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

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68 derte Solltemperatur aufzuheizen. Besonders bei Kesseln mit schlechtem Wirkungsgrad kann dies dazu führen, dass Energie (konventioneller Brennstoff) eingespart wird, da ein häufiges Takten vermieden wird. Trotz geringer Einbußen beim Nutzungsgrad des Solarsystems kann daher der solare Deckungsanteil eines Standard-Systems erreicht oder sogar geringfügig übertroffen werden. Der eigentliche Vorteil von Low-Flow-Systemen liegt auf der Kostenseite. Die Verrohrung zwischen Solarspeicher und Kollektoren kann mit geringerem Querschnitt ausgeführt und mehrere Kollektoren können in Reihe geschaltet werden. Der Kostenvorteil beim Materialeinsatz durch kürzere und dünnere Rohrleitungen, kleinere Armaturen etc. wird nach unserer Einschätzung häufig überbewertet. Stärker wirkt sich dagegen die Einsparung bei den Lohnkosten durch die weniger aufwändige Wärmedämmung aufgrund der vereinfachten Rohrleitungsführung aus. Bei Low-Flow-Anlagen sind zusätzlich zu der bereits genannten besonders guten Speicherschichtung noch wichtig: Gleichmäßige Durchströmung und Druckabfall im Kollektorfeld. Wird ein einzelner Kollektor mit niedrigem Volumen durchströmt, so muss die hydraulische Verschaltung der Wärmeträgerkanäle im Absorber dafür geeignet sein, da sonst nicht alle Bereiche des Absorbers gleichmäßig durchströmt werden ("tote Ecken") /6/. Wird z.B. ein 5 m 2 großer Kollektor erst bei einem Volumenstrom von 225 l/h (45 l/(h·m 2 )) vollständig durchströmt, so müssten bei einem Low-Flow-Betrieb von z.B. 15 l/(h·m 2 ) mindestens drei dieser Kollektoren in Reihe geschaltet werden. Damit ergäbe sich eine Mindest- Kollektorfläche von 15 m 2 . Die Frage nach der Eignung der Absorberbauform stellt sich also vor allem bei Kleinanlagen, bei denen man – weil nur eine kleine Kollektorfläche benötigt wird – nicht mehrere Kollektoren in Reihe schalten will. Bei Großanlagen besteht dieses Problem nicht. Abb. 6.9 dient der Erläuterung dieser Strömungsverhältnisse. Bei der Reihenschaltung der Kollektoren fällt zwar die Durchströmung je Quadratmeter Kollektorfläche (bezogen auf den Strang oder das Gesamtfeld) sehr gering aus (Low- Flow), jeder der in Reihe geschalteten Kollektoren wird jedoch mit der vollen Durchströmung für die Gesamtreihe (den Strang) beaufschlagt. Um eine gleichmäßige Durchströmung der Kollektoren mit Sicherheit zu gewährleisten, könnte man vordergründig den Ansatz verfolgen, möglichst viele Kollektoren zu einem Strang in Reihe zu schalten. Dies würde jedoch zu einem übermäßig hohen Druckverlust im Kollektorfeld führen. Bei Großanlagen verfährt man deshalb so, dass man mehrere Stränge parallel an die Sammelleitungen anschließt. Da der Druckverlust in den Strängen mit einigen hintereinandergeschalteten Kollektoren recht groß ist, bestimmt er eindeutig den Gesamtdruckverlust im Kollektorfeld. Die Einflüsse der Verteil- und Sammelleitungen sind daher gering, eine materialaufwendige, arbeitsintensive und teure Verschaltung nach Tichelmann ist in der Regel nicht notwendig. Die Rohrführung kann statt dessen auf kürzestem Weg relativ material-, zeit- und damit kostensparend erfolgen. So lässt sich immer eine bezüglich Durchströmung der Kollektoren und Druckverlust im Kollektorfeld sinnvolle Kombination von parallel verschalteten Strängen mit je Strang einigen in Reihe installierten Kollektoren finden. Oft sind zur Angleichung der Druckverluste in den zuund abführenden Rohrleitungen lediglich Querschnittsanpassungen und noch nicht einmal Strangregulierventile notwendig.
69 Abb. 6.9: Volumenströme in verschieden aufgebauten Kollektoren (Standard-Durchströmung und Low-Flow)
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ABSCHLUSSBERICHT zum Forschungs- un
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Vorwort Solaranlagen zur Trinkwasse
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2 Teilprogramm 1 (TP 1; Kurztitel:
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12 - Geringe Wärmeverluste (Wärme
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