Anwendungen und Lösungen - Thermische Solaranlagen
2.1 Einsatzbereiche
Thermische Solaranlagen werden überwiegend in der Haustechnik genutzt. Die gewonnene Wärme wird sowohl zur Trinkwassererwärmung (Spül-, Dusch- und Badewasser) als auch für die unterstützende Beheizung der Wohnräume eingesetzt.
Sie finden aber auch im industriellen Bereich Anwendung.
2.2 Temperaturen in Solaranlagen
2.2.1 Betriebstemperatur
Bei thermischen Kollektoren sind vor allem die Betriebstemperaturen, resp. die Stagnationstemperaturen zu beachten.
|
Flachkollektoren |
+40 … 80 °C |
|
Vakuumröhrenkollektoren |
+70 … 120 °C |
Temperaturbereich von thermischen Kollektoren ohne Stagnation
2.2.2 Stagnationstemperaturen bei Vakuumröhrenkollektoren
Bei Vakuumröhrenkollektoren werden oft Spitzentemperaturen von 250 °C oder höher angegeben. Dabei handelt es sich um Stagnationstemperaturen in den Kollektorröhren. Bei Stagnation findet keine Zirkulation statt. Somit treten diese hohen Temperaturen allenfalls bei den Kollektoranschlüssen auf, nicht aber im Kreislaufsystem.
In der Praxis werden im Stagnationsfall selten Temperaturen über 180 °C in den Rohrleitungen gemessen.
2.2.3 Drain-Back-System
Bei Drain-Back-Systemen gibt es keinen Stagnationszustand der Solaranlage. Steht die Umwälzpumpe still, z. B. bei einer Störung, oder wenn der Wärmespeicher voll ist, entleert sich die Wärmeträgerflüssigkeit in einen Behälter. Dadurch wird jede weitere Wärmeübertragung verhindert und die Anlage vor zu hohen Temperaturen geschützt. Die Wärmeträgerflüssigkeit in den Sonnenkollektoren kann nicht überhitzen oder verdampfen, weil bei vollem Speicher erst die Umwälzpumpe abschaltet und dann die Flüssigkeit aus den Kollektoren von selbst zurückfliesst. Bei Wiederinbetriebnahme füllt sich die Anlage wieder selbsttätig.
2.2.4 Wärmeträgerflüssigkeiten
Wärmeträgerflüssigkeiten haben eine maximale Temperatureinsatzgrenze von ca. 180 °C. Temperaturen darüber hinaus können eine thermische Zersetzung (Cracken) der Wärmeträgerflüssigkeit zur Folge haben. Sie kann dadurch aggressiv werden und Anlagekomponenten schädigen (u. a. Korrosionsgefahr).
Beim Einsatz von Wärmeträgerflüssigkeiten sind die Anwendungshinweise der jeweiligen Medien zu beachten.
2.2.5 Temperaturschutz
In Solar-Kreisläufen sind Armaturen (Pumpen, Regelventile usw.) vor Überhitzung zu schützen. Die maximalen Betriebstemperaturen sind den jeweiligen Datenblättern zu entnehmen.
2.3 Freigegebene Kälte- und Wärmeträgerflüssigkeiten
Für thermische Solaranlagen sind folgende Kälte- und Wärmeträgerflüssigkeiten freigegeben:
|
Bezeichnung (Basismedium) |
Verwendung |
|---|---|
|
Antifrogen® N (Monoethylenglykol) |
Frost- und Korrosionsschutzmedium für Kühl- und Wärmepumpenanlagen sowie Warmwasserheizungen, Leckanzeigeflüssigkeit |
|
Antifrogen® L (Propylenglykol) |
Lebens- und Genussmittelsektor, Frost- und Korrosionsschutzmedium für Kühl-, Solar- und Wärmepumpenanlagen, Feuerlöschmittel |
|
Antifrogen® SOL HT (Höhere Glykole) |
Für thermisch hochbelastete Solaranlagen, mit Frost- und Korrosionsschutz |
|
Pekasol® L (Propylenglykol) |
Heiz- und Kühlsysteme, Wärmepumpen, Sprinkleranlagen, Lebensmittelkühlung |
|
Pekasolar® L (Propylenglykol) |
Flach- und Vakuumröhrenkollektoren und deren Kombinationen mit Heizungssystemen |
|
Glykolsol® N (Monoethylenglykol) |
Wärmepumpen, Erdsonden, Klimaanlagen, Wärmerückgewinnungssysteme, Heiz- und Kühlsysteme |
|
Tyfocor® L (Propylenglykol) |
Kühl- und Heizsysteme, Solar- und Wärmepumpenanlagen Für thermisch hochbelastete Solaranlagen |
Freigegebene Kälte- und Wärmeträgerflüssigkeiten
Die Eigenschaften und Einsatzbereiche der einzelnen Medien sind den entsprechenden Produktdatenblättern zu entnehmen.