DE102011016728A1 - Two-line solar station for installation in flow line and/or return line of solar cycle of pressure-prone solar systems, has a temperature-resistant hollow structure provided with several openings for releasing internal air pressure - Google Patents

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Abstract

The solar station comprises a pressure relief valve, and a temperature-resistant hollow structure (19) which is connected to the outlet of pressure relief valve. The hollow structure has several openings (12) for releasing the internal air pressure, such that no pressure or only a very small positive pressure is build up in the hollow structure. The opening of hollow structure is designed such that an acoustic signal is generated during the venting process of pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarstation zum Einbau in die Vorlaufleitung und/oder in die Rücklaufleitung eines druckbehafteten, solarthermischen Kreislaufs mit einem Überdruckventil und einem integrierten, rückseitigen Hohlkörper, der so an das Überdruckventil angeschlossen ist, dass abgelassenes Solarmedium sicher aufgefangen wird.The invention relates to a solar station for installation in the flow line and / or in the return line of a pressurized, solar thermal circuit with a pressure relief valve and an integrated, rear hollow body, which is connected to the pressure relief valve that drained solar medium is safely collected.

Das Solarmedium bei druckbehafteten, thermischen Solaranlagen ist üblicherweise ein farbiges Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch mit Korrosionsinhibitoren.The solar medium in pressurized thermal solar systems is usually a colored water antifreeze mixture with corrosion inhibitors.

Solarstationen sind industriell vorgefertigte Baugruppen für solarthermische Kreisläufe, in denen unterschiedliche Komponenten wie beispielsweise Pumpen, Regelgeräte, Wärmeübertrager, Rückschlagklappen, Absperr- oder Umschaltventile, Entlüfter, Messfühler, Spül- und Befüllhähne sowie Überdruckventile angeordnet werden können. Solarstationen reduzieren die erforderliche Dauer für die Installation der Einzelkomponenten und vermeiden weitestgehend Fehler bei ihrer Verbindung.Solar stations are industrially prefabricated modules for solar thermal circuits, in which different components such as pumps, controllers, heat exchangers, check valves, shut-off or changeover valves, breather, probe, flushing and filling valves and pressure relief valves can be arranged. Solar stations reduce the time required for the installation of the individual components and largely avoid errors in their connection.

Zur Reduktion der Wärmeverluste der Solarstation werden passende Dämmschalen hergestellt und beigefügt. Die Dämmschalen werden üblicherweise aus einem Schaum zum Beispiel EPP-Schaum (EPP = expandiertes Polypropylen) gegossen und nehmen das Regelgerät auf.In order to reduce the heat losses of the solar station, suitable insulation shells are manufactured and attached. The insulating shells are usually cast from a foam, for example EPP foam (EPP = expanded polypropylene) and receive the control unit.

Grundsätzlich kann man Solarstationen in Einstrang- und Zweistrang-Kompaktstationen einteilen. Zweistrang-Solarstationen enthalten, im Gegensatz zu Einstrang-Solarstationen, Komponenten sowohl für die Vorlauf- als auch für die Rücklaufleitung. Die Komponenten werden in der Regel mit Hilfe einer metallischen Halterung (z. B. Wandhalter, Montageplatte) und der passend geformten rückseitigen Dämmschale fixiert. Die metallische Halterung dient weiterhin der Befestigung der Solarstation an der Wand.In principle, solar stations can be divided into single-strand and two-strand compact stations. Two-strand solar stations contain, in contrast to single-rail solar stations, components for both the supply line and the return line. The components are usually fixed with the aid of a metal holder (eg wall holder, mounting plate) and the suitably shaped rear insulating shell. The metallic holder also serves to attach the solar station to the wall.

Eine Zweistrang-Solarstation für einen drucklosen Solarkreislauf, ein so genanntes Drain-Back-System, ist in DE 20 2010 014 264 U1 dargestellt. Hierbei ist in der Rücklaufleitung zum Kollektor ein Auffangbehälter angeordnet, in den das Solarmedium zurückläuft, wenn die Füll- und Umwälzpumpe deaktiviert wird. In der Vorlaufleitung ist weiterhin ein Auffangbehälter für Luft angeordnet, in dem mitgeführte Luft abgeschieden wird. Drucklose Solarkreisläufe wie Drain Back Systeme benötigen kein Überdruckventil.A two-strand solar station for a pressureless solar circuit, a so-called drain-back system, is in DE 20 2010 014 264 U1 shown. Here, a collecting container is arranged in the return line to the collector, in which the solar medium runs back when the filling and circulation pump is deactivated. In the flow line a collecting container for air is further arranged, is deposited in the entrained air. Pressure-free solar circuits such as drain back systems do not require a pressure relief valve.

Solarstationen für druckbehaftete Solaranlagen enthalten in der Regel ein Überdruckventil und eine Anschlussmöglichkeit für ein Ausdehnungsgefäß.Solar stations for pressurized solar systems usually contain a pressure relief valve and a connection option for an expansion vessel.

Das Ausdehnungsgefäß gleicht die durch Temperaturänderung bedingte Volumenänderung des Solarmediums aus. Eine Volumenausdehnung des Solarmediums führt zu einem Anstieg des Anlagendrucks. Beim Anlagenstillstand mit hoher Solarstrahlung kann die durch Verdampfung des Solarmediums verursachte Volumenausdehnung beträchtlich sein. DE 20 2008 007 256 U1 beschreibt eine in das Gehäuse einer Solarstation integrierte Stichleitung zum Ausdehnungsgefäß, die zumindest abschnittsweise Kühlkörper mit vergrößerter Oberfläche aufweist, um die im Stillstand mit hoher Volumenausdehnung einhergehenden hohen Temperaturen an die Umgebung abzugeben.The expansion vessel compensates for the change in volume of the solar medium due to temperature change. A volume expansion of the solar medium leads to an increase in the system pressure. During system downtime with high solar radiation, the volumetric expansion caused by evaporation of the solar medium can be considerable. DE 20 2008 007 256 U1 describes a built-in the housing of a solar station stub to the expansion vessel, which has at least partially heat sink with increased surface area to deliver the high temperatures associated with high volume expansion at a standstill to the environment.

Bei Überschreiten des maximalen Anlagendrucks öffnet das Überdruckventil und lässt flüssiges oder unter Umständen heißes, dampfförmiges Solarmedium ab. Ein Ablassen von Solarmedium tritt meistens dann auf, wenn beim Anlagenstillstand mit hoher Solarstrahlung das Solarmedium verdampft, stark expandiert und das Ausdehnungsgefäß die Volumenänderung nicht auffangen kann. Nach Rückgang der Kollektortemperatur und Kondensation des Solarmediums fehlt das abgelassene Solarmedium im Solarkreislauf und der Druck sinkt unter das empfohlene Mindestmaß. Als Folge davon kann Luft in den Solarkreislauf gelangen oder Kavitation auftreten, was einen Ausfall der Solaranlage bewirkt.When the maximum system pressure is exceeded, the pressure relief valve opens and leaves liquid or possibly hot, vaporous solar medium. Discharging of solar medium usually occurs when the system standstill with high solar radiation vaporizes the solar medium, greatly expanded and the expansion vessel can not absorb the change in volume. After the collector temperature has dropped and the solar medium condenses, the drained solar medium in the solar circuit is missing and the pressure drops below the recommended minimum. As a result, air can enter the solar circuit or cavitation occur, causing a failure of the solar system.

Das Auffangen des bei Überdruck austretenden Solarmediums wird dem Handwerker überlassen. Da es hierfür keine speziellen, temperaturbeständigen Behälter gibt, wird zumeist das Überdruckventil mit Hilfe eines Schlauchs mit einem leeren Kanister des Solarmediums verbunden, was eine Gefährdung von Personen und der näheren Umgebung verhindern soll. Bei der Evaluierung von realisierten Solaranlagen wird jedoch regelmäßig dokumentiert, dass ein Auffangbehälter aus mangelndem Problembewusstsein nicht fachgerecht angeschlossen ist oder gänzlich fehlt.The collection of the emerging at excess pressure solar medium is left to the craftsman. Since there is no special, temperature-resistant container for this purpose, the pressure relief valve is usually connected by means of a hose to an empty canister of the solar medium, which is intended to prevent endangering persons and the immediate environment. In the evaluation of realized solar systems, however, it is regularly documented that a collecting container is not professionally connected due to a lack of awareness of the problem or is completely absent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben.The invention is based on the object to overcome the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Einstrang- oder Zweistrang-Solarstation hergestellt wird, die integriert, rückseitig einen temperaturbeständigen Hohlkörper aufweist, der bereits im Auslieferzustand mit dem Austritt des Überdruckventils verbunden ist, so dass aus dem Überdruckventil abgelassenes Solarmedium sicher aufgefangen wird.This object is achieved in that a single-strand or two-strand solar station is produced which integrates, the back has a temperature-resistant hollow body, which is already connected in the delivery condition with the outlet of the pressure relief valve, so that discharged from the pressure relief valve solar medium is safely collected.

Die erfinderische Solarstation reduziert zuverlässig das Gefährdungspotenzial für Personen, Umwelt und Umgebung durch austretendes unter Umständen heißes, dampfförmiges Solarmedium. Die Solarstation führt außerdem zu einer Platzersparnis auf dem Boden und zu einer Zeitersparnis für den Handwerker, da er die Verbindung zwischen Kanister und Überdruckventil nicht herstellen muss. Aufgrund unterbleibender Verschmutzung des Solarmediums in einem offenen Kanister ermöglicht der Auffangbehälter eine Wiederverwendung in der Solaranlage nach Beseitigung der Ursache für den Überdruck oder eine fachgerechte Entsorgung.The inventive solar station reliably reduces the risk potential for people, the environment and the environment by exiting possibly hot, vaporous solar medium. The solar station also leads to a Saving space on the floor and save time for the craftsman, as he does not have to make the connection between canister and pressure relief valve. Due to lack of contamination of the solar medium in an open canister, the container allows reuse in the solar system after elimination of the cause of the overpressure or proper disposal.

Damit sich im Auffangbehälter kein oder nur ein sehr geringer Überdruck aufbauen kann, weist der Hohlkörper eine Entlüftungsmöglichkeit auf. Die Entlüftungsmöglichkeit kann eine einfache Öffnung oder auch eine entsprechende Vorrichtung zur automatischen Entlüftung sein.So that no or only a very small overpressure can build up in the collecting container, the hollow body has a venting possibility. The venting possibility may be a simple opening or a corresponding device for automatic venting.

Die Entlüftungsvorrichtung kann derart gestaltet sein, dass sie bei Entlüftung, die natürlich zeitgleich mit einem Ablassen von Solarmedium auftritt, ein akustisches Signal erzeugt. Dies weist den Betreiber unmittelbar auf den Handlungsbedarf, die Ursache für den hohen Druck zu finden und zu beheben, hin.The venting device can be designed such that it generates an acoustic signal when venting, which of course occurs simultaneously with a discharge of solar medium. This immediately informs the operator of the need for action to find and remedy the cause of the high pressure.

Vorteilhafterweise verfügt der Hohlkörper über eine Entleerungsmöglichkeit, wodurch das Solarmedium für eine Wiederverwendung oder eine fachgerechte Entsorgung abgelassen werden kann. Als Entleerungsmöglichkeit kann eine absperrbare Vorrichtung insbesondere ein Kugelhahn, ein Entleerungshahn oder Ähnliches eingesetzt werden.Advantageously, the hollow body has a drainage possibility, whereby the solar medium can be discharged for reuse or proper disposal. As drainage possibility a lockable device, in particular a ball valve, a drain tap or the like can be used.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Hohlkörper die erforderliche Festigkeit und die Form auf, um die Funktionen einer metallischen Halterung, nämlich zum einen die Befestigung an der Wand und zum anderen die Fixierung der Komponenten zu übernehmen. Der Hohlkörper verfügt also über Aussparungen, Vertiefungen und Konturen, so dass die Komponenten eine seitliche Führung erfahren. Außerdem weist der rückseitige Hohlkörper der Solarstation in einer vorteilhaften Ausgestaltung mindestens eine Befestigungsöffnung für die Wandmontage auf.In a particularly advantageous embodiment, the hollow body has the required strength and the shape to take over the functions of a metallic holder, namely on the one hand the attachment to the wall and on the other the fixation of the components. The hollow body thus has recesses, recesses and contours, so that the components undergo lateral guidance. In addition, the rear hollow body of the solar station in an advantageous embodiment, at least one mounting opening for wall mounting.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Solarstation sieht vor, dass der Hohlkörper über Halteöffnungen für die Fixierung der Komponenten mit Hilfe von Clips verfügt.A further advantageous embodiment of the solar station provides that the hollow body has holding openings for the fixation of the components by means of clips.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Hohlkörper entweder aus Metall oder aus einem temperaturbeständigen Kunststoff hergestellt. Letztere Ausgestaltung ergibt den weiteren Vorteil, dass der Hohlkörper eine wärmedämmende Wirkung besitzt, so dass eine rückseitige Dämmschale entfallen kann.In a particularly preferred embodiment, the hollow body is made of either metal or a temperature-resistant plastic. The latter embodiment provides the further advantage that the hollow body has a heat-insulating effect, so that a rear insulating shell can be omitted.

Bevorzugt ist der Hohlkörper aus einem transparenten oder teiltransparenten Kunststoff gefertigt, so dass der Füllstand von außen ersichtlich ist. Vorteilhafterweise ist am Hohlkörper eine Skala angebracht, aufgeprägt oder eingeprägt, die ein Ablesen des enthaltenen Volumens ermöglicht, denn aufgrund seiner komplexen Form steigt der Füllstand unter Umständen nicht linear mit dem enthaltenen Volumen an. Durch regelmäßiges Ablesen des Füllstandes bzw. des enthaltenen Volumens kann das Ansprechen des Überdruckventils beobachtet und ein Überlaufen des Auffangbehälters vermieden werden.Preferably, the hollow body is made of a transparent or semi-transparent plastic, so that the level is visible from the outside. Advantageously, a scale is attached to the hollow body, impressed or embossed, which allows reading the volume contained, because due to its complex shape, the level may not increase linearly with the volume contained. By regularly reading the level or the volume contained, the response of the pressure relief valve can be observed and overflow of the collecting container can be avoided.

Eine beispielhafte Zweistrang-Solarstation für druckbehaftete Solarkreisläufe der Anmelderin ist in 1 dargestellt.An exemplary two-strand solar station for pressurized solar circuits of the Applicant is in 1 shown.

2 stellt den erfindungsgemäßen, rückseitigen Hohlkörper (19) einer Zweistrang-Solarstation dar. 2 represents the back hollow body according to the invention ( 19 ) of a two-strand solar station.

1 stellt ein Beispiel für den Stand der Technik einer Zweistrang-Solarstation für einen druckbehafteten Solarkreislauf dar. Wandhalter (1) und rückseitige Dämmschale (2) dienen gemeinsam der Fixierung der Komponenten der Solarstation. 1 illustrates an example of the state of the art of a two-strand solar station for a pressurized solar circuit. 1 ) and rear insulating shell ( 2 ) together serve to fix the components of the solar station.

Die Pumpe (9) ist in der Rücklaufleitung zu den Kollektoren angeordnet. Vor der Pumpe befindet sich ein Durchflusssensor mit Schauglas (8). In Strömungsrichtung folgt dann ein Absperrventil (5) mit integrierter Rückschlagklappe, integriertem Thermometer und Clips zur Befestigung am Wandhalter. Oberhalb der Abzweigung zum Ausdehnungsgefäß (11) mit Manometer ist das Überdruckventil (10) mit Anschlussmöglichkeit für den Auffangbehälter angeordnet. In der Vorlaufleitung sind in Strömungsrichtung betrachtet ein baugleiches Absperrventil (5), ein Luftabscheider (6) und eine Spül- und Befüllarmatur (7) angeordnet. Die Solarstation wird durch eine vorderseitige Dämmschale (4) mit Aussparung für die Bedienung des Reglers (3) komplettiert.The pump ( 9 ) is arranged in the return line to the collectors. In front of the pump there is a flow sensor with sight glass ( 8th ). In the flow direction then follows a shut-off valve ( 5 ) with integrated non-return flap, integrated thermometer and clips for attachment to the wall bracket. Above the branch to the expansion tank ( 11 ) with pressure gauge is the pressure relief valve ( 10 ) with connection possibility for the collecting container. In the flow line are considered in the flow direction, a similar shut-off valve ( 5 ), an air separator ( 6 ) and a rinsing and filling valve ( 7 ) arranged. The solar station is replaced by a front insulating shell ( 4 ) with recess for the operation of the controller ( 3 ) completed.

2. stellt den erfindungsgemäßen, rückseitigen Hohlkörper (19) einer Zweistrang-Solarstation dar. Der Hohlkörper verfügt über einen Einlass (14) zum Anschluss an das Überdruckventil, eine Entlüftungsvorrichtung oder eine Öffnung (12) zum Auslassen der Luft, wenn Solarmedium eingeleitet wird, und eine Entleerungsmöglichkeit (17) zum Ablassen des Solarmediums. Die Entleerungsmöglichkeit weist vorzugsweise einen absperrbaren Kugelhahn auf. 2 , represents the back hollow body according to the invention ( 19 ) of a two-strand solar station. The hollow body has an inlet ( 14 ) for connection to the pressure relief valve, a venting device or an opening ( 12 ) for discharging the air when solar medium is introduced, and an emptying possibility ( 17 ) for draining the solar medium. The emptying option preferably has a lockable ball valve.

Weiterhin sind in 2 eine Befestigungsöffnung (13) für die Wandmontage und Halteöffnungen (18) zur Fixierung der Komponenten für Vor- und Rücklaufleitung in ihren Aussparungen (16) zu erkennen. Ebenfalls weist der Hohlkörper eine Aussparung (15) zur Aufnahme der Pumpe auf.Furthermore, in 2 a mounting hole ( 13 ) for wall mounting and retaining openings ( 18 ) for fixing the components for supply and return line in their recesses ( 16 ) to recognize. Likewise, the hollow body has a recess ( 15 ) for receiving the pump.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wandhalterwall mount
22
Rückseitige DämmschaleBack insulation shell
33
Reglerregulator
44
Vorderseitige DämmschaleFront insulating shell
55
Absperrventil mit integrierter Rückschlagklappe, integriertem Thermometer und Clips für die Fixierung am WandhalterShut-off valve with integrated non-return valve, integrated thermometer and clips for fixing to the wall bracket
66
Luftabscheiderair separator
77
Spül- und BefüllarmaturFlushing and filling fitting
88th
Durchflusssensor mit SchauglasFlow sensor with sight glass
99
Umwälzpumpecirculating pump
1010
Überdruckventil mit integriertem Manometer und Anschlussmöglichkeit für den AuffangbehälterPressure relief valve with integrated pressure gauge and connection possibility for the collecting container
1111
Anschlussmöglichkeit des AusdehnungsgefäßesConnection possibility of the expansion tank
1212
Entlüftungsvorrichtungventing device
1313
Befestigungsöffnung für die WandmontageMounting hole for wall mounting
1414
Einlass zum Anschluss an das ÜberdruckventilInlet for connection to the pressure relief valve
1515
Aussparung für die UmwälzpumpeRecess for the circulation pump
1616
Aussparungen für die Komponenten der Vorlauf- und der RücklaufleitungRecesses for the components of the supply and the return line
1717
Entleerungsmöglichkeitemptying facility
1818
Halteöffnungen für die Fixierung der KomponentenHolding openings for fixing the components
1919
Erfindungsgemäßer HohlkörperHollow body according to the invention

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202010014264 U1 [0006] DE 202010014264 U1 [0006]
  • DE 202008007256 U1 [0008] DE 202008007256 U1 [0008]

Claims (11)

Solarstation zum Einbau in die Vorlauf- und/oder in die Rücklaufleitung eines solarthermischen Kreislaufs mit einem Überdruckventil, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarstation rückseitig einen temperaturbeständigen Hohlkörper aufweist, der mit dem Austritt des Überdruckventils verbunden ist.Solar station for installation in the flow and / or in the return line of a solar thermal circuit with a pressure relief valve, characterized in that the solar station on the back has a temperature-resistant hollow body which is connected to the outlet of the pressure relief valve. Solarstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper eine Entlüftungsmöglichkeit oder eine Öffnung aufweist, so dass sich im Auffangbehälter kein Druck oder nur ein sehr geringer Überdruck aufbauen kann.Solar station according to claim 1, characterized in that the hollow body has a venting possibility or an opening, so that no pressure or only a very small overpressure can build up in the collecting container. Solarstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung oder die Öffnung des Hohlkörpers derart gestaltet ist, dass sie bei der Entlüftung ein akustisches Signal erzeugt.Solar station according to claim 2, characterized in that the venting device or the opening of the hollow body is designed such that it generates an acoustic signal during the venting. Solarstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper über eine Entleerungsmöglichkeit verfügt.Solar station according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body has a drainage possibility. Solarstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper über die Festigkeit und die Form verfügt, um zum einen die Befestigung an der Wand und zum anderen die Aufnahme und Fixierung der Komponenten zu ermöglichen.Solar station according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body has the strength and the shape in order to enable on the one hand the attachment to the wall and on the other the reception and fixing of the components. Solarstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper zumindest eine Befestigungsöffnung für die Wandmontage aufweist.Solar station according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body has at least one mounting opening for wall mounting. Solarstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper über Halteöffnungen für die Befestigung der Komponenten mit Hilfe von Clips verfügt.Solar station according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body has holding openings for the attachment of the components by means of clips. Solarstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper aus Metall gefertigt ist.Solar station according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow body is made of metal. Solarstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper aus einem temperaturbeständigen Kunststoff besteht.Solar station according to one of claims 1 to 7, characterized in that the hollow body consists of a temperature-resistant plastic. Solarstation nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff-Hohlkörper die erforderliche Transparenz aufweist, um ein Ablesen des Füllstands von außen zu ermöglichen.Solar station according to claim 9, characterized in that the plastic hollow body has the required transparency to allow a reading of the level from the outside. Solarstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Hohlkörper eine Skala vorhanden ist, die ein Ablesen des enthaltenen Flüssigkeitsvolumens ermöglicht.Solar station according to claim 10, characterized in that on the hollow body, a scale is provided, which allows a reading of the liquid volume contained.
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