektoren 1 a und 1 b bei ungenügender Sonnenstrahlung parallel zum Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 b betrie­ ben, während sie bei der Abwandlung nach Fig. 2 in Reihe mit diesem Wärmetauscher betrieben werden. Die Anlage kann dabei auch so ausgelegt sein, daß wahlweise und je nach den gegebenen Umständen zwischen Reihen- und Parallelbetrieb umgeschaltet werden kann. Eine sol­ che Ausgestaltung gewährleistet eine wirksame Wärme­ nutzung sowohl unter normalen als auch unter ungünsti­ gen Sonnenstrahlungsbedingungen.

Die Anlagen gemäß Fig. 1 und 2 stellen lediglich Bei­ spiele für mögliche Bauarten dar, da die Hoch- und Niedrigtemperatur-Kreisläufe in den Wärmeträger- und Wasserabschnitten je nach der zu gewinnenden Wärme verschiedentlich abgewandelt werden können.

Fig. 3 veranschaulicht in detaillierterer Darstellung den genauen Aufbau einer Sonnenwärmeanlage gemäß der Erfindung. Dabei bildet der Hochtemperatur-Wärmetau­ scher 3 a einen Dampferzeuger. Der durch diesen Wärme­ tauscher 3 a unter normalen Sonnenlichtbedingungen er­ zeugte Hochtemperaturdampf wird dem Hochtemperatur- Wärmeverbraucher 5 a als (Wasser-)Dampf zugeführt, der für industrielle Verfahren sowie zur Speisung eines Hochtemperatur-Wärmeverbrauchers 8 in Form einer Dampfturbine benutzt werden kann. Die Dampfturbine treibt einen Generator 9 a zur Stromerzeugung an. Die Wärme des aus der Dampfturbine austretenden Strö­ mungsmittels wird in einem ein niedrigsiedendes Medium verwendeten Verdampfer - der einen Niedrigtemperatur-Wärmeverbraucher 10 darstellt - auf ein entsprechendes Medium, wie Freon, übertragen, so daß dieses Medium verdampft wird und mit seinem Dampf eine entsprechende Turbine 11 antreibt, die ihrerseits einen Generator 9 b zur Stromerzeugung antreibt. Ein Teil des im Niedrig­ temperatur-Wärmetauscher 3 b erwärmten Warmwassers wird nicht dem Hochtemperatur-Wärmetauscher 3 a, sondern un­ mittelbar dem Niedrigtemperatur-Wärmeverbraucher 5 b, beispielsweise in Form eines Heizgerätes, zugeführt. Das nach der Wärmeübertragung auf den Hochtemperatur- Wärmeverbraucher 5 a, den Niedrigtemperatur-Wärmever­ braucher 5 b und in dem das niedrigsiedende Medium ver­ wendenden Verdampfer in seiner Temperatur erniedrig­ te Wasser wird durch die Wasserpumpe 7 zum Niedrig­ temperatur-Wärmetauscher 3 b zurückgeführt und sodann erneut auf beschriebene Weise umgewälzt. Das aus der Turbine 11 austretende niedrigsiedende Medium wird durch einen zugeordneten Kondensator 12 kondensiert und sodann durch eine zugeordnete Pumpe 13 zum Verdampfer für dieses niedrigsiedende Medium zurückgeführt und in einer entsprechenden Schleife bzw. Kreislauf 14 umgewälzt.

Wenn die Sonneneinstrahlung abnimmt und die am Hoch­ temperatur-Solarkollektor 1 a gewonnene Wärme so weit abfällt, daß sie für den Antrieb der Dampfturbine oder für die Zufuhr zum Hochtemperatur-Wärmeverbraucher 5 a ungenügend ist, wird der Hochtemperatur-Wärmeträger­ kreislauf mittels eines nicht dargestellten Ventils von dem in ausgezogenen Linien eingezeichneten Kreis­ lauf 2 a auf den gestrichelt eingezeichneten Kreislauf 2 c umgeschaltet. Da nach dem Umschalten dem Hoch­ temperatur-Wärmetauscher 3 a kein Wasser zugeführt wird, bleibt die Dampfturbine stehen. Andererseits wird ein Teil des aus dem Niedrigtemperatur-Wärme­ tauscher 3 b austretenden Heiß- bzw. Warmwassers über den zweiten Wasserkreislauf 4 b dem Ver­ dampfer für das niedrigsiedende Medium zugeführt, so daß die mit diesem Medium arbeitende Turbine 11 weiterhin den Generator 9 b zur Stromerzeugung an­ treibt. Die Dampfzufuhr zum Hochtemperatur-Wärmever­ braucher 5 a wird beendet, während weiterhin Heiß- bzw. Warmwasser dem Niedrigtemperatur-Wärmeverbraucher 5 b zugeführt wird.

Wenn als Wärmeträger eine Substanz verwendet wird, de­ ren Siedepunkt höher liegt als die am Hochtemperatur- Solarkollektor 1 a erreichbare Wärme, während ihr Ge­ frierpunkt unterhalb der niedrigsten Außenlufttempera­ tur im Winter liegt, sind die Wärmeträgerkreisläufe 2 a, 2 b und 2 c stets mit Wärmeträger in flüssiger Phase ge­ füllt, so daß Anordnung bzw. Ausbildung und Betriebs­ steuerung der verschiedenen Einrichtungen vereinfacht werden.

Fig. 3 veranschaulicht die grundsätzliche Anordnung einer erfindungsgemäßen Sonnenwärmeanlage sowie anderer Einheiten, wie Hilfswärmequelle, Wärmespeichereinheit und Ventil, die in der Praxis bei einer solchen Anord­ nung vorgesehen werden. Da diese zuletzt genannten Einrichtungen jedoch keinen Teil der Erfindung bilden, sind sie nicht näher dargestellt und beschrieben.

Fig. 4 veranschaulicht in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sonnenwärmeanlage. Dabei ist in dem Hochtemperatur- Wärmeträgerkreislauf 2 c für ungenügende Sonnenstrah­ lungsbedingungen ein für dieselben Bedingungen vorge­ sehener zusätzlicher Wärmetauscher 15 vorgesehen. Die unter ungünstigen Sonnenstrahlungsbedingungen im Hoch­ temperatur-Solarkollektor 1 a gesammelte Wärme wird durch diesen Wärmetauscher 15 auf das Wasser in dem zweiten Wasserkreislauf 4 b mit niedriger Temperatur übertragen. Das in diesem Wasserkreislauf 4 b strömende Wasser wird durch ein nicht dargestelltes Ventil nach dem Austritt aus der Wasserpumpe 7 in zwei Teile aufgeteilt, von denen der eine die vom Niedrigtemperatur-Solarkollektor 1 b gelieferte Wärme über den Niedrigtemperatur-Wärme­ tauscher 3 b abnimmt, während der andere Teil die vom Hochtemperatur-Solarkollektor 1 a gesammelte Wärme über den genannten zusätzlichen Wärmetauscher 15 abnimmt. Die so erwärmten Wasserteilströme werden anschließend wieder miteinander vereinigt, um ihre Wärme an den Niedrigtemperatur-Wärmeverbraucher 5 b abzugeben.

Fig. 5 veranschaulicht eine Abwandlung der Ausführungs­ form nach Fig. 4 mit Umschaltfunktion. Bei der Anlage gemäß Fig. 4 werden der Niedrigtemperatur-Wärmetauscher 3 b und der Wärmetauscher 15 für ungünstige Sonnenstrah­ lungsbedingungen parallel zum Niedrigtemperatur-Wärme­ verbraucher 5 b betrieben, während sie bei der Anlage gemäß Fig. 5 in Reihe mit diesem Wärmeverbraucher 5 b betrieben werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 erfolgt das Umschalten zwischen den Hochtemperatur- Wärmeträgerkreisläufen 2 a und 2 c in der Weise, daß die Anlage in Abhängigkeit von den jeweiligen Sonnenstrahl­ lungsbedingungen arbeitet, während bei der Ausführungs­ form nach Fig. 4 und 5 das Umschalten zwischen den Wasserkreisläufen 4 a und 4 b erfolgt. In jedem Fall kann bei diesen Anlagen die Nutzung der Sonnenwärme verbes­ sert werden. Der bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 nicht vorgesehene Wärmetauscher 15 für ungünstige Sonnenstrahlungsbedingungen ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 als zusätzlicher Bauteil hinzugefügt. Die Anlage nach Fig. 4 und 5 ist daher dann vorteil­ haft, wenn die Betriebsleistungen u. dgl. der einzelnen verwendeten Einrichtungen optimal ausgenützt werden sollen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 sind weiterhin die Hochtemperatur- und Niedrigtemperatur- Wärmeträgerkreisläufe 2 c bzw. 2 b nicht miteinander ver­ bunden, so daß unterschiedliche, für die jeweiligen Temperaturbedingungen zweckmäßigste Wärmeträger ver­ wendet werden können.

Die vorstehend erläuterten Anlagen und Arbeitsweisen sind nur als Beispiele zu betrachten, da die Erfindung unter Gewährleistung derselben Ergebnisse auch in anderen Ausgestaltungen realisiert werden kann.

Beispielsweise braucht die Wärmeträgerleitung nicht notwendigerweise mit zwei Kreisläufen ausgelegt zu sein, vielmehr kann sie erforderlichenfalls auch drei oder mehr Kreisläufe aufweisen. Ebenso können drei oder mehr verschiedene Arten von Solarkollektoren verwendet werden, wobei ihre Zahlen nicht notwendigerweise der Zahl der Wärmeträgerkreisläufe zu entsprechen braucht. Beispielsweise können drei Arten von Hochtemperatur-, Mitteltemperatur- und Niedrigtemperatur-Solarkollektoren in der Weise eingesetzt werden, daß der Niedrigtempera­ tur-Solarkollektor in den Niedrigtemperatur-Wärmeträger­ kreislauf eingeschaltet ist, während der Mittel- und der Hochtemperatur-Solarkollektor in Reihe geschaltet sind und den Hochtemperatur-Wärmeträgerkreislauf bil­ den, in welchem die Temperatur des Wärmeträgers zu­ nächst durch den Mitteltemperatur-Solarkollektor erhöht und anschließend durch den Hochtemperatur-Solarkollek­ tor weiter erhöht wird.

Je nach Wärme- und Leitungsbedarf kann die Kombination aus den Wärmeverbrauchern 5 a und 5 b der Dampfturbine 8 und der mit dem niedrigsiedenden Medium arbeitenden Turbine 11 (Fig. 3) als Abwandlung der Ausführungs­ form nach Fig. 1 verschiedentlich modifiziert werden.

Die Anlage (Fig. 3) ist nicht auf die beiden Ab­ schnitte für normale und ungünstige Sonnenstrahlung beschränkt, sondern kann je nach den Bedingungen der Sonneneinstrahlung und der Wärmebelastung anderweitig abgewandelt werden. Beispielsweise können am Ausgang der Anlage nur zwei der drei Energieträger Dampf, Warmwasser und Strom geliefert werden. Außerdem ist die Größe jeder Energieabgabe bezüglich des relativen Ver­ hältnisses nicht festgelegt, sondern frei bestimmbar bzw. wählbar.

Claims (6)

1. Sonnenwärmeanlage mit einem Hochtemperatur-Wärmeträger­ kreislauf (2 a), der einen Hochtemperatur-Solar­ kollektor (1 a) und einen Hochtemperatur-Wärme­ tauscher (3 a) enthält, mit einem Niedrigtemperatur- Wärmeträgerkreislauf (2 b), der einen Niedrigtempera­ tur-Solarkollektor (1 b) und einen Niedrigtemperatur- Wärmetauscher (3 b) enthält, und mit einem Wasserkreislauf (4 a), dessen Wasser aufeinanderfolgend durch den Niedrigtemperatur-Wärmetauscher (3 b), den Hoch­ temperatur-Wärmetauscher (3 a) und einen Wärmeverbraucher fließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeverbraucher einen Hochtemperatur-Wärme­ verbraucher (5 a) und einen Niedrigtemperatur-Wärmeverbrau­ cher (5 b) aufweist, daß ein wahlweise anschließbarer zweiter Wasserkreislauf (4 b) vorgesehen ist, dessen Was­ ser unter Umgehung des Hochtemperatur-Wärmetauschers (3 a) und des Hochtemperatur-Wärmeverbrauchers (5 a) auf­ einanderfolgend durch den Niedrigtemperatur-Wärmetau­ scher (3 b) und den Niedrigtemperatur-Wärmeverbraucher (5 b) fließt, und daß der Hochtemperatur-Wärmeträgerkreis­ lauf (2 a) unter Umgehung des Hochtemperatur-Wärme­ tauschers (3 a) über den Niedrigtemperatur- Wärmetauscher (3 b) den zweiten Wasser­ kreislauf (4 b) beaufschlagend geführt ist.

2. Sonnenwärmeanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Anschließen an den zweiten Wasserkreislauf (4 b) der Hochtemperatur-Wärmeträger­ kreislauf (2 a) an den Niedrigtemperatur-Wärmeträger­ kreislauf (2 b) anschließbar ist.

3. Sonnenwärmeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschließen an den zweiten Wasserkreislauf (4 b) der Hochtemperatur- Wärmeträgerkreislauf (2 a) an einen weiteren Wärmetauscher (15) anschließbar ist, der seinerseits an den zweiten Was­ serkreislauf (4 b) angeschlossen ist.

4. Sonnenwärmeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anschließen des Hochtemperatur-Wärmeträgerkreislaufes (2 a) an den Niedrigtemperatur-Wärmeträgerkreislauf (2 b) der Hoch­ temperatur-Solarkollektor (1 a) und der Niedrigtempera­ tur-Solarkollektor (1 b) parallelgeschaltet sind.

5. Sonnenwärmeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anschließen des Hochtemperatur-Wärmeträgerkreislaufes (2 a) an den Niedrigtemperatur-Wärmeträgerkreislauf (2 b) der Niedrig­ temperatur-Solarkollektor (1 b) und der Hochtemperatur- Solarkollektor (1 a) in Reihe geschaltet sind.

6. Sonnenwärmeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserkreislauf (4 a) zusätzlich an einen Hochtemperatur-Wärmeverbraucher (8) und einen diesem nachgeordneten Niedrigtemperatur-Wärmeverbrau­ cher (10) angeschlossen ist, und daß an den letzteren der zweite Wasserkreislauf (4 b) mit niedriger Temperatur anschließ­ bar ist.