FAQ für Profis



Warum sind Schwimmbadabsorber für reine Schwimmbaderwärmung besser geeignet als Hochleistungskollektoren?

 

Die Leistungsfähigkeit von Kollektoren wird durch mehrere Werte gekennzeichnet. Unter anderem durch den Konversionsfaktor und die k1- bzw. k2-Werte ist der Kollektorwirkungsgrad bei 0 Kelvin Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Umgebung. Die k-Werte geben die Wärmeverluste bei steigender Absorbertemperatur an; an diesen Werten erkennt man, wie gut der Kollektor wärmegedämmt ist. Schwimmbadabsorber verfügen weder über eine transparente Abdeckung noch über eine Wärmedämmung. Daher sind ihre k-Werte im Vergleich zu den Hochleistungskollektoren zwar wesentlich schlechter, ihr Konversionsfaktor dafür etwas besser. Schwimmbadabsorber arbeiten auf einem niedrigen Temperaturniveau, da das Schwimmbadwasser nicht so stark erwärmt werden muss wie das Wasser im Speicher bei einer Brauchwasseranlage. Die erhöhten Wärmeverluste kommen damit nicht zum Tragen. Daher sind Schwimmbadabsorber für reine Schwimmbaderwärmung besser geeignet als Hochleistungskollektoren.

 

 

Was sind selektive Schichten?

 

Selektive Schichten zeichnen sich dadurch aus, dass sie für das Spektrum der Sonnenstrahlung hohe Absorptionsgrade und gleichzeitig für die langwellige Wärmestrahlung des Absorbers geringe Emissionsgrade aufweisen. Das bedeutet: Ein großer Anteil der Strahlung (> 90 %) wird vom Absorber absorbiert und damit in Wärme umgewandelt. Von dieser Wärme wird nur ein kleiner Anteil (< 15 %) wieder abgestrahlt (emittiert).

 

 

Welche Beschichtungstechniken gibt es?

 

Die einfachste Möglichkeit der Beschichtung ist das Lackieren mit schwarzer Farbe. Für erste Experimente eignet sich schwarze Heizungsfarbe. Sehr verbreitet ist auch das Lackieren der Absorber mit sogenanntem Solarlack. Die Lacke sollten möglichst dünn aufgetragen werden. Der Absorptionsgrad liegt bei ca. 95 %. Der Emissionsgrad liegt mit 60 % – 80 % aber auch sehr hoch.

In Hochleistungskollektoren kommen daher selektiv beschichtete Absorber zum Einsatz.

 

Hierfür kommen folgende Beschichtungstechniken zum Einsatz:

Diese Schichten erreichen Absorptionsgrade von bis zu 95 % und Emissionsgrade bis zu 5 %.

 

 

Warum erfolgt die Montage des Ausdehnungsgefäßes im Rücklauf (kalte Seite) des Solarkreislaufes?

 

Membranausdehnungsgefäße sind grundsätzlich so zu montieren, dass sie vor Dampfschlägen sowie vor Dauertemperaturen > 70° C geschützt sind. Vorzugsweise erfolgt die Montage in Strömungsrichtung gesehen vor der Pumpe (Druckbedingungen). Bei abweichender Montage sollten die Bedingungen genauestens geprüft werden. Zum Kollektor hin darf das Ausdehnungsgefäß nicht absperrbar sein, alternativ sind Kappenventile zu verwenden.

 

 

Welche Möglichkeiten zur Entlüftung des Kollektorkreises gibt es und was muss ich jeweils beachten?

 

Standard bei kleineren Anlagen sind Automatikentlüfter mit vorgesetztem 3/8" Kugelhahn. Dabei ist Folgendes zu beachten: Der Entlüfter muss mindestens eine Temperaturbeständigkeit von 150° C aufweisen (Edelstahlschwimmer). Beim Spülen, Druckprobe etc. bleibt der Hahn geschlossen (Verschmutzungsgefahr der Dichtung), beim langsamen Befüllen der Anlage ist der Hahn vor dem Entlüfter offen. Im Falle des „Kochens“ der Anlage würde bei geöffnetem Kugelhahn das dampfförmige Glykol/Wassergemisch durch den Automatikentlüfter austreten, was eine beliebte Fehlerquelle von Solaranlagen darstellt. Der Automatikentlüfter ist also nach Inbetriebnahme und vollständiger Entlüftung der Anlage abzusperren und kann seine Aufgabe dann nicht mehr „automatisch“ erfüllen.

Eine sinnvolle (und kostengünstige) Alternative stellen Lufttöpfe in Verbindung mit handelsüblichen ganzmetallenen Handentlüftern dar. Ähnlich wie bei den Automatikentlüftern muss nach dem Befüllen von Zeit zu Zeit die angesammelte Luft durch Öffnen des Entlüfters bzw. des Kugelhahns vor dem Automatikentlüfter entweichen können. Die Lufttöpfe bestehen im einfachsten Fall aus einem Stück Rohr oder aus vorgefertigten Einheiten. Auf eine sorgfältige Isolierung zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist zu achten.

Seltener eingesetzt werden zentral im Heizraum gelegene Zyklonenluftabscheider. Hier wird ausgenutzt, dass bei Strömungsgeschwindigkeiten größer als 0,4 m/s Luftblasen entgegen der Auftriebskräfte nach unten transportiert werden können. Im Zyklon gelangen die Luftblasen durch den entstehenden Strömungswirbel an dessen Oberkante, wo sie durch einen (absperrbaren) Automatikentlüfter entweichen.

 

 

Warum muss ich für den Solarkreislauf hochtemperaturbeständige Isolierung verwenden?

 

Kollektoren erreichen bei vom Regler abgeschalteter oder defekter Pumpe und starker Sonneneinstrahlung Stillstandstemperaturen deutlich über 200° C (Vakuumröhren bis 280° C). Setzt sich nach einem solchen Stillstand die Anlage wieder in Betrieb, können im gesamten Kollektorkreis Temperaturen bis zu 130° C auftreten. Die bei Heizungen übliche Rohrisolierung ist meist nur temperaturbeständig bis ca. 90° C Dauertemperatur, eine Zerstörung ist also vorprogrammiert.

 

 

Was wird unter der „Eigensicherheit von Solaranlagen“ verstanden?

 

Eine eigensichere Solaranlage zeichnet sich dadurch aus, dass alle Betriebszustände eigenständig und ohne eingreifende Maßnahmen von außen durchlaufen werden.

 

Erläuterung anhand eines Fallbeispiels:

Der Speicher ist an einem schönen Sommertag auf die im Regler eingestellte Maximaltemperatur geladen (z. B. 65° C). Der Regler schaltet zum Schutz vor Übertemperatur im Speicher die Pumpe außer Betrieb. Da die Wärme im Kollektor jetzt nicht mehr abgeführt werden kann, steigt dessen Temperatur an, bis schließlich die Solarflüssigkeit verdampft. Eigensicher ist die Solaranlage dann, wenn die durch Temperaturerhöhung und die Dampfbildung resultierende Volumenausdehnung der Solarflüssigkeit in Kollektor und Rohrleitung vollständig durch das Ausdehnungsgefäß aufgenommen wird (andernfalls würde die Volumenausdehnung zu einer Druckerhöhung führen und letztlich zu einem Auslösen des Sicherheitsventils und einem Abblasen eines Teils der Solarflüssigkeit!). Nach Beendigung dieses Betriebszustandes, z. B. durch geringere Einstrahlung und infolgedessen eines abgekühlten Kollektors, kann das Ausdehnungsgefäß die Solarflüssigkeit wieder in den Kollektorkreis zurückdrücken. Der Regler entscheidet, ob ein weiteres Laden des Speichers möglich ist.

 

 

Was sind „Drain Back“-Systeme und wie funktionieren sie?

 

Vor allem in den Niederlanden, den USA und Australien ein weit verbreitetes System. In Deutschland gibt es derzeit nur einen Anbieter mit Systemen bis ca. 20 m² Fläche.

Im Kollektorkreis befindet sich kein Frostschutzmittel, sondern ausschließlich Wasser (Vorteil: erheblich höhere Wärmekapazität!). Um das System vor Frost zu schützen, wird statt der sonst üblichen Heizungsumwälzpumpe eine Förderpumpe ähnlich einer Brunnenpumpe installiert. Ist ein Wärmeertrag möglich (beispielsweise über einen Strahlungssensor gemessen), fördert die Pumpe das Wasser in den Kollektorkreislauf. Wird die Pumpe abgeschaltet (wenn kein Ertrag mehr möglich ist oder als Sicherheitsmaßnahme, wenn die Kollektorkreistemperaturen zu hoch werden), fließt der gesamte Wasserinhalt des Kollektorkreises in einen z. B. im frostsicheren Keller installierten Pufferspeicher. Dieser kann drucklos ausgeführt sein, ein einfacher (und günstiger) Kunststofftank reicht hier aus.

 

Vorteile:

 

Nachteile:

 

 

Warum sollte ich bei der Installation von Schraubverbindungen im Kollektorkreis auf Teflonband als Dichtmittel verzichten?

 

Moderne Flachkollektoren können durchaus Stillstandstemperaturen um 200° C erreichen. Deshalb sollte zur Abdichtung von Schraubverbindungen ausschließlich Hanf mit temperatur- und glykolbeständiger Dichtpaste verwendet werden. In der Heizungstechnik verwendetes Teflonband genügt diesen Anforderungen nicht!