Solarthermische Niedertemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 417

• Anlagentechnologie. Die Anlagentechnologie klassifiziert folgende Typen:
− Thermosiphon- oder Schwerkraftanlagen und
− Zwangsumlaufsysteme.

Oft werden in der Anlagentechnik die Zwangsumlaufsysteme weiter unterteilt in High-
Flow und Low Flow Systeme.
Die Messgröße zur Unterscheidung zwischen „High Flow“ und „Low Flow“ ist der
Durchlaufvolumenstrom des Wärmeträgermediums bezogen auf die Kollektorfläche. Sie
wird von den Herstellern in Liter pro Stunde und Quadratmeter angegeben. Als Low Flow
Anlagen werden Systeme zwischen 5-25 l/(h ·m 2 ) bezeichnet während bei den High Flow
Zwangsumlaufsystemen spezifische Durchflüsse von mehr als 30 l/(h ·m 2 ) zugeordnet
werden. Der Begriff Low Flow kann damit sowohl einen sehr langsamen Umlauf im So-
larkreis als auch den schnellen Durchlauf bei einem insgesamt sehr geringen Volumen
im Solarkreis bezeichnen. Die meisten heute eingesetzten kleineren Anlagen sind High-
Flow-Systeme, die mit normalen Heizungspumpen betrieben werden. Sie sind in der Lage,
hohe Wärmemengen auf niedrigem bis mittlerem Temperaturniveau aus dem Kollektor
abzuführen. Es gibt darüber hinaus auch sogenannte Matched-Flow-Systeme, in denen die
Pumpenleistung in einem weiten Bereich geregelt wird. Sie sind aber derzeit Ausnahme, so
dass in diesem Zusammenhang nicht auf sie eingegangen wird. Sie müssen technisch wie
eine High-Flow-Anlage und damit teurer ausgerüstet werden, so dass ihr Vorteil gegen-
über dieser nur gering ist.

6.4.1 Thermosiphonanlagen

Schwerkraftanlagen arbeiten ganz ohne Pumpstation. Ihr Kreislauf wird allein durch die
Erwärmung in den Kollektoren angetrieben. Das im Kollektor erhitzte Wasser steigt durch
seine geringere Dichte nach oben und sammelt sich im typischerweise oberhalb des Kol-
lektors angebrachten Speicher. Beim Abkühlen sinkt es im Speicher nach unten und fließt
durch das Rücklaufrohr wieder dem Kollektor zu.
Die im Mittelmeerraum verbreitet eingesetzten Thermosiphonanlagen haben häu-
fig einen offenen Kreislauf. Dies bedeutet, dass die Kollektoren direkt vom Trinkwasser
durchflossen werden, das dann als Warmwasser (Brauchwasser) aus dem Speicher abge-
führt wird. Die Abb. 6.23 skizziert schematisch ein derartiges Konzept, das oft auch als
Einkreiskonzept bezeichnet wird. Es sind prinzipiell auch Zweikreisanlagen möglich, in
denen der Thermosiphonkreislauf über einen Wärmetauscher, der sich im Speicherbe-
hälter befindet Wärme an den Verbraucherkreislauf abgibt. Eine Skizze beider möglicher
Konzepte gibt die Abb. 6.24 wieder.
Der Volumenstrom ˙

V durch den Kollektor stellt sich durch die von der solaren Wär-
meeinstrahlung i glob im Kollektor (‚ vermindert um den Konversionsfaktor η 0 Gl. (6.14),)
selbst erzeugte temperaturabhängige Dichteänderung des Wärmeträgerfluids ein. Er wird
durch folgende Parameter beeinflusst: