Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute

Bei großen Kollektorfeldern muss die Verrohrung der Kollektoren untereinander so gestaltet
werden, dass die Druckverluste in den einzelnen Kollektorreihen möglichst gleich sind.
Eine gleichmäßige Durchströmung aller Teile des Kollektorfeldes ist entscheidend für einen
guten Solarertrag, da nicht oder nur sehr schwach durchströmte Feldbereiche keinen (oder
nur wenig) Ertrag erbringen können. Bei vielen parallel geschalteten Kollektoren versucht
man, eine gleichmäßige Durchströmung durch eine Verrohrung nach Tichelmann zu erreichen.
Wie aber immer wieder in der Praxis festzustellen ist, gelingt der hydraulische Abgleich
dadurch nicht vollständig, so dass Maßnahmen zur Androsselung der Stränge notwendig
sind. Aus verständlichen Gründen (Preis, einfaches Konzept) wird für den hydraulischen
Abgleich im Kollektorfeld gerne der Taco-Setter ausgewählt, da hier in einem Schauglas
der Volumenstrom sehr einfach beim Einstellen kontrolliert werden kann. Für die in der
Verrohrung des Kollektorfeldes auftretenden hohen Temperaturen (> 100 °C) ist der Taco-
Setter aber nicht geeignet. Der Hersteller rät von einem Einsatz im Kollektorkreis aufgrund
von aufgetretenen Schadensfällen (Platzen des Schauglases) durch Überhitzung ab. Nach
Herstelleraussagen ist aber ein Gerät speziell für den Einsatz in Solaranlagen in der Einwicklung.
Informationen lagen bis zur Drucklegung dieses Buches noch nicht vor.
Werden bei einem großen Kollektorfeld mehrere Teilfelder mit jeweils einigen in Reihe
geschalteten Kollektoren parallel verschaltet, so ist in diesen Reihen der Druckverlust oft so
hoch, dass ein besonderer Abgleich – abgesehen von einer sinnvoll angepassten
Querschnittsveränderung – oft nicht notwendig ist. Untersuchungen in dem großen Kollektorfeld
des Studentenwohnheims in Magdeburg haben dies belegt /27/.
Von besonderer Bedeutung ist die Berücksichtigung der Wärmedehnung der Verrohrung
außerhalb wie auch innerhalb der Kollektoren. Die hierfür maßgebliche Temperaturdifferenz
ΔT ist von der Stillstandstemperatur der Kollektoren abhängig (Montage bei 10 °C,
max. Stillstandstemperatur ca. 200 °C, ΔT ca. 190 K). Tab. 6.10 zeigt für einige ausgewählte
Materialien die Wämedehnungen bei einer Rohrlänge von 1 m.
Tab. 6.10: Ausdehnung einiger Rohrmaterialien pro 1 m Länge bei unterschiedlichem ΔT
ΔT: 100 K ΔT: 150 K ΔT: 200 K
Stahl unlegiert 1,2 mm/m 1,8 mm/m 2,4 mm/m
CrNi-Stahl (18/9) oder Kupfer 1,7 mm/m 2,6 mm/m 3,4 mm/m
Das Zusammenschalten von Kollektoren zu Kollektorreihen ist also nicht nur unter dem
Aspekt der Hydraulik zu sehen, sondern es ist auch die Wärmedehnung in den Reihen zu
beachten. Hier ist man auf die Angaben der Kollektorhersteller angewiesen, inwieweit Vorkehrungen
zur Kompensation der Wärmedehnung getroffen werden müssen. So sind bei
manchen Kollektoren Kompensatoren innerhalb der Kollektoren eingebaut, die die Wärmedehnung
auffangen, so dass beliebig lange Kollektorreihen gebildet werden können. Andere
Hersteller setzen flexible Verbindungen zwischen den Kollektoren ein oder beschränken die
Anzahl der Kollektoren bei einer Reihenschaltung. Auch die Verrohrung der Kollektorreihen
untereinander muss entsprechend der zu erwartenden Wärmedehnung ausgeführt werden.
Dies gilt besonders für Felder, bei denen viele Kollektorreihen verbunden werden müssen,
da dann die Verbindungsleitungen zwischen den Reihen länger werden können als die
innerhalb einer Reihe. Alle Verbindungsleitungen sind (wie in der Heizungstechnik üblich)
mit Fixpunkten und beweglichen Auflagern, pendelnden Aufhängungen, Kompensatoren,
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