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

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
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