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Planungshinweise
(Fortsetzung)
Ermittlung des Heizungsanlagenvolumens (Anhaltswerte)
1000
800
600
400
200
130
0
5
10
20
Heizleistung in kW
A Konvektoren
B Plattenheizkörper
Ausdehnungsgefäß und Kühlkörper für den Solarkreis
Stagnation in Solaranlagen
Alle sicherheitstechnischen Einrichtungen einer Solaranlage müssen
auf den Stagnationsfall ausgelegt sein. Falls bei Einstrahlung auf das
Kollektorfeld eine Wärmeabnahme im System nicht mehr möglich ist,
wird die Solarkreispume ausgeschaltet und die Solaranlage geht in
Stagnation. Auch länger andauernde Anlagenstillstände, z.B. durch
Defekte oder Fehlbedienung, können nie ausgeschlossen werden.
Das führt zu einem Anstieg der Temperatur bis auf die Kollektormaxi-
maltemperatur. Dabei sind Energiegewinn und -verlust gleich. In den
Kollektoren werden Temperaturen erreicht, die den Siedepunkt des
Wärmeträgermediums überschreiten. Aus diesem Grund müssen
Solaranlagen entsprechend den einschlägigen Regeln eigensicher
ausgeführt werden.
Eigensicherheit bedeutet:
■ Die Solaranlage darf durch Stagnation keinen Schaden nehmen.
■ Die Solaranlage darf während der Stagnation keine Gefährdung
darstellen.
■ Die Solaranlage muss nach Beenden der Stagnation wieder selbst-
tätig in Betrieb gehen.
■ Kollektoren und Rohrleitungen müssen für die im Stagnationsfall zu
erwartenden Temperaturen ausgelegt sein.
Bezüglich des Stagnationsverhaltens ist ein niedriger Anlagendruck
vorteilhaft: 1 bar Überdruck (bei Befüllung und einer Temperatur des
Wärmeträgermediums von ca. 20 °C) am Kollektor ist ausreichend.
Eine entscheidende Größe bei der Planung von Druckhaltung und
Sicherheitseinrichtungen ist die Dampfproduktionsleistung (DPL).
Diese gibt die Leistung des Kollektorfeldes an, die bei Stagnation in
Form von Dampf an die Rohrleitungen abgegeben wird. Die maximale
Dampfproduktionsleistung wird vom Entleerungsverhalten der Kollek-
toren und des Feldes beeinflusst. Je nach Kollektortyp und hydrauli-
scher Einbindung ist mit unterschiedlichen Dampfproduktionsleistun-
gen zu rechnen (siehe folgende Abbildung).
VITODENS
D
C
B
A
30
40
50
C Radiatoren
D Fußbodenheizung
Ermittlung des Ausdehnungsfaktors A
mittl. Wassertemp. [ºC]
50
60
70
A
B
A Flachkollektor ohne Flüssigkeitssack
DPL = 60 W/m
2
B Flachkollektor mit Flüssigkeitssack
2
DPL = 100 W/m
C Vakuum-Röhrenkollektor Anschlussgehäuse seitlich
DPL = 100 W/m
2
D Vakuum-Röhrenkollektor Anschlussgehäuse oben
DPL = 200 W/m
2
Die im Stagnationsbetrieb unter Dampf stehende Rohrleitungslänge
(Dampfreichweite) wird aus dem Gleichgewicht zwischen Dampfpro-
duktionsleistung des Kollektorfeldes und den Wärmeverlusten der
Rohrleitung berechnet. Für die Verlustleistung einer mit handelsüb-
lichem Material zu 100 % gedämmten Solarkreisverrohrung aus Kup-
ferrohr werden folgende Praxiswerte angenommen:
Abmessung
Wärmeverlust in W/m
12 x 1/15 x 1/18 x 1
22 x 1/28 x 1,5
■ Dampfreichweite kleiner als die Rohrleitungslängen im Solarkreis
(Vor-und Rücklauf) zwischen Kollektor und Ausdehnungsgefäß:
Der Dampf kann im Stagnationsfall das Ausdehnungsgefäß nicht
erreichen. Für die Auslegung des Ausdehnungsgefäßes muss das
verdrängte Volumen (Kollektorfeld und dampfgefüllte Rohrleitung)
berücksichtigt werden.
■ Dampfreichweite größer als die Rohrleitungslängen im Solarkreis
(Vor-und Rücklauf) zwischen Kollektor und Ausdehnungsgefäß:
Einplanung einer Kühlstrecke (Kühlkörper) zum Schutz der Memb-
rane des Ausdehnungsgefäßes vor thermischer Überlastung (siehe
folgende Abbildungen). In dieser Kühlstrecke kondensiert der
Dampf wieder und bringt das so verflüssigte Wärmeträgermedium
auf eine Temperatur unter 70° C.
f
Ausdehnungsfaktor A
f
0,0121
0,0171
0,0228
C
D
VIESMANN
6
25
30
65
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