Speicher
Da Wärmeangebot und Bedarf nicht übereinstimmen, muß die solar erzeugte Wärme in einem Speicher gesammelt werden. Der Speicher im System einer solaren Anlage muß spezifische Betriebsbedingungen erfüllen.
Funktionsweise
Der Solarspeicher zur Trinkwassererwärmung verfügt in der Regel über zwei Wärmetauscher (bivalent). Der untere ist für die Übertragung der Wärme aus dem Sonnenkollektorkreis zuständig, der obere ist an den Heizkessel angeschlossen und sorgt bei Bedarf für die notwendige Nacherwärmung. Das leichtere warme Wasser sammelt sich im oberen, das schwerere kalte Wasser im unteren Bereich. Ein Temperatursensor in der Mitte des jeweiligen Wärmetauschers regelt den Prozess der Temperaturschichtung. Der Kaltwasseranschluß befindet sich unten, der Warmwasserausgang oben.
Der Speicher zur zusätzlichen Heizungsunterstützung wird als Pufferspeicher bezeichnet. Im Pufferspeicher befindet sich Wasser des Heizungskreislaufes. Heizungswasser und Trinkwasser sind getrennte Kreislaufsysteme.
Die Grafik zeigt das Prinzip eines Zweikreissystems - 2 Wärmetauscher - .(Hanser-Verlag)
Auslegung
Ein solarthermisches Trinkwassersystem wird so ausgelegt, daß die Sonne im Jahresmittel 50 bis 60 Prozent des Warmwasserbedarfes deckt. Die Solaranlage kann dann den Warmwasserbedarf in den Sommermonaten nahezu vollständig decken. Der Solaranteil kann in den Wintermonaten auf unter 10 % sinken. Der restliche Bedarf muß dann von der Heizungsanlage gedeckt werden.
Für eine detaillierte Auslegung muß erst einmal der Warmwasserbedarf bestimmt werden. Dies ist schwierig, da der Heizöl- u. Erdgasverbrauch den Bereichen Wassererwärmung und Heizungsunterstützung nicht eindeutig zugeordnet werden kann. Die folgende Faustregel ist zwar überschlägig, könnte aber den normalen Anforderungen gerecht werden:
Kollektorgröße: 1...1,5 m² Flachkollektor pro Person und
Speichergröße: 80...100 l pro Person.
Bei Vakuumröhrenkollektoren kann die Kollektorgröße rund 30 % kleiner dimensioniert werden. Bei weniger als 3 bis 4 m² würden die Wärmeverluste aber überdurchschnittlich ansteigen.
Die Grafik zeigt den typischen Verlauf des solaren Deckungsgrads solarthermischer Trinkwasseranlagen (Hanser-Verlag).
