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

den Wärmetauschern aussieht, wenn man in besonderen Fällen von diesen 5 K abweicht und
evtl. 6 K oder (maximal!) 7 K oder auch 4 K wählt. Zudem ist zu erkennen, dass der maximale
Unterschied in den Nutzwärmekosten im hier betrachteten Bereich nur ca. 0,5 Pfennige/kWh
beträgt. Dies ist zwar nicht viel, aber in der Summe der Optimierungen ergeben
mehrere dieser kleinen Werte letztlich die gewünscht kostengünstige Solarenergie. Zudem
verdoppeln sich die gezeigten Effekte, wenn man beide Wärmetauscher berücksichtigt.
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Die folgenden Ausführungen sollen zeigen, wie sich ein Wärmetauscher zwischen Solarkreis
und Speicherladekreis im tatsächlichen Betrieb verhält und inwieweit die vorher berechneten
Austrittstemperaturen
bzw. die mittleren log. Temperaturdifferenzen
und die spezifische
Leistung erreicht werden. Wärmetauscher
an dieser Systemstelle
sind relativ leicht zu spezifizieren,
da Pumpen sowohl auf ihrer
Primär- als auch ihrer Sekundärseite
nahezu konstante Volumenströme
vorgeben.
Abb. 6.11:
Kosten der solaren Nutzwärme in Abhängigkeit
von der mittl. log. Temperaturdifferenz des
Wärmetauschers
Der hier vorgestellte einwegige
Wärmetauscher (Alfa-Laval
CB51-U60H) ist in der Anlage
München-Baumgartnerstr. eingebaut
(vgl. Kap. 10.1.2). Die Kollektorfläche
beträgt 109 m 2 . Der Wärmeträger auf der Primärseite des Tauschers besteht aus
40 % Ethylenglykol und 60 % Wasser, auf der Sekundärseite fließt Wasser. In Tab. 6.4 sind
die Empfehlungen der ZfS, die Auslegung des Planers (Auslegungsprogramm von Alfa-
Laval) sowie für drei Betriebspunkte die tatsächlichen Messwerte und die Ergebnisse der
Nachrechnungen mit dem Auslegungsprogramm für die gemessenen Eintrittstemperaturen
und Volumenströme (Eingabeparameter) gegenübergestellt.
In dieser Anlage hat der Ersteller einen von den oben beschriebenen Empfehlungen der ZfS
abweichenden Wärmetauscher mit einer log. Temperaturdifferenz von 7,3 K bei einer spezifischen
Kollektorkreisleistung von knapp 360 W/m 2 (39,1 kW bei 109 m 2 Kollektorfläche;
vgl. Tab. 6.4) installiert. Die mittlere spez. Übertragungsleistung des Wärmetauschers liegt
mit nur 49 W/K/m 2 KF um den Faktor 2 schlechter als von uns empfohlen (100 W/K/m 2 KF).
Bei einer spezifischen Kollektorkreisleistung von 500 W/m 2 KF (ca. Betriebspunkt 12:00 h in
Tab. 6.4) stellt sich somit an diesem Tauscher ein von 10 K ein und nicht der von uns
empfohlene Wert von 5 K. Dies führt, allein bedingt durch diesen einen schlechteren Wärmetauscher,
zu einer Ertragseinbuße von ca. 4 % gegenüber unseren Empfehlungen. Erst
mit diesem (kostengünstigen) Wärmetauscher (und anderen Abstrichen am System) konnte
jedoch ein Angebotspreis erzielt werden, der (bei gleichbleibendem Garantieertrag!) zu
akzeptablen Kosten für die solare Nutzwärme führte. Der Ersteller konnte trotz reduzierter
Anforderungen an diese (und einige andere) Komponenten die ursprüngliche Ertragsgaran-