SteamBack - Heizungsunterstützung und Brauchwassererwärmung

Brauchwasserbereitung mit Frischwasserstation

 

Alternativen zur Brauchwassererwärmung

"Tank-im-Tank" zur Brauchwassererwärmung

Hygienespeicher zur Brauchwassererwärmung

Volkssolaranlage SteamBack

Die Volkssolaranlage SteamBack wird mit normalem Heizungswasser betrieben

Die Volkssolaranlage benötigt keinen eigenen Solarkreislauf, sondern wird hydraulisch wie ein Heizkreis an den Puffer oder direkt an das bestehende Heizungssystem angeschlossen. Dabei unterscheidet sie sich von einem normalen Heizkreis nur dadurch, dass hier keine Wärme verbraucht, sondern diese vom Kollektor erzeugt und an den Puffer oder den Heizkreis abgegeben wird. Heizungswasser hat neben einer bedeutend höheren Wärmespeicherkapazität auch eine bessere Wärmeabgabe als ein Wasser-Glykolgemisch und schon alleine dadurch kann ein höherer Solarertrag erzielt werden. Desweiteren ist Wasser dünnflüssiger und kann somit mit geringerem elektrischem Aufwand durch dünnere Leitungen gepumpt werden. Auch die Kosten für aufwändige Wärmetauscherkonstruktionen (intern im Puffer oder extern) sowie auch das zusätzliche Solar-Ausdehnungsgefäß entfallen komplett.

Somit wird schon durch den Verzicht auf Glykol und dadurch auf jegliche Wärmetauscher ein höherer Ertrag erzielt (siehe Auswirkung von Glykol auf Solaranlagen).

Einer der größten Vorteile einer Steamback Systemen aber ist, dass zusätzlich zu der Kosteneinsparung bei der Investition, auch die gefürchtete die Stagnation im Sommer keine große Rolle spielt und von der Anlage "eigensicher" beherrscht wird. Da kein Glykol durch Übertemperatur zerstört werden kann, schadet diese auch nicht der Solarflüssigkeit. Wenn die Temperatur im Puffer über z.B. 95 Grad steigt, schaltet der Solarregler die Solarpumpe einfach ab, um Speicher und alle Heizungskomponenten, die nur bis max. 95 Grad zugelassen sind vor Übertemperatur zu schützen. In den Sammelrohren der Kollektoren steigt dann die Temperatur sehr schnell an und der erste Wassertropfen, der die Siedetemperatur erreicht, dehnt sich um den Faktor 1500 aus und wird zu Nassdampf. Durch den Dampfdruck wird das restliche Wasser aus dem Kollektor über die Vorlaufleitung nach unten in den Puffer befördert. Dort wird diese Wassermenge (ca. 2 Liter pro Kollektor) vom Puffer-Ausdehnungsgefäß aufgenommen und bei Abkühlung der Kollektoren in der Nacht automatisch wieder vom Ausdehnungsgefäß in die Kollektoren zurückgedrückt. Somit ist die Stagnation im Sommer bei diesem Konzept nicht schädlich, sondern ein ganz normaler Arbeitszustand. Jederzeit kann die Solaranlage bei Bedarf (auch später) sehr leicht durch zusätzliche Kollektoren weiter aufgerüstet werden, ohne den Rest der Anlage vergrößern zu müssen und ohne vor der Frage zu stehen, was mit der Wärmeüberschuss im Sommer passiert.

SteamBack Systeme wurden 2004 durch den Hersteller Paradigma in größerer Zahl als "Paradigma Aqua" auf dem Markt eingeführt und haben mittlerweile einen Marktanteil von über 50 % bei den Röhrenkollektoranlagen in Europa erreicht. Alleine in Deutschland sind das über 100.000 SteamBack Systeme. Somit ist das SteamBack Systeme heute das führende System bei Röhrenkollektoren.

Allerdings funktioniert dieses SteamBack System nur mit Röhrenkollektoren, da hier wenige Liter Wasser (ca. 2 Liter pro Kollektor) in einem geraden Sammelrohr vollständig durch Dampfüberdruck in den Puffer zurückgedrückt werden, ohne dass Restwasser im Kollektor übrig bleibt und zu Dampfschlägen führen kann. Selbst wenn der Trockendampf im Kollektor dann später bei längerem Stillstand eine Endtemperatur von über 250 Grad erreichen kann, schadet dies dem kupfernen Sammelrohr nicht. Wer sich einmal mit Dampflokomotiven beschäftigt hat , wo Heißdampf von weit über 300 bis 500°C seit über 200 Jahren von Kupferrohrsystemen problemlos beherrscht wird, weiß, wovon hier die Rede ist.

Um den Kollektor im Winter frostfrei zu halten und um somit Frostschäden zu verhindern, startet der Solarregler die Solarpumpe, sobald die Temperatur in der außen liegenden Solarleitung des Solarrücklaufs unter einen bestimmten Wert fällt und stoppt die Pumpe wieder, wenn ein etwas höherer Wert erreicht ist. Allerdings ist der Auskühleffekt der Leitungen und der Kollektoren sehr gering, da das Sammelrohr im Kollektor und die außen liegenden Leitungen sehr hoch gedämmt sind. Sowohl der Energieaufwand aus dem Puffer als auch der elektrische Aufwand für die Pumpe beim Frostschutz sind so gering, dass sie in der Energiebilanz der Anlage kaum in Erscheinung treten.

Pufferspeicher und Heizungswasserbehandlung

Betrieb mit Heizungswasser

Generell dürfen in Deutschland gemäß VDI 2035 weder Heizungsanlagen noch Solaranlagen mit unbehandeltem Leitungswasser gefüllt werden. Trotzdem wird auch in der heutigen Zeit selbst von Fachleuten leider immer noch häufig gegen dieses Prinzip verstoßen. Dadurch können schwerwiegende Schäden durch Versteinung (Kalk), galvanische Korrosion der unterschiedlichen Metalle und Verschlammung durch Bakterienkulturen, die in warmem Leitungswasser sehr gut gedeihen, entstehen. Wir bieten Ihnen hochwirksame Heizungswasserzusätze (z.B. Coracon HE6) an, die diese Probleme dauerhaft beheben.

Der Pufferspeicher sollte prinzipiell erst einmal im oberen Bereich aufgeheizt werden, um eine nutzbare Temperatur zu erzeugen. Hat der Puffer oben den Sollwert von z.B. 60°C erreicht, wird die Solarernte durch ein Dreiwegeventil in die Puffermitte geleitet, um auch diesen Bereich auf Temperatur zu bringen. Die Regelung der vom Kollektor kommenden Fördertemperatur erfolgt durch die drehzahlgesteuerte Solarpumpe. Je niedriger die Fördertemperatur und je höher die Durchflussmenge dabei ist, desto höher fällt der Ertrag in kWh aus.

Anstelle eines Dreiwegeventils kann der Puffer auch bauseitig mit einem externen Einschichtungsrohr ausgestattet werden, welches senkrecht neben dem Puffer montiert wird. Dieses Rohr kann z.B. aus DN35 mm Kupferrohr einfach weichgelötet werden und sollte damit idealerweise mindestens 3 Dimensionen über der Rohrstärke vom Solarvorlaufrohr sein, damit sich die Fließgeschwindigkeit beim Eintritt in das Rohr reduziert und sich das Wasser somit selbständig temperaturmäßig in den jeweiligen Pufferbereich einschichten kann. Bei einem solchen Schichtrohr sollte besonders auf eine ausreichende Wärmedämmung geachtet werden. Schichtrohre bieten wir lötfertig als Komplettkit in unserem Shop an.

 

Um den Wirkungsgrad der Anlage zu verbessern, sollte der Puffer zusätzlich zur standardmäßigen Dämmung z.B. mit einer Lage alukaschierter Steinwolle umwickelt werden. Dabei müssen auch die Stöße der Dämmung abgedichtet werden (z.B. mit Aluklebeband), um Kaminzugeffekte unter der Dämmung zu vermeiden. Alle Abgänge vom Puffer sollten mit einem Thermosyphon (Leitung geht min.100mm nach unten) versehen werden, damit sich nicht das komplette Rohrnetz durch Mikrozirkulation erhitzt und somit unnötige Pufferwärmeverluste entstehen. Weitere Informationen zum Thermosyphon .

Besser noch ist es, den Puffer nach Fertigstellung komplett mit einer Leichtbauwand "einzuhausen". Über eine Tür werden dann alle Hohlräume mit Dämmmaterial gefüllt.

Zusätzliches Ausdehnungsgefäß für den Puffer

Dies wird benötigt, um die Wasserausdehnung zwischen heiß und kalt innerhalb des kompletten Wasserkreislaufs aufzunehmen. Das Ausdehnungsgefäß muss auch die Wassermenge der Sammelrohre des Kollektors und eines Teils der oberen Leitung bei einem Stillstand (Stagnation) aufnehmen. Als Faustformel gilt, dass die Größe des Ausdehnungsgefäßes ca. 10% der kompletten Wassermenge inklusive des Wassers in den Heizkörpern sein sollte. Ein separates Ausdehnungsgefäß für den Solarkreislauf ist nicht erforderlich.

Funktionsbeschreibung

Das SteamBack System im Detail

Sobald die Temperatur am Kollektor-Sensor (1) um z.B. 8°C über der am Puffer-Sensor (2) liegt, startet die Solarpumpe. Diese wird vom Solarregler "drehzahlgeregelt" mit dem Ziel, z.B. schnell 60° im oberen Teil des Puffers zu erreichen. Das Wasser vom Kollektor wird somit generell durch das Dreiwegeventil nach oben in den Puffer geleitet. Erst wenn der Sensor (2) am Puffer oben die Zieltemperatur meldet, schaltet der Solarregler das Dreiwegeventil um auf die Puffermitte. Dort sitzt der Sensor (3) mit dem dann die Fördertemperatur des Solarvorlaufs bestimmt wird. Somit wird ein wesentlich höherer Solarertrag in kWh durch einen höheren Wirkungsgrad erreicht.

Ist anstelle des 3 Wegeventils ein Schichtrohr montiert kommt beim Start des Solarkreislaufs der erste Vorteil des Einschichtungsrohrs zum Tragen. Das kalte Wasser in der Leitung vom Kollektor bis zum Puffer, das beim Starten der Solarpumpe noch in der Leitung vorhanden ist, wird automatisch in den unteren Teil im Puffer geleitet. Sobald die Temperatur aus dem Kollektor steigt, wird der Puffer über das Einschichtungsrohr automatisch immer oben erwärmt. Dies erfolgt ohne eine Regelung einfach nur durch physikalische Gesetzmäßigkeiten. Da warmes Wasser leichter als kaltes Wasser ist und somit im Schichtrohr automatisch nach oben steigt, ist das Wasser im oberen Teil des Puffers wärmer. Der untere Teil bleibt kalt und wird erst geladen, wenn der obere Teil bereits warm ist. Dadurch wird sehr schnell eine nutzbare Temperatur im Puffer generiert.

Durch diese Steuerung entsteht eine schnellere Erwärmung des nutzbaren Teils des Puffers und zusätzliche Brennerstarts werden vermieden, was zu einer Erhöhung des Gesamtertrages führt. Das Umschalten der niedrigeren Vorlauftemperatur auf den mittleren Pufferteil erfolgt dadurch, dass der Solarregler die Pumpe gerade so schnell laufen lässt, dass die Temperatur des Sensors (3) in der Puffermitte gerade um z.B 8°C überschritten wird und sich somit das geförderte Wasser automatisch in der Puffermitte einschichtet. Erst wenn der Puffer in der Mitte auch z.B. 60°C erreicht, vermindert sich die Drehzahl der Pumpe, das geförderte Wasser wird heißer und lädt den Puffer bis auf die eingestellte Maximaltemperatur (z.B. 95°C). Dann schaltet der Solarregler die Pumpe ab und die Anlage geht in Stillstand (Stagnation).

Anschluss der Heizung

Je nach bestehendem Heizungssystem und erforderlicher Vorlauftemperatur kann der Heizungsvorlauf entweder im oberen Teil des Puffers oder bei Niedertemperaturheizung auch tiefer abgenommen werden. Auch wird durch den Anschluss des Vorlaufs der Heizung in der Puffermitte der obere Bereitschaftsteil des Puffers für die Frischwasserbereitung geschont und von der Heizung nicht zwangsläufig abgekühlt. Der Rücklauf aus der Heizung kann unten in ein zusätzliches externes Schichtrohr eingeleitet werden, um eine Einschichtung in temperaturgleiche Schichten zu unterstützen und eine Durchmischung der Pufferschichtung zu vermeiden. Da der Puffer jede Temperatur bis 95 Grad erreichen kann, muss in jedem Fall ein Heizungsmischer vor den Heizkreis gebaut werden. Der Heizungsmischer kann entweder ein thermostatisch gesteuerter Festwertmischer oder aber auch ein vom Heizungsregler gesteuerter Motormischer sein. Beide Mischergruppen können, wenn nicht bereits vorhanden als Komplettpaket mit WILO Hocheffizienzpumpe in unserem Shop bezogen werden.

Anschluss von Wärmeerzeuger

Je nach Wärmeerzeuger (Gas/Heizöl/Holz/Wärmepumpe) muss entschieden werden, wo genau der heiße Vorlauf in den Puffer eingeleitet wird. In der Regel ist dies im oberen Teil des Puffers. Bei Brennwertanlagen kann es hilfreich sein, den Rücklauf generell aus dem unteren Bereich des Puffers zu entnehmen, da dadurch der Wirkungsgrad des Brenners steigt, je größer die Differenz Vor-/Rücklauftemperatur ist.

Bei Luft/Wasser-Wärmepumpen kann es erforderlich sein, generell die Puffermitte für die Heizung mit z.B. 35 Grad zu laden und lediglich den Bereitschaftsteil für das Brauchwasser auf die höhere Vorlauftemperatur (z.B. 55°C) zu laden. Dies erledigen viele Wärmepumpen selbständig über ein standardmäßig eingebautes Dreiwegeventil.

Brauchwasser Aufbereitung

Das Brauchwasser kann entweder mit einem Kombispeicher (Tank im Tank), einem Hygienespeicher oder heute immer öfter bevorzugt mit einer Frischwasserstation erzeugt werden.

Moderne elektronisch geregelte Frischwasserstationen können selbst mit 50 Grad warmen Pufferwasser noch ausreichend Brauchwasser mit 45 Grad erzeugen, ohne den Puffer dabei zu durchmischen. Dadurch erhöht sich die Schüttleistung eines Puffers und unnötige Brennerstarts können reduziert werden.

Frostschutzfunktion

Frostschutz regulär

Diese Funktion wird automatisch vom Solarregler übernommen. Wenn die Temperatur am Frostschutzsensor (5) unter einen gewissen Sollwert (z.B. 8 Grad) fällt, startet der Solarregler die Frostschutzfunktion und die Solarpumpe läuft kurz.an. Dabei wird das ca. 20 Grad warme Wasser, welches im Rücklaufrohr innerhalb der Haushülle steht um einige Meter vorwärts zum Kollektor gepumpt, bis am Frostschutzsensor (5) z.B. 15 Grad erreicht ist. Dies ist ausreichend, um Förderleitung und Kollektoren unter allen Bedingungen, frostfrei zu halten. Dabei werden also nur wenige Liter Wasser, die sich in einer gut gedämmten Umgebung befinden frostfrei gehalten. Die dabei aufgewendete Energie an Wärme und an elektrischer Energie für die Pumpe ist sehr gering und wird durch den höheren Ertrag der Wasseranlage schon nach kurzer Laufzeit mehr als aufgewogen.

Beim Einsatz eine Schichtrohrs am Puffer wird dieses durch den Frostschutz geförderte kalte Wasser aus den Kollektoren automatisch unten in den Puffer geleitet. Frostschutzmäßig ist die Schwachstelle des Systems nicht der Kollektor, sondern die Verbindungsleitungen von der Dachdurchführung zu den Kollektoren und zwischen den Kollektoren. Die Dämmung der Rohre muss deshalb hier sehr besonders sorgfältig durchgeführt und einmal jährlich optisch kontrolliert werden.

Frostschutz bei Stromausfall

Falls im Winter bei tiefen Minustemperaturen der Strom ausfallen sollte und die Pumpe deshalb keinen Frostschutz sicherstellen kann, öffnet das optional eingebaute 3-Wege-Zonenventil (im Plan gelb eingezeichnet) durch Wegfallen der Spannung automatisch. Fällt die Stromzufuhr der Regelung aus, weil bspw. der Fehlerstrom-Schutzschalter (FI) vom Benutzer unbemerkt ausgelöst wird, öffnet die Rückholfeder das Zonenventil und es beginnt eine gewollte Schwerkraftzirkulation. Das warme Wasser vom Puffer oben wird oberhalb der Solarstation automatisch in den Solarrücklauf geleitet. Somit wird die Schwerkraftbremse der Solarstation umgangen. Das kalte Wasser vom Kollektor strömt automatisch nach unten. Dies stellt sicher, dass bei einem Stromausfall selbst bei Abwesenheit der Bewohner die Anlage nicht einfrieren kann.

Das 3-Wege-Zonenventil wird parallel mit der Regelung strommäßig versorgt. In die Stromversorgungsleitung sollte ein Schalter (Lichtschalter) eingebaut werden, damit das Zonenventil bei Plus-Außentemperaturen z.B. im Sommer vom Stromnetz getrennt ist. Es soll möglichst wenig elektrische Energie verschwendet werden. Wird dieses Zonenventil im Sommer vom Stromnetz getrennt, muss der Kugelhahn oberhalb vom Zonenventil geschlossen werden, um ungewollte Schwerkraftzirkulation zu vermeiden.

Die Hydraulik für dieses System ist lediglich ein Beispiel und wurde von erfahrenen Solarspezialisten erstellt. Die Puffergröße wie auch die Kollektorfläche können je nach Anforderung dimensioniert werden.

Achtung! Beim Ausfall (z.B. Defekt der Solar-Pumpe) ist keine Frostschutzfunktion aktiv. In diesem Fall muss das Zonenventil durch den Schalter per Hand vom Stromnetz getrennt werden, damit die Schwerkraftzirkulation entsteht.

FAQ: Volkssolaranlage Steamback

Häufig gestellte Fragen und Antworten

Kann eine Volkssolaranlage bei Frost nicht einfrieren?

Nein, wenn die Temperatur unter einen vorher eingestellten kritischen Wert fällt, schaltet die Solarpumpe kurz ein und verteilt gerade so viel Wärme aus dem unteren Teil des Puffers in den Rohrleitungen, dass die Solaranlage nicht einfriert.

Verbraucht dieser aktive Frostschutz mit Pufferwasser nicht zu viel Energie und lohnt sich das Ganze überhaupt?

Diese Technik wäre mit herkömmlichen (Flach-) Kollektoren nicht möglich, da diese in kalten Nächten zu viel Wärme verlieren würden, weil Flachkollektoren nach oben zum Himmel nicht gedämmt sind.

Bei guten Heatpipe Röhren Kollektoren mit trockener Anbindung muss nur sehr wenig Wasser im extrem gut isolierten Sammelrohr frostfrei gehalten werden. Dadurch sind die Verluste so minimal, dass sie fast ganz vernachlässigt werden können.

Ist es wirklich sinnvoll, die tagsüber gewonnene Wärmeenergie nachts auf das Dach zu pumpen, um die Kollektoren zu heizen?

Die Frostschutzfunktion wird nur in sehr kalten Frostnächten eingesetzt. Dazu reicht es aus, pro5 mr² Kollektor ca. 2 Liter Wasser auf über 10 Grad zu halten.

Der Frostschutz dazu benötigt nur einen sehr kleinen Bruchteil der durch den Einsatz von Heizungswasser zusätzlich gewonnenen Energie.

Warum sollte Wasser anstelle von Glykolgemisch in Solaranlagen eingesetzt werden?

Glykolgemische, welche Frostschutz bis -30 Grad bieten, haben bei 40 °C eine 12% geringere Wärmekapazität, die 3,8-fache Zähigkeit (Viskosität), eine 38 % geringere Wärmeleitfähigkeit, nur ein Viertel der Reynoldzahl (weshalb diese Kollektoren überwiegend bei ungünstigerer, laminarer Strömung arbeiten müssen), einen 25 % geringeren Wärmeübertragungskoeffizienten und einen um 42 % (bei turbulenter Strömung) bis 385 % (bei laminarer Strömung) höheren Druckverlust als reines Wasser. Zu tieferen Temperaturen hin werden die Verhältnisse für Glykolgemische immer ungünstiger. Somit wird in der Summe alleine durch diese Unterschiede über die gesamte Heizperiode mit Wassersystemen ein wesentlicher Mehrertrag erzeugt.

Da aber über 80 % der Solaranlagen Flachkollektoren sind und mit Glykol arbeiten müssen, werden diese Tatsachen von der Solar Industrie gerne verschwiegen. Jeder kann sich selbst ganz schnell davon überzeugen, wie wesentlich die Unterschiede jedoch tatsächlich sind.

Wenn man einmal einen beliebigen Platten- Wärmetauscher mit den Auslegungsprogrammen der Hersteller (z. B. SWEP, Alfa Lavall, Gea WTT usw.) ausrechnet, und dabei einmal Wasser gegen Wasser und zum Vergleich Wasser gegen Frostschutzmittelmischung tauscht, stellt man fest, dass etwa die 2 bis 3-fache Plattenanzahl notwendig ist, um das gleiche Wärmetauschergebnis wie mit reinem Wasser zu erzielen. Genau diese Arbeits- und Strömungsverhältnisse herrschen aber auch in den Kollektoren und in allen anderen Bauteilen einer Solaranlage, wo Wärme übertragen wird.

Mit Frostschutzmittel werden Kollektoren überwiegend laminar durchströmt, mit Wasser ist die Strömung überwiegend turbulent. Nahezu alle Solarertrags-Simulationsprogramme ignorieren die physikalische Abbildung dieser Zusammenhänge durch Anwendung einfacherer Modelle vollständig. Die Tauscherleistung ganz ohne Wärmetauscher, wie bei Wassersystemen, dürfte von keinem System zu übertreffen sein.

Ist eine Wasseranlage nicht störanfälliger als eine Glykolanlage?

Nein das Gegenteil ist der Fall. Wenn in der Sommerzeit einer unserer Kunden anruft und einen Störfall seiner Anlage meldet handelt es sich dabei meist um eine Glykolanlage, die wir in den ersten Jahren ab 2004 auch noch verkauft haben. Damals haben sich ganz einfach viele Installateure geweigert, Anlagen ohne Frostschutzflüssigkeit zu bauen und wir waren gezwungen, diese Technologie zu verkaufen.

Warum sind also Wasseranlagen weniger störanfällig?

Glykolanlagen haben einen eigenen kleinen Kreislauf an Flüssigkeit von meist nicht mehr als 30 Litern.

Standardmäßig wird auch ein relativ kleines Ausdehnungsgefäß (meist nur 20-50 Liter) eingebaut. Wenn jetzt im Sommer die Anlage in Stagnation geht, passiert das gleiche wie bei einer SteamBack Anlage, lediglich mit dem Unterschied, dass 2 Liter Flüssigkeit pro Kollektor und ein wenig Dampf von dem viel kleineren Ausdehnungsgefäß aufgenommen werden müssen. Dabei steigt der Anlagendruck im Solarkreis schnell soweit an, dass sich das Überdruckventil in der Solarstation öffnet und Flüssigkeit austritt, die verloren geht. Wenn jetzt die Pumpe nach Abkühlung wieder fördern soll, ist dies nicht möglich, weil die fehlende Flüssigkeit durch ein Luftpolster ersetzt wird und eine Heizungspumpe dagegen nicht arbeiten kann. Dies ist ein sogenannter Störfall, den ein Fachmann durch Spülen und Befüllen der Anlage beheben muss. Außerdem leidet die Solarflüssigkeit durch Übertemperatur und wird zerstört, falls dieser Fall häufig eintritt.

Betreiber von Glykolanlagen fürchten mit Recht nichts mehr, als zu hohe Temperaturen und die hier beschriebene Störung.

Bei einer Wasseranlage ist der gleiche Vorgang keine Betriebsstörung, sondern ein ganz normaler SteamBack-Arbeitszustand, der bei einigen unserer Kunden im Sommer sogar fast täglich vorkommt, da diese Kunden teilweise bis 40m² Röhrenkollektoren an 1000 Liter Puffern betreiben. Dabei steigt der Anlagendruck auf Grund des großen Ausdehnungsgefäßes meist nur um weniger als 1 Bar an.

Ist die Bedienung dieser Solaranlagen nicht komplizierter und muss die Anlage im Winter immer überwacht werden?

Nein, die Frostschutzfunktion der Volkssolaranlagen funktioniert völlig automatisch. Die Solarregelung überwacht die Kollektoren mit Hilfe der im Kollektor eingebauten Temperaturfühler.

Wenn das alles so gut und einfach ist, warum machen das nicht alle Hersteller?

Mittlerweile gibt es mehrere Anbieter von thermischen Solaranlagen, die mit Heizungswasser arbeiten. Der bekannteste Hersteller dieser Technologie ist Paradigma, mit dem System Aqua seit 2004 in Europa Marktführer bei Röhrenkollektoranlagen mit über 50% Marktanteil und mehr als 100.000 Installationen sind. Das System Aqua ist auch ein SteamBack System und wird mit Heizungswasser und auch ohne Glykol betrieben. Somit hat sich diese Technik zwischenzeitlich als beste und effizienteste am Markt bewährt. Allerdings können nur Hersteller von qualitativ hochwertigen Röhrenkollektoren diese Technik einsetzen.

Was passiert bei Stromausfall?

Bei einer Störung oder Stromausfall öffnet automatisch ein Magnetventil und es wird eine Schwerkraftzirkulation vom Speicher (warm) über die Kollektoren (kalt) und zurück in den Speicher eingeleitet. Dies funktioniert völlig ohne zusätzliche Energie, da das wärmere Wasser aufsteigt und das kalte Kollektorwasser nach unten in den Speicher fällt.

Was passiert, wenn die Solarpumpe zwar Strom hat, aber trotzdem wegen eines Defekts nicht fördert?

Für diesen Fall kann die Schwerkraftzirkulation manuell gestartet werden.

Gibt es unabhängige Testergebnisse für die bei der Volkssolaranlage eingesetzten Kollektoren?

Die Kollektoren wurden vom schwedischen Institut SP in mehrmonatigen Praxistest erprobt und die Ergebnisse in ausführlichen Leistungs-Testberichten im Rahmen des Keymark Test dokumentiert. Die Kollektoren sind mit dem KEYMARK Zertifikat des TÜV ausgezeichnet. Das Testergebnis ist auf unserer Seite im Bereich "Kollektortest" einsehbar.

Kann das System auch in einen bereits vorhandenen Speicher eingebunden werden?

Da die Solaranlage mit Heizungswasser statt mit Glykol-Gemisch läuft, kann der Kollektorkreislauf direkt an jedem bereits vorhandenen Pufferspeicher angeschlossen werden. Viele unserer Kunden haben bereits einen Puffer zusammen mit einer Holzheizung installiert. Dabei wird ganz einfach lediglich ein T-Stück ins Rohr des Vorlaufs aus der Holzheizung eingebaut und daran der Vorlauf der Solaranlage angeschlossen.

Zur Erhöhung der Effizienz wird vor dem T-Stück dann noch ein Dreiwegeventil gebaut, damit bei Bedarf die Solarernte auch direkt in die Puffermitte geleitet werden kann. Für den Solarrücklauf wird auch ganz einfach der Rücklauf der Holzheizung mittels T-Stück erweitert. Eventuell im Puffer bereits eingebaute Glattrohr-Wärmetauscher werden einfach dabei nicht genutzt.

Was ist zu beachten, damit die Leitungen der Solaranlagen, insbesondere die Strecken im Freien, nicht einfrieren?

Die Leitungen müssen natürlich sehr gut gedämmt werden. Bei Leitungen außerhalb der Haushülle sollte zur Sicherheit ein Temperatursensor in die Leitung kurz vor dem ersten Kollektor eingebunden werden. Alle unsere Regelungen unterstützten diesen zusätzlichen Sensor.

Ist es gut, ein Entlüftungsventil am Kollektor oder einer anderen Stelle der Anlage anzubringen?

Generell wird an keiner Stelle des Kollektorkreises ein Entlüftungsventil eingebaut. Beim ersten Befüllen der Anlage wird dies über das obere Füllventil an der Solarstation vorgenommen. Dabei wird die komplette Befüllung über den Kollektor in den Puffer und von dort in die Heizungsanlage durchgeführt. Luft aus dem Pufferkreislauf landet dabei automatisch im Puffer und wird über die Pufferentlüftung entsorgt.

Ist der Einbau eines Feinblasenabscheiders sinnvoll?

In geschlossenen Glyolkreisläufen kann der Sauerstoff, der beim Erhitzen aus dem Wasser austritt, nirgendwohin entweichen und die Sauerstoffblasen fahren als sogenannte Feinblasen bis in alle Ewigkeit "Karussell" im Solarkreislauf. Um diesem Phänomen Herr zu werden, nutzt man sogenannte 2-Strang-Solarstationen. Im 2. Strang ist im Wesentlichen eine Luftsammelflasche eingebaut, in der sich die Feinblasen sammeln sollen. Wenn das nicht hilft, wird ein spezieller Feinblasenabscheider zusätzlich eingebaut.

Diese Probleme sind bei einer glykolfreien Wasseranlage völlig unbekannt, da hier jede Feinblase im Puffer landet und dort Zeit hat, zum Pufferdeckel aufzusteigen, um dort über die Pufferentlüftung automatisch entsorgt zu werden.

Was passiert im Sommer, wenn die Anlage zu viel Energie erzeugt und diese nicht genutzt werden kann?

Reine Wasseranlagen beherrschen die Stagnation im Sommer leicht und "eigensicher", wenn sie korrekt gebaut sind. Da kein Glykol durch Übertemperatur zerstört werden kann, schadet diese Übertemperatur auch nicht der Solarflüssigkeit, die ja nur aus Wasser besteht. Wenn die Temperatur im Sommer im Kollektor trotz laufender Solarpumpe auf z.B. 100 Grad steigt, schaltet der Solarregler die Solarpumpe ab, um Speicher und alle Heizungskomponenten vor Übertemperatur zu schützen. In den Sammelrohren der Kollektoren (das dicke obere Teil der Kollektoren) steigt dann die Temperatur schnell an und der erste Wassertropfen, der verdampft, dehnt sich im Volumen um den Faktor 1500 aus. Dadurch wird das Wasser aus dem Sammelrohr des Kollektors (ca. 2 Liter pro Kollektor) nach unten in den Puffer gedrückt. Dort wird diese Wassermenge vom Ausdehnungsgefäß aufgenommen und bei Abkühlung der Kollektoren in der Nacht automatisch wieder vom Ausdehnungsgefäß in die Kollektoren zurückbefördert. Weil die Sammelrohre im Kollektor sofort leergedrückt werden, gibt es weder Dampfschläge noch Stagnationsknattern wie das bei "leerkochenden" Kollektoren der Fall ist. Da Übertemperatur im Sommer bei diesem Konzept nicht schadet, kann die Solaranlage bei Bedarf (auch später) sehr leicht durch zusätzliche Kollektoren aufgerüstet werden, ohne den Rest der Anlage vergrößern zu müssen und ohne sich zu fragen, was mit der Überkapazität im Sommer passiert. Allerdings funktioniert dies nur mit Vakuum-Röhrenkollektoren, da hier nur wenige Liter Wasser in einem geraden Sammelrohr vollständig durch Dampfüberdruck in den Puffer zurückgedrückt werden, ohne dass Restwasser übrig bleibt und zu Dampfschlägen führen könnte, wenn der Kollektor dann später bei längerem Stillstand eine Endtemperatur von über 200 Grad erreichen kann.

Kann reines Leitungswasser zur Befüllung des Puffers und der Solaranlage verwendet werden?

Trotz sachgerechter Planung und Ausführung kommt es in modernen, hocheffektiven Solar- und Heizungsanlagen häufig zu Verschlammungen, Belagbildungen durch Kalk, schwarzem Bakterienschlamm oder galvanische Korrosionsschäden an den unterschiedlichen Merallbauteilen. Dies ist in erster Linie auf die Qualität des Heizungsfüllwassers und auch dessen Reaktionen mit den in der Gesamtanlage verwendeten unterschiedlichen metallischen Werkstoffen zurückzuführen.

Obwohl die VDI-Richtlinie 2035 eine klare Definition für die Qualität des Füllwassers vorgibt, scheuen sich viele Heizungsbauer immer noch, dem Kunden zusätzlich zur Heizungsanlage auch noch eine Heizungswasserbehandlung zu verkaufen, da diese meist sehr teuer ist. Dies hat auch Auswirkungen auf Gewährleistungsansprüche gegenüber dem Hersteller der Anlagen. Heizungs- und Solaranlagen dürfen unter keinen Umständen mit gewöhnlichem Leitungswasser befüllt werden.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Leitungswasser heizungstauglich zu machen. Die einfachste Lösung mit dem besten Preis-Leistungsverhältnis ist nach unserer Erfahrung eine Wasserbehandlung mit einem chemischen Zusatz wie z.B. CORACON HE 6 Konzentrat.

Damit lässt sich auch aus gewöhnlichem Leitungswasser hoch effektives Heizungswasser und Solaranlagenwasser bereiten. Dies ist auch nachträglich möglich, nachdem bereits Leitungswasser eingefüllt wurde. Dabei reicht 1 Liter Konzentrat für 250 Liter Heizungswasser. Nach Ablauf von 5 Jahren sollten dann jährlich 20 % des Konzentrates nachgefüllt werden.

Ist es sinnvoll, bestehende Röhren- Solaranlagen auf Wasserbetrieb umzurüsten?

Falls die Kollektoren leerdrückend und nicht leerkochend gebaut sind, ist die Umrüstung auf Wasser eine sinnvolle Alternative, die nicht nur einen Mehrertrag bringt sondern auch das Handling stark vereinfacht.

Wie kann eine kleine Firma wie Bosswerk Gewährleistung und Service für tausende Solaranlagen gewährleisten?

Gewährleistung - Bis zum heutigen Tag hatten wir in all den Jahren weniger als 10 Gewährleistungsfälle an Kollektoren, und Röhren innen oder außen. Wenn ein Gewährleistungsfall auftritt handelt es sich eher mal um eine defekte Pumpe, ein Dreiwegeventil oder eine Regelung. Da wir diese Bauteile überwiegend von europäischen Großunternehmen beziehen, können wir diese Fälle nach Abwicklung durch uns sehr leicht an die Hersteller weitergeben.

Service - Wir sind in der glücklichen Lage, überwiegend SteamBack und DrainBack-Wasseranlagen servicemäßig zu betreuen, die sehr einfach gebaut werden können und in den allermeisten Fällen keine Probleme verursachen.

Würden wir  ausschließlich Glykolanlagen vertreiben, sähe dies mit Sicherheit ganz anders aus.

Preisbeispiele Volkssolaranlage

Bosswerk GmbH & Co. KG

Herrenpfad 38
D-41334 Nettetal

Tel.: +49 (0) 2153 / 127 88 90
E-Mail: info@bosswerk.de