Solarthermische Niedertemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 421

Eine Klassifizierung der Niedertemperatursolarsysteme erfolgt anhand des spezifischen
Volumenstromes pro Quadratmeter Kollektorfläche und dementsprechend gibt es High
Flow (> ≈ 30 l/(h ·m 2 )) und Low Flow Systeme (≈ 5-25 l/(h ·m 2 )).
High Flow Anlagen eignen sich vor allem für kleine Kollektorflächen bis zu 25 m 2 . Ihr
Temperaturhub pro Durchlauf des Wärmeträgermediums durch den Solarkreis beträgt
nur wenige Grad Kelvin. Low Flow Systeme hingegen werden in der Regel bei Kollek-
torflächen von mehr als 10-15 m 2 eingesetzt. Der technologische Vorteil von Low Flow
Systemen beruht darauf, dass in ihnen höhere Temperaturdifferenzen zwischen Kollektor
und Speicher entstehen und auch im Betrieb bestehen bleiben. Dadurch sinkt der Kol-
lektorwirkungsgrad etwas, gleichzeitig können sie aber bei geringerer Sonneneinstrah-
lung Wärme auf höherem Temperaturniveau bereitstellen. Daher ist selbst bei mittlerer
Einstrahlung eine Nachheizung oft nicht mehr erforderlich und im Jahresmittel wird ein
etwas höherer Deckungsgrad erreicht. Gegenüber High Flow Systemen gleicher Fläche er-
lauben sie eine preisgünstigere Verrohrung, kleinere Wärmeübertrager und die Verwen-
dung schwächerer Pumpen. Wegen dieser Vorteile werden Großanlagen üblicherweise
in Form von Low Flow Systemen betrieben. Anlagen mit sehr engen Rohrquerschnitten
können nur als Low-Flow-Anlagen betrieben werden, da der Strömungswiderstand sonst
zu sehr zunimmt. Innerhalb des Absorbers sind enge Rohrquerschnitte erwünscht, damit
der Kollektor selber eine geringe Wärmekapazität hat und sich schnell aufheizt und somit
schnell Wärmeenergie verfügbar wird.
Selbst ein einfaches Zwangsumlaufsystem besteht aus einer Vielzahl von Rohrleitungen,
Komponenten und Messfühlern, die aufeinander abgestimmt sein müssen, um eine ver-
braucherorientierte Regelung zu ermöglichen. Die Abb. 6.25 zeigt schematisch den Aufbau
einer typischen Niedertemperatursolaranlage zur Brauch- und Heizwassererzeugung mit
den zugehörigen Komponenten. Wie aus der Grafik hervorgeht, ist der Speicher eines der
zentralen Elemente, mit dem der Wärmeerzeugungsprozess (solar mit oder ohne fossile
Zusatzfeuerung) mit dem Verbraucher verknüpft wird. Gleichzeitig gleicht er Schwankun-
gen der Wärmebereitstellung aus. Abhängig vom Lastprofil, Volumen und einer Vielzahl
anderer Aspekte bieten sich mehrere Speicheroptionsarten an, auf die im Abschn. 8.6 Nie-
dertemperaturspeicher eingegangen werden soll. Die Funktionsweise der individuellen
Komponenten wird in den nachfolgenden Abschnitten erläutert.
Essenziell ist für den Betrieb der Anlage ist die Verknüpfung des Speichers mit dem
Kollektor. Sie erfolgt bei einem einfachen System ohne externen Wärmetauscher über die
Solarrohrgruppe. Den Aufbau einer einfachen Solargruppe und ihrer Komponenten illus-
triert die Abb. 6.26 .
6.4.2.1 Entlüftungsventile
Luft oder Gase sind in Kühl-, Heizungs- und Solarsystemen der häufigste Grund für Fehl-
funktionen. Zumeist sind nicht fachgerecht verbaute bzw. falsch betriebene Einbauten wie
Luftabscheider, Schlammfänger oder Ähnliches die Ursache der Fehlfunktion, die es zu
identifizieren gilt. Technisch gesehen gibt es keine dichte Anlage, da Gase über Dicht-
elemente (wie O-Ringe, Stopfbuchsen) diffundieren oder eingesaugt werden. Die Gründe