LU85108A1

LU85108A1 - METHOD AND DEVICE FOR HEATING LIQUIDS

Info

Publication number: LU85108A1
Application number: LU85108A
Authority: LU
Inventors: Carl Wilhelm Koelker; Maria Elisabeth Klossner
Original assignee: Baucalor Ag
Priority date: 1982-12-04
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1984-04-02
Also published as: IT8349426A1; FR2537250B1; BE898333A; FR2537250A1; GB2131527B; GB2131527A; IT1169347B; GB8332178D0; IT8349426A0; DE3244908A1; NL8304126A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Wasser und anderen Flüssigkeiten, bei der ein Boiler mit einer Kaltwasserzuleitung, einer Warmwasserentnahmeleitung, einem im oberen Teil des Boilers angeordneten, eine Heizzone definierenden, insbesondere fluiddurchströmten oder elektrisch betriebenen, Heizregister sowie einer vom Boilerfuß abgehenden und in der Heizzone wieder mündenden Zirkulationsleitung mit einer Umwälzpumpe versehen ist sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device for heating water and other liquids, in which a boiler with a cold water supply line, a hot water supply line, an upper part of the boiler, a heating zone defining, in particular fluid-flow or electrically operated, heating register and one outgoing from the boiler base and in the heating line re-opening circulation line is provided with a circulation pump and a method for operating such a device.

Boiler werden im allgemeinen zum Erwärmen und Speichern jeglicher Arten von Flüssigkeiten, insbesondere von Brauchwasser benötigt, sie üben also stets eine Doppelfunktion aus. Mit ihnen ist es möglich, eine durch den Boilerinhalt vorgegebene Flüssigkeitsmenge langsam auf die gewünschte Endtemperatur zu erwärmen und für die Entnahme bereitzuhalten, wobei in einer im Vergleich zur Aufheizzeit relativ kurzen Zeit die gesamte gespeicherte, erwärmte Flüssigkeitsmenge abgegeben werden kann. Aufgrund der im Vergleich zu Durchlauferhitzern langen Aufheizzeit eines Boilers kommen als Wärmequellen auch solche mit geringer thermischer Leistung infrage.Boilers are generally required to heat and store all types of liquids, especially process water, so they always have a dual function. With them, it is possible to slowly heat up a liquid quantity predetermined by the boiler content to the desired final temperature and keep it ready for removal, whereby the entire stored, heated liquid quantity can be dispensed in a relatively short time compared to the heating-up time. Due to the long heating-up time of a boiler compared to instantaneous water heaters, those with low thermal output are also suitable as heat sources.

Üblicherweise weisen Warmwasserboiler am Boilerfuß eine Kalt-wasserzuleitung und am Boilerkopf eine Warmwasserentnahmeleitung auf; ein Heizregister befindet sich im unteren Boilerbereich, so daß während des Heizens das erwärmte Wasser im Boiler aufsteigt und kälteres Wasser zum Heizregister strömt. Diese Zirkulation endet mit dem Abschalten des Heizregisters, nämlich dann, wenn die gesamte Wassermenge die gewüsnchte Endtemperatur erreicht hat. Wird nun Warmwasser entnommen - was in der Regel erst nach dem Erreichen der Endtemperatur geschieht - strömt dem Boilerfuß kaltes Wasser zu; dies erfolgt unter weitgehender Vermeidung von Turbulenzen, so daß > t - 7 - sich im Wasser des Boilers eine stabile Temperaturschichtung einstellt, bei der oberhalb eines schmalen Mischtemperaturbereiches die vorgegebene Warmwassertemperatur und unterhalb dieses Bereiches die Zulauftemperatur weitgehend erhalten bleibt. Die sich auf einer Zwischentemperatur befindende Zwischenschicht wird im Laufe der Zeit durch Wärmeleitung des Wassers höher.Usually, hot water boilers have a cold water supply line on the boiler base and a hot water extraction line on the boiler head; a heating register is located in the lower boiler area so that the heated water rises in the boiler during heating and colder water flows to the heating register. This circulation ends when the heating register is switched off, namely when the total amount of water has reached the desired final temperature. If hot water is now removed - which usually only happens after the end temperature has been reached - cold water flows into the boiler base; This is done with the greatest avoidance of turbulence, so that> t - 7 - a stable temperature stratification occurs in the water of the boiler, in which above a narrow mixing temperature range the specified hot water temperature and below this range the inlet temperature is largely maintained. The intermediate layer, which is at an intermediate temperature, becomes higher over time due to the heat conduction of the water.

Diese Boiler haben den Nachteil, daß Wasser mit der gewünschten Endtemperatur erst nach völligem Aufheizen des gesamten Boilerwassers entnommen werden, so daß auch bei der Entnahme von Teilmengen stets die nicht entnommene Wassermenge zuvor auf die gewünschte Temperatur gebracht wird.These boilers have the disadvantage that water with the desired final temperature can only be removed after the entire boiler water has been completely heated, so that even when partial quantities are removed, the amount of water which has not been removed is always brought to the desired temperature beforehand.

Aus der französischen Patentschrift 78 18 882 ist es bekannt, ein Heizregister im oberen Bereich eines Boilers, eine Kalt-wasserzuleitung am Boilerfuß sowie eine Warmwasserentnahmeleitung am Boilerkopf vorzusehen, um auf diese Weise ständig ein vorgegebenes, sich auf Endtemperatur befindendes Mindestwasservolumen bereitzustellen. Das Heizregister vermag innerhalb vernünftiger Zeiträume aber nur das Wasser im oberen Boilerbereich zu erwärmen, weil eine natürliche Konvektion mit dem sich darunter befindenden Kaltwasser nicht stattfindet, sondern sich die erwähnte stabile Temperaturschich-- tung einstellt. Deshalb muß der übrige Boilerinhalt beson ders erwärmt werden. Hierzu ist eine vom Boilerfuß abgehende, eine Umwälzpumpe und eine Solarzelle beinhaltende, im wesentlichen unterhalb der Heizzone des Heizregisters im Boiler mündende Zirkulationsleitung vorgesehen. Mithin betrifft die französische Patentschrift 78 18 872 die Kombination eines Boilers mit Heizregister mit einem unterhalb des eigentlichen Boilerteils vorgesehenen und mittels einer außenliegenden Wärmequelle beheizten Speicher; hierbei wird das Heizregister - - 8 - durch einen Temperaturfühler thermostatisiert ein- und ausgeschaltet, so daß stets eine vorgegebene Heißwassermenge mit der gewünschten Temperatur zur Verfügung steht. Dieser Boiler wird bei einer Heißwasserentnähme über den darunterliegenden Speicher mit Kaltwasser versorgt. Diese Boiler/Speicherkombination hat den Nachteil, daß die auf der gewünschten Endtemperatur zur Verfügung stehende Wassermenge bei fehlendem Wärmeangebot durch die Solarzelle nicht variiert werden kann. - Eine ähnliche Warmwasseranlage mit den gleichen Nachteilen ist auch aus der französischen Patentschrift 76 05 690 bekannt.From French patent specification 78 18 882 it is known to provide a heating register in the upper region of a boiler, a cold water supply line on the boiler base and a hot water extraction line on the boiler head, in order in this way to constantly provide a predetermined minimum water volume that is at the final temperature. However, the heating register is only able to heat the water in the upper boiler area within a reasonable period of time, because natural convection with the cold water underneath does not take place, but rather the stable temperature stratification mentioned occurs. Therefore, the rest of the boiler content must be warmed up. For this purpose, a circulation line leading from the boiler foot and containing a circulating pump and a solar cell is provided, which opens substantially below the heating zone of the heating register in the boiler. French patent specification 78 18 872 therefore relates to the combination of a boiler with a heating register with a store provided below the actual boiler part and heated by means of an external heat source; Here, the heating register - - 8 - is thermostatted by a temperature sensor on and off, so that a predetermined amount of hot water is always available with the desired temperature. During hot water extraction, this boiler is supplied with cold water via the storage tank underneath. This boiler / storage combination has the disadvantage that the amount of water available at the desired final temperature cannot be varied by the solar cell in the absence of heat. - A similar hot water system with the same disadvantages is also known from French patent 76 05 690.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine das Erwärmen begrenzter Flüssigkeitsteilmengen auf eine bestimmte Temperatur gestattende Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung zu schaffen. Bevorzugt werden Lösungen, die das Erwärmen der Flüssigkeit mit dem geringst möglichen Energieaufwand gewährleisten und hierzu insbesondere mit ' größtmöglichem Wirkungsgrad die Sonnenenergie mitnutzen.The invention is therefore based on the object of providing a device of the type mentioned at the beginning, which permits the heating of limited liquid portions to a specific temperature, and a method for operating such a device. Solutions are preferred which ensure the heating of the liquid with the least possible energy expenditure and which, in particular, use solar energy with the greatest possible efficiency.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus zwecks Erwärmens kalte Flüssigkeit vom Boilerfuß in die im oberen Bereich des Boilers befindliche Heizzone zu pumpen und die . Erwärmung nach dem Übertragen einer bestimmten Wärmemenge durch das Heizregister zu beenden. Auf diese Weise wird entsprechend der umgepumpten Menge an kalter Flüssigkeit die in der Heizzone erwärmte Flüssigkeitsschicht nach unten hin so weit vergrößert, wie es dem erwarteten Bedarf an erwärmter Flüssigkeit entspricht0 Hinsichtlich einer Vorrichtung wird diese Aufgabe durch einen einstellbaren Heizmengenbe- * grenzer des Heizregisters gelöst.The invention is based on the basic idea of pumping cold liquid from the boiler foot into the heating zone located in the upper region of the boiler for the purpose of heating and the. Stop heating after the heat register has transferred a certain amount of heat. In this way, the liquid layer heated in the heating zone is enlarged downwards as much as the expected demand for heated liquid, corresponding to the pumped-over amount of cold liquid.

Unter "Heizzone" wird der vom Heizregister beeinflußte Konvektionsbereich im oberen Bereich des Boilers verstanden.The "heating zone" means the convection area in the upper area of the boiler which is influenced by the heating register.

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Die untere Grenze der Heizzone wird daher im wesentlichen durch die Lage der am tiefsten gelegenen Heizfläche des Heizregisters bestimmt; die sich an die Konvektionszone nach unten anschließende, den Übergang zum kalten Bereich bildende Wärmeleitungszone wird also im wesentlichen nicht mit zur Heizzone gerechnet.The lower limit of the heating zone is therefore essentially determined by the position of the lowest heating surface of the heating register; the heat conduction zone adjoining the convection zone at the bottom and forming the transition to the cold region is therefore essentially not counted towards the heating zone.

Das neuartige Einspeisen kalter Flüssigkeit in den Boiler, nämlich in eine in dessen oberen Bereich liegende Heizzone, führt zu einem Durchmischen bereits heißer und noch kalter Flüssigkeit. Für diese kalte, ebenfalls durch das Heizregister zu erwärmende Flüssigkeit, wird bei dieser Anordnung also im Grunde das Durchlauferhitzerprinzip realisiert. Es versteht sich, daß der Zulauf an kalter Flüssigkeit in die Heizzone der thermischen Leistung des Heizregisters angepaßt sein muß, im die vorgegebene Endtemperatur zu erreichen.The novel feeding of cold liquid into the boiler, namely into a heating zone in its upper area, leads to a mixing of already hot and still cold liquid. For this cold liquid, which is also to be heated by the heating register, this arrangement basically implements the instantaneous water heater principle. It goes without saying that the supply of cold liquid into the heating zone must be adapted to the thermal output of the heating register in order to reach the predetermined final temperature.

Als Heizmengenbegrenzer können die unterschiedlichsten Systeme verwendet werden wie Zeitschaltuhren, Wärmemengenmesser mit einem Schaltkontakt oder Kontaktthermometer in bestimmten Höhen des Boilers.A wide variety of systems can be used as a heat limiter, such as timers, heat meters with a switch contact or contact thermometer at certain heights of the boiler.

Beim Erwärmen von Teilmengen des Boilerinhaltes schaltet der Heizmengenbegrenzer sowohl das Heizregister als auch die- Um-wälzpumpe ab,während beim Erwärmen des gesamten Boilerinhalts zu gegebener Zeit lediglich das Heizregister abgeschaltet wird.When heating partial quantities of the boiler content, the heating quantity limiter switches off both the heating register and the circulating pump, while when the entire boiler content is heated, only the heating register is switched off at a given time.

Die Erfindung gewährleistet also das Erwärmen bestimmter Flüssigkeitsmengen in einem Boiler auf eine vorgegebene Temperatur mit einem relativ kleinen Heizregister, ohne hierzu einen nennenswerten Regelaufwand zu treiben, - i ' - 10 -The invention thus guarantees the heating of certain quantities of liquid in a boiler to a predetermined temperature with a relatively small heating register, without doing any noteworthy control effort for this purpose.

Die umgepumpte Menge an kalter Flüssigkeit kann der thermischen Leistung des Heizregisters dadurch auf besonders einfache Weise angepaßt werden, daß ein in der Heizzone angeordneter Temperaturfühler die Umwälzpumpe ein- und ausschaltet. Auf diese Weise ist auch bei intermittierender Entnahme erwärmter Flüssigkeit in der Heizzone stets eine bestimmte Mindesttemperatur gewährleistet. Hierzu schaltet vorteilhafterweise der Temperaturfühler die Umwälzpumpe ab oder gar nicht erst ein, so lange sich die Flüssigkeitstemperatur in der Heizzone unterhalb des vorgegebenen Mindestwertes befindet; erst nach Erreichen der ebenfalls bestimmten Endtemperatur wird die Umwälzpumpe eingeschaltet.The pumped-over amount of cold liquid can be adapted to the thermal output of the heating register in a particularly simple manner in that a temperature sensor arranged in the heating zone switches the circulation pump on and off. In this way, a certain minimum temperature is always guaranteed even with intermittent removal of heated liquid in the heating zone. For this purpose, the temperature sensor advantageously switches the circulation pump off or not at all, as long as the liquid temperature in the heating zone is below the predetermined minimum value; The circulation pump is only switched on after the final temperature, which is also determined.

Das Erreichen der gewünschten Erwärmungstemperatur für eine vorgegebene Flüssigkeitsteilmenge wird vorteilhafterweise durch mindestens einen das Heizregister ausschaltenden Temperaturfühler im Boiler gewährleistet. Wird das Abschalten des Heizregisters spätestens dann gewünscht, wenn der gesamte Boilerinhalt eine Maximaltemperatur erreicht hat, so ist der vorerwähnte Temperaturfühler an der tiefsten Stelle des Boilers angeordnet. Ein oder mehrere oberhalb der tiefsten Stelle, aber unterhalb der Heizzone im Boiler vorgesehene Temperaturfühler ermöglichen das Abschalten des Heizregisters, nachdem die gewünschte Flüssigkeitsmenge die Endtemperatur erreicht hat. Diese Flüssigkeitsmenge kann durch Verwendung eines sogenannten Bandfühlers, vor allem in Verbindung mit mindestens einem weiteren Temperaturfühler in der Heizzone, auch stufenlos geändert werden.Reaching the desired heating temperature for a predetermined partial liquid quantity is advantageously ensured by at least one temperature sensor in the boiler that switches off the heating register. If the heating register is to be switched off at the latest when the entire boiler content has reached a maximum temperature, the above-mentioned temperature sensor is arranged at the lowest point of the boiler. One or more temperature sensors provided above the lowest point, but below the heating zone in the boiler, enable the heating register to be switched off after the desired amount of liquid has reached the final temperature. This amount of liquid can also be changed continuously by using a so-called band sensor, especially in connection with at least one additional temperature sensor in the heating zone.

Der Energieverbrauch des Heizregisters verringert sich bei ansonsten imveränderter Vorgehensweise, wenn die Zirkulationsleitung mit einer äußeren Energiequelle gekoppelt ist; - 11 - hierzu empfiehlt sich ein mit seiner Sekundärseite in die Zirkulationsleitung eingebauter Wärmeaustauscher.The energy consumption of the heating register is reduced if the procedure is otherwise the same if the circulation line is coupled to an external energy source; - 11 - a heat exchanger with its secondary side installed in the circulation line is recommended.

Als äußere Energiequelle kommt im Grunde jede thermische Energiequelle infrage, so z.B. Heizkessel, Abwärme und Wärmepumpen; insbesondere sind Solarkollektoren geeignet, da diese in der Lage sind, z.B. Brauchwasser auf im Sanitärbereich übliche Temperaturen zu erwärmen. Die Anordnung des Boilers innerhalb des Solarkollektors ist wärmetechnisch besonders vorteilhaft, da hierdurch Isolationsprobleme beim Boiler weitgehend entfallen. Hierzu empfiehlt sich die Verwendung von Solarkollektoren mit einem insbesondere zylindrischen Parabolreflektor, um dessen Brennachse der Boiler konzentrisch angeordnet ist. Ein solcher Parabolreflektor wird vorteilhaft um seine Brennachse verschwenkt und dem Sonnenstand nachgeführt. Insbesondere empfiehlt es sich, als Energiekollektoren Halbleiterelemente konzentrisch zum Brennpunkt bzw. der Brennachse des Parabolreflektors anzuordnen sowie sich hierbei bevorzugt der Boileroberfläche als Träger der Halbleiterelemente zu bedienen. Eine solche Vorrichtung erreicht eine bedeutende Steigerung der Sonnenenergieausbeute und stellt - bei der Verwendung von Halbleiterelementen - außer der fühlbaren Wärme auch noch in gewissem Umfange Strom bereit.Basically any thermal energy source can be considered as an external energy source, e.g. Boilers, waste heat and heat pumps; solar collectors are particularly suitable since they are capable of e.g. To heat domestic water to normal temperatures in the sanitary area. The arrangement of the boiler within the solar collector is particularly advantageous from a thermal point of view since this largely eliminates insulation problems with the boiler. For this purpose, the use of solar collectors with a cylindrical parabolic reflector, in particular, is recommended, around the focal axis of which the boiler is arranged concentrically. Such a parabolic reflector is advantageously pivoted about its focal axis and tracked the position of the sun. In particular, it is advisable to arrange semiconductor elements as energy collectors concentrically to the focal point or the focal axis of the parabolic reflector, and to use the boiler surface as the carrier of the semiconductor elements. Such a device achieves a significant increase in the solar energy yield and - when using semiconductor elements - also provides electricity to a certain extent in addition to the sensible heat.

Die Parabolreflektoren lassen sich ohne nennenswerte Energieverluste einfacher hersteilen, wenn sie aus mindestens drei, bevorzugt fünf planen Teilflächen bestehen, deren Anordnung an die Parabolform bestmöglich angepaßt ist.The parabolic reflectors can be manufactured more easily without any noteworthy energy losses if they consist of at least three, preferably five planar partial surfaces, the arrangement of which is best adapted to the parabolic shape.

Es können aber auch andere, z.B. halbkugel- oder kugelförmige Adsorber oder als Adsorber dienende Boiler innerhalb eines Sonnenkollektors verwendet und insbesondere mit einem oder mehreren optischen Augen, einschließlich einer jahreszeitlichen Korrektur, der Sonne nachgeführt werden.However, others, e.g. Hemispherical or spherical adsorbers or boilers serving as adsorbers are used within a solar collector and in particular are tracked with one or more optical eyes, including a seasonal correction, to the sun.

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Es versteht sich, daß sich die vorbeschriebenen Solarkollektoren grundsätzlich auch in Verbindung mit jeder anderen Art von Flüssigkeitsspeichem anstelle eines Warmwasserboilers eignen.It goes without saying that the above-described solar collectors are in principle also suitable in connection with any other type of liquid store instead of a hot water boiler.

Weitere die Umwälzpumpe ein- und ausschaltende Temperaturfühler ermöglichen, insbesondere bei der Mitverwendung von äußeren Energiequellen, eine einfache Steuerung im Sinne einer bestmöglichen Energienutzung; sie gestatten aber auch - in Verbindung mit einem Sicherheitsventil im Boilerkopf -Überhitzungen innerhalb der Gesamtanlage zu vermeiden.Further temperature sensors that switch the circulating pump on and off, in particular when external energy sources are used, enable simple control in the sense of the best possible use of energy; but they also allow - in conjunction with a safety valve in the boiler head - to prevent overheating within the overall system.

Mehrere dem Boiler vorgeschaltete, hintereinander angeordnete Wasserspeicher gestatten eine erhebliche Vergrößerung des aufheizbaren und dadurch kurzfristig zur Verfügung stehenden Flüssigkeitsvolumens, ohne daß hierdurch weitere Heizregister vorhanden sein müssen; gleichwohl steht ein sich auf Entnahmetemperatur befindendes minimales Flüssigkeitsvolumen für einen intermittierenden Gebrauch zur Verfügung. Ansonsten werden die an ihrem Kopf jeweils mit dem Fuß des nachfolgenden Speichers und zuletzt mit dem Boiler verbundenen FlüssigkeitsVolumina sukzessiv aufgeheizt. Auf diese Weise lassen sich die Warmwassermengen in sehr weiten Grenzen dem jeweils erwarteten Verbrauch anpassen. In diesem Falle verschiebt sich die Schichtgrenze zwischen Heiß- und Kaltwasser jeweils von einem Boiler zu dem nächstfolgenden und weiter zu den dahinter angeordneten Speichern, so daß sich mit einem einzigen Heizregister praktisch eine vorgewählte, beliebig kleine bis beliebig große Flüssigkeitsmenge auf die Solltemperatur bringen läßt.A plurality of water reservoirs arranged upstream of the boiler permit a considerable increase in the volume of liquid which can be heated and is therefore available at short notice, without the need for additional heating registers; however, a minimum volume of liquid at the removal temperature is available for intermittent use. Otherwise, the liquid volumes connected to the head of the head of the subsequent storage and finally to the boiler are gradually heated up. In this way, the amount of hot water can be adjusted within very wide limits to the expected consumption. In this case, the layer boundary between hot and cold water shifts from one boiler to the next and further to the storage tanks arranged behind, so that with a single heating register, a preselected, arbitrarily small to arbitrarily large amount of liquid can be brought to the desired temperature.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß - in der weiter oben - 13 - näher erläuterten Weise - während des Erwärmens der Flüssigkeit in der Heizzone die Umwälzpumpe in Betrieb ist und nach der Abgabe einer vorbestimmten Wärmemenge zumindest das Heizregister abgeschaltet wird. Durch ein Weiterlaufen der Umwälzpumpe nach dem Abschalten des Heizregisters kann der gesamte Boilerinhalt auf eine gleichmäßige Mischtemperatur gebracht werden. Ein solcher Weiterlauf ist aber vor allem dann von Interesse, wenn entweder nur ein Teil des Boilerinhaltes durch das Heizregister aufgeheizt und der restliche Boilerinhalt nur in dem Maße erwärmt werden soll, in dem eine äußere Energiequelle zur Verfügung steht, oder wenn bereits der gesamte Boilerinhalt erwärmt ist und mit Hilfe einer äußeren Energiequelle ein Nachwärmen auf höhere Temperaturen gewünscht wird.The object underlying the invention is achieved with respect to the method in that - in the manner explained above - 13 - explained in more detail - during the heating of the liquid in the heating zone, the circulation pump is in operation and at least the heating register is switched off after a predetermined amount of heat has been given off . By continuing to run the circulation pump after switching off the heating register, the entire boiler content can be brought to a uniform mixing temperature. Such continued operation is of particular interest, however, if either only part of the boiler content is heated by the heating register and the remaining boiler content is to be heated only to the extent that an external energy source is available, or if the entire boiler content is already heated and with the help of an external energy source, reheating to higher temperatures is desired.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 einen schematisch .dargestellten Boiler mit zugehörigen Leitungen - zum Teil im Schnitt;Fig. 1 shows a schematically. Boiler shown with associated lines - partly in section;

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Warmwasserbereitungsanlage;Fig. 2 is a schematically illustrated water heating system;

Fig. 3 einen Sonnenkollektor mit zylindrischem Parabolreflektor im Schnitt sowieFig. 3 shows a solar collector with a cylindrical parabolic reflector in section and

Fig. 4 einen weiteren Sonnenkollektor mit zylindrischem Parabolreflektor im Schnitt.Fig. 4 shows another solar collector with a cylindrical parabolic reflector in section.

Ein Boiler 1 weist an seinem Fuß 2 eine Kaltwasserzuleitung 3 sowie an seinem Kopf 4 eine Warmwasserentnahmeleitung 3A boiler 1 has a cold water supply line 3 on its base 2 and a hot water extraction line 3 on its head 4

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» - 14 - auf. Im oberen Teil 6 des Boilers 1 ist ein eine Heizzone 7 definierendes, insbesondere fluiddurchströmtes oder elektrisch betriebenes Heizregister 8 mit zu einer nicht näher dargestellten Energiequelle führenden Anschlüssen 9 und 10 angeordnet. Die sich beim Heizen einstellende Flüssigkeitskonvektion in der Heizzone wirkt sich etwa bis zu der gestrichelt dargestellten Grenzschicht 11 nach unten aus.»- 14 - on. Arranged in the upper part 6 of the boiler 1 is a heating register 8 which defines a heating zone 7, in particular through which fluid flows or is electrically operated, with connections 9 and 10 leading to an energy source (not shown). The liquid convection that occurs in the heating zone during heating has an effect down to the boundary layer 11 shown in broken lines.

Eine vom Boilerfuß 2 abgehende Zirkulationsleitung 12 schließt die Leitungen 13, 14, 15, 16 und 5 sowie eine Umwälzpumpe 17 sowie Speicher 18 und 19 ein; die Zirkulationsleitung 12 kann alternativ die Leitungen 13, 14, 141 und 5 sowie die Umwälzpumpe 17 einschließen. Ein innerhalb der Heizzone 7 angeordneter Temperaturfühler 20 in Gestalt eines Kontaktthermometers schaltet in nicht näher dargestellter Weise die Umwälzpumpe 17 ein und aus. Weitere Temperaturfühler 21, 22, 23 bilden zusammen mit einem nicht näher dargestellten Wahlschalter einen Heizmengenbegrenzer 24; sie schalten das Heizregister 8 in nicht näher dargestellter Weise aus.A circulation line 12 coming from the boiler base 2 includes the lines 13, 14, 15, 16 and 5 as well as a circulating pump 17 and stores 18 and 19; the circulation line 12 may alternatively include the lines 13, 14, 141 and 5 and the circulation pump 17. A temperature sensor 20 arranged within the heating zone 7 in the form of a contact thermometer switches the circulation pump 17 on and off in a manner not shown in detail. Further temperature sensors 21, 22, 23 together with a selector switch (not shown in detail) form a heating quantity limiter 24; they switch off the heating register 8 in a manner not shown.

Nach dem Befüllen des Gesamtsystems mit Wasser wird zunächst das Heizregister 8, z.B. in Gestalt eines 2 kW leistenden Elektroheizeinsatzes, eingeschaltet und ,erwärmt die Heizzone 7 bis zur Grenzschicht 11, also etwa das obere Drittel des Boilerinhaltes, auf 60 C. Bei Erreichen dieser Temperatur schaltet der Temperaturfühler 20 die Umwälzpumpe 17 ein. Dadurch wird so lange kaltes Wasser am Boilerkopf 4 in die Heizzone 7 eingeleitet, bis die Temperatur im Temperaturfühler 20 auf 55°C abgesunken ist; dann schaltet der Temperaturfühler 20 die Umwälzpumpe 17 aus, und der Vorgang wiederholt sich, sobald am Temperaturfühler 20 wieder die Temperatur von 60°C erreicht ist. Auf diese Weise verschiebt sich die Grenze zwischen warmem und kaltem Wasser im Boiler 1 immer weiter nach unten. Dieser Vorgang kann nun dadurch - 15 - enden, daß nach einer vorgewählten Zeit das Heizregister 8 und die Umwälzpumpe 17 abgeschaltet werden. Bevorzugt erfolgt dieses Abschalten aber durch einen der Temperaturfühler 21, 22 oder 23 - je nach Vorwahl -, nämlich dann, wenn die Temperatur von 60°C bei dem vorgewählten Temperaturfühler erreicht ist; es kann aber statt dessen auch ein Temperatur-Bandfühler zwecks stufenloser Vorwahl der Warmwassermenge verwendet werden. Soll auch der Inhalb der Speicher 18 und 19 ganz oder teilweise auf 60°C erwärmt werden, müssen in entsprechender Weise weitere Temperaturfühler einzeln oder als Temperatur-Bandfühler vorgesehen sein; dann empfiehlt sich aber die Anordnung der Kaltwasserzuleitung am Fuß des letzten Speichers 19.After filling the entire system with water, the heating register 8, e.g. in the form of a 2 kW electric heating insert, switched on, and heats the heating zone 7 to the boundary layer 11, that is to say approximately the upper third of the boiler contents, to 60 C. When this temperature is reached, the temperature sensor 20 switches on the circulation pump 17. As a result, cold water is introduced into the heating zone 7 at the boiler head 4 until the temperature in the temperature sensor 20 has dropped to 55 ° C .; then the temperature sensor 20 switches off the circulation pump 17 and the process repeats itself as soon as the temperature of 20 ° C. is reached again at the temperature sensor 20. In this way, the boundary between hot and cold water in the boiler 1 shifts downward. This process can now end in that the heating register 8 and the circulation pump 17 are switched off after a preselected time. However, this shutdown is preferably carried out by one of the temperature sensors 21, 22 or 23, depending on the preselection, namely when the temperature of 60 ° C. has been reached for the preselected temperature sensor; however, a temperature band sensor can be used instead for the stepless selection of the amount of hot water. If the inside of the stores 18 and 19 are to be fully or partially heated to 60 ° C., additional temperature sensors must be provided in a corresponding manner individually or as a temperature band sensor; then the arrangement of the cold water supply at the foot of the last storage unit 19 is recommended.

Nach Abschluß des Erwärmens kann man über die Warmwasserentnahmeleitung 5 das gesamte vorgewärmte Wasser in relativ kurzer Zeit über Leitung 25 einem Verbraucher 26 zuführen. Hierbei strömt automatisch Kaltwasser über die Zuleitung 3 nach. Der Verbraucher kann, wie bei einer Speicherheizung, mit dem Boiler auch ein geschlossenes System bilden.After completion of the heating, all the preheated water can be supplied in a relatively short time via line 25 to a consumer 26 via the hot water extraction line 5. Here, cold water flows in automatically via the feed line 3. As with a storage heater, the consumer can also form a closed system with the boiler.

Gemäß Fig. 2 kann in die Zirkulationsleitung 12 ein Wärmeaustauscher 27 mit seiner Sekundärseite 28 eingebaut sein.2, a heat exchanger 27 can be installed with its secondary side 28 in the circulation line 12.

Die Primärseite 29 des Wärmeaustauschers 27 ist Teil eines aus Leitungen 30 bis 33, einer Umwälzpumpe 34, einer äußeren Energiequelle, insbesondere einem Solarkollektor 35, sowie gegebenenfalls einem Mehrwegeventil 36 entstehenden Primärkreislaufes 37. Ebenso ist aber an eine sogenannte Thermo-Syphonzirkulation in dem Primärkreislauf 37 möglich, wenn nämlich die Energiequelle 35 tiefer als der Wärmeaustauscher 27 angeordnet ist.The primary side 29 of the heat exchanger 27 is part of a primary circuit 37 formed from lines 30 to 33, a circulation pump 34, an external energy source, in particular a solar collector 35, and possibly a multi-way valve 36. However, so-called thermo-siphon circulation in the primary circuit 37 is also required possible, namely if the energy source 35 is arranged lower than the heat exchanger 27.

Diese Anordnung hält die dem Solarkollektor zufließende Kreislaufflüssigkeit stets auf der kleinstmöglichen Tem- peratur und. gewinnt so auch bei geringer EinstrahlungThis arrangement always keeps the circulating liquid flowing to the solar collector at the lowest possible temperature and. wins even with low insolation

Energie.Energy.

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Im Falle fehlender Sonneneinstrahlung wird ein vollständiges Erwärmen des gesamten Boilerinhaltes 1 in der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise erreicht, d.h. daß der Temperaturfühler 20 entweder das Heizregister 8 sowie die Umwälzpumpe 17 bei z.B. 60°C abschaltet oder aber die Umwälzpumpe 17 zwischen 55 und 60°C schaltet und der Temperaturfühler 58 das Heizregister 8 bei Erreichen von 60°C abschaltet. Sämtliche Sollwerte der Steuerelektronik können in Bezug auf den Mittelwert intern nach oben oder nach unten verstellt werden.In the absence of solar radiation, complete heating of the entire boiler content 1 is achieved in the manner described in connection with Fig. 1, i.e. that the temperature sensor 20 either the heating register 8 and the circulation pump 17 in e.g. Switches off 60 ° C or the circulation pump 17 switches between 55 and 60 ° C and the temperature sensor 58 switches off the heating element 8 when 60 ° C is reached. All setpoints of the control electronics can be adjusted internally upwards or downwards with respect to the mean value.

Sobald die Wärmequelle (Energiequelle) 55 ausreichende Energie liefert., benutzt man diese zur Aufrechterhaltung der Boilertemperatur, indem die Pumpe 54 des Primärkreislaufes 57 startet, wenn die Auslauftemperatur der Energiequelle 35, gemessen mit dem Temperaturfühler 39, höher als die sekundärseitige Auslauftemperatur des Wärmeaustauschers 27, gemessen mit Temperaturfühler 40, liegt. Die Umwälzpumpe 17 des Boiler-bzw. Sekundärkreislaufs 41 sollte nur dann eingeschaltet sein, wenn die Temperatur am Fühler 40 des Wärmeaustauschers höher als die des Fühlers 20 in der Heizzone liegt. Der Fühler 40 kann auch in der dem sekundärseitigen Auslauf des Wärmeaustauschers 27 nachgeordnete Leitung angeordnet sein.As soon as the heat source (energy source) 55 supplies sufficient energy, it is used to maintain the boiler temperature by starting the pump 54 of the primary circuit 57 when the outlet temperature of the energy source 35, measured with the temperature sensor 39, is higher than the secondary outlet temperature of the heat exchanger 27 , measured with temperature sensor 40. The circulation pump 17 of the boiler or. Secondary circuit 41 should only be switched on when the temperature at sensor 40 of the heat exchanger is higher than that of sensor 20 in the heating zone. The sensor 40 can also be arranged in the line downstream of the outlet of the heat exchanger 27 on the secondary side.

Sofern die in der Heizzone durch das Heizregister ohne Betätigen der Umwälzpumpe 17 erwärmte Flüssigkeit als Mindestmenge ausreicht, kann man den übrigen Boilerinhalt auch ausschließlich durch die äußere Energiequelle 35 auf-heizen, indem die in der Zeichnung nicht dargestellte Steuerelektronik das Heizregister bei Erreichen der Endtemperatur - - 17 - am Temperaturfühler 20 ausschaltet, die Umwälzpumpe 34 nur dann läuft, wenn die Temperatur am Fühler 39 höher . als die am Fühler 40 ist sowie die Umwälzpumpe 17 nur eingeschaltet ist, wenn die Temperatur am Fühler 40 höher als die am Fühler 20 ist. Es versteht sich, daß in der gleichen Weise grundsätzlich auch der gesamte Boilerinhalt mit Hilfe der äußeren Energiequelle 35 aufgeheizt werden kann, ohne daß das Heizregister 8 eingeschaltet wird.If the liquid heated in the heating zone by the heating register without actuating the circulation pump 17 is sufficient as a minimum amount, the remaining boiler content can also be heated up exclusively by the external energy source 35 by the control electronics (not shown in the drawing) heating the heating register when the final temperature is reached - - 17 - switches off on the temperature sensor 20, the circulation pump 34 only runs when the temperature on the sensor 39 is higher. than that at the sensor 40 and the circulation pump 17 is only switched on when the temperature at the sensor 40 is higher than that at the sensor 20. It goes without saying that, in principle, the entire boiler content can also be heated with the aid of the external energy source 35 without the heating register 8 being switched on.

Ein bevorzugt innerhalb der Heizzone 7 angeordnetes Sicherheitsthermostat schaltet das Heizregister 8 bei Erreichen einer vorgegebenen Höchsttemperatur, z.B. 90°C für den Fall ab, daß die Steuerelektronik versagt. Als weitere Sicherheit kann eine zusätzliche Schmelzsicherung am Sicherheitsthermostat das Heizregister - im Falle eines elektrischen Betriebes - abschalten.A safety thermostat, preferably located within the heating zone 7, switches the heating register 8 when a predetermined maximum temperature is reached, e.g. 90 ° C in the event that the control electronics fail. As a further safety feature, an additional fuse on the safety thermostat can switch off the heating register - in the case of electrical operation.

Ein besonders wirkungsvoller Überhitzungsschutz der Warmwasseranlage oder spezieller Anlagenteile gewährleistet ein im Boilerkopf 4 angeordnetes, bevorzugt steuerbares Ablaßventil (Sicherheitsventil) 42 in Verbindung mit einem Temperaturfühler in dem besonders zu schützenden Bereich der Warmwasseranlage. Dieses Ablaßventil öffnet sich bei Überschreiten der an dem erwähnten Fühler vorgegebenen Höchsttemperatur, so daß heißes Wasser vom Boiler abströmt und kaltes Wasser so lange nachströmt, bis an dem betreffenden Fühler eine vorgegebene Temperatur unterschritten wird. Bei diesem Temperaturfühler kann es sich um den bereits erwähnten, insbesondere den Fühler 38 oder 39 handeln. In einem solchen Überhitzungsfall arbeiten die Umwälzpumpen und die anderen Temperaturfühler in ansonsten üblicher Weise weiter, so daß das zugelaufene Kaltwasser automatisch zur Abkühlung der überhitzten Stelle der Warmwasseranlage zuge - 18 - führt wird. Sin solcher, vor allem für Solarkollektoren, wichtiger Schutz kann dadurch ergänzt sein, daß z.B. im Primärkreislauf 37 ein Drucksicherheitsventil 43 angeordnet ist, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes im Kreislauf von z.B. 3 bar öffnet. Ein solches Drucksicherheitsventil kann auch zusätzlich einen Unterdrück anzeigen und ein automatisches Nachfüllen der Flüssigkeit im Primärkreislauf 37 veranlassen. - Bei geschlossenen Systemen kann sich im Überhitzungsfalle anstatt eines Ablaß-ventiles auch eine dem Boiler nachgeschaltete Verbrauchergruppe in Betrieb setzen.A particularly effective overheating protection of the hot water system or special system parts is ensured by a preferably controllable drain valve (safety valve) 42 arranged in the boiler head 4 in connection with a temperature sensor in the area of the hot water system that is particularly to be protected. This drain valve opens when the maximum temperature specified at the aforementioned sensor is exceeded, so that hot water flows out of the boiler and cold water continues to flow until the sensor concerned falls below a predetermined temperature. This temperature sensor can be the one already mentioned, in particular the sensor 38 or 39. In such a case of overheating, the circulation pumps and the other temperature sensors continue to operate in the otherwise usual way, so that the incoming cold water is automatically fed to the cooling of the overheated point of the hot water system. Such important protection, especially for solar collectors, can be supplemented by the fact that e.g. A pressure safety valve 43 is arranged in the primary circuit 37 which, when a predetermined pressure in the circuit of e.g. 3 bar opens. Such a pressure safety valve can also additionally indicate a negative pressure and cause the liquid in the primary circuit 37 to be replenished automatically. - In the case of closed systems, in the event of overheating, instead of a drain valve, a consumer group downstream of the boiler can also start up.

Bei dem vorbeschriebenen System sind also zwei unterschiedlich große Flüssigkeitsvolumina wahlweise allein mit dem Heizregister 8 aufheizbar, nämlich entweder nur der Inhalt der Heizzone 7 oder der gesamte Boilerinhalt, wobei der Heizmengenbegrenzer an den Temperaturfühlern 20 und 38 in Verbindung mit der Steuerelektronik besteht.In the system described above, two differently sized liquid volumes can thus be heated up using only the heating register 8, namely either only the content of the heating zone 7 or the entire boiler content, the heating quantity limiter on the temperature sensors 20 and 38 being connected to the control electronics.

Das vorbeschriebene System kann man erweitern, wenn bei ausreichend zur Verfügung stehender Energie durch die äußere Energiequelle 35 nicht nur der gesamte Boilerinhalt auf eine vorgegebene Höchsttemperatur aufgeheizt und bei dieser gehalten werden kann, sondern darüber hinaus ausreichende Ener-. gie zur Einspeisung in ein anderes Warmwassersystem, wie eineThe system described above can be expanded if, with sufficient energy available from the external energy source 35, not only the entire boiler content can be heated to a predetermined maximum temperature and maintained at this temperature, but also sufficient energy. for feeding into another hot water system, such as one

Schwimmbadbeheizung oder ähnliches, vorhanden ist. Eine sol-' che weitere Anlage kann in üblicher Weise z.B. aus einemSwimming pool heating or similar, is available. Such a further plant can be e.g. from a

Heizkessel 44, einem Warmwasserspeicher 45 sowie einer Verbrauche rgruppe 46 bestehen. Das Koppeln einer solcher Anlage an das erfindungsgemäße Warmwassersystem erfolgt über einen Wärmeaustauscher 47, der primärseitig auf der Kaltwasserseite über eine Leitung 48 mit der Leitung 30 des Primär- - 19 - kreislaufes 37 und warmwasserseitig über eine Leitung 49 mit dem Mehrwegeventil 36 der Leitung 32 verbunden ist.Boiler 44, a hot water tank 45 and a consumer group 46 exist. Such a system is coupled to the hot water system according to the invention via a heat exchanger 47, which is connected on the primary side on the cold water side via a line 48 to line 30 of the primary circuit 37 and on the hot water side via line 49 to the multi-way valve 36 of line 32 is.

Hier ist das Mehrwegeventil 36 mit einer nicht dargestellten Vorrangschaltung gekoppelt, mit der bei Erreichen einer vorgegebenen maximalen Boilertemperatur von z.B. 65°C am Temperaturfühler 38 einen Vergleich mit Temperaturfühlern 50, 51, 52 im Sekundärkreislauf 54 des Wärmeaustauschers 47 vornimmt. Der Temperaturfühler 50 ist am sekundärseitigen Auslauf des Wärmeaustauschers 47 angeordnet, während der Temperaturfühler 51 am Kopf und der Temperaturfühler 52 am Fuß des Warmwasserspeichers 45 angeordnet sind. Liegt nun die Temperatur am Fühler 50 höher als am Fühler 51 - nachdem das Mehrwegeventil 36 bereits umgeschaltet und der Wärmeaustauscher 47 von der äußeren Energiequelle 35 versorgt wird -, so schaltet sich eine Umwälzpumpe 53 im Sekundärkreislauf 54 des Wärmeaustauschers 47 ein. Auf diese Weise kann der Inhalt des Warmwasserspeichers 45 - gegebenenfalls intermittierend - aufgeheizt werden, bis am Temperaturfühler 52 eine vorgegebene Temperatur von z.B. 90°C erreicht ist, woraufhin das Mehrwegeventil 36 wieder auf den Boiler 1 umschalten kann. Dieses Umschalten kann auch dann erfolgen, wenn die Temperaturfühler 20 oder 38 am Boiler 1 ein Unterschreiten ihres Sollwertes anzeigen.Here, the multi-way valve 36 is coupled to a priority circuit, not shown, with which, when a predetermined maximum boiler temperature of e.g. 65 ° C on the temperature sensor 38 makes a comparison with temperature sensors 50, 51, 52 in the secondary circuit 54 of the heat exchanger 47. The temperature sensor 50 is arranged on the secondary outlet of the heat exchanger 47, while the temperature sensor 51 is arranged on the head and the temperature sensor 52 on the base of the hot water tank 45. If the temperature at sensor 50 is higher than at sensor 51 - after the multi-way valve 36 has already been switched over and the heat exchanger 47 is supplied by the external energy source 35 - then a circulation pump 53 in the secondary circuit 54 of the heat exchanger 47 switches on. In this way, the contents of the hot water tank 45 can be heated, if necessary intermittently, until a predetermined temperature of e.g. 90 ° C is reached, whereupon the multi-way valve 36 can switch back to the boiler 1. This switchover can also take place if the temperature sensors 20 or 38 on the boiler 1 indicate that their setpoint has been undershot.

Im übrigen wird die zum Heizkessel 44 gehörende Heißwasseranlage in üblicher Weise gesteuert; sie ist lediglich für die Kopplung mit der erfindungsgemäßen Warmwasseranlage mit einem Vorrangventil 55 ausgestattet. Es können im Grunde beliebig viele Verbraucher in Serie geschaltet und mit dem Boiler gekoppelt sein.Otherwise, the hot water system belonging to the boiler 44 is controlled in the usual way; it is only equipped with a priority valve 55 for coupling to the hot water system according to the invention. Basically, any number of consumers can be connected in series and coupled to the boiler.

Der Solarkollektor gemäß Fig. 3 weist einen innen beschichteten fünfflächigen Parabolreflektor 56 auf (auch drei, - 20 - sieben oder mehr Flächen sowie eine tiefe anstatt einer flachen Bauweise sind möglich), der zur bestmöglichen Anpassung an eine Parabelform mit der lichtdurchlässigen Abdeckfläche- 57 einen Vinkel 58 von 50° und mit der Rückfläche 59 einen Vinkel 60 von 141° bildet. Dabei beträgt die Breite der ansonsten etwa rechtwinkligen, langgestreckten Abdeckfläche 57 etwa 1 m und ihr Abstand zur Rückfläche 59 etwa 0,35 m. Die Knicklinien 61, 62 weisen einen Abstand von etwa 0,08 m von der Ebene der Rückfläche 59 auf. Ein zylindrischer Behälter 63 mit einem Durchmesser von etwa der Breite der Rückfläche 59 erstreckt sich innerhalb des von dem Parabolreflektor 56 und der Abdeckfläche 57 gebildeten Querschnittes konzentrisch zur Brennlinie 64 der angenäherten Parabelform des Reflektors und kann auf seiner Außenoberfläche mit bei Lichteinstrahlung wärmeab-gebenden Halbleiterelementen 65 dicht bestückt sein. Durch diese Anordnung wird eine außerordentlich große und intensiv zu nutzende Kollektorfläche für Sonnenenergie geschaffen. Die Außenfläche 66 des Parabolreflektors 56 kann wärmegedämmt sein, und der gesamte Solarkollektor kann um die Brennlinie 64 als Drehachse dem Sonnenlauf nachgeführt sowie während der Nachtstunden oder bei fehlender Sonneneinstrahlung durch Nachobenweisen der Außenfläche 66 zur Atmosphäre oder einer anders gearteten gesteuert schließbaren Abdeckung der Fläche 57 vor Varmeverlusten und schädlichen Umwelteinflüssen geschützt werden. Dies kann z.B. durch eine weitere isolierte Halbschale 67 geschehen, die so um ihren Drehpunkt 11 angeordnet ist, daß sie bei fehlender Einstrahlung die Abdeckfläche 57 schließt. Ein solcher Solarkollektor erzielt bei gleich großer Kollektorfläche im Vergleich zu einem Flachkollektor eine höhere Energieausbeute. Besonders vorteilhaft kann der Behälter 63 gleichzeitig die Funktion des erfindungsgemäßen Boilers übernehmen und hierdurch eine raumsparende - 21 - und wärmetechnisch besonders effiziente Wasserbereitung gewährleisten; er übernimmt damit gleichzeitig die Funktion eines Boilers, eines Speichers und eines Absorbers. Zu diesem Zweck kann der Behältermantel auch aus transparentem Material bestehen und im Behälter ein strahlenabsorbierendes Material aufweisen. Insbesondere ist es möglich, den Behälter auch lediglich als Warmwasserspeicher des Solarkollektors zu nutzen und diesen bei Bedarf mit dem erfindungsgemäßen Boiler zu koppeln. In jedem Fall ergibt sich die Möglichkeit, zwecks Nachführen nach dem Sonnenstand den Solarkollektor an je einem konzentrischen stirnseitigen Ein- uzw. Auslaßstutzen des Behälters 63 zu verschwenken.3 has an internally coated five-surface parabolic reflector 56 (also three, 20, seven or more surfaces and a deep instead of a flat construction are possible), which for the best possible adaptation to a parabolic shape with the translucent cover surface 57 Vinkel 58 of 50 ° and with the rear surface 59 forms an angle 60 of 141 °. The width of the otherwise approximately rectangular, elongated cover surface 57 is approximately 1 m and its distance from the rear surface 59 is approximately 0.35 m. The kink lines 61, 62 are at a distance of approximately 0.08 m from the plane of the rear surface 59. A cylindrical container 63 with a diameter of approximately the width of the rear surface 59 extends within the cross section formed by the parabolic reflector 56 and the cover surface 57 concentrically to the focal line 64 of the approximate parabolic shape of the reflector and can on its outer surface with semiconductor elements 65 which emit heat when exposed to light be densely populated. This arrangement creates an extraordinarily large and intensively usable collector surface for solar energy. The outer surface 66 of the parabolic reflector 56 can be thermally insulated, and the entire solar collector can track the sun's movement about the focal line 64 as the axis of rotation and during the night or in the absence of sunlight by re-pointing the outer surface 66 to the atmosphere or by another type of controlled, closable covering of the surface 57 Varme losses and harmful environmental influences are protected. This can e.g. done by a further insulated half-shell 67, which is arranged around its pivot point 11 so that it closes the cover surface 57 in the absence of radiation. Such a solar collector achieves a higher energy yield compared to a flat plate collector with the same size of collector area. At the same time, the container 63 can take over the function of the boiler according to the invention in a particularly advantageous manner and thereby ensure space-saving and heat-efficient water preparation; it thus takes on the function of a boiler, a store and an absorber at the same time. For this purpose, the container jacket can also consist of transparent material and have a radiation-absorbing material in the container. In particular, it is possible to use the container only as a hot water tank of the solar collector and to couple it to the boiler according to the invention if required. In any case, there is the possibility, for the purpose of tracking the position of the sun, of the solar collector at a concentric front-end insert. To pivot outlet port of the container 63.

An den Behälter 63 grenzende Hohlräume können zur Vermeidung von Wärmeverlusten evakuiert sein.Cavities bordering the container 63 can be evacuated to avoid heat losses.

Besonders wirkungsvoll ist ein wärmeisolierter Sonnenkollektor 35 gemäß Fig. 4, welcher ebenfalls mit einem Speicher oder Boiler in Form eines Behälters 63 sowie einer kreisförmig gebogenen, wärmeisolierten Abdeckung 67 versehen ist. Der Brennpunkt des Parabolreflektors 56 fällt mit den Mittelpunkten 11 des zylinderförmigen Speichers und der Abdeckung zusammen. Der Sonnenkollektor wird mit seinen Außenkanten 68,69 entlang der gestrichelten Kreislinie 70 den Sonnenstand nachgeführt (dargestellt ist die Stellung zum wahren Mittag (Zenit))A heat-insulated solar collector 35 according to FIG. 4, which is also provided with a storage or boiler in the form of a container 63 and a circularly curved, heat-insulated cover 67, is particularly effective. The focal point of the parabolic reflector 56 coincides with the center points 11 of the cylindrical memory and the cover. The outer edge of the solar collector 68, 69 tracks the position of the sun along the dashed circular line 70 (the position at true noon (zenith) is shown)

Da die Kreislinie 70 denselben Krümmungsradius wie die Innenfläche der Abdeckung 67 besitzt, ist der Speicher nachts bzw. auch zu Zeiten fehlender Sonneneinstrahlung vollständig wärmeisoliert bzw. wärmeisolierbar (letzteres, wenn sich die Abdeckung 67 um 11 dreht).Since the circular line 70 has the same radius of curvature as the inner surface of the cover 67, the memory is completely heat-insulated or heat-insulatable at night or even at times when there is no sunlight (the latter when the cover 67 rotates by 11).

2 hk2 hk

Claims

1. Device for heating liquids, ie a boiler (1) with a cold water supply line (3), a hot water supply line (3), a heating zone (7) that defines a heating zone (7) in the upper part (6) of the boiler (1) (8) and a circulation line (12) starting from the boiler foot (2) and opening again in the heating zone (7) is provided with a circulation pump (17), characterized by an adjustable heating quantity limiter (24) of the heating register (8).

2. Device according to claim 1, characterized by a, in the heating zone (7) arranged the circulation pump (17) on and off temperature sensor (20).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized by at least one temperature sensor (21, 22, 23; 38) which switches off the heating register (8) in the boiler (1). 1 Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized by a in the circulation line (12) with its secondary side - 2 - (28) built-in heat exchanger (27) and an external energy source (35).

5 · Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized by a temperature sensor (40) in the circulation line (12) or in the secondary side (28) of the heat exchanger (27).

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the primary circuit (37) of the heat exchanger (27) has a further circulation pump (34).

7. The device according to one or more of claims 4 to 6, characterized by a temperature sensor (39) in the primary circuit (37).

8. The device according to one or more of claims 4 to 7, characterized by a solar collector (35) in the primary circuit (37) of the heat exchanger (27). 9o device according to one or more of claims 4 to 8, characterized in that the boiler (1) is arranged within the external energy source, in particular the solar collector (35).

10. The device according to claim 8 or 9, characterized by a solar collector (35) with at least one semiconductor element (65) in its focal point receiving reflector (56).

11. The device according to claim 10, characterized in that the semiconductor elements. (65) are arranged concentrically to the focal point (64) of a parabolic reflector (56). - 3 -

12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized - in that the parabolic reflector (56) consists of at least three planar partial surfaces.

13. The device according to one or more of claims 9 to 12, characterized by an L depending on the solar radiation coverable solar panel.

14. The device according to one or more of claims 9 to 13, characterized by a heat-insulated parabolic reflector (56), the edges (68, 69) of which lie on an arc (70) around the parabolic focus (11), a heat-insulated cover (67), whose inner surface lies on the circular arc (70) and a cylindrical container (63) with the center (11) within the parabola.

15. The device according to one or more of claims 1 to 14, characterized by further the circulation pump (17) on and off temperature sensors (38 to 40).

16. The device according to one or more of claims 1 to 15, characterized by a safety valve (42) in the boiler head (4).

17. The device according to one or more of claims 1 to 16, characterized by a plurality of “the boiler (1) upstream, one behind the other arranged water reservoir (18, 19).

18. The device according to one or more of claims 1 to 17, characterized by a with the heating register (8) coupled safety thermostats. - 4 -

19. The device according to one or more of claims 4 to 18, characterized by a further heat circuit (47 to 49, 30 to 32, 34, 35) coupled to the primary circuit (37) of the heat exchanger (27) via a priority circuit (36).

20. The device according to one or more of claims 1 to 19, characterized by contact thermometers with adjustable switching temperatures as a temperature sensor.

21. A method of operating a device according to claim 1, characterized in that the circulation pump is in operation during the heating of the liquid in the heating zone and at least the heating register is switched off after the delivery of a predetermined amount of heat.

22. The method according to claim 21, characterized in that a temperature sensor switches on the circulation pump when a predetermined temperature value of the liquid is exceeded and switches off when the temperature falls below a predetermined value.

23. The method according to claim 21 or 22, characterized in that the heating register is switched off when a desired liquid temperature is reached at a certain height of the boiler.

24. The method according to claim 23, characterized in that the circulation pump continues to run after the heating register has been switched off. - 5 -

25. The method according to one or more of claims 21 Ms 24, characterized in that a circulation pump in the primary circuit of a heat exchanger provided on the secondary side in the circulation line is switched on as soon as the temperature in the secondary circuit is below the temperature in the primary circuit.

26. The method according to one or more of claims 21 to 25, characterized in that the temperature sensor which switches the circulating pump on and off in the secondary circuit switches off the heating register when a predetermined temperature is exceeded.

27. The method according to or mottling of claims 21 to 26, characterized in that the circulating pump is switched on in the secondary circuit when the secondary heat exchanger temperature is higher than the boiler temperature.

28. The method according to one or more of claims 21 to 27, characterized in that a safety valve in the boiler head opens with cold water flowing in when a temperature sensor exceeds a predetermined temperature.

29. The method according to one or more of claims 21 to 28, characterized in that the amount of liquid to be heated is controlled continuously by means of a temperature sensor in the heating zone and a temperature band sensor in the boiler area. 2 kf