Da das Drain-Back-System
mit reinem Wasser (also ohne Frostschutzmittel) arbeitet,
müssen sich die Kollektoren und die frostgefährdeten Rohrleitungen
vollständig entleeren können. Nach dem Abschalten der Primärkreispumpe
entleert sich die Anlage aufgrund der Schwerkraft und wird gleichzeitig
belüftet. Eine Befüllung mit
VE-Wasser ist sinnvoll. Ob das Wasser behandelt
werden muss oder darf legen immer noch die Hersteller fest. Unter bestimmten
Bedingen werden auch Wasser-Glykol-Gemische eingesetzt. |
Dampfdruckschaden
an einem hartgelöteten
Kupferrohr in einer
nicht fachgerecht gebauten Solaranlage
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In
diesen Anlagen kann es nicht zu Stagnationszuständen
kommen.
Es
wird aber immer wieder über Dampfstöße
berichtet, die auftreten, wenn heiße Kollektoren
befüllt werden (aus einem Liter Wasser
werden schlagartig ca. 1700 Liter Dampf).
Hier kann es zu Beschädigungen
an den Kollektoren und/oder Rohrleitungen
kommen. Bei einer fachgerechten Bauweise sollte sich
der Dampf im Auffangbehälter entspannen.
Am häufigsten werden geschlossene
Kreisläufe mit Drücken bis
3 bar eingesetzt. Diese Anlagen bestehen aus
Metallrohren.
Offene Kreisläufe
werden aufgrund der größeren Korrosionsgefahr
mit temperaturegeeigneten Kunststoffrohren und Bauteilen,
die nicht korrodieren, ausgeführt.
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Vorteile |
- Reines Wasser als Wärmeträgermedium
altert nicht und hat keine zusätzlichen Korrosionsprobleme
und Glykol kann nicht Auscracken
- Reines Wasser hat bessere
Wärmeübertragungseigenschaften als Wasser-Glykolgemische
(spezifische Wärme, Wärmeleitfähigkeit, Viskosität)
- Wasser ist kostengünstiger
- Der Kollektorkreislauf
arbeitet mit niedrigen Drücken
- Der Wartungsaufwand ist
gering
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Nachteile |
- Die Auswahl der Kollektoren
ist begrenzt
- Die Planung und Installation
des Kollektorkreislaufes muss fachgerecht durchgeführt werden
- Die Installation erfordert
speziell geschultes Personal
- Das Befüllen heißer
Kollektoren können zu Dampfstößen führen
- Die speziellen Kollektorarten
haben anlagenbedingt kleine Strömungsgeschwindigkeiten und
ungünstige Wärmeübergänge, die den Vorteil der
besseren wärmetechnischen Eigenschaften von Wasser wieder aufheben
können
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Betriebszustände |
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Kollektoren
- befüllt |
Kollektoren
- unbefüllt - warm |
Kollektoren
- unbefüllt - kalt |
Quelle:
Bosch Thermotechnik GmbH - Buderus |
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Diese Punkte sind besonders zu
beachten |
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Quelle:
Bosch Thermotechnik GmbH - Buderus |
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- Das Gefälle der Rohrleitungen
sollte 1,5 bis 3 cm/m (> 1 cm/m - 1 bis 3 %) betragen.
Bei den Rohrbefestigungen muss die Wärmedehnung
eingeplant werden, damit es nicht zu Wassersäcken
kommt. Frei verlegte Rohre müssen vor dem Durchbiegen
geschützt werden.
- Auch bei den Fittings
und Verbindungen von Kollektoren muss das Gefälle
beachtet werden. Dies besonders bei übereinander
in Serie geschalteten Kollektoren. Nicht alle Ausführungsformen
der Kollektoranschlüsse sind für das DBS
geeignet.
- Die Kollektoren sollten
ein Gefälle von mindestens 0,5 cm/m (> 0,5
%) haben.
- Bei parallelgeschalteten
Kollektoren sind die Art der Kollektoranschlüsse
für die Verlegung der Vor- und Rücklaufleitungen
zu beachten.
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Der Querschnitt der Vorlaufleitung
ist besonders zu beachten. Einerseits muss über diese Leitung
der Kollektor belüftet werden und andererseits muss beim Systemanlauf
über diese Leitung die Luft durch das Wasser mitgerissen werden.
Das erfordert einen kleineren Querschnitt als bei der Rücklaufleitung.
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Systeme mit geschlossenem
Kreislauf, in dem sich Komponenten aus Stahl befinden, erzeugen
einige Zeit Korrosionsprodukte (Fe-Oxide), die sich ablagern und
z. B. im Kollektor Verstopfungen hervorrufen können. Hier sind
spezielle Filter vorzusehen. In offenen Systemen muss rostfreier
Stahl eingesetzt werden (z. B. in
Pumpen). Neben Kupfer oder Messing sind auch Kunststoffe geeignet.
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Die Solarkreispumpe muss
nicht nur den Strömungswiderstand im Normalbetrieb aufbringen
können, sie muss auch den Höhenunterschied zur Füllung
des Kollektors überwinden. Um parallelgeschaltete Kollektoren
problemlos füllen zu können ist ein Volumenstrom von etwa
40 – 80 l/m²h notwendig. Die hohen Füll-Volumenströme
sind nach einigen Minuten reduzierbar. Eine kleine Höhendifferenz
zwischen Kollektor und Vorratsbehälter führt auch zu kleineren
Pumpenförderhöhen.
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Bauteile
einer DBS-Anlage |
| Quelle:
Bosch Thermotechnik GmbH - Buderus |
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DrainMaster |
Funktion
- Ruhezustand - in Betrieb |
| Quelle:
SONNE HEIZT Solar & Energietechnik GmbH |
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| DrainMaster
- Selbstentleerende Solaranlagen |
Das
Drain-Back-System vermeidet Stagnation
und somit eine Dampfproduktion, die evtl. schon nach kurzer
Zeit zum Ausfall des Umlaufes der Solarflüssigkeit
führt. Da der Flüssigkeisbehälter an der
Außenluft angebracht ist, muss das System mit einer
Solarflüssigkeit
gefüllt werden. |
Der
Flüssigkeitsbehälter (DrainMaster)
ist direkt unter den selbst entleerenden Kollektoren angeordnet.
Es werden nur die Kollektoren entleert und dadurch können
die Verbindungsleitungen zum Kollektor beliebig lang sein
und eine freie Leitungsführung ist möglich. Dieses
System benötigt keine Ausdehnungsgefäße,
keine Rückschlagklappen, Luftabscheider und kann mit
einer normalen Umwälzpumpe betrieben werden. Alle von
der Solarflüssigkeit berührten Teile sind aus
Edelstahl gefertigt. |
| Funktionsprinzip |
Im Ruhezustand
sind der DrainMaster und die Rohrleitungen mit Solarflüssigkeit
gefüllt. Erwärmet sich der Sonnenkollektor aufgrund
von Sonneneinstrahlung, startet die Umwälzpumpe und
das Kollektorfeld wird aus dem Flüssigkeitsvorrat des
DrainMaster befüllt. Die rausgedrückte Luft aus
dem Kollektorfeld wird im DrainMaster gesammelt. |
Die
Anlage ist so lange in Betrieb bis der
Speicher gefüllt ist, also die eingestellte Temperaturdifferenz
unterschritten wird, schaltet die Umwälzpumpe ab. Die
Solarflüssigkeit läuft aus dem Kollektorfeld in
den DrainMaster zurück und die Luft aus dem DrainMaster
steigt in das Kollektorfels auf. |
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