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Solarthermie Hydraulik - Thema: Überhitzung
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Das Solarforum von solar4me Solarthermie Hydraulik Überhitzung
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Autor: Beitrag:
BOT
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BOT ist offline

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06.01.2015 8:40 Uhr

Überhitzung
03.01.2015 19:49 Uhr

Hallo,
ich bin der Bernhard und habe mich nach langem Lesen heute hier angemeldet. Auf meine spezielle Frage habe ich noch keine Antwort gefunden, deshalb mal als direkte Frage:
Ich habe eine Luft/Wasser Wärmepumpe die auch das Brauchwasser erwärmt und in einem 350Liter Speicher speichert. Nun möchte ich einen kleinen (150-200L) Solarspeicher mit einem WT in den Zulauf des vorhandenen Speichers klemmen und ca. 2,5m² Flachkollektor auf's Dach schrauben. Da wir nur zu dritt sind, möchte ich die Gesamtspeichermenge nicht zu gross werden lassen (Legionellen).
Nun die eigentliche Frage:
Wie wahrscheinlich ist es, dass im Sommer (ggf. sogar im Urlaub wenn kein WW gebraucht wird) eine Überhitzung des Solarsystems stattfindet?
Macht dieses Vorhaben überhaupt Sinn?
Wunschgedanke ist eine möglichst umfangreiche solare WW-Versorgung im Sommer.

Gruß
Bernhard
nitroxatmer nitroxatmer ist männlich
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nitroxatmer ist offline

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10.05.2020 22:18 Uhr

Re: Überhitzung
03.01.2015 23:35 Uhr

Hallo Bernhard,
um das genau zu berechnen braucht es die durchschnittliche benötigte WW-Menge und die Leistung der Kollektoren im Einbauort.

Generell würde ich zm Austausch des bestehenden Puffers raten,da mehrere Puffer immer zu Problemen führen - im besten Falle "nur" energetisch, häufig aber auch hydraulisch.

BG
Ich hoffe, man kann meinen Gedanken folgen -die sind irgendwie schneller als ich schreiben kann....

Auch wenn es nur Worte sind- ein Danke kommt immer gut an! ;)

UND: bitte gebt zum Schluß auch die Lösung Eures Problems weiter - nur dann hilft es auch Anderen !!
BOT
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BOT ist offline

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06.01.2015 8:40 Uhr

Re: Überhitzung
04.01.2015 11:07 Uhr

Hallo,
die durchschnittlich benötigte Menge ist nicht das, was mir gerade Bedenken in den Kopf treibt. Ohne übermäßigen Aufwand würde ich einen horizontalen Flachkollektor mit ca. 2,5m² unterbringen können.
Meine Bedenken zielen darauf ab, was passiert, wenn wir vielleicht im heissen Sommer mal nur 100 Liter am Tag brauchen, oder im Urlaub überhaupt kein Verbrauch vorliegt. Was passiert dann bei meinem kleinen Speicher? Ich könnte diesen ja mit dem großen Zirkulieren lassen, wäre halt wieder etwas aufwändiger.
Die bestehende Anlage ist noch nicht sooo alt, als dass ich mich um einen Pufferaustausch reissen würde.
Ich bin mir auch bewusst, dass wenn meine Planung funktionieren würde, die "Ersparnis" relativ gering ausfallen würde, deshalb "lohnt" das Ganze auch nur bei einem kompletten Eigenbau ohne großen finanziellen Aufwand. Ich habe halt Spass an solchen Dingen, wenn aber die Sorge grösser ist als der Spass, nicht mehr.
Gruss
Bernhard
nitroxatmer nitroxatmer ist männlich
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nitroxatmer ist offline

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10.05.2020 22:18 Uhr

Re: Überhitzung
04.01.2015 15:34 Uhr

OK.
meine Frage nach den Mengen resultiert aus Deiner Frage nach der möglichen Überhitzung.
Und das kann man nur überschlagen,wenn es Daten gibt ;)

Aus der Leistung der Kollektoren in Deinem Aufstellort (Typ,Lage,Ausrichtung etc)ergibt sich die Leistung, welche im Sommer über sein könnte.
Und daraus ergibt sich,in wie weit man die überschüssige Leistung wieder los werden kann bzw. ob überhaupt ohne weiteres.

Alternativ bleibt notfalls immer,einen alten Heizkörper im Keller ran zu hängen und notfalls den Keller zu heizen. (so mache ich das)

BG
Holger
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BOT
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BOT ist offline

Beiträge: 4

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06.01.2015 8:40 Uhr

Re: Überhitzung
04.01.2015 15:43 Uhr

Hallo Holger,
dann noch mal mit Daten:
Kollektorfläche ca 2,5m², 45° Südausrichtung verschattungsfrei Speicherinhalt 150Liter,im günstigsten Fall 150 Liter Entnahme/Tag im ungünstigsten Fall 0 Liter/Tag.

Schöne Grüße
Bernhard
BOT
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BOT ist offline

Beiträge: 4

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06.01.2015 8:40 Uhr

Re: Überhitzung
06.01.2015 8:49 Uhr

Hallo Holger,
vielen Dank bis hier hin, brauchst Dir über die Daten keinen Kopf mehr machen!
Gruss
Bernhard
nitroxatmer nitroxatmer ist männlich
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nitroxatmer ist offline

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10.05.2020 22:18 Uhr

Re: Überhitzung
06.01.2015 9:01 Uhr

Dann wäre es schön, wenn Du nach Inbetriebnahme mal Deine Erfahrungen teilst
:)
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uwe_guenther uwe_guenther ist männlich
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uwe_guenther ist offline

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01.04.2020 2:10 Uhr

Re: Überhitzung
22.01.2015 2:14 Uhr

Hallo Bernhard, dein Artikel ist zwar schon einen Monat alt, aber ich versuche noch mal meine Erkenntnisse zum Besten zu geben.

Nachdem ich mich ausführlich mit Flachkollektoren-Anlagen in der Theorie beschäftigt habe, habe ich so mehr oder weniger das Gefühl, dass das Stagnationsproblem bei allen normalen PropylenGlykolanlagen ignoriert oder weg-diskutiert wird.

Fakt ist, wenn eine Komponente deiner Anlage ausfällt, z.B. deine Pumpe oder der Strom ausfällt oder du in die Ferien fährst und keiner Wärme abnimmst, dein Kollektor in Stagnation geht.

Ich finde hier ist Stagnation eigentlich ein unzureichendes Wort, weil jemand der neu in die Materie eintaucht, sich m.M. nach darunter erstmal gar nicht viel vorstellen kann.

Bei Stagnation ist die Pumpe abgeschaltet, weil die Wärme vom Speicher nicht mehr abgenommen werden kann, und die Sonne bruzelt Mittag um 12:00 bei 35º C munter weiter auf deinen Kollektor und dann fängt dein Kollektor zu kochen an, sagen wir an irgend einer Stelle wo er zuerst am heissesten wird. Bei dem Agregatszustandswechsel von Wasser nach Wasserdampf erhöht sich sofort das Volumen um das ca. 1700 fache, aber nur für das bisschen Wasser was sich an der heissesten Stelle im Kollektor befindet.

Was du jetzt nicht willst is ein Kollektor der nicht leer läuft, sprich der beide Anschlüsse oben hat, bzw. die Rohrleitungen (Vor- und Rücklauf zum Kollektor) so idiotisch verlegt sind, dass er nicht leer läuft wenn Dampf entsteht.

Weil was passiert wenn du z.B. eine Harfen Kollektor hast, der beide Anschlüsse oben hat:

Irgendwo an der heissesten Stelle im Kollektor geht ein Fingerhut Wasser in Dampf über. Bei einem Kollektor der leer laufen kann würde jetzt das im Kollektor noch nicht verdampfte Wasser durch den schon entstandenen wenigen Dampf vom Fingerhut in den Vorlauf und Rücklauf des Kollektors (Rohrleitungen zum Kollektor) gedrückt, wo es sich nicht mehr weiter erhitzten kann bzw. verdampft wird . Fertig. Dein Flachkollektor und der darin befindlich Wasserdampf heizt sich auf 200º C auf. Damit kann der Kollektor umgehen. Ist ja nur ein Kupferrohr. Das Wasser kann aber leider nicht aus dem besagten Harfen Kollektor ablaufen weil beide Anschlüsse oben sind und er dadurch eine Siphonform hat, also kocht da nicht nur ein Fingerhut voll Wasser aus und geht in Dampf über sondern die ganzen 1,5 -2,5 Liter Wasser die in so einem 2,5 m2 FK sind. Das sind dann ca. 2l * 1700 - 3400l Dampf. Das ist genug Dampf um dir alle im Solarkreis befindliche Flüssigkeit aus dem Solarkreisüberdruckventiel herauszupressen. Weiterhin wird mit hoher Wahrscheinlichkeit das Solar-Ausdehnungsgefäss schaden nehmen, weil dessen Blase nicht mit 200º C heissen Wasserdampf umgehen kann. Unter Umständen schmelzen dir noch andere Komponenten im Solarkreislauf zusammen bzw. segen nach mehreren solcher auskochenden Stagnationen das Zeitliche. Dazu kommt noch das das Propylenglycol eine organische Flüssigkeit mit einem Säurepuffer (pH Wert zwischen 9 und 10) ist, die irgenwann verbraucht ist (wenn der pH Wert < 7 ist), wobei diese auskochenden Stagnationen diesen Verbrauchsprozess eher noch beschleunugen. Das heisst das PropylenGlycol hällt dann keine 10 Jahre sondern nur noch 2 oder 3 Jahre - abhängig von der Anzahl und Heftigkeit der Stagnationen und der PropylenGlykolmenge in deiner Anlage. Weiterhin crackt das Propylenglykol bei hohen Temperaturen aus, sprich das PropylenGlykol verbrennt mehr oder weniger in deinem Kollektor. Da hast du dann feste schwarze brocken im Kollektor und in der Solarleitung. Wenn du Glück hast bekommt man das mit dem Spülen der Leitung wieder hin.

Was ich sagen will ist, dass du den Stagnationsprozess bei deinem Anlagendesign mit einkalkulieren musst, da du Ihn nicht ausschliessen kannst. Auch wenn er vielleicht nur sehr selten auftritt oder du Ihn mit aktiver Kühlung in Griff bekomst, solange die Pumpe, die Steuerung oder der Strom nicht ausfällt.

Ich kenn genug Leute die im Sommer Ihre Siphon-Harfen-Flachkollektoren mit Planen abdecken weil Ihnen schon 2 mal die Pumpe weggeschmolzen ist. Oder Dauerduschen um die Wärme weg zu bekommen. Da redet aber keiner gerne drüber.

Gute FlachKollektoren laufen lehr, haben oben und unten ein Sammlerrohr was mann rechts und links anschliessen oder blind machen kann. Der obere Sammler (in der Regel ein 22mm Kupferrohr) ist dann entweder mit dem unteren Sammler über sagen wir 10 parallel geschaltete senkrechte Kupferröhrchen (meistens CU 18mm) verbunden (Harfe) oder es geht vom oberen zum unteren Sammler eine Serpentine (auch Mäander genannt).

In den beiden folgenden Links ist das Thema sehr gut dargelegt bzw. untersucht worden.

http://www.bosy-online.de/stagnation-thermische_solaranlagen.htm
http://www.uni-kassel.de/upress/online/frei/978-3-89958-430-1.volltext.frei.pdf

Wobei ich den letzten Link sehr interessant und lesenswert finde für jeden der sich eine Kollektor aufs Dach schrauben will. Es ist zwar eine Doktorarbeit am Institut fu&#776;r Solarenergieforschung Hameln (ISFH), lässt sich aber wieder erwarten gut und verständlich lesen.

Gruss Uwe

Beitrag wurde 2 mal bearbeitet, zuletzt von uwe_guenther am 22.01.2015 2:17 Uhr
prehalle prehalle ist männlich
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prehalle ist offline

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02.01.2018 19:49 Uhr

Re: Überhitzung
24.02.2015 19:25 Uhr

Hallo Uwe,

ich stimme Dir zu, der zweite Link ist sehr lesenswert.

MfG

prehalle
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