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

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18 a Solarpufferspeicher Nachheizspeicher Nachheizung T max (1) V Kaltwasser P1 P2 P3 b Solarpufferspeicher Nachheizspeicher Nachheizung T max (1) (2) Trink- wasser- Vorwärmspeicher [Legionellenschaltung] (2) P1 P2 P3 P4 (1) Kaltwasser c Solarpufferspeicher Nachheizung T max (1) bivalenter Nachheizund Vorwärmspeicher [Legionellenschaltung] P1 P2 P3 P4 Kaltwasser Abb. 3.1: Prinzipschaltbilder von Solaranlagen a) mit Pufferspeicher und Nachheizspeicher b) mit Pufferspeicher, Trinkwasser-Vorwärmspeicher und Nachheizspeicher c) mit Pufferspeicher und bivalentem Vorwärm- und Nachheizspeicher
In den Abb. 3.1 b und c werden zwei Varianten gezeigt, bei denen zwischen Entladewärmetauscher und Nachheizspeicher ein Trinkwasser-Vorwärmspeicher eingebunden ist. Für die Beladung dieses Speichers ist eine zusätzliche Pumpe (P4 auf der Sekundärseite des Tauschers) erforderlich. Je nach Systemaufbau kann der Vorwärmspeicher separat aufgestellt oder rein volumenmäßig im unteren Teil des Nachheizspeichers integriert sein. Die separate Aufstellung bietet sich vor allem dann an, wenn ein nicht mehr benötigter konventioneller Speicher als Vorwärmspeicher genutzt werden kann. Messungen an konventionellen Systemen haben oft gezeigt, dass die vorhandene konventionelle Speicherkapazität unnötig groß ist und ein Teilvolumen als solarer Vorwärmspeicher benutzt werden könnte. Die Nutzung des unteren Teils eines Nachheizspeichers als Vorwärmvolumen ist meist nur dann realisierbar, wenn mit dem Bau der Solaranlage auch die Nachheizspeicher neu installiert werden, da es bei vorhandenen Speichern meist nicht möglich ist, den konventionellen Wärmetauscher etwa in die Mitte des Speichers zu versetzen. Vorteil beider Varianten mit Trinkwasser-Vorwärmspeicher ist, dass durch die Pumpen P3 und P4 auf beiden Seiten des Entladewärmetauschers stets definierte Strömungsverhältnisse vorliegen. Dies vereinfacht die Auslegung dieses WT erheblich (Kap. 6.3.2). Zudem wird die Entladeregelung für den Solarpuffer vereinfacht, weil die Entladepumpen über die Temperaturdifferenz zwischen dem oberen Teil des Solarspeichers und dem unteren Teil des Vorwärmspeichers zu steuern sind. Und schließlich kann die Entladung des Pufferspeichers unabhängiger vom Zapfprofil erfolgen, da dessen Schwankungen vom Vorwärmspeicher geglättet werden und er auch außerhalb der Zapfzeiten erwärmt werden kann. Daher ist bei Anlagen gemäß Bild 3.1c ohne Zusatzmaßnahmen sogar eine solare Teildeckung der Zirkulationsverluste auch außerhalb der Zapfzeiten möglich, wenn der Zirkulationsrücklauf in diesen bivalent genutzten Speicher mündet und die Solaranlage auf der Trinkwasserseite ein Temperaturniveau oberhalb Zirkulationsrücklauf anbietet. Nachteilig bei den Varianten mit Vorwärmspeicher ist, dass durch das zusätzliche Speichervolumen die Wärmeverluste des Solarsystems geringfügig erhöht werden und dass wegen der zusätzlichen Pumpe auf der Trinkwasserseite des Entladetauschers der Verbrauch an elektrischer Hilfsenergie leicht ansteigt. Da der Vorwärmspeicher zudem mit Trinkwasser gefüllt ist, unterliegt er den Vorsorgemaßnahmen gegen Legionellenwachstum /N7,N8/. Es wird zusätzlich eine gesteuerte Legionellenschaltung erforderlich, über die dieser Speicher vom konventionellen System täglich einmal auf mindestens 60 °C aufgeheizt wird, sofern dies nicht an diesem Tag bereits durch die Solaranlage erfolgt ist (vgl. Kap 6.7.3). Die Zusatzkosten für den Vorwärmspeicher, die zusätzliche trinkwasserseitige Entladepumpe und die Legionellenschaltung müssen den Kosten des Solarsystems hinzugerechnet werden, da diese Komponenten ohne Solarsystem nicht notwendig wären. Die Systemvarianten nach Abb. 3.1 b und c verteuern also die Systeme, bieten aber die o.g. technischen Vorteile. Wird ein Solarsystem mit einem Vorwärmspeicher konzipiert, so sollte wegen der besseren Möglichkeit zur Teildeckung der Zirkulationsverluste (vgl. oben) dem kombinierten (bivalenten) Speicher gemäß Abb. 3.1c der Vorzug gegeben werden, wenn dabei keine oder nur 19
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