Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute
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Die Auslegung der anderen im <strong>Solar</strong>system benötigten Pumpen (Speicherladekreis,<br />
Speicherentladekreis) bereitet weit weniger Probleme, da hier erheblich geringere Förderhöhen<br />
bei ähnlichen großen Volumenströmen wie im Kollektorkreis zu überwinden sind.<br />
Die Betriebspunkte liegen al<strong>so</strong> mehr im mittleren Bereich der Pumpenkennlinie, wodurch<br />
sich ein im Betrieb gegenüber der Berechnung evtl. etwas höherer Druckverlust nicht <strong>so</strong><br />
stark auf das Fördervolumen auswirkt. Zudem ist die Berechnung der Druckverluste in<br />
diesen Kreisen weitaus einfacher als im <strong>Solar</strong>kreis. Die Komponente mit dem höchsten<br />
Druckverlust ist i.d.R. der Plattenwärmetauscher; hier geben die Rechenprogramme für die<br />
Tauscher bzw. die Auslegung durch die Hersteller ausreichend Sicherheit. Für Systeme<br />
ohne <strong>so</strong>laren Vorwärmspeicher muss lediglich die Pumpe im Entladekreis des Pufferspeichers<br />
noch be<strong>so</strong>nders <strong>so</strong>rgfältig bezüglich ihres regelbaren Durchflussbereichs ausgewählt<br />
werden.<br />
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6.5 Ausdehnungsgefäße<br />
In einer großen <strong>Solar</strong>anlage mit Pufferspeicher sind je ein Ausdehnungsgefäß für den Kollektorkreis<br />
und für den Pufferspeicher vorzusehen. Das Ausdehnungsgefäß für den Pufferspeicher<br />
<strong>so</strong>ll ein Ansprechen des Sicherheitsventils bei Aufheizung vermeiden. Seine Auslegung<br />
<strong>so</strong>llte keine Schwierigkeiten bereiten, da die Dimensionierungsmethode aus der<br />
konventionellen Heizungstechnik bekannt ist /N15/.<br />
Anders stellt sich die Situation beim Ausdehnungsgefäß des Kollektorkreises dar. Vor einer<br />
Dimensionierung ist zunächst die Frage zu beantworten, welche Strategie bei der Umsetzung<br />
der Eigensicherheit der <strong>Solar</strong>anlage gewählt werden <strong>so</strong>ll. Die DIN 4757 Teil 1 /N13/<br />
fordert hier in den Absätzen 2.4 und 3.8, dass die <strong>Solar</strong>anlagen eigensicher ausgeführt werden<br />
müssen. Eigensicher im Sinne der Norm ist eine Anlage, wenn "anhaltende Wärmeaufnahme<br />
ohne Wärmeverbrauch nicht zu einem Störfall führt, dessen Behebung über den<br />
üblichen Bedienungsaufwand hinausgeht". Um der Forderung der Norm gerecht zu werden,<br />
sind zwei Strategien möglich:<br />
1. Die Anlage wird <strong>so</strong> ausgeführt, dass auch bei anhaltender Wärmeaufnahme ohne Wärmeverbrauch<br />
ein Ansprechen des Sicherheitsventils im <strong>Solar</strong>kreis mit Sicherheit verhindert<br />
wird. Dabei spielt die Dimensionierung des Ausdehnungsgefäßes die entscheidende<br />
Rolle. Das Expansionsgefäß muss hier nicht nur die Volumendehnung des Wärmeträgers<br />
durch die Temperaturzunahme aufnehmen (<strong>so</strong> wie dies auch in jeder Heizungsanlage der<br />
Fall ist), <strong>so</strong>ndern auch das gesamte Füllvolumen des Kollektorfeldes, da bei einem anhaltenden<br />
Anlagenstillstand bei voller Einstrahlung mit dem Verdampfen des gesamten<br />
Wärmeträgers im Kollektorfeld gerechnet werden muss. Die Volumenvergrößerung<br />
durch das Verdampfen ist dabei erheblich stärker als diejenige durch die Wärmeausdehnung<br />
der Flüssigkeit. Die Expansionsgefäße werden dadurch erheblich größer als in der<br />
konv. Heizungstechnik. Da die üblichen Wärmeträger auf Glykolbasis nur eine begrenzte<br />
Temperaturfestigkeit haben, ist der Anlagenenddruck auf die maximal erlaubte Wärmeträgertemperatur<br />
auszulegen. Für einen Wärmeträger, dessen Temperaturgrenze bei<br />
150 °C liegt, bedeutet dies, dass auch der Siedepunkt nicht höher als 150 °C liegen darf,<br />
entsprechend ist der Anlagenenddruck durch die Dimensionierung des Expansionsgefäßes<br />
einzustellen.