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| Grundsätzlich
müssen thermische Solaranlagen in allen Betriebszuständen
ohne besondere eingreifende Maßnahmen von außen eigenständig
durchlaufen können. Nur durch solche eigensicheren Solaranlagen
ist ein störungsfreier Betrieb bei entsprechender
Wartung gewährleistet. |
Richtig geplant
und installiert hat das Steamback-Verfahren
(Verdampfungs- oder Stagnations-System)
im Gegensatz zu "Hochdruckanlagen" enorme
Vorteile. Dabei geht die Anlage bei fehlender Wärmeabnahme,
wenn der Pufferspeicher geladen ist oder die Umwälzpumpe
ausfällt bzw. der Flüssigkeitsumlauf gestört
ist, in eine gewollte Stagnation.
 Bei der Montage von Solarkollektoren in Verbindung mit bzw. an Holz- und Kunststoffteilen muss unbedingt dessen Zündtemperatur beachtet werden.
Solarthermie: Brand-Gefahr erkannt und nicht verbannt?
Mira Barthelmann, Jens Kuhn, BR - ARD |
| Damit die Anlage richtig funktioniert, müssen
folgende Bauteile eingeplant werden: |
Quelle: SYR
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| Sicherheitsventil |
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- Absperrungen und Verengungen
sind in der Verbindungsleitung zwischen Sonnenkollektorgruppe
und Sicherheitsventil nicht zulässig
- Rohrkrümmungen
müssen, in
der Mittellinie des Rohres gemessen, einen
Krümmungsdurchmesser von mindestens
3 x D aufweisen
- Bei eigensicheren
Anlagen besteht in der Länge der
Verbindungsleitung keine Einschränkung
- In der Leitung dürfen
sich keine Schmutzablagerungen bilden können
- In der Leitung und
darf sich kein Wasser ansammeln
- Die Ausblaseleitung
des Sicherheitsventils darf nicht einfrieren
- Die Ausblas- und Ablaufleitungen
muss in einen offenen Behälter münden
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Die Ventile sollten für
Wasser, neutrale nicht klebende Flüssigkeiten und
Glykol-Wasser-Gemisch bis zu einem Mischungsverhältnis
von 1 : 1 und bis max. 160 °C zugelassen sein. Der
Ansprechdruck kann je nach Auslegung der Anlage 2,5, 3,
4 und 6 bar haben.
Funktionsweise
von Überström- und Sicherheitsventilen
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Quelle: Calafffi
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| Manometer |
Die Skala
des Manometers muss auf den Ansprechdruck des Sicherheitsventil
entsprechen und dieser Druck ist zu kennzeichnen. Der verstellbare
rote Zeiger wird auf den Anlagenmindestdruck
eingestellt. Bei Anlagen über 120 °C sollte ein
Metallmanometer eingesetzt werden |
| Das Manometer muss gut ablesbar
montiert werden. |
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Quelle: Manometall
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Thermometer |
Auf Grund
der hohen Temparaturen, die in thermischen Solaranlagen
vorkommen können, sollten Metallmanometer möglichst
mit einer Skala bis 160 °C eingebaut
werden. Außerdem sind Thermometer mit Tauchhülse
sinnvoll, weil sie die Mediumstemperatur schneller und genauer
anzeigen. |
Sinnvoll
ist außerdem der Einbau in Vor- und Rücklauf
der Anlage. |
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Quelle: Flamco
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| Membrandruckausdehnungsgefäß |
Die Membrandruckausdehnungsgefäße
sind für Betriebstemperaturen bis 70 °C
(DIN 4807) geeignet. Da Elastomere bei höheren Temperaturen
schneller altern, sollten die Gefäße so angeschlossen
werden, dass Dauertemperaturen von über 50 °C im
Gefäß vermieden werden. Hier bietet bietet sich
der Einbau einer Wärmedämmschleife
verhindert eine Erwärmung des Gefäßes. Ist
das Einhalten der Temperatur nicht möglich, dann muss
ein Vorschaltgefäß
bzw. Zwischengefäß und/oder Stagnationskühler
bzw. Kühlwärmetauscher einzubauen. < mehr |
So
kann es ausgehen, wenn ein MAG und ein Sicherheitsventil fehlt |
| 
Quelle: TA
Heimeiner GmbH |
Vorgefäß |
Vorschaltgefäße
bzw. Zwischengefäße schützen die Membrane
von Ausdehnungsgefäßen vor unzulässiger
Temperaturbelastung. Nach DIN 4807 Teil 3 und DIN EN 13831
darf die Dauertemperatur an der Membrane 70 °C nicht
überschreiten. |
Zur Berechnung
des Vorschaltgefäßes in Solaranlagen
ist entscheidend, welche Wassermenge über 70 °C
aufgeheizt wird. In der Regel werden dies etwa 50 % des
Anlagenvolumens (VA) sein. Bei Anlagen mit Wärmespeichern
sind bis 100 % möglich. |
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Stagnationskühler
(Kühlwärmetauscher)
Das MAG kann
zusätzlich durch ein Vor- bzw. Zwischengefäß
und eingeschränkt durch einem Wärmetauscher
(Stagnationskühler) geschützt werden. |
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Heizleistenkühler |
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Ein PWT,
der die Wärme einer thermischen Solaranlage in
einen Speicher überträgt (Schichtenspeicherung),
sollte ein 3-Wege-Ventil im Solarkreis
haben. Über diese Kurzschlußstrecke (Bypass)
vor dem PWT wird der Kreislauf während einer längeren oder
starken Frostperiode erst frostfrei
gefahren. Dadurch wird er PWT vor Beschädigung geschützt.
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3-Wege-Ventil
zur Frostsicherung und Schichtenspeicherung |
Quelle:
Viessmann Werke GmbH & Co. KG |
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Besonders in Großanlagen,
bei denen die Rohrleitungen des Solarkreises
(Primärkreis) auf dem Dach länger als diejenigen im
Gebäude sind, ist der Einsatz einer Frostschutzeinrichtung
für den externen Wärmetauscher sinnvoll.
Bei extrem niedrigen Außentemperaturen kann es vorkommen,
dass der Kollektor aufgrund der Sonneneinstrahlung wärmer
als der Speicher ist, aber die Solarflüssigkeit
in den Rohrleitungen noch sehr kalt ist. Wenn diese Flüssigkeit
in diesem Zustand bei dem Anlaufen der Anlage in den PWT kommt,
kann es zu Frostschäden in dem Bauteil
kommen. Durch ein 3-Wege-Ventil und ein Thermostat
im Primärkreis wird der Weg zum Wärmetauscher
erst bei einer Temperatur > 5 °C freigegeben.
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3-Wege-Ventil
zur Frostsicherung |
Quelle:
Viessmann Werke GmbH & Co. KG |
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| Spülstutzen
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Nur mit
richtig dimensionierten und angeordneten
Spülstutzen können Flüssigkeitssysteme
richtig gereinig und luftfrei gespült
werden. Das Spülen
und Reinigen von Heizungs-,
Kühl- und Solaranlagen
ist in verschiedenen Normen vorgeschrieben. Dabei sollen
z. B. vor dem endgültigem Befüllen
in der Anlage der zweifache Wasserinhalt (ÖNORM) durchfließen.
Außerdem sehen die Normen die “abschnittsweise
Spülung” vor. |
In einem
Einfamilienhaus mit Fußbodenheizung und einer kleinen
Solaranlage mit 1.000 Liter Pufferwasser sind 1.500 bis
2.000 Liter Heizwasser gegeben. Und dieses Wasservolumen
muss zwei mal durch die Anlage gespült werden. Ob die
Arbeit nur einen halben oder einen ganzen Tag dauert, hängt
z. B. auch von Öffnungsgröße dem Füll-
bzw. Spülstutzen ab. Denn es gilt: |
Je
größer die Öffnung, umso größer
der Durchsatz. |
Ein hoher
Spüldruck ist in alten Systemen
riskant. So können z. B. Korrosionsrückständen
an Engstellen zu Stopfpfropfen werden oder
Lufteinschlüsse werden statt ausgespült
zusammengepresst und dehnen sich nach Abschluss
der Spülarbeiten wieder aus, wenn das System auf den
geringeren Betriebsdruck zurückgeführt wird. Eine
große Spülöffnung erlaubt den gleichen Wasserdurchsatz,
nahezu druck- und somit risikolos. |
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Anordnung
der Spülstutzen |
Quelle:
MS Schwarz GmbH |
Quelle:
ceteaqua Sotta & Punke GbR |
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Quelle:
AFRISO-EURO-INDEX GmbH |
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Wenn der
Druck in der Anlage den Ansprechdruck des
Sicherheitsventils überschreitet,
wird über die Abblaseleitung solange
Flüssigkeit abgeblasen, bis der Druck wieder unter
den Schließdruck des SV's (ca. 0,5 unter Ansprechdruck)
gesunken ist. Diese Flüssigkeit muss in einem geeigneten
Behälter aufgefangen und der Anlage zurückgeführt
werden, denn die Solarflüssigkeit
darf nicht über die Kanalisation
entsorgt werden. |
| In der Praxis
wird in den meisten Anlagen der leere Glykolbehälter
auf den Fußboden gestellt und die
Ablaseleitung reingehängt. Dieser Solar-Auffangbehälter
aus Kunststoff (9 Liter) wird mit der Abblaseleitung fest
verbunden. In diesem Fall benötigt der Anschluss der
Abblaseleitung des Sicherheitsventils einen Auffangtrichter.
An dem Behälter sind ein FE-Hahn zum
Entleeren, ein Sondenanschluss für
etwaige externe Meldesysteme und ein Rohranschluss
für ein Sicherheitsventil integriert. |
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| Lufttopf/Flüssigkeitsvorlage
mit Entlüftungseinrichtung |
Dieser
Behälter kann eingebaut werden, wenn die Anlage
wenig Inhalt hat und durch kleine Undichtigkeiten
an der Entlüftungseinrichtung ein schneller Druckverlust
entstehen könnte. |
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Rückschlagventil
für Solaranlagen |
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| Rückschlagventil
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Das Rückschlagventil
in einer thermischen Solaranlage muss für
Systemtemperaturen bis 200 °C und für
den Einsatz eines Frostschutzmittels (z.B. Glykol) geeignet
sein. Meistens sind diese Bauteile in den Kompaktstationen
eingebaut. |
Die Absperreinrichtung
mit Kugelhahn und eingebautem
Rückschlagventil muss so angeordnet
werden, dass die Solarflüssigkeit
nicht über 90 °C kommt. Der Griff ist aus einem
Material gefertig, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit
hat. Somit kann es auch bei höheren Temperaturen betätigt
werden. |
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Kugelhahn
mit eingebautem Rückschlagventil |
Quelle:
CALEFFI Armaturen GmbH |
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Schwerkraftbremse
bis 190 °C für Solaranlagen |
Quelle:
Reiche Spezialarmaturen
GmbH |
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Die Einlege-Schwerkraftbremse
mit oder ohne Luftschleuse wird in den
Druckstutzen der Umwälzpumpe
oder in eine flachdichtende Verschraubungen
montiert. Da die zulässige Temperatur 190 °C
ist, eignet sich dieses Bauteil auch für thermische
Solaranlagen. |
Die Schwerkraftbremse
zur Direktverschraubung auf die Umwälzpumpe
wird mit dem Innengewinde auf den Druckstutzen
der Umwälzpumpe, austrittseitig mit Außengewinde
geschraubt, passend für das Einlegeteil und die Überwurfmutter
der Umwälzpumpe. |
| . |
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Schwerkraftbremse
für Solaranlagen bis 300 °C (mit Aufstellschraube
bis 170 °C ) |
Quelle:
Reiche Spezialarmaturen
GmbH |
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Wenn die
Rückschlagklappe über der
Pumpe sitzt, dann kann sich bei abgeschalteter
Pumpe dort ein Luftpolster bilden, dieses
führt zum Trockenlauf der Pumpe. Sie fördert
keine Flüsigkeit mehr. Deswegen sollte die Klappe
unter der Pumpe angeordnet sein. Dadurch
kann sie Anlaufen, das Luftpolster mitreißen, an einer geeigneten
Stelle (Lufttopf
- wenn vorhanden) sammeln und dort automatisch
oder von Hand entweichen. In Wassersytemen reicht oft
eine kleine Bohrung in der Klappe, damit die Luft entweichen
kann. In Systemen mit Frostschutzmittel funktioniert das nicht immer. |
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| Umwälzpumpe
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Mikroblasenluftabscheider |
CALEFFI
Armaturen GmbH |
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| Luftabscheider
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In Solaranlagen
werden hauptsächlich Absorptionsluftabscheider
(Mikroblasenluftabscheider) eingebaut. In der Regel benötigen
luftfreigespülte Anlagen keinen Abscheider. |
| > mehr
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Füllarmatur
mit Spülstutzen |
Quelle:FeisTec
GmbH |
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| Befüllarmatur
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| Eine Füllarmatur sollte
gleichzeitig als Spülstutzen verwendet
werden können. |
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Quelle:
MS Schwarz GmbH |
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Quelle:
CALEFFI Armaturen GmbH |
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Strangregulierventil
für Solaranlagen |
Ein Strangregulierventil
für den Einsatz in thermischen Solaranlagen
muss mit hohen Temperaturen (bis 130 °C) zurechtkommen.
Es können keine normalen Heizungsarmaturen eingesetzt
werden. |
Besonders
in großen Anlagen mit mehreren Kollektorkreisen
muss ein hydraulischer Abgleich durchgeführt
werden, d. h. die Durchflussmengen der Wärmeträgerflüssigkeit
werden exakt einreguliert. Das Solarventil ist für
einen Temperaturbereich von - 30°C bis 130°
C bei einem Glykolanteil von bis
zu 50 % in der Trägerflüssigkeit
und bis max. 10 bar Druck einsetzbar. |
Mit den
Strangregulierventilen können die Soll-Durchflussmengen
der einzelnen Kollektorkreise einfach, präzise und
ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie Differentialmanometer,
eingeregelt werden. Die Durchflussmenge wird über ein
in einem Bypass sitzenden Messgerät
kontrolliert und kann direkt abgelesen werden. Angezeigt
wird der Wert über eine in einer transparenten Flüssigkeit
schwimmenden Metallkugel. Dieses technische
Detail erlaubt den Verzicht auf ein wasserführendes
Schauglas, die Gefahr von berstenden Gläsern ist damit
nicht mehr gegeben. Auch verschmutzte Gläser, die nach
längeren Betriebszeiten das genaue Ablesen erschweren
können, sind nicht notwendig. |
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Funktionsweise |
Die Einregelierung
erfolgt über einen Kugelhahn (1),
der mit einer Steuerspindel (2) betätigt
wird; der Durchfluss wird von einem in By-Pass installiertem
Durchflussmesser (3) auf dem Ventilgehäuse
überwacht, der während des normalen Betriebs ausgeschaltet
werden kann. Der Durchflusswert wird von einer Metallkugel
(4) in einer transparenten Führung
(5) angezeigt; neben der Anzeige befindet sich eine Skala
(6). |
Der Schieber
der die Verbindung zwischen Durchflussmesser und Ventil
absperrt bzw. herstellt, wird mit einem Ring
geöffnet und schließt sich nach der Messung automatisch.
Die eingebaute Feder und eine EPDM-Dichtung
verhindern, dass während des normalen Betriebes Flüssigkeit
eindringen kann. Der Ring hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit,
so dass Verbrennungen bei dem Öffnen des Durchflussmessers
ausgeschlossen sind, auch wenn durch das Ventil sehr heiße
Flüssigkeit fließt. Die Kugel wird von einem
Magnet gezogen, der fest mit dem Schwimmer
verbunden ist. Dadurch bleibt die Anzeige sauber und präzise. |
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Aufbau
des Strangregulierventils |
Quelle:
CALEFFI Armaturen GmbH |
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Rohrdämmung |
Rohrleitungen
von Solaranlagen unterliegen nicht der Energieeinsparverordnung (EnEV):
Erzeugung und Verbrauch von Solarenergie sind CO2-neutral. Rohrleitungen
von Solaranlagen sind jedoch ebenfalls so zu dämmen, dass die erzeugte
Energie der Anlage ohne wesentliche Verluste genutzt werden kann. |
Es werden
daher keine rechtlichen Anforderungen an die Begrenzung
der Wärmeabgabe durch eine Dämmung dieser Rohrleitungen gestellt.
Um Wärmeverluste so gering wie möglich zu halten, wird auch
bei Rohrleitungen von Solaranlagen der Einsatz der Dämmschichtdicke
gemäß Anlage 5, Tabelle 1, EnEV 2009 empfohlen. Eine Wärmebeständigkeit
des Dämmmaterials
bis 150 °C sollte selbstverständllich und die Dämmung
von Außenleitungen müssen UV-beständig und gegen äußere
Beschädigungen (pickfest) beständig sein. |
DIN 4140,
Teil 1: "Dämmarbeiten an betriebstechnischen Anlagen - Ausführung
von Wärme- und Kältedämmung"
DIN 18 421 (VOB, Teil C): "Dämmarbeiten an technischen Anlagen" |
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Checkliste
- Installation, Inbetriebnahme und dauerhafte Funktionssicherheit
einer Solaranlage |
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i.
O. |
nicht
i. O. |
Bemerkung |
| Kollektoren
sturmsicher installiert |
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| Solarleitung
an Potenzialausgleich angeschlossen |
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| Blitzschutzeinrichtung |
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| Ausblaseleitung
fest am Sicherheitsventil des Solarkreises installiert |
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| Auffanggefäß
unter Ausblaseleitung (Solarkreis) aufgestellt |
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Ausblaseleitung
am trinkwasserseitigen Sicherheitsventil installiert und am Abwasser
angeschlossen
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| Thermostatisches
Mischventil am Warmwasserabgang installiert |
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| Solarkreis
gespült |
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| Solarkreis
abgedrückt inkl. Leckkontrolle von Verschraubungen und Löt-/Pressverbindungen |
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|
Dichtigkeit
von allen Verbindungsstellen (Stopfbuchsen an
Absperrventil und KFE-Hähne) geprüft |
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| Anlage
mit Solarflüssigkeit gefüllt |
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| Mischungsverhältnis
geprüft - Verhältnis Wasser:Solarflüssigkeit |
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| Frostsicherheit:
________°C |
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| Vordruck
im Ausdehnungsgefäß (vor Befüllen prüfen)______bar |
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| Anlagendruck
(kalt)______bar |
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| Pumpe,
Speicherwärmetauscher und Kollektor entlüftet (Schwerkraftbremse
zum Entlüften blockieren) |
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| Automatische
Entlüfter am Kollektor durch Kugelhahn abgesperrt |
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| Schwerkraftbremse
in Funktion |
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| Warmwasserspeicher
trinkwasserseitig entlüftet |
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| Temperaturfühler
zeigen realistische Werte an |
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| Solarpumpe
läuft und wälzt um (Volumenstrommesser: _______l/min) |
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| Solarkreis
und Speicher werden warm |
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| Kesselnachheizung
startet bei: _________°C |
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| Optional:
Zirkulationspumpenlaufzeit von ________Uhr bis ________Uhr, |
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| thermostatisch
geregelt: ja/nein |
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Der
Anlagenbetreiber wurde wie folgt eingewiesen:
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•
Grundfunktionen und Bedienung des Solarreglers inkl.
Zirkulationspumpe |
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| •
Einweisung in Kontrollmöglichkeit der Speicher-Schutzanode |
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| •
Wartungsintervalle |
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| •
Aushändigung der Unterlagen evtl. Sonderschaltschema |
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| •
Ausfüllen der Betriebsanweisung |
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Quelle: BDH
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Hinweis!
Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website
aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung
eines unnötigen Rechtsstreites, mich
umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig
Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere
Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter
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mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung
ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht
als unbegründet zurückgewiesen. |
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