Hydraulischer Abgleich von Solar-KollektorfeldernDen Solarertrag maximal ausschöpfen
Für parallel geschaltete Solarkollektoren gelten dieselben hydraulischen Gesetzmäßigkeiten wie beispielsweise für eine Fußbodenheizung oder die Strangleitungen eines Heizsystems mit Radiatoren. Der effiziente Betrieb einer solarthermischen Anlage erfordert deshalb neben dem korrekten Betriebsdruck und einer zuverlässigen Entlüftung auch einen hydraulischen Abgleich.
Lange Leitungsstrecken für Solarkollektorfelder erfordern einen hydraulischen Abgleich der Anbindeleitungen. Die Betriebsbedingungen in solarthermischen Anlagen erfordern eine hohe Temperaturbeständigkeit der dazu eingesetzten Strangregulierventile.
Hydraulisch ungünstige Kollektoren werden genauso wie nicht einregulierte Heizkreise oder entfernt gelegene Heizkörper zu wenig durchströmt. Beim Heizkörper wird ein zu geringer Durchfluss schnell an der Raumtemperatur spürbar. In solarthermischen Anlagen bleibt ein schwacher Kollektordurchsatz dagegen weitgehend unbemerkt, wirkt sich aber als Ertragsminderung aus. Durch die Parallelschaltung sollen in jedem Kollektor gleiche Durchflussmengen und Druckverluste herrschen. Ein zusätzlicher hydraulischer Abgleich durch Regelventile ist dann erforderlich, wenn die Druckverluste in den Kollektoren gegenüber den Druckverlusten in den Anschlussleitungen zu gering sind.
Durchflussregulierung für parallel geschaltete Kollektoren
Für den hydraulischen Abgleich parallel geschalteter Solarkollektoren hat Taconova das Strangregulierventil „Setter Bypass SD“ zu einer hochtemperaturbeständigen Ausführung weiterentwickelt. Bei parallel geschalteten Kollektoren wird innerhalb der Dachverrohrung je Kollektor ein Setter-Abgleichventil (i. d. R. rücklaufseitig) am Anschluss des Kollektors eingesetzt, um für jeden Kollektor exakt die richtige Durchflussmenge einstellen zu können. Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind solare Großanlagen auf Flachdächern, die in mehrere Kollektorfelder unterteilt sind. Durch die langen und oftmals verzweigten Leitungswege für die Verrohrung der Kollektoren wird ein hydraulischer Abgleich erforderlich.
Die Parallelschaltung soll in jedem Kollektor annähernd gleiche Durchflussmengen und Druckverluste bewirken, um das Energieeinsparpotenzial durch Solarnutzung größtmöglich ausschöpfen zu können. Die hydraulische Verschaltung nach dem Tichelmann-Prinzip ist dafür nicht immer ausreichend. Bislang wurde die Parallelschaltung allerdings nur wenig praktiziert, da für die auftretenden hohen Temperaturen keine geeigneten Durchflussregler verfügbar waren, die zumindest kurzzeitig Stillstandstemperaturen von über 160 °C standhalten.
Der für den Einsatz in Solarwärmeanlagen konzipierte Setter Bypass SD Solar HT ist für eine Dauertemperatur von 185 °C und kurzzeitig bis 195 °C beständig. Der Messkörper kann nach der Einregulierung abgenommen und durch ein mitgeliefertes Verschlussset ersetzt werden, um die Dauerbelastbarkeit bis zur maximal zulässigen Betriebstemperatur zu gewährleisten.
Solar-Abgleichventil im Dauertest geprüft
Der für den Einsatz in Solarwärmeanlagen konzipierte „Setter Bypass SD Solar HT“ ist für eine Dauertemperatur von 185 °C und kurzzeitig bis 195 °C beständig. Bei dieser Hochtemperatur-Ausführung empfiehlt der Hersteller, den Messkörper nach der Einregulierung abzunehmen und durch ein mitgeliefertes Verschlussset zu ersetzten, um die Dauerbelastbarkeit bis zur maximal zulässigen Betriebstemperatur zu gewährleisten. Das Abgleichventil wurde durch das Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW) der Universität Stuttgart einem Dauertest unterzogen. Durch ein Langzeit-Prüfverfahren sollte die Dauertemperaturbeständigkeit geprüft und damit die Einsetzbarkeit für die thermischen Beanspruchungen in unmittelbarer Nähe der Solarkollektoren ermittelt werden. Dazu wurde die Armatur während 1000 Stunden einer Prüftemperatur von konstant über 200 °C bei einem Dampfdruck von 16 bar ausgesetzt.
Einsatzbeispiel für das Solar-Strangregulierventil Setter Bypass SD Solar HT im Anschluss einer drucklosen Solar-Speicherbatterie. Die Durchflussmenge wird direkt in l/min eingestellt.
Durchflussmessung im Bypass
Der als Bypass angeordnete Messkörper arbeitet nach dem Schwebekörper-Prinzip und wird nur dann durchströmt, wenn zum Ablesen und Einstellen der Durchflussmenge der orangerote Bügel gedrückt gehalten wird. Der Messkörper kann durch in der Armatur integrierte selbstschließende Ventile unter Betriebsdruck abgenommen werden. Für Wartungsarbeiten kann der Messkörper nach Abkühlung der Anlage wieder aufgesetzt werden, um die Durchflussmenge zu kontrollieren und ggf. nachzujustieren.
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