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2.Funktionsbeschreibung:
Pumpendimensionierung, Stufeneinstellung und hydaulische Besonderheiten:
Für eine optimale Funktion der Solaranlage ist die Dimensionierung und die eingestellte
Stufe der Pumpe (1, 2, oder 3) von entscheidender Bedeutung. Die maximale Pumpenleistung
muß entsprechend der benötigten Wassermenge für Volllast der Kollektoren ausgewählt
werden. Zur Berechnung der abzuführenden Leistung muß die eingestellte Maximalspreizung
berücksichtigt werden. Die Pumpendimensionierung sollte für die Pumpenstufe 2 erfolgen,
um eventuelle Abweichungen gegebenenfalls durch die Wahl einer anderen Pumpenstufe
kompensieren zu können; eine zentrale Eindrosselung wird nicht benötigt.
Durch die Pumpenleistungsregelung lassen sich kleine Wassermengen bis zu 5% der
Maximalwassermenge realisieren. Bei Anlagen mit großen Kollektorfeldern muß besonders
auf eine gleichgewichtige hydraulische Anbindung der Einzelkollektoren geachtet werden.
Für eine einwandfreie Funktion empfehlen wir, leichtgängige Rückschlagklappen anstelle
von Schwerkraftbremsen zu verwenden. Die Pumpengruppe sollte sich im Dachbodenbereich
befinden. Bei Anlagen mit zwei unterschiedlich ausgerichteten Kollektorfeldern (Ost / West)
arbeiten beide Pumpen auf einen gemeinsamen Strang. Es wird je eine gemeinsame Vor- und
Rücklaufleitung benötigt. Durch diese Anbindung werden die Isolationsverluste minimiert
und es wird eine gewollte Gegenkopplung der Einzelwassermengen beider Kollektorfelder
erreicht. Im Betrieb laufen die beiden Pumpen entsprechend der auf die jeweilige
Kollektorfläche einfallenden Strahlungsleistung.
Regelungstechnische Besonderheiten:
Bei herkömmlichen Solarregelungen wird ein fester Sollwert für die Temperaturdifferenz
eingestellt. Diese feste Sollwertvorgabe stellt einen Kompromiß zwischen optimiertem
Betrieb bei geringer oder hoher solarer Einstrahlung dar. Wird ein kleiner Sollwert gewählt,
läuft die Anlage schnell an; bereits diffuse Einstrahlung bzw. ein kurzes Aufreißen der
Wolkendecke kann zu einem Solarertrag führen - die Anlage läuft insgesamt länger.
Nachteilig ist die häufig viel zu hohe Fließgeschwindigkeit des Trägermediums; das führt zu
einer schlechten Wärmetauscherausnutzung und einem hohen Hilfsenergieeinsatz wegen der
turbulenzbedingten Druck- und Isolationsverluste. Wird ein großer Sollwert gewählt, läuft
die Anlage träge an, liefert jedoch früher ein nutzbares Temperaturniveau. Zum Nachteil sind
die häufig viel zu hohen Isolationsverluste in Kollektor und Rohrleitungen, die mit fallenden
Außentemperaturen stetig ansteigen.
Die novaTec Solarregelung arbeitet mit einer automatischen Selbstoptimierung; d.h. der
Sollwert für die Temperaturdifferenz wird laufend an die Strahlungsleistung, die
Isolationsverluste, den Tauscherarbeitspunkt und den Speicherladezustand angepaßt. Der
errechnete Sollwert aus der adaptiven dT-Nachführung (adaptives dT) kann sich in einem
Bereich zwischen eingestellter Minimal- und Maximal-Spreizung (dT min. < adaptives dT <
dT max.) bewegen. Die Anlage wird dadurch immer im günstigsten Arbeitspunkt, unter
gleichzeitiger Berücksichtigung von Energieertrag und Hilfsenergieeinsatz, betrieben - es
erfolgt ein thermisches Power-Point-Tracking.
Die Pumpenleistungsregelung nach der adaptiven Temperaturdifferenz führt zu einem bis zu
30% höheren Energieertrag gegenüber herkömmlichen Zweipunkt-Pumpenregelungen mit
fester Temperaturdifferenz.
Anwendungsbeispiele für den Einsatz der Regelung:
Auf den folgenden Seiten befinden sich vier typische Anwendungsbeispiele, die aus
Funktionsbeschreibung und Anlagenschema bestehen. Die Beispiele sind als Vorschläge zu
verstehen, die im Detail entsprechend modifiziert werden können; anstelle eines Speichers
kann ein Puffer beladen werden; Zweikreisanlagen können als Ost/West-Anlage oder Anlage
mit unterschiedlicher Ausrichtung der Kollektorfelder ausgeführt werden u.s.w.
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