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Die Erträge von Solarkollektoren
werden in Pufferspeichern bzw. großen Warmwasserboilern für
sonnenlose Zeiten gespeichert.
Einfache Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung in Ein-und Zweifmilienhäusern
arbeiten nach dem folgenden Prinzip:
Die Sonne erwärmt den Absorber im Solarkollektor und eine Umwälzpumpe fördert
das in diesem Kreislauf befindliche Solarmedium
(Frostschutzmittel) in einen Wärmetauscher, der im unteren Bereich eines Brauchwasserboilers
sitzt. Dort wird die Energie an das zuströmende Kaltwasser abgegeben,
das sich erwärmt und der Schwerkraft folgend nach oben steigt.
Falls die Sonneneinstrahlung nicht ausreicht, wird mit einer Heizquelle
nachgeheizt, idealerweise mit einer Holzheizung.
Brauchwasserboiler für Ein- Zweifamilienhäuser sollten je
nach Warmwasserverbrauch und Kollektorgröße ein Fassungsvermögen
von 200 l bis 600 l haben. Pro Person im Haushalt soll die Kollektorfläche
ca. 1,5 m2 betragen. Mit dieser Dimensionieren können mehr als
2/3 des Warmwasser- Energiebedarfes über das Jahr hinweg solar
gedeckt werden.
Wenn größere Sonnenkollektoranlagen auf Dächer, Fassaden
oder in Gärten gebaut werden, läßt sich über den
solaren Brauchwasserboiler hinaus auch ein Pufferspeicher zur Raumheizung
mittels einer Niedertemperaturheizung mit Wärme versorgen. In
letzterer Zeit setzen sich immer mehr Pufferspeicher mit innenliegendem
Brauchwasserboiler durch, weil damit die Wärmeverluste des Boilers
gleich wieder dem Pufferspeicher zu Gute kommen.
Dieses Prinzip wurde beim Naturparkhaus auch bei der Aufstellung des
Pufferspeichers zentral im Gebäude angewendet. Der Pufferspeicher
ist aber mit dicker Zellulosedämmung isoliert, damit möglichst
viel Energie für sonnenarme Zeiten bleibt.
Mit der Großpufferspeichertechnik baut man auf die langjährige
Erfahrung der Schweizer. Der Pufferspeicher des Naturparkhauses fasst
ca. 21.000 l (21 m3) Wasser. Ein Edelstahlboiler für Brauchwasser
mit ca. 200 l Fassungsvermögen sitzt im oberen Bereich des ca.
6,50 m hohen und ca.1,6 m dicken, gekammerten, gut wärmeisolierten
Stahltanks.
Bei der Dimensionierung von Solarkollektor und Pufferspeicher setzte
man sich zum Ziel, die alljährliche strahlungsarme Periode von
ca.12 bis 20 Tagen Ende November bis Mitte Dezember zu überbrücken.
Bei einer Solaranlagengröße von 110 mē Kollektorfläche
erwies sich eine Pufferspeichergröße von ca. 21.000 l als
ideal. Ende November erreicht somit der Puffer im oberen Bereich immer
noch ca. 80°C.
Im Gegensatz zu kleineren Pufferspeichern wird der Großpufferspeicher im Naturparkhaus über drei, auf unterschiedlichen Höhen gelegene,
Wärmetauscher beladen. Damit lassen sich bereits niedere Kollektortemperaturen
in sonnenarmen Zeiten dadurch nutzen, dass die unteren Bereiche des
Pufferspeichers über den untersten Wärmetauscher nachgeladen
werden können. Im Kollektor und im Puffer sitzen zahlreiche Thermometer.
Eine DDC-Regelung im Keller des Gebäudes ermittelt aufgrund der
gemessenen Temperaturen denjenigen Wärmetauscher, dessen Temperatur
niedriger als die des Kollektors ist. Es wird dann entsprechend unten,
in der Mitte oder
oben im Puffer nachgeladen.
Sollte die Sonnenenergie einmal wirklich nicht ausreichen, kann oberhalb
des obersten Wärmetauschers mit der Holzpelletsheizung nachgeheizt
werden. Die Entnahme für Brauchwassernutzung erfolgt stets ganz
oben. Die Entnahme für die in sich geschlossenen Heizkreisläufe
ist auf zwei Höhen möglich. Der obere Anschluss befindet
sich knapp unter dem Bereitschaftsteil des Brauchwasserboilers, damit
das Brauchwasser auf möglichst hoher Temperatur bleibt.
Vorrangig soll der untere Teil des Puffers tief entladen werden. Die
Solaranlage soll auf einem möglichst "tiefen Temperaturniveau" arbeiten,
was ihren Ertrag steigert. Einer Überhitzung des Puffers im Sommer
kann durch eine Rückkühlung bei Nacht über den Solarkollektor
im umgekehrten Prinzip erfolgen. |
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