DE2947382A1 - Solar heating system with circulation pump - has heat exchanger coupled to centre of storage tank and heated branch line connected to top - Google Patents
Solar heating system with circulation pump - has heat exchanger coupled to centre of storage tank and heated branch line connected to topInfo
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Abstract
Description
Aktefile
Einrichtung zur Wärmeübertragung, insbesondere bei einer Solar-HeizungsanlageDevice for heat transfer, in particular in a solar heating system
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wärmeübertragung von einem primärseitig, insbesondere solar,-beheizten Wärmetauscher auf einen Speicherbehälter eines Heizungskreises, wobei der Wärmetauscher unten über eine Rücklaufleitung und oben über eine Vorlaufleitung an den Speicher angeschlossen ist.The invention relates to a device for heat transfer from a primary side, in particular solar-heated Heat exchanger on a storage tank of a heating circuit, with the heat exchanger at the bottom via a return line and above via a supply line connected to the memory.
Bei Solar-Heizungsanlagen sind üblicherweise eine Primärpumpe und eine Sekundärpumpe vorgesehen. Die Primärpumpe fördert das Heizmedium durch den Sonnenkollektor und den Wärmetauscher. Die Sekundärpumpe fördert im Wärmetauscher erhitztes Wasser in den Speicherbehälter. Die Primärpumpe wird eingeschaltet, wenn eine entsprechende Temperatur am Sonnenkollektor erreicht ist. Die Sekundärpumpe wird ebenfalls temperaturabhängig eingeschaltet. In solar heating systems there is usually a primary pump and a secondary pump is provided. The primary pump conveys the heating medium through the solar collector and the heat exchanger. The secondary pump pumps heated water in the heat exchanger into the storage tank. The primary pump is switched on when a corresponding temperature is reached on the solar collector. the The secondary pump is also switched on depending on the temperature.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der sich eine Sekundärpumpe erübrigt und durch die trotzdem eine wirksame Wärmeübertragung vom Wärmetauscher auf den Speicher gewährleistet ist.The object of the invention is to propose a device of the type mentioned in which a Secondary pump is superfluous and nevertheless an effective heat transfer from the heat exchanger to the Memory is guaranteed.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daßAccording to the invention, the above object is achieved in that
Nuiz,-die 'Wasserführung im Wärmetauscher von unten nach oben erfolgt, daß der Wärmetauscher sich über eine untere Teilhöhe des Speichers erstreckt und daß der Wärmetauscher über wenigstens eine weitere Vorlaufleitung unterhalb der ersten Vorlaufleitung an den Speicher angeschlossen ist. Nuiz, - the 'water flow in the heat exchanger takes place from bottom to top, that the heat exchanger extends over a lower partial height of the memory and that the heat exchanger is connected to the memory via at least one further flow line below the first flow line.
Eine Sekundärpumpe ist hier nicht vorgesehen. Wird der Wärmetauscher primärseitig beheizt, dann stellt sich im Wärmetauscher sekundärseitig ein Temperaturgefälle ein, wobei im Wärmetauscher oben die Temperatur höher ist als unten. Solange der Speicher noch nicht voll geladen ist, besteht zwischen dem Wärmetauscher oben und dem Speicher ebenfalls eine Temperaturdifferenz, so daß das warme Wasser aus dem Wärmetauscher in den Speicher strömt. Das in den Speicher strömende Wasser verteilt sich damit entsprechend den jeweiligen örtlichen Temperaturdifferenzen auf die beiden oder mehreren Vorlaufleitungen. Es ist damit erreicht, daß der Speicher geladen werden kann, ohne daß eine Temperaturgleichheit zwischen dem Wärmetauscherausgang und einem Speicherniveau zur Unterbrechung der Aufladung führt.A secondary pump is not provided here. If the heat exchanger is heated on the primary side, then this occurs a temperature gradient on the secondary side in the heat exchanger, with the temperature being higher in the heat exchanger at the top is as below. As long as the storage tank is not yet fully charged, there is between the heat exchanger at the top and the memory also a temperature difference, so that the warm water from the heat exchanger in the memory flows. The water flowing into the storage tank is thus distributed according to the respective local conditions Temperature differences on the two or more flow lines. It is thus achieved that the memory can be loaded without a temperature equality between the heat exchanger outlet and a storage level leads to the interruption of charging.
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In Weiterbildung der Erfindung liegt in der ersten Vorlaufleitung ein Durchlauferhitzer. Es damit möglich, den Speicher wenigstens oben nachzuheizen, wenn der Wärmetauscher keine ausreichende Wärmemenge liefert.In a further development of the invention, there is a water heater in the first flow line. It is thus possible reheat the storage tank at least at the top if the heat exchanger does not provide a sufficient amount of heat.
Die beschriebene Einrichtung eignet sich zum Einsatz bei Solar-Heizungsanlagen. Sie kann auch bei Wärmepumpen-Heizungsanlagen eingesetzt werden.The device described is suitable for use in solar heating systems. It can also be used in heat pump heating systems can be used.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt die Einrichtung in einer Solar-Heizungsanlage schematisch.Further advantageous refinements of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment. The figure shows the device in a solar heating system schematically.
Ein Sonnenkollektor 1 ist in einem Primärkreis an einen Wärmetauscher 2 angeschlossen. Im Primärkreis liegt eine Primärpumpe 3·A solar collector 1 is connected to a heat exchanger 2 in a primary circuit. There is one in the primary circuit Primary pump 3
Sekundärseitig ist der Wärmetauscher 2 an einen Nutzwasserspeicher h angeschlossen, welcher über einen Vorlauf und einen Rücklauf 6 mit Wärmeverbrauchern der Heizungsanlage verbunden ist.On the secondary side, the heat exchanger 2 is connected to a utility water storage tank h , which is connected to heat consumers of the heating system via a flow and a return 6.
Der Wärmetauscher 2 ist so angeordnet, daß seine Wärmetauscherflächen senkrecht verlaufen. Die^Wasserführung im Wärmetauscher erfolgt dabei von unten nach oben. Der Wärmetauscher ist im Gegenstrom betrieben. Er erstreckt sich über eine untere Teilhöhe des Nutzwasserspeichers h. The heat exchanger 2 is arranged so that its heat exchanger surfaces are perpendicular. The ^ water flow in the heat exchanger takes place from bottom to top. The heat exchanger is operated in countercurrent. It extends over a lower partial height of the utility water storage tank h.
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Sein oberes Ende liegt im Ausführungsbeispiel etwa in der Mitte der Höhe des Nutzwasserspeichers h. Unten sind der Nutzwasserspeicher h und der Wärmetauscher 2 über eine Rücklaufleitung 7 verbunden. Über eine erste Vorlaufleitung 8 ist der Wärmetauscher 2 oben an den Nutzwasserspeicher k angeschlossen. In die Vorlaufleitung 8 ist ein elektrischer Durchlauferhitzer 9 geschaltet. Außerdem ist an den Wärmetauscher 2 oben eine weitere Vorlaufleitung 10 angeschlossen, welche etwa in der Mitte des Nutzwasserspeichers h mündet.In the exemplary embodiment, its upper end is approximately in the middle of the height of the utility water reservoir h. At the bottom, the utility water storage tank h and the heat exchanger 2 are connected via a return line 7. The heat exchanger 2 is connected at the top to the utility water reservoir k via a first flow line 8. An electrical water heater 9 is connected into the flow line 8. In addition, a further flow line 10 is connected to the top of the heat exchanger 2, which opens approximately in the middle of the utility water reservoir h.
Zum Schalten der Primärpumpe 3 sind ein Temperaturfühler 11 am Vorlauf des Sonnenkollektors 1 und ein Temperaturfühler 12 unten im Nutzwasserspeicher k vorgesehen. Die Temperaturwerte der Temperaturfühler 11 und 12 werden in einer Steuereinrichtung 13 verarbeitet. Diese schaltet die Primärpumpe 3 ein, wenn die Temperatur am Temperaturfühler 11 höher ist als die Temperatur am Temperaturfühler 12. Im umgekehrten Fall wird die Primärpumpe 3 abgeschaltet.To switch the primary pump 3, a temperature sensor 11 is provided on the flow line of the solar collector 1 and a temperature sensor 12 is provided at the bottom of the utility water storage tank k . The temperature values of the temperature sensors 11 and 12 are processed in a control device 13. This switches the primary pump 3 on when the temperature at the temperature sensor 11 is higher than the temperature at the temperature sensor 12. In the opposite case, the primary pump 3 is switched off.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist etwa folgende:The mode of operation of the device described is roughly as follows:
Ist der Nutzwaseerspeicher h kalt und wird der Solar-Kollektor bestrahlt, dann fördert die Primärpumpe 3 erhitztes Heizmedium in den Wärmetauscher 2. Dieses erwärmt das Wasser im Sekundärkreis. Damit stellt sich ein Temperaturgefälls zwischen dem Wärmetauscher 2 und dem Nutzwasserspeicher h ein.If the utility water storage tank h is cold and the solar collector is irradiated, the primary pump 3 delivers heated heating medium to the heat exchanger 2. This heats the water in the secondary circuit. This results in a temperature gradient between the heat exchanger 2 and the utility water storage tank h .
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Zunächst wird in erster Linie Warmwasser durch die Vorlaufleitung 8 in den Speicher k strömen. Kaltwasser aus dem Speicher k wird durch die Rücklaufleitung 7 dem Wärmetauscher 2 zugeführt. Diese Zirkulation hält an, solange an der Vorlaufleitung 8 ein Teraperaturgefälle besteht, bzw. durch die Rücklaufleitung 7 kaltes Wasser nachfließt.First of all, hot water will primarily flow through the flow line 8 into the memory k. Cold water from the memory k is fed to the heat exchanger 2 through the return line 7. This circulation continues as long as there is a temperature gradient in the flow line 8 or cold water flows through the return line 7.
Im Zuge zunehmender Temperatur oben im Speicher k strömt Heißwasser vermehrt durch die Vorlaufleitung 10 in den Speicher 4, so daß dieser jetzt auch in seinem mittleren Bereich beheizt wird. Kaltwasser bzw. teilweise erwärmtes Wasser wird nach wie vor durch die Rücklaufleitung nachgeführt.In the course of increasing temperature at the top of the memory k , hot water flows increasingly through the flow line 10 into the memory 4, so that this is now also heated in its central area. Cold water or partially heated water is still fed through the return line.
Wenn zwischen der Temperatur des Speichers k in dem oberen Niveau,in dem die Vorlaufleitung 8 mündet, und der sekundärseitigen Wärmetauschertemperatur praktisch keine Differenz besteht, fließt Heißwasser nur noch durch die Vorlaufleitung 10 in den Speicher k. If there is practically no difference between the temperature of the storage tank k in the upper level in which the flow line 8 opens and the secondary-side heat exchanger temperature, hot water only flows through the flow line 10 into the storage tank k.
Sobald die Temperatur im Nutzwasserspeicher k insgesamt im wesentlichen der Temperatur am sekundärseitigen Ausgang des Wärmetauschers 2 gleich ist, endet die Zirkulation. Sie setzt beim Auftreten eines Temperaturgefalles wieder ein. Es ist also erreicht, daß der Speicher k ohne Sekundärpumpe über seine gesamte Höhe geladen wird. Günstig ist außerdem, daß der Speicher k vorrangig oben geladen wird, da oben auch der Nutzwasser-Vorlauf 5 angeordnet ist.As soon as the temperature in the utility water tank k is essentially the same overall as the temperature at the secondary-side outlet of the heat exchanger 2, the circulation ends. It starts again when a temperature drop occurs. It is thus achieved that the memory k is charged over its entire height without a secondary pump. It is also favorable that the storage k is primarily charged at the top, since the service water flow 5 is also arranged at the top.
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Im Bedarfsfall können auch mehr als zwei Vorlaufleitungen übereinander gestaffelt vorgesehen sein. Dies empfiehlt sich bei im Vergleich zum Wärmetauscher 2 hohen Speichern.If necessary, more than two flow lines can be staggered one above the other. this recommended for storage tanks that are 2 high compared to the heat exchanger.
Für eine elektrische Nacherhitzung, dann wenn die Bestrahlung des Solarkollektors nicht ausreicht, ist der elektrische Durchlauferhitzer 9 vorgesehen. Günstig ist dabei, daß er über die Vorlaufleitung 10 von gegebenenfalls teilerwärmtem Wasser beschickt wird und den Speicher k vorrangig oben beheizt.For electrical reheating, when the irradiation of the solar collector is insufficient, the electrical flow heater 9 is provided. It is advantageous here that it is charged with possibly partially heated water via the flow line 10 and that the memory k is primarily heated at the top.
Der Wärmetauscher 2 läßt sich als Rohrbündeltauscher aufbauen, der senkrecht neben dem Speicher steht. Der Wärmetauscher kann auch als Doppelrohrwendeltauscher ausgebildet sein und den Speicherbehälter umschließen.The heat exchanger 2 can be constructed as a tube bundle exchanger that is perpendicular to the memory. Of the The heat exchanger can also be designed as a double tube coil exchanger and enclose the storage container.
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| DE (1) | DE2947382A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0551534A1 (en) * | 1992-01-11 | 1993-07-21 | RITTER ENERGIE- und UMWELTTECHNIK GmbH & CO. KG. | Hot-water preparation system |
-
1979
- 1979-11-24 DE DE19792947382 patent/DE2947382A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0551534A1 (en) * | 1992-01-11 | 1993-07-21 | RITTER ENERGIE- und UMWELTTECHNIK GmbH & CO. KG. | Hot-water preparation system |
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