Optimaler Solarertrag
Hydraulischer Abgleich
Je länger der Leitungsweg zum Solarkollektor, desto geringer ist die Durchflussmenge. Für parallel geschaltete Solarkollektoren gelten dieselben hydraulischen Gesetzmäßigkeiten wie für Flächenheizungen und die Strangleitungen von Heizsystemen – nur mit dem Unterschied, dass bei schwach durchströmten Solarkollektoren die Ausbeute an Solarwärme entsprechend geringer ausfällt. Für den hydraulischen Abgleich einer solarthermischen Anlage auf dem Flachdach eines Wohnhauses wurde ein hochtemperaturbeständiges Strangregulierventil eingesetzt.
Die Solarwärmeanlage auf dem Flachdach eines nach Passivhausstandard gebauten Einfamilienhauses mit 260 m² Wohnfläche deckt zusammen mit einem Stückholz-Kaminofen und einer Kontrollierten Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung einen großen Teil des jährlichen Energiebedarfs für Heizung und Trinkwassererwärmung. Acht Vakuumröhrenkollektoren mit einer Kollektorfläche von 24 m² wandeln dazu die Sonneneinstrahlung in nutzbare Wärme um.
Hydraulisch abgeglichener Solarkreislauf
An der effizienten Nutzung der Solarwärme innerhalb des Anlagensystems hat neben den leistungsfähigen Solarkollektoren auch die Hydraulik des Solarkreislaufs einen maßgeblichen Anteil. Die auf dem Flachdach aufgeständert montierten Röhrenkollektoren sind auf zwei Kollektorfelder aufgeteilt, wodurch sich unterschiedlich lange Rohrleitungsstrecken für die Anbindeleitungen zu den Kollektoren ergeben. Um eine gleichmäßige Durchströmung aller Kollektoren zu erreichen, wurde der Solarkreislauf hydraulisch abgeglichen. Zur Einregulierung und auch zur Kontrolle der Durchflussmengen wurde in den Sammelleitungen der Kollektorfelder das hochtemperaturbeständige Strangregulierventil „TacoSetter Bypass Solar“ von Taconova (www.taconova.de) eingesetzt.
Durchflussregulierung für parallel geschaltete Kollektoren
Hydraulisch ungünstige Kollektoren werden wie nicht einregulierte Heizkreise oder entfernt gelegene Heizkörper zu wenig durchströmt. Beim Heizkörper spürt man den zu geringen Durchfluss an der Raumtemperatur. In solarthermischen Anlagen bleibt dies dagegen weitgehend unbemerkt, wirkt sich aber als Ertragsminderung aus. Ein hydraulischer Abgleich durch Regulierventile ist erforderlich, wenn
• die Anbindeleitungen zu den Kollektorfeldern unterschiedliche Längen haben,
• die Druckverluste in den Kollektoren gegenüber denen in den Anschlussleitungen zu gering sind.
Die Parallelschaltung soll in jedem Kollektor annähernd gleiche Durchflussmengen und Druckverluste bewirken, um das Energieeinsparpotential durch Solarnutzung größtmöglich ausschöpfen zu können.
Die hydraulische Verschaltung nach dem Tichelmann-Prinzip ist dafür nicht immer ausreichend. Bislang wurde die Parallelschaltung allerdings nur wenig praktiziert, da für die auftretenden hohen Temperaturen keine geeigneten Durchflussregler verfügbar waren, die zumindest kurzzeitig Stillstandstemperaturen von über 160 °C standhalten.
Solar-Abgleichventil im Dauertest geprüft
Für den hydraulischen Abgleich parallel geschalteter Solarkollektoren hat Taconova das Strangregulierventil „TacoSetter Bypass Solar“ zu einer hochtemperaturbeständigen Ausführung weiterentwickelt, das einer Dauertemperatur von 185 °C und kurzzeitig bis 195 °C standhält. Das Abgleichventil wurde durch das Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW) der Universität Stuttgart einem Dauertest unterzogen. Durch ein Langzeit-Prüfverfahren sollte die Dauertemperaturbeständigkeit geprüft und damit die Einsetzbarkeit für die thermischen Beanspruchungen in unmittelbarer Nähe der Solarkollektoren ermittelt werden. Dazu wurde die Armatur während 1000 Stunden einer Prüftemperatur von konstant über 200 °C bei einem Dampfdruck von 16 bar ausgesetzt.
Der als Bypass angeordnete Messkörper arbeitet nach dem Schwebekörperprinzip und wird nur dann durchströmt, wenn zum Ablesen und Einstellen der Durchflussmenge der orangerote Bügel gedrückt gehalten wird. Der Messkörper kann durch in die Armatur integrierte selbst schließende Ventile unter Betriebsdruck abgenommen werden. Für Wartungsarbeiten kann er nach Abkühlung der Anlage wieder aufgesetzt werden, um die Durchflussmenge zu kontrollieren und nachzujustieren.
