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

12
- Geringe Wärmeverluste (Wärmedämmung mind. 10 cm mit = 0,035 W/(m∙K))
- Gute Dauerstandsfestigkeit von Hüllmaterial und Speichermedium
- Optimale Nutzung des Gesamtvolumens durch zweckmäßige Anschlüsse
- Gute Temperaturschichtung (besonders wichtig bei Low-Flow-Systemen)
- Vorliegen einer Prüfbescheinigung für den Einsatzzweck, sofern gefordert
Da es derzeit noch keine neuen Speichermedien gibt, die Wärme verlustarm, dauerstabil und
kostengünstig speichern können, wird in Anlagen zur Trinkwassererwärmung heute – abgesehen
von Versuchsanlagen – Wasser als Speichermedium benutzt. Bei großen Solaranlagen
mit Saisonspeicher wurden auch schon Kies-Wasser- und Erdreichspeicher (Sonden) eingesetzt
/8/. Andere Speichermaterialien sind in /12/ beschrieben.
Während die Solarspeicher in Anlagen zur Trinkwassererwärmung früher meist mit Trinkwasser
gefüllt waren, ist man aufgrund der in letzter Zeit stärker beachteten
"Legionellengefahr" dazu übergegangen, in großen Anlagen die Solarspeicher als Pufferspeicher
auszuführen. Diese Speicher sind ebenfalls mit Wasser (aber nicht mit Trinkwasser!)
gefüllt, entnehmen ihre Energie wie bisher auch über Wärmetauscher aus dem Wärmeträger
des Kollektorkreises, geben die Energie aber nunmehr über einen zweiten Tauscher
an das Trinkwasser ab. Nur bei Kleinanlagen wird im Solarspeicher noch Trinkwasser bevorratet.
Gelegentlich wird vorgeschlagen, Pufferspeicher völlig drucklos (belüftet) auszuführen. Als
Vorteile werden genannt, dass dann die Druckbelastbarkeit nur für die stehende Wassersäule
ausgelegt werden muss, andere Materialien als Stahl (Kunststofftanks, Betonbecken)
verwendbar sind und Sicherheitsventil sowie Ausdehnungsgefäß entfallen. Das Innere eines
drucklos betriebenen Pufferspeichers aus ungeschütztem Stahl ist jedoch korrosionsgefährdet.
Durch die Volumendehnung des Füllwassers ist eine Belüftung des Behälters notwendig,
so dass immer wieder neuer Sauerstoff in den Pufferspeicher gelangt. Weiter ist zu
beachten, dass für Pumpen, die am Pufferspeicher angeschlossen sind, bei höheren Temperaturen
die Gefahr der Kavitation zunimmt. Die Pumpenhersteller geben in ihren Prospekten
an, welche Zulaufhöhe auf der Pumpensaugseite bei welcher Mediumtemperatur mindestens
vorhanden sein muss, um Kavitation zu vermeiden. Wird ein druckloser Pufferspeicher in
Erwägung gezogen, so muss sorgfältig geprüft werden, ob die o.g. Gefahren sicher vermieden
werden können, die erwähnten Vorteile also nicht durch neue Probleme erkauft werden.
Bei vielen der im Programm ST-2000 ausgeführten Anlagen ist in den Pufferspeichern ein
Schichtladesystem installiert. Hierbei wird mittels eines oder mehrerer Rohre mit
Membranklappen (Ladelanze) das Heizwasser selbstregelnd – abhängig von seiner temperaturabhängigen
Dichte – in der "richtigen" Höhe des Speichers eingespeist. Alternativ kann
über eine ΔT-Abfrage und ein Umschaltventil die Einspeisung in den Pufferspeicher in zwei
Höhen grob der Temperaturschichtung im Speicher angepasst werden (vgl. Abb. 2.4). Diese
Variante kann verfeinert werden durch zwei Regelfühler im Speicher (in Höhe der beiden
Einläufe) und zwei ΔT-Abfragen.