DD235717A1 - SOLAR - HOT WATER TREATMENT - Google Patents

Abstract

Die Erfindung findet Anwendung bei der Erzeugung von warmem Brauchwasser fuer Campinghaeuser, Hobbygaertnereien usw. Ziel der Erfindung, ist die Schaffung eines Solar-Warmwasserbereiters mit einfachem konstruktivem Aufbau und wird entsprechend der Aufgabenstellung, ein Kompaktgeraet zur Erwaermung und Speicherung von Brauchwasser nach dem Thermosyphoneffekt so zu gestalten, dass das erwaermte Wasser im Speicherbehaelter beim Ausbleiben der Waermezufuhr nicht durch ruecklaeufigen Thermosyphoneffekt wieder gekuehlt wird, dadurch geloest, dass in einem nach oben erweiterten Behaelter mit Absorberplatte an der Breitseite eine Zwischenwand so eingebaut ist, dass die dadurch entstehenden zwei Raeume unterhalb der Zwischenwand kommunizieren, wobei der an der Absorberplatte angrenzende Raum als 1/20 des maximalen Querschnittes des Speicherbehaelters ist. Der Wasserspiegel im Speicherbehaelter liegt unterhalb der Zwischenwandoberkante. Bei Waermeeinstrahlung steigt das Wasser im Heizraum an und ueberflutet die Zwischenwandoberkante. Das kalte Wasser im unteren Teil des Speicherbehaelters stroemt unterhalb der Zwischenwand dem Heizraum zu. Die Wasserentnahme erfolgt durch Zufuhr von Frischwasser in den unteren Bereich des Speicherbehaelters. Der Wasserspiegel steigt und das warme Wasser gelangt in die Schlauchleitung und damit zur Auslaufoeffnung.The invention has application in the production of hot water for camping houses, hobby farms, etc. The aim of the invention is to provide a solar water heater with a simple design and construction according to the task, a Kompaktgeraet for heating and storage of hot water after Thermosyphoneffekt so Shaping that the heated water is not cooled in the Speicherbehaelter in the absence of heat supply by reverse Thermosyphon effect, thereby solved that in an upwardly widened container with absorber plate on the broadside an intermediate wall is installed so that the resulting two spaces below the partition communicate with the space adjacent the absorber plate being 1/20 of the maximum cross section of the storage container. The water level in the storage tank is below the intermediate wall upper edge. With heat radiation, the water rises in the boiler room and flooded the intermediate wall upper edge. The cold water in the lower part of the storage tank flows under the partition to the boiler room. The water is removed by supplying fresh water in the lower part of the storage container. The water level rises and the warm water gets into the hose line and thus to the outlet opening.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungapplication

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor mit integriertem Speicherbehälterzur Erwärmung von Brauchwasser nach dem Thermosyphoneffekt, insbesondere für ortsveränderliche Aufstellung.The invention relates to a solar collector with integrated storage tank for heating process water after Thermosyphoneffekt, especially for portable installation.

Charakteristikcharacteristics

Bekannte Einrichtungen sind für diesen Zweck einfach im Aufbau. Vorgeschlagen wird nach DE OS 2814822 ein Sonnenkollektor mit flachem Speicherbehälter, wobei eine Flachseite des Speicherbehälters als Absorberfläche ausgebildet und mit einer Elektroheizung versehen ist.Known facilities are simply under construction for this purpose. According to DE OS 2814822, a solar collector with a flat storage container is proposed, wherein a flat side of the storage container is designed as an absorber surface and provided with an electric heater.

Der Nachteil besteht in der ungenügenden Zirkulation des Wassers im Speicherbehälter. Das warme Wasser staut sich im oberen Teil des Speicherbehälters und reduziert damit die Effektivität des Kollektors.The disadvantage is the insufficient circulation of water in the storage tank. The warm water accumulates in the upper part of the storage tank, thus reducing the effectiveness of the collector.

Nach DE OS 2915513 wird eine Einrichtung mit linsenförmigem Querschnitt vorgeschlagen. Der Sonnenkollektor ist allseitig geschlossen und hat zur Verbesserung der Zirkulation im Behälter ein Leitblech mit geringem Abstand von der Kollektorwand.According to DE OS 2915513 a device with linsenförmigem cross section is proposed. The solar collector is closed on all sides and has a guide plate with a small distance from the collector wall to improve the circulation in the container.

Ein Nachteil der Einrichtung ist die ungenügende Zirkulation des Wassers während der Heizperiode. Das erwärmte Wasser im vorderen Spalt gibt seine Wärme an das Leitblech und von diesem an das Wasser im Speicher weiter. Ein weiterer Nachteil ist der Wärmeverlust des aufgeheizten Wassers im Speicher während der Nachtstunden. Das erfolgt einmal über das Leitblech, dem Wasser im vorderen Spalt zur Solarwand und zum Zweiten durch eine teilweise Zirkulation in umgekehrter Richtung.A disadvantage of the device is the insufficient circulation of water during the heating season. The heated water in the front gap gives its heat to the baffle and from there to the water in the memory on. Another disadvantage is the heat loss of the heated water in the store during the night hours. This is done once via the baffle, the water in the front gap to the solar wall and the second by a partial circulation in the opposite direction.

Außerdem besteht der Nachteil in einer druckfesten Auslegung bzw. Anordnung einer Sicherheitseinrichtung gegen zu hohen Druckanstieg.In addition, there is the disadvantage in a pressure-resistant design or arrangement of a safety device against excessive pressure rise.

Die DE OS 2604361 schützt ein Flüssigkeitskreislaufsystem zur Wärmerückgewinnung aus Sonnenenergie, bestehend aus einem Rohrsystem als Sonnenkollektor und einem über Leitungen verbundenen Sammelbehälter. Eine Schwimmerkugel hält die Mündung des Einlaufstutzens oberhalb des Wasserspiegels und verhindert damit den Rückstrom des Wassers aus dem Sammelbehälter. Der Nachteil besteht im hohen technischen und materiellen Aufwand, der für die vorgesehene Nutzung unvertretbar ist. Bei der Aufstellung im Freien ist ohne aufwendige Isolierung der Einrichtung eine Abkühlung des Wassers im Sammelbehälter während der Nachtstunden nicht zu vermeiden.DE OS 2604361 protects a liquid circulation system for heat recovery from solar energy, consisting of a pipe system as a solar collector and a collection container connected via lines. A float ball holds the mouth of the inlet nozzle above the water level and thus prevents the return flow of water from the reservoir. The disadvantage is the high technical and material costs, which is unacceptable for the intended use. When installing outdoors, it is not possible to avoid cooling the water in the collecting tank during the night hours without complicated isolation of the device.

Im PCT-PatentWO 82/02087 wird eine Anordnung mit integriertem Speicher beschrieben, die aber wegen der Notwendigkeit der Nachführung zum Sonnenstand sehr aufwendig ist und für eine transportable Einrichtung völlig ungeeignet ist.In PCT patent WO 82/02087 an arrangement with integrated memory is described, but because of the need to track the position of the sun is very expensive and is completely unsuitable for a transportable device.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Solar-Warmwasserbereiters, der einfach im konstruktiven Aufbau ist und mit geringem Kostenaufwand eine hohe Effektivität gewährleistet.The aim of the invention is to provide a solar water heater, which is simple in construction and ensures high efficiency at low cost.

-2- 744 08-2- 744 08

Vesen der ErfindungVesen of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kompaktgerät zur Erwärmung und Speicherung von Brauchwasser im offenen Kreislauf nach lern Thermosyphoneffekt so zu gestalten, daß das während der Heizperiode erwärmte Wasser im Speicherbehälter beim \usbleiben der Wärmezufuhr nicht durch rückläufigen Thermosyphoneffekt wieder gekühlt wird.The object of the invention is to make a compact device for heating and storage of process water in the open circuit after learning Thermosyphon effect so that the heated during the heating water in the storage tank when \ uuslei the heat is not cooled by retrograde Thermosyphoneffekt again.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem nach oben offenen Speicherbehälter, an dessen Breitseite eine Absorberplatte angeordnet ist und die restlichen Umgrenzungswände gegen Wärmeabgabe isoliert sind, eine Zwischenwand nit geringer Wärmeleitfähigkeit in der Nähe der Absorberplatte so eingesetzt ist, daß der Querschnitt des Heizraumes < als V20 des maximalen Querschnittes des Speicherbehälters ist und die so gebildeten zwei Räume unterhalb der Zwischenwand <ommunizieren, wobei der Wasserspiegel im Speicherbehälter während des Betriebes unterhalb der Oberkante der Zwischenwand liegt.According to the invention, this object is achieved in that in an upwardly open storage container, on the broad side of an absorber plate is arranged and the remaining boundary walls are insulated against heat release, a partition nit low thermal conductivity in the vicinity of the absorber plate is inserted so that the cross section of the boiler room <is V20 of the maximum cross section of the storage container and the two spaces thus formed communicate below the intermediate wall, the water level in the storage container being below the upper edge of the intermediate wall during operation.

Zur günstigeren Gestaltung des Verhältnisses Absorberfläche zum Wasserinhalt und einer ausreichenden Zirkulation ist der Querschnitt des Speicherbehälters nach oben erweitert. Zur Entnahme des Wassers befindet sich an der unteren den Speicherbehälter erweiternden Seite ein Auslauf, der mit einer im Inneren des Speicherbehälters befindlichen Leitung verbunden ist. Die Einlauföffnung der Leitung befindet sich unterhalb der Zwischenwandoberkante und oberhalb bzw. in Flüssigkeitsspiegelhöhe.For more favorable design of the ratio absorber surface to the water content and a sufficient circulation of the cross section of the storage container is extended upwards. To remove the water is located at the bottom of the storage tank side widening a spout, which is connected to a located in the interior of the storage tank line. The inlet opening of the line is located below the intermediate wall upper edge and above or in liquid level height.

ZurEinregulierung einer gewünschten Speicher-Wassertemperatur ist die Öffnung der Auslaufleitung in ihrer Halterung in der Höhe zur Zwischenwand verstellbar befestigt.To regulate a desired storage water temperature, the opening of the discharge line is adjustably mounted in its holder in height to the intermediate wall.

Zum Auffüllen des Wassers besitzt der Deckel der Einrichtung eine beispielsweise trichterartige Verformung, die mit einer Leitung verbunden ist, deren Auslauf im unteren Teil des Speicherbehälters mündet. Das Auffüllen des Wassers kann ebenso aus einer Wasserleitung über einen Einlauf mit Absperrorgan im unteren Teil der Einrichtung erfolgen.To fill the water, the lid of the device has an example funnel-like deformation, which is connected to a line whose outlet opens into the lower part of the storage container. The filling of the water can also be done from a water pipe via an inlet with obturator in the lower part of the device.

Die Ränder der Absorberplatte sind so ausgebildet, daß zur Erhöhung der Effektivität der Betreiber eine Schutzscheibe davor setzen kann.The edges of the absorber plate are designed so that to increase the effectiveness of the operator can set a protective screen in front of it.

Für die Aufstellung der Einrichtung sind am unteren Ende und im Mittelbereich seitlich Halterungen angeordnet.For the installation of the device brackets are arranged at the bottom and in the central region laterally.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll am folgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden Es zeigen:The invention will be explained in more detail in the following exemplary embodiment.

Fig. 1 die Einrichtung in Funktionsstellung im vertikalen SchnittFig. 1 shows the device in functional position in vertical section

Fig.2 die Einrichtung in horizontalem Schnitt mit eingesetzter Schutzscheibe2 shows the device in horizontal section with inserted protective screen

Der Solar-Warmwasserbereiter nach Fig.1 und Fig. 2 besteht aus den wärmeisolierten Umgrenzungswänden 1,2,3, der Absorberplatte 4, Zwischenwand 5 und dem Deckel 6. Während des Betriebes ist der Solar-Warmwasserbereiter bis geringfügig unterhalb der Oberkante der Zwischenwand 5 mit Wasser gefüllt.The solar water heater according to Fig.1 and Fig. 2 consists of the heat-insulated boundary walls 1,2,3, the absorber plate 4, partition 5 and the lid 6. During operation, the solar water heater is up to slightly below the upper edge of the intermediate wall. 5 filled with water.

Bei Wärmeeinstrahlung an der Absorberplatten 4 erwärmt sich das Wasser im Heizraum 18. Infolge der Dichteänderung steigt der Wasserspiegel 19 an, überflutet die Oberkante der Zwischenwand 5 und gelangt in den Speicherbehälter 8. Das kalte Wasser mit der höheren Dichte im unteren Teil des Speicherbehälters 8 strömt unterhalb der Unterkante der Zwischenwand 5 dem Heizraum 18 zu.When heat is applied to the absorber plates 4, the water in the heating chamber 18 heats up. As a result of the change in density, the water level 19 rises, flooding the upper edge of the intermediate wall 5 and entering the storage tank 8. The cold water with the higher density flows in the lower part of the storage tank 8 below the lower edge of the intermediate wall 5 to the boiler room 18.

Hat sich das Wasser im Speicherbehälter 8 entsprechend der Wärmeeinstrahlung an der Absorberplatte 4 erwärmt bzw. setzt die Wärmeeinstrahlung aus, kommt die Wasserzirkulation zum Stillstand. Wird von der Absorberplatte 4 Wärme an die Umgebung abgegeben, sinkt die Temperatur der Flüssigkeit im Heizraum 18 und der Flüssigkeitsspiegel 19.If the water in the storage container 8 has been heated in accordance with the heat radiation at the absorber plate 4 or if the heat radiation stops, the water circulation comes to a standstill. If heat is released from the absorber plate 4 to the environment, the temperature of the liquid in the heating chamber 18 and the liquid level 19 drops.

Bei dem vorgegebenen Volumenverhältnis zwischen Speicherbehälter 8 und Heizraum 18 bleibt der Flüssigkeitsspiegel in beiden Räumen unterhalb der Oberkante an der Zwischenwand 5. Eine Umkehrung der Wasserzirkulation kann damit nicht erfolgen. Die Wärmeabgabe an die Umgebung vom Wasser im Speicherbehälter 8 ist durch die isolierten Umgrenzungswände 1,2,3 und Zwischenwand 5 stark reduziert. Warmwasser steht damit auch nach einer Stillstandszeit der Einrichtung zur Verfügung. Setzt die Wärmeeinstrahlung an der Absorberplatte 4 wieder ein, kommt auch dieThermozirkulation wieder in Gang.In the given volume ratio between storage tank 8 and boiler room 18, the liquid level in both rooms below the top of the partition wall remains 5. A reversal of water circulation can not be done. The heat transfer to the environment of the water in the storage container 8 is greatly reduced by the isolated boundary walls 1,2,3 and intermediate wall 5. Hot water is thus available even after a downtime of the device. If the heat radiation on the absorber plate 4 sets in again, the thermal circulation also starts again.

Der offene Wasserkreislauf regelt sich von selbst. Die Wasserentnahme erfolgt durch Zufuhr von Frischwasser über den beispielsweise trichterförmigen Einzug 9 im Deckel 6. Die daran angebrachte Schlauchleitung 10 sichert den Frischwassereintritt im unteren Bereich 11 des Speicherbehälters 8. Durch das Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Speicherbehälter 8 und Heizraum 18 gelangt das warme Brauchwasser über die Einlauföffnung 12 in die Schlauchleitung 13 und damit zur Auslauföffnung 14. Die Einlauföffnung 12 ist in ihrer Halterung in der Höhe zur Oberkante der Zwischenwand 5 verstellbar angeordnet, so daß die Wasserstandshöhe 20 im Speicherbehälter 8 und indirekt die Temperaturdifferenz des Wassers im Heizraum 18 und Speicherbehälter 8 eingestellt werden kann.The open water cycle is regulated by itself. The water is removed by supplying fresh water through the example funnel-shaped intake 9 in the lid 6. The attached hose 10 ensures the fresh water inlet in the lower portion 11 of the storage container 8. By the rise of the liquid level in the storage container 8 and Boiler room 18 enters the hot service water via the inlet opening 12 in the hose 13 and thus to the outlet opening 14. The inlet opening 12 is adjustably arranged in its holder in height to the upper edge of the intermediate wall 5, so that the water level 20 in the storage container 8 and indirectly the temperature difference the water in the boiler room 18 and storage tank 8 can be adjusted.

Die Ränder der Absorberplatte 4 sind so ausgebildet, daß der Betreiber zur Erhöhung der Effektivität eine oder mehrere Schutzscheiben 7 davor setzen kann.The edges of the absorber plate 4 are formed so that the operator to increase the effectiveness of one or more shields 7 can set before.

In einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung kann das Auffüllen des Wassers aus einer Wasserleitung über einen Einlauf mit Eintrittsstutzen 16 und Absperrorgan 17 erfolgen.In a preferred embodiment of the invention, the filling of the water from a water pipe via an inlet with inlet nozzle 16 and obturator 17 can take place.

Zur Aufstellung des Solar-Warmwasserbereiters zu ebener Erde oder auf einem Gebäudedach sind am unteren Ende und im Mittelbereich seitlich Halterungen 15 angebracht.For installation of the solar water heater to the ground or on a building roof side brackets 15 are mounted at the bottom and in the central region.

Claims (4)

-1- 744 08-1- 744 08 Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Solar-Warmwasserbereiter bestehend aus Speicherbehälter mit Absorberplatte und wärmeisolierten Umgrenzungswänden, gekennzeichnet dadurch, daß in einem mit Wasser gefüllten, nach oben erweiterten Speicherbehälter (8), mit angeordneter Absorberplatte (4) an der Breitseite, eine Zwischenwand (5) mit geringer Wärmeleitfähigkeit so eingesetzt ist, daß die entstehenden zwei Räume (8; 18) unterhalb der Zwischenwand kommunizieren, wobei der unmittelbar an die Absorberplatte (4) anschließende Heizraum (18) im Querschnitt kleiner als V20 des maximalen Querschnittes des Speicherbehälters (8) ist und die Oberkante der Zwischenwand (5) über dem Flüssigkeitsspiegel (20) endet, des weiteren der zum Abdecken des offenen Speicherbehälters angeordnete Deckel (6) einen trichterförmigen Einzug (9) aufweis.t, an dem eine Schlauchleitung (10) befestigt ist, deren unteres Ende im unteren Teil (11) des Speicherbehälters (8) mündet und die Auslauföffnung (14) für Warmwasser innerhalb des Speicherbehälters (8) mit einer Schlauchleitung (13) verbunden ist, deren Einlauföffnung (12) sich oberhalb bzw. in Flüssigkeitsspiegelhöhe (19) und unterhalb der Oberkante der Zwischenwand (5) befindet.1. solar water heater consisting of storage tank with absorber plate and heat-insulated boundary walls, characterized in that in a filled with water, upwardly expanded storage container (8), arranged absorber plate (4) on the broad side, an intermediate wall (5) with low thermal conductivity is inserted so that the resulting two spaces (8; 18) communicate below the intermediate wall, wherein the immediately adjacent to the absorber plate (4) adjacent the heating chamber (18) in cross section is less than V20 of the maximum cross section of the storage container (8) and the upper edge the intermediate wall (5) over the liquid level (20) ends, further arranged to cover the open storage container lid (6) a funnel-shaped indentation (9) aufweis.t, to which a hose (10) is fixed, whose lower end in lower part (11) of the storage container (8) opens and the outlet opening (14) for hot water within the Storage tank (8) with a hose line (13) is connected, the inlet opening (12) is located above or in liquid level height (19) and below the upper edge of the intermediate wall (5). 2. Solar-Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die mit der Auslauföffnung (14) verbundene Schlauchleitung (13) im Bereich ihrer Einlauföffnung (12) in der Höhe zur Oberkante der Zwischenwand (5) verstellbar befestigt ist.2. Solar water heater according to claim 1, characterized in that the with the outlet opening (14) connected to hose line (13) in the region of its inlet opening (12) in height to the upper edge of the intermediate wall (5) is adjustably mounted. 3. Solar-Warmwasserbereiter nach Anspruch ^gekennzeichnet dadurch,daß im unteren Bereich (11) des Speicherbehälters (8) ein Eintrittsstutzen (16) mit Absperrorgan (17) zum Füllen bzw. Nachfüllen des Wassersaus einer Wasserleitung angeordnet ist.3. Solar water heater according to claim ^ characterized in that in the lower region (11) of the storage container (8) an inlet connection (16) with shut-off device (17) for filling or refilling the water is arranged from a water pipe. 4. Solar-Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Absorberplatte (4) Abkantungen aufweist, die in Form von Auflageborden eine oder mehrere Schutzscheiben (7) halten.4. solar water heater according to claim 1, characterized in that the absorber plate (4) has folds, which hold one or more protective disks (7) in the form of support shelves.