Ohne Druck die Sonne nutzen – Drain-back-Solarsystem – Merkmale und Montagehinweise
Bei einer solarthermischen Anlage erwärmt die Sonne den Kollektor auf dem Dach. Diese Energie gelangt über den in der Rohrleitung zirkulierenden Wärmeträger zum Speicher. Dort befindet sich ein Wärmetauscher, über den die Energie (Wärme) an das Heizungswasser oder an das Trinkwasser abgegeben wird. So arbeiten alle solarthermischen Anlagen. Aber es gibt Unterschiede im System. Eines von ihnen stellt das drucklose Drain-back-System dar.
Anbringen der Dachhaken. Bei einem Drain-back-System müssen sie verstellbar sein, um später Anpassungen vornehmen zu können.
Eine Drain-back-Anlage kennt wie alle anderen thermischen Solaranlagen zwei Betriebszustände: Ist die Strahlung intensiv genug, ist sie in Betrieb. Reicht die Strahlung nicht aus, schaltet sich die Drain-back-Anlage ab und das System entleert sich selbsttätig.
Montage der Profilschiene an den Dachhaken.
Das Kollektorfeld muss mit stetigem Gefälle zum unteren Kollektoranschluss ausgerichtet werden. Auch die Dachdurchführung muss so ausgeführt werden, dass das Gefälle der Verbindungsleitung sichergestellt ist.
Funktionsweise einer Druck-Anlage
Bei einer (konventionellen) druckbehafteten Solaranlage ist das Wärmeträgermedium im Kollektorkreislauf oft ein frostsicheres Wasser-Glykol-Gemisch. Erreicht die Temperatur in den Kollektoren ein nutzbares Niveau, wird die im Kollektorkreislauf befindliche Sole durch die Kollektoren und den im Speicher befindlichen Wärmetauscher gepumpt. Im Wärmetauscher wird die in den Kollektoren aufgenommene Solarenergie an das Speicherwasser abgegeben.
Funktionsweise einer Drain-back Anlage
Die Bezeichnung Drain-back bedeutet so viel wie „Rückentleerung“, was auch schon die Funktionsweise beschreibt. Erreicht die Temperatur in den Kollektoren ein nutzbares Niveau, wird das drucklos im Speicher befindliche Pufferwasser direkt durch die Kollektoren gepumpt. Andernfalls schaltet die Pumpe ab, was bedeutet, dass sich das System automatisch entleert. Daher benötigen die meisten dieser Systeme keinerlei Frostschutzmittel.
Merkmale einer Drain-back-Anlage
Ein sehr wichtiger Unterschied zu Drucksystemen ist, dass bei einer Drain-back-Anlage keine Stagnation, also Anlagenstillstand bei Sonneneinstrahlung, auftreten kann. Bei Drucksystemen kann dies im Sommer bei hoher solarer Einstrahlung vorkommen, wenn der Speicher vollständig geladen ist, d.h. die maximale Temperatur von z.B. 75°C erreicht ist. Bei einer Stagnation findet ein Verdampfungsprozess der Wärmeträgerflüssigkeit im Kollektor statt, was eine erhöhte Bauteilbelastung und mögliche Schädigung der Wärmeträgerflüssigkeit zur Folge haben kann. Bei einer Drain-back-Anlage kann das nicht auftreten, weil der Kollektor leergelaufen ist.
Bei einem drucklosen System, bei dem der Speicher als Auffangbehälter dient, entfallen einige sonst bei der Druckanlage notwendige Komponenten wie Membrandruckausdehnungsgefäß und Sicherheitsventil. Dies hat eine hohe Betriebssicherheit und einen geringen Wartungsaufwand zur Folge, da lediglich der Füllstand des Speichers jährlich geprüft werden sollte. Zudem sind bei Drain-back-Anlagen die Wärmeübertragung sowie die Wärmespeicherkapazität des Wassers effizienter als bei einem Wasser-Glykol-Gemisch.
Montage eines drucklosen Systems
Generell ist zu beachten, dass die Betriebssicherheit bei Arbeiten auf dem Dach ein wichtiges Thema ist. Montagearbeiten auf dem Dach sowie Arbeiten an der Heizungsanlage und der elektrischen Installation sind nur durch autorisierte und geschulte Fachkräfte unter Beachtung der gültigen Richtlinien und Vorschriften mit geeigneter persönlicher Schutzausrüstung durchzuführen.
Insbesondere bei der Montage einer Drain-back-Anlage müssen wichtige Punkte beachtet und spezielle Komponenten verwendet werden, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten. Dies betrifft vor allem die Dachhaken, das Kollektorfeld, die Dachdurchführung, die Rohrleitungen und die Solarstation:
- Die Dachhaken müssen verstellbar sein, um Dachunebenheiten, vor allem bei Altbauten, ausgleichen zu können.
- Das Kollektorfeld muss mit stetigem Gefälle zum unteren Kollektoranschluss ausgerichtet werden, damit sich die Kollektoren restlos entleeren können.
- Die Dachdurchführung muss so ausgeführt werden, dass die Rohrleitung mit stetigem Gefälle zum Speicher verläuft. Ein Gegengefälle (Siphon-Wirkung) ist über die gesamte Strecke zu vermeiden.
- Die Solarstation muss ebenfalls für eine Drain-back-Anlage ausgelegt sein, um ein Leerlaufen des Systems zu gewährleisten.
Fazit
Das Drain-back-System bietet gegenüber einem Drucksystem viele Vorteile. Bei der Montage müssen jedoch wichtige Punkte beachtet werden, um eine optimale Betriebsweise zu gewährleisten. Ein Drain-back-System ist aufgrund der Besonderheiten bei der Montage auch nicht für jedes Haus geeignet. Ob ein Drain-back- oder ein Drucksystem am besten geeignet ist, hängt von vielen Faktoren ab, die vorab geprüft werden müssen.
Quelle: Rotex Heating Systems GmbH, Güglingen
Bilder: Rotex
www.rotex.de
