Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute
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3 Aufbau von großen <strong>Solar</strong>anlagen zur Trinkwassererwärmung<br />
In diesem Kapitel werden <strong>–</strong> gemäß der Themenstellung <strong>–</strong> lediglich große Systeme zur reinen<br />
Trinkwassererwärmung behandelt. Nur bei den <strong>Solar</strong>anlagen, die in Wärmenetze eingebunden<br />
sind (Kap. 3.3), wird zusätzlich die Raumheizung unterstützt. Der grundsätzliche<br />
Systemaufbau ist bei beiden Nutzungsarten jedoch ähnlich. Die Hauptunterschiede liegen in<br />
der Art der Anbindung an das konventionelle System (Gas- oder Ölkessel, Fernwärme), im<br />
Temperaturniveau und jahreszeitlichen Energiebedarf des Verbrauchers <strong>so</strong>wie <strong>–</strong> daraus<br />
resultierend <strong>–</strong> in der Dimensionierung der Systemkomponenten. Dieses Kapitel ist zudem<br />
beschränkt auf die Beschreibung nur einiger Varianten des Systemaufbaus. Fragen zur<br />
System- und Komponentendimensionierung werden in Kap. 6 diskutiert.<br />
3.1 Einbindung in reine Trinkwassersysteme ohne Vorwärmstufe<br />
Bei der früher fast ausschließlich üblichen Einbindung der <strong>Solar</strong>anlage in das konventionelle<br />
Warmwassernetz wurde der <strong>Solar</strong>speicher direkt vom Trinkwasser durchströmt /14/. Bei<br />
heutigen großen <strong>Solar</strong>anlagen ist der <strong>Solar</strong>speicher wegen der Legionellenproblematik<br />
/N7,N8/ als Pufferspeicher ausgeführt, der mit Heizwasser (kein Trinkwasser!) gefüllt und<br />
vom Trinkwassernetz durch einen Wärmetauscher getrennt ist.<br />
Abb. 3.1 zeigt schematisch die drei am häufigsten realisierten Systemvarianten für große<br />
<strong>Solar</strong>anlagen zur Trinkwassererwärmung. Die Schemata sind auf den grundsätzlichen Aufbau<br />
der <strong>Solar</strong>anlage vereinfacht. In allen drei gezeigten Fällen erwärmt der Kollektorkreis<br />
über den Ladewärmetauscher und die Pumpen P1 und P2 den <strong>Solar</strong>-Pufferspeicher, der<br />
dann über eine Pumpe (P3) und den Entladewärmetauscher die gespeicherte Energie an das<br />
Trinkwasser abgibt. Die Unterschiede zwischen den drei Varianten liegen al<strong>so</strong> nur in der<br />
Anbindung des Trinkwassernetzes an den Entladewärmetauscher.<br />
Bei dem in Abb. 3.1a gezeigten Prinzip wird der Entladewärmetauscher sekundärseitig nur<br />
dann vom zu erwärmenden Trinkwasser durchströmt, wenn Warmwasser gezapft wird (wie<br />
in einem konventionellen Durchlauferhitzer). Das <strong>so</strong>lar vorgewärmte Trinkwasser strömt in<br />
einen Nachheizspeicher und wird dort auf die gewünschte Bereitschaftstemperatur erwärmt.<br />
Die Systemgrenze zur Bestimmung der <strong>so</strong>laren Nutzwärme (Definition in Kap. 9.2) liegt auf<br />
der Sekundärseite des Entladewärmetauschers (Linie mit der Kennzeichnung "1").<br />
Die Pumpe P3 <strong>so</strong>llte nur dann in Betrieb sein, wenn die Temperatur im Pufferspeicher über<br />
der des Kaltwassers liegt und gleichzeitig Warmwasser gezapft wird. Im Idealfall ist das<br />
Fördervolumen von P3 in einer großen Bandbreite stufenlos entsprechend dem Zapfvolumen<br />
regelbar. Anstelle des in Abb. 3.1a angedeuteten Regelprinzips zur Einschaltung der<br />
Entladepumpe über ein Strömungssignal im Kaltwasserzulauf werden häufig auch temperaturabhängige<br />
Regelungen (z.B. Temperaturabfall an einem Sen<strong>so</strong>r durch anströmendes<br />
Kaltwasser) eingesetzt (siehe Kap. 6.7.3).