Unzureichender Durchfluss. Bitte um Überprüfung meiner Pumpenwahl

Hallo,

ich habe mich gerade etwas mit meiner Solaranlage beschäftigen dürfen, da der Durchfluss nicht hoch genug ist. Ich erreiche selbst jetzt Ende September mit teil-bewölktem Himmel Temperaturen um 120°C.

Kurze Zusammenfassung, für diejenigen, die nicht viel lesen mögen:
Die Eingebaute Wilo-Star-ST 25/7 ( Wilo_Star_ST_25-7.pdf (Anzeigen) Wilo_Star_ST_25-7.pdf ) erreicht ca 9l/min. Ich würde das gerne deutlich steigern und über die UVR-1611 drehzahl-steuern. Fragen:

• Habe ich einen sinnvollen Ersatz gewählt (Wita UE80A Datenblatt) ?
• Ist diese Pumpe über PWM mit der UVR1611 steuerbar (ich meine, die UVR gibt nur 10V aus, einige Pumpen möchten aber 12V)

Jetzt ausführlich
Etwas mehr zur Anlage:
Die Anlage hat ca 20m² und ist nach Süden ausgerichtet. Ca. 45° Neigung. Der Pufferspeicher ist mit 1000l recht klein. Über ein Umschaltventil kann ich den oberen oder unteren Teil des Speichers laden.
Leider ist bei der Dimensionierung seitens des Erstellers einiges schief gegangen. Die Rohre (dieses wellige Flex-Rohr) hatten einen zu kleinen Durchmesser und das ließ sich nicht mehr überall ändern (auf ca. 2*3m sind es DN25 statt 32). Auch waren die Kollektoren zunächst nicht richtig verschaltet (ist aber jetzt korrigiert). Leider ist der Ersteller nicht mehr zu greifen und ich habe weiterhin die Überhitzungsprobleme.

Ich habe mir mal das Datenblatt der Pumpe zur Hand genommen.
Erstaunlich:
Ich messe auf StufeMax --> 9l/min (0.54m³/h) Somit habe ich H=5.5m (Orange pfeile)
(was auch immer H bedeutet, denn der Kreislauf ist ja geschlossen. Ich denke, es sind dann ca. 550mBar.)

Wenn ich jetzt mit H=5.5 rechne, sollte ich in Stufe Mittel nur noch 0.2m³/h erreichen (blaue Pfeile). Ich erreiche aber ca 0.48.
Wie kommt das?

Jetzt habe ich eine deutlich leistungsfähigere (aber gar nicht so viel mehr verbrauchende) Pumpe ausgesucht. Die Wita UE80A Datenblatt.
Nach meiner Logik (die aber oben schon von mir selbst in Zweifel gezogen wurde, daher meine Zweifel), würde ich ca 2.4m³ erreichen. Also mehr als das vierfache. Das sollte ja wirklich reichen.

Ich fürchte nur, dass die Druckverluste in meiner Anlage nicht proportional zum Durchfluss sind (sondern überproportional steigen).

Was könnt ihr mir raten?

Gruß&Danke,
Hendrik

Hallo,

danke für eure Hilfe! Ich weiß das sehr zu schätzen!

Zitat von taenen

Das stimmt die Druckverluste steigen natürlich sehr stark.

Ist das so? Laut Druckverlustrechner ist der Druckverlust linear zum Durchfluss. Ich hätte einen quadratischen Zusammenhang erwartet.

Zitat

9lit/min wären bei 20m² nicht mal so schlecht...wie ist denn die Spreizung ??
evtl. ist der Puffer einfach zu klein.

Der Puffer ist sicher etwas klein. Aber ich bekomme ihn mit dem aktuellen Stand der Dinge nicht einmal voll. Siehe Bild.
Die Spreizung ist immer >25K.

Zitat von taenen

Mit der Wita pumpe kenne ich mich nicht aus, ich lese aber nichts von PWM oder 0-10V

Die Pumpe gibt es mit und ohne PWM.
In dem von mir verlinkten Datenblatt steht dazu nix. Aber hier beispielsweise. Aber da sind es 10V. Vielleicht habe ich mich vertan.

Zitat von taenen

die IMP als 8m Variante ist mit Sicherheit stärker als Deine
http://www.pumpendiscounter.de…IMP-NMT-PLUS-ER-25-8.html
die ist einfach und wird mit 0-10V angesteuert...habe ich schon mal verbaut, finde ich gut.

Danke für den Tipp. Die Wita hat aber etwas mehr Förder-Leistung -bei sehr ähnlichem Preis.

Zitat von taenen

Vielleicht solltest Du versuchen überschüssige Wärme abzuheizen und/oder einen Puffer nachrüsten.

Wenn ich den Puffer mal auf Temperatur kriegen würde...

Zitat von taenen

Stimmt der Hydraulische Aufbau überhaupt? Kannst Du eine Skizze einstellen ?

Zitat von taenen

Du kannst mit dem UVR 1611 auch ganz normal eine PWM Pumpe ansteuern!

Was meinst du damit? Das habe ich doch mit der Wita vor?!
Du meinst nicht die Steuerung via Phasenanschnitt oder Wellenpaket, oder?

Zitat von HJH

Was ist das für ein Kollektortype und Fabrikat?

Cosmo CFK 251 (Datenblatt)
Das sind Flachkollektoren. Leider finde ich kein aussagekräftigeres Datenblatt.

Zitat

Stelle mal die Leistungsdaten des Kollektors hier rein.
Sind das Röhren oder Flachkollektoren?
Wie sind die Kollektoren verschaltet?
Wie viel parallel, wie viel in Reihe?

Siehe Skizze oben.

Zitat

Mit welchen Rohrdurchmesser ist verrohrt?
Stell mal eine Skizze hier rein mit allen Einträgen.

Ich hoffe, es fehlt oben nichts. Sonst ergänze ich es gerne. Bei der Verschaltung auf dem Dach bin ich nur 90% sicher. Aber im Moment ist es etwas zu schlechtes Wetter, um nachzusehen.
Die Verrohrung ist im Keller (nur ca 3m) Kupferrohr mit 22mm Außendurchmesser.
Aufs Dach ist es Well-Rohr mit einem Außendurchmesser von 26mm (dickste Stelle). Das sind ca 10m. Zusätzlich ist noch ein Durchflussmesser eingebaut. Solarstation siehe Foto auf der Skizze.

Zitat

Das mit deinem Wellrohr ist natürlich Druckverlust pur.

...und ich dachte, das wäre üblich

Zitat von DCOE40

Hab nur 10m² aber bei mir werden im Schnitt nur ca. 300l/min durchgepumpt.

Pro Minute?

Zitat

Eventuell bringst du die Leistung nicht über die Register in den PUffer. Kann mir nicht vorstellen dass bei dir der Druckverlust in der Leitung ein Thema ist.
Rücklauftemperatur beobachten bzw. messen und hier reinschreiben.

Die sieht aber doch gut aus, oder?

Danke nochmal für eure Hilfe!

Gruß,
Hendrik

Moin,

ein großes Danke für eure Antworten nochmal!

Zitat von DCOE40

hallo...du hast keinen durchfluss. Unterschied zwischeb T. Vorlauf und T. Kollektor ist über 20°. Sind alles ventile offen? Hat das wellrohr einen knick oder so. Irgendwas stimmt da nicht. Das Problem ist hier sicher nicht die Dimensionierung der Pumpe. 300l/h hab ich. Hab das oben geändert.

Das verstehe ich nicht. Du sagst, dass ich keinen Durchfluss habe, aber auch, dass die Dimensionierung der Pumpe ok sei. Wie schließt du darauf, dass die Pumpe ok ist?

Zitat von Spspaul

Die angeführte Wita ist nicht drehzahlregelbar. Auch nicht mit Wellenpaket.

Woher schließt du das? Die hat doch einen extra PWM-Eingang dafür.

Zitat von Spspaul

Hier ist eine Liste Grundfos:
http://www.pumpendiscounter.de…R-h36-Grundfos-Solar.html
und hier Wita:

http://www.pumpendiscounter.de…hp/user/ReigaGbR/suche/1/

Habe beide Serien schon verbaut. Sehr zuverlässige Regelung. Wobei die Grundfos Solar im unteren Bereich nicht linear ist. Kann man aber mit der 1611 gut abfangen.

Alle Pumpen sind PWM-Pumpen. 1611 kann PWM aus A15 und A16

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Danke. Der zweite Link (Wita) funktioniert nicht. Meintest du diesen?

Zitat von Troedler77

a) Luft im System

Kollektor hat laut deiner Winsol Aufzeichnung schlagartig über 120 Grad.
Aber an Solar VL und RL passiert irgendwie nicht ganz viel.
Dann bricht es auf einmal komplett ein ... ???

Kannst du nicht den Durchfluss mal mit aufzeichnen ?
Was macht der Taccosetter ? Kann man da einen Durchfluss erkennen ?

Hast du einen Spirovent montiert, der im Durchlauf die Luft rausholt ?

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Ich war gerade auf dem Dach. Da hat es am VL tatsächlich ein bisschen geblubbert. Ich werde da nochmal spühlen.
Plötzlich 120°: Sooo plötzlich ist es nicht, da sind einfach wenige Datenpunkte. Aber mir fehlt da auch die Erfahrung.
Ich versuche mal den Durchfluss aufzuzeichnen. Beim Taccosetter sieht man die besagten 9l/min (Stufe 3) und 8l/min (Stufe 2).
Nachtrag: Der Durchfluss wird mit 2.7l/min angezeigt. Auch wenn der Taccosetter >8l/min zeigt. Ich denke aber, dass die Anzeige unzuverlässig ist, da der Durchflussmesser direkt hinter einem 90° Bogen und vor einer Verengung (auf dem Bild unten ganz unten im Rücklauf) liegt.
Aber qualitativ (d.h. Änderungen im Falle der Überhitzung) sollte die Anzeige ok sein.

Spirovent: Ich glaube ja. Das auf dem bild ist einer, oder?

Zitat

b) Unglaublich aber wahr ....(habe ich bei mir selbst erlebt) :
Die Temperaturanzeigen sind bei mir auch gleichzeitig Absperrventile.
Sind die ganz sicher komplett auf ??

Habe ich ausprobiert. Ja, man kann den Durchfluss durch drehen der Ventile ändern -aber nicht erhöhen. Sie scheinen offen zu sein.

Zitat von HJH

Hallo,

Wie das so ausschaut hast du alle Kollektoren (9Stck?) in Reihe geschaltet.
Dann noch mit Wellrohr gearbeitet.

Ich bin nicht sicher.... Ich habe gerade nachgesehen. Es sind 8 Kollektoren. Ich habe mein Schema mal aktualisiert

Ich kann ja nicht sehen, wie die Kollektoren intern verschaltet sind, aber das sieht mir nach einer Parallelschaltung aus, oder?

Zitat

Bei einer Reihenschaltung der Kollektoren addieren sich die Durchflusswiderstände.
COSMO gibt an: bei 600L/h ca. 40mbar Druckabfall.
9 x 40mbar= 360mbar Druckverlust bei Reihenschaltung von 9 Kollektoren.

Um die erzeugte Wärmeenergie bei 1000W Einstrahlung von 1 Kollektor bei 3°K abzuführen benötigst du ca. 550Ltr/h.
Da du alle Kollektoren in Reihe geschaltet hast, bleibt bei dieser Betrachtung der Durchfluss gleich
und die Temperatur erhöht sich nach jedem Kollektor um 3°K. 9 x 3°K = 27°K Gesamterhöhung.

Die Rohrleitung sollte man bei 550L/h auf 20mm I-Durchmesser auslegen.
Dabei werden sich ca. 0,5m/s Strömungsgeschwindigkeit einstellen.

Du benötigst damit keine größere Pumpe um den Volumenstrom zu erhöhen,
sondern eine weiter Pumpe (in Reihe mit der vorhandenen Pumpe) um den Druck zu erhöhen.

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Aber eine neue Pumpe kann doch gleichfalls den Druck erhöhen? Und der höhere Druck führt zu einem höheren Volumenstrom.

Zitat

Das Wellrohr, mit seinen hohen Rohrwiderständen, solltest du verschrotten.
Das nimmt man nur als ganz kurzes Stück vom Kollektor zur Festverrohrung.

Falls ich den Installateur (und Planer) nochmal sehe, werde ich das ausrichten. Aber das Rohr auszutauschen wäre ein *sehr* hoher Aufwand.

Zitat

Betriebssicherheit Solaranlagen BDH:

http://www.bdh-koeln.de/filead…rmischer_Solaranlagen.pdf

Lese ich mir durch

Zitat von Andi_27

Hallo Henfri,

du schaffst auf Stufe 3 mit der eingebauten Pumpe 9 l/min sprich 540 l/h.
Der Volumenstrom würde für die Anlage passen (ich habe ebenfalls 20 m² Kollifläche mit 550 l/h).
Die Pumpe gleich mal auf Stufe 3 stellen.

Ist sie!

Zitat

Druckverluste:

Kollektoren ( von HJH übernommen ich finde nix auf die schnelle) = 360 mbar
Wellrohr DN 25 (da = 25 mm,di = 18,8 mm; Hersteller Torgen) (VL+RL dann 20 m) 9 mbar/m = 180 mbar
CU-Rohr 22 mm (VL+RL dann 6 m) 2 mbar/m = 12 mbar
Glattrohr-WT + Formstücke ( grobe Schätzung) = 50 mbar

Druckverlust gesamt: 602 mbar

Die Strömungsgeschwindigkeit in Wellrohr DN 20 (mit di = 18,8 mm) würde dann 0,54 m/s betragen.

Der Druckverlust würde dann ungefähr mit deinen gemessenen 550 mbar aus der Pumpenkennlinie übereinstimmen.

Die Förderhöhe in der Pumpenkennlinie ist nur die Umrechnung des Druckverlust in Förderhöhe.

H = ∆p / r * g (∆p = Druckverlust in Pa, r = Dichte des Mediums, g = Erdbeschleunigung)

H= 60200 Pa / (1008 kg/m³ * 9,81 m/s²) = 6,09 m Förderhöhe

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Die Rechnung stimmt ja in etwa mit dem von mir beobachtetem überein (ich komme auf 5.5m Förderhöhe, bei Stufe 3 und 9l/min). Da ihr (dank meiner ungenauen Angaben) mit 9 Kollektoren gerechnet habt, es aber nur 8 sind, passt es sogar schon recht genau.

Zitat

Der Druckverlust ist nicht linear zum Durchfluss wie schon vermutet.

In der Druckverlustformel ist die Strömungsgeschwindigkeit v im Quadrat enthalten.

[Blockierte Grafik: https://www.schweizer-fn.de/stroemung/druckverlust/druckverlustrohr_form.png]

Das hatte ich erwartet. Beim ich hatte es ja beim Druckverlustrechner ausprobiert und kam auf einen linearen Zusammenhang. Da muss ich aber einen Fehler gemacht haben. Ich habe es gerade nochmal ausprobiert und sehe einen quadratischen Verlauf.
Jetzt hast du oben ja Druckverluste angenommen. Welche Durchflussgeschwindigkeit liegt da zugrunde?

Ich würde gerne nachvollziehen können, warum ich auf Stufe 2 einen sehr ähnlichen Durchfluss erhalte (siehe mein Diagramm oben). Kannst du das nachvollziehen?

Zitat

Ich denke dass die Pumpe nicht das Problem ist.

... weil du davon ausgehst, dass die 9l/min ausreichen sollten, oder weshalb?

Zitat

Wie schon von den anderen erwähnt evtl. Luft im System

Wird geprüft.

Zitat

oder WT im Puffer zu wenig Tauscherfläche.

Aber dann wäre die Spreizung doch nicht so groß (25K), oder?

Gruß,
Hendrik

Hallo,

danke für eure Antworten (Ich lese noch ).
Hier ein direkter Link zur Anleitung. Ich hoffe damit klappt es.

Das hier ist doch meine Verschaltung:

(S.128 unten rechts)

Wenn ich es richtig verstehe, kann an jedem Kollektor *ein Teil* der Flüssigkeit durch den Kollektor durch, während ein anderer Anteil am Kollektor vorbei fließen kann. Es muss nicht das ganze Fluid durch jeden Kollektor.

Auf Seite 126 gibt es ja auch eine Druckverlustkurve.
Ich nehme an, ich sollte den gesamten Volumenstrom durch die Anzahl der Kollektoren teilen (ca 560l/h/8=70l/h ~ 75kg/h)? Dann komme ich auf ca 200mBar Druckverlust.

Gruß,
Hendrik