Kompakte solarthermische Übertragungsstationen

Optimierte Nutzung solarer Erträge in mittleren und größeren Leistungsbereichen

Dipl.-Ing. (FH) Torben Schmanteck

Aufgrund des Frostschutzes werden nahezu alle thermischen Solarsysteme mit einem Glykol-Wassergemisch, ein Heizungssystem dagegen meist mit Wasser betrieben. Zur Übertragung der solarthermischen Erträge in den Heizungs- oder Trinkwasserkreis wird daher ein Wärmeübertrager eingesetzt. Dieser trennt die Systeme und überträgt die thermische Energie zwischen zwei Flüssigkeiten, ohne diese zu vermischen.

Bei Kleinanlagen wird die Aufgabe meist von einem in den Speicher integrierten Glattrohrwärmeübertrager übernommen. Wenn die Kollektorfelder größer werden, reicht die Übertragungsleistung dieser Wärmeübertrager jedoch nicht mehr aus. Bei größeren Anlagen, wie z.B. in Mehrfamilienhäusern, übernehmen daher solare Übertragungsstationen die Aufgabe, die in den Solarkollektoren gesammelte Wärmeenergie in den Heizwasserkreis zu übertragen.

Durch integrierte Plattenwärmeübertrager und abgeglichene Komponenten wird eine hervorragende Wärmeübertragung ermöglicht, veränderbare Volumenströme passen das System den Gegebenheiten und dem aktuellen Regelungsziel, wie z.B. High-Flow oder Low-Flow-Betrieb, optimal an. Eine aktive Rolle spielen hierbei integrierte Volumenstromsensoren, Hocheffizienzpumpen mit einem extrem großen Stellbereich und eine leistungsorientierte Regelung, die die gewonnene Energie niveauabhängig auf unterschiedlich priorisierte Speicher oder Speicherbereiche verteilt.

Zur solar unterstützten Warmwasserbereitung existieren unterschiedliche Anlagenkonzepte, die je nach Nutzungsart verschiedene Vor- und Nachteile bieten. Im Kern unterscheiden sich diese in der Anzahl und der Art der Speicher und deren Einbindung in das Gesamtsystem.
Für die Wärmezufuhr und -entnahme in Ein- und Zweifamilienhäusern bringt eine Einspeicherlösung mit integriertem Solarwärmeübertrager und integriertem Trinkwasserspeicher eine kompakte Bauform und preisliche Vorteile mit sich. Aufgrund der geringen Oberfläche des Wärmeübertragers und der für einen optimalen Wärmeübergang ungünstigen lediglich einseitigen Strömung sind die thermischen Übertragungsleistungen dieser Speicher für größere Anlagen jedoch nicht ausreichend.

Anforderungen an solare Übertragungsstationen für Grossanlegen
Um einzelne oder mehrere große Pufferspeicher in Mehrfamilienhäusern, industriell genutzten Komplexen oder Einrichtungen, wie Sportstätten, Krankenhäusern und Pflegeheimen, effizient mit solarthermischer Energie zu versorgen, bedarf es externer Wärmeübertrager mit einem hohen Wirkungsgrad sowie intelligenter System- und Regelungstechnik. Zu diesem Zweck werden in nahezu allen auf dem Markt erhältlichen solaren Übertragungsstationen gelötete Plattenwärmeübertrager eingesetzt, deren kompakte Bauform ideale Voraussetzungen für eine platzsparende, isolierte Stationsintegration bietet. Die speziell geformten Platten bilden Strömungsturbulenzen, die […]