Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute
Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute
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vermeiden. Die Probleme der Parallelschaltung der Speicher wurden oben bereits angesprochen.<br />
Weitere Informationen zum Punkt "Rohrleitungen" sind in 6.6 zu finden.<br />
Die Regelstrategie zur Be- und Entladung der Speicher <strong>so</strong>llte grundsätzlich <strong>so</strong> ausgerichtet<br />
sein, dass der Kollektorrücklauf (Einlauf in die Kollektoren) immer aus dem Volumen des<br />
kältesten Speichers (Speicherteils) gespeist wird, da dann die <strong>Solar</strong>anlage mit dem bestmöglichen<br />
Wirkungsgrad arbeitet (energetisch optimierte Regelstrategie). Regelkonzepte, die<br />
auf das Erreichen einer möglichst hohen Speichertemperatur ausgerichtet sind, damit der<br />
Nachheizkessel möglichst früh (wenngleich auch dann meist nur für kurze Zeiträume) außer<br />
Betrieb gehen kann, führen dazu, dass die <strong>Solar</strong>anlage sehr häufig auf hohem Temperaturniveau<br />
mit ungünstigem Wirkungsgrad arbeiten muss. Derartige exergetisch optimierte<br />
Strategien (z.B. einen Speicher mit unbedingtem Vorrang erst auf ca. 60 °C erwärmen, dann<br />
vorgeschaltete Speicher nachziehen) waren früher teilweise berechtigt, z.B. dann, wenn die<br />
<strong>Solar</strong>anlage auf eine Vollerwärmung ausgelegt und ihr ein alter Kessel nachgeschaltet war,<br />
der im Teillastbereich mit sehr schlechtem Wirkungsgrad arbeitete. Da eine <strong>Solar</strong>anlage<br />
aber meist nur als Teildeckungssystem und nicht auf eine Volldeckung über längere Zeiträume<br />
hinweg konzipiert ist, muss der Kessel <strong>–</strong> will <strong>man</strong> nicht auf den Komfort des ständig<br />
ausreichend warmen Wassers verzichten <strong>–</strong> ohnehin ständig in Bereitschaft bleiben, um bei<br />
Bedarf fehlende Energie nachliefern zu können. Ein moderner Kessel hat <strong>heute</strong> zudem auch<br />
im Teillastbereich einen hohen Wirkungsgrad. Exergetisch ausgerichtete Beladestrategien<br />
sind daher <strong>heute</strong> in den meisten Fällen nicht mehr notwendig, sieht <strong>man</strong> von Systemen ohne<br />
Nachheizmöglichkeit ab. Man muss jedoch stets darauf achten, dass der Teil des Speichervolumens,<br />
aus dem der Rücklauf zum Wärmetauscher des Kollektorkreises gespeist wird,<br />
möglichst kühl bleibt.<br />
6.3 Wärmetauscher<br />
6.3.1 Auslegung des Wärmetauschers Kollektorkreis/Pufferspeicher<br />
Die Auslegung der Wärmetauscher (WT) zwischen <strong>Solar</strong>kreis und <strong>Solar</strong>speicher wie auch<br />
zwischen Pufferspeicher und konventionellem System beeinflusst sehr stark die Leistungsfähigkeit<br />
des gesamten <strong>Solar</strong>systems. Für den <strong>Solar</strong>kreis kann folgende Abschätzung zur<br />
Dimensionierung des Wärmetauschers gemacht werden:<br />
Bei relativ guter Einstrahlung von 700 bis 800 W/m 2 auf das Kollektorfeld werden im Mittel<br />
der Betriebsbedingungen (mittlere Kollektortemperatur) etwa 500 W/m 2 Wärme erzeugt, die<br />
aus dem <strong>Solar</strong>kreis über den Wärmeträger abgeführt werden müssen. Bei einer <strong>Solar</strong>anlage<br />
von 100 m 2 Fläche sind dies etwa 50 kW. Ausgelegt auf Low-Flow mit 15 l/(h∙m 2 ) beträgt<br />
dann die Temperaturspreizung (Wasser-Glykol-Gemisch) zwischen Kollektorauslauf und<br />
-einlauf (fast gleich auch am Wärmetauscher) ca. 35 K. Auf der Sekundärseite (Wasser)<br />
entspricht dies einer Temperaturdifferenz von ca. 30 K. Das Temperaturniveau des Kollektorkreises<br />
<strong>so</strong>ll bei dem zweimaligen Wärmeübergang (2 Tauscher) bis zum Verbraucher hin<br />
nicht zu sehr abgesenkt werden. Gleichzeitig <strong>so</strong>ll der Kollektoreinlauf eine Temperatur<br />
möglichst nahe bei der des Kaltwassers haben. Die zur Übertragung der Wärme am Tauscher<br />
notwendigen Temperatursprünge <strong>so</strong>llen al<strong>so</strong> nicht zu groß werden. Wir empfehlen<br />
daher, pro Wärmetauscher einen mittleren Temperatursprung (mittlere log. Temperaturdifferenz)<br />
von nur etwa 5 K zuzulassen (vgl. dazu auch die Ausführungen weiter unten).