Maximaltemperatur des Mediums im Solarkreislauf

Hallo zusammen,

da die Übergangszeit immer eine sehr interessante Betriebszeit für Solarthermieanlagen hinsichtlich Temperatur vs. Energie ist, beobachte ich meine Anlage im Moment sehr genau mit dem Ziel - der HV muss ausbleiben.

Mein Puffer sind durch die 4 Register in 4 Wärme-Segmente unterteilt:

• Segment ist thermisch oben: Links oben
• Segment ist thermisch mitte oben: Links unten
• Segment ist thermisch mitte unten: Rechts oben
• Segment ist thermisch unten: Rechts unten

Hydraulik ist hier:

Ich habe ca. 34 m2 FKs (14 Stück a 2,44m2) an einer Grundfos Solar PML 25-145 180mm PWM hängen, die im Moment permanent auf 100% läuft was ca. 1100-1200 l/h entspricht:

Im Moment versuche die Register im Puffer (wenn du Sonne voll ballert, so zwischen 10:30 und 14:30) nacheinander (erst 1. dann 2. dann 3. dann 4. ) auf Höchsttemperatur zu erwärmen. Wobei die Anlage in diesem Zeitraum im Moment ein Segment am Tag von 40ºC auf etwas über 80 ºC bringt.

Jetzt ist mir heute aufgefallen, wenn ich das 1. Segment (thermisch oben) auf 85 ºC erwärmen will, geht der solare Vorlauf schon so in Richtung 100 ºC.

Jetzt will ich das Ding ja nicht zum kochen bringen. Deswegen habe ich mir mal das Ti_TYFOCOR-L_de.indd.pdf (Anzeigen) Ti_TYFOCOR-L_de.indd.pdf Datenblatt angeschaut.

Bei meinen Anlagen-Parametern (45% Tyfocor L mit 55% Wasser gemischt, 4,0 - 4,5 bar Anlagendruck auf dem Solarthermiekreislauf) liegt die Siedetemperatur ja erst bei 147 ºC (siehe Bild):

Heist das jetzt, ich kann die Anlage schon mal so bis 110 ºC - 120 ºC fahren, ohne das sie anfängt zu kochen? Ich würde jedes Segment gerne bis 90 ºC aufladen. Da ich dann aber nur eine der 4 innenliegenden WT verwende geht geht das auch recht zügig. Die Kehrseite ist jedoch, dass das Register für die ganze 34m2 Anlage auch ein wenig unterdimensioniert ist und ich mich mit der Anlage da gerne mal an die 90 ºC Segmenttemperatur im Puffer unter Aufsicht ran tasten möchte, ohne in Stagnation zu gehen, da mein MAG viel zu klein ist und die Anlage dann höchstwahrscheinlich über das Sicherheitsventil abblasen würde. Und stehen würde sie ja dann auch für den Rest des Tages.

Mich würden da mal eure Erfahrungen bzw. maximalen Betriebstemperaturen interessieren.

In der Steuerung sind 130 ºC als Max Temp eingestellt bevor die Pumpe ausgeht. Das hab ich mich schon immer gefragt, wie das gehen soll aber nachdem die 45%-ige Tyfocor L Mischung erst bei 147 ºC bei 4 bar Anlagendruck das sieden anfängt machen die 130ºC ja Sinn.

Gruss Uwe

Puffer sind in Reihe.
Der linke ist der warme in den der HV und der Öler direkt in den Deckelanschluss laden. Dessen unterer Ausgang geht mit 1 1/2" Schwarzrohr in den rechten Puffer oben in den Deckelanschluss (leider fehlt diese Verbindung unten im Schema).
HK sind Flachenheizkörper jedoch sehr großzügig ausgelegt. Die sind aber gut abgeglichen und haben eine RL von 24-28 ºC
Für WW habe ich eine sehr gross dimensionierten 500l Boiler im Haus (ging baulich nicht anders, da die Puffer in der Scheune stehen (massiver Bau mit 49er Poroton))
FBH HK ist vorgesehen, habe aber im Moment nur eine Baustelle wo ich FBH einbauen könnte.

C.M.I. Schema ist das hier:

Gruss Uwe

Hallo Michael,

ja es sind 3 Wegeventile und im Winter laufen auch alle 4 Register in Reihe, dadurch ist der Ertrag maximal.

Mir ist der Spagat zwischen Temperatur und Ertrag schon bewusst. Sieht man ja auch super am WMZ.

Nur nutzt mir der ganze Ertrag nichts, wenn 2 Sektoren des linken Puffers auf 50 ºC warm sind und ich kann dann den Boiler nicht auf 60 ºC beladen, weil die vom Boiler geforderte Zubringer-Temperatur von 60 ºC nicht im Puffer vorhanden ist. Dann müsste ich entweder den Holzvergaser oder den Ölbrenner anwerfen. Das möchte ich vermeiden und nehme dadurch bewusst weniger solaren Ertrag in der Übergangszeit in Kauf.

Die Solarthermie wirft eben im Moment soviel ab, das ich mit der Energie "herum schweinzen" kann. Sprich ich kann es mir "leisten" die Temperatur auf kosten des Ertrags zu erhöhen, so dass ich den Holzvergaser auslassen kann und nicht zu heizen muss.

Die eigentliche Frage die ich im Moment habe ist:

==> Welche Temperatur kann ich dem Solarvorlauf maximal zumuten? 100 ºC, 105ºC, 110 ºC oder gar 120º C da ja die Solarsole erst bei 147 ºC laut Datenblatt zu sieden anfängt. <==

Meine Pumpe macht laut Datenblatt max. 110 ºC mit, aber die sitzt ja im Rücklauf.

Zum Thema Differenzreglung auf 10K:
Auf ein DeltaT von 10K kann ich meine Pumpe derzeit nicht regeln, da diese viel zu schwach auf der Brust ist für das 34m2 gross Feld und dessen Verrohrung. Um ein richtigen High-FLow zu fahren müsste ich nochmal die gleiche Pumpe (Grundfos Solar PML 25-145, das ist wohlgemerkt eine 14,5m Pumpe) zur bestehenden in Reihe schalten. Siehe die beiden PDFs im Anhang. Die 2 Pumpe würde dann den Durchfluss von 1200l/h auf 1600l/h erhöhen. Mit 2 dieser PMLs käme ich dann mit 47 l/h und m2 Kollektorfläche schon mal mehr in den Bereich HighFlow als mit 35 l/h und m2 Kollektorfläche bei einer PML, was eher an der unteren Grenze vom HighFlow kratzt. Sprich mit einem Durchfluss von 1600l/h könnte ich mir mal Gedanken über das Einregeln eines konstanten DeltaTs von 10K zwischen Vor- und Rücklauf machen. Im Moment ist das mit gegebener Hardware und Hydraulik utopisch. Die 1600l/h bzw. 47 l/h und m2 Kollektorfläche HighFlow Durchfluss schafft im Moment auch nur die Rothenberger Spül- und Befüllpumpe und das ist eine Kreiselpumpe.

Ums kurz zu machen meine Solare Hydraulik Verrohrung ist einfach "suboptimal" um es nett auszudrücken. Und die 4 Innenliegenden WTs wollen auch durchpumpt werden... Es ist wie es ist.

Pumpenkennlinie siehe hier:

Wenn du jetzt von dem Volumenstrom von 1250l/h gerade nach oben gehst auf die oberste lila Linie kannst du den momentanen Arbeitspunkt der Pumpe ablesen. Sprich die Pumpe muss eine Druck von 12,5 m oder 120 kPa überwinden. Das DN 20 Edelstahlwellrohr, was der Heizi verbaut hat ist m.M. nach mindestens eine Nummer zu klein. Und die 2 mal 7 Kollektoren tun ihr übriges die müssen auch durchpumpt oder durchströmt werden.

Kollektorfeldhydraulik siehe hier:

Also die Pumpe auf 10K zu regeln macht im Moment erstmal nicht viel Sinn, da die PWM Solarpumpe selbst bei permanent 100% Leistung höchstens Abends im Moment mal 30min unter 10K kommt.

Gruss Uwe

Zitat von Holzpille

meiner Meinung nach machst du genau das Gegenteil von dem was bei einer Solaranlage gemacht werden sollte.Mit zunehmendem Durchsatz erhöhen sich die Druckverluste in deinem System. Auch sollte eine Spreizung von 10K die unterste Grenze sein.
Ich würde die Pumpenleistung mal um die Hälfte reduzieren. Der Effekt sollte eine niedrigere Kollektortemperatur und eine höhe VL Temperatur sein. Zudem wird noch Strom gespart.
Sind die Kollektorfelder gegeneinander abgeglichen?

Gruß, Michael

Holzpille> Mit zunehmendem Durchsatz erhöhen sich die Druckverluste in deinem System.

Ja das ist so.

Holzpille> Auch sollte eine Spreizung von 10K die unterste Grenze sein.

Ich habe ja in meiner Antwort auf MichaelW's versucht zu erklären warum im Moment eine Reglung auf 10K Spreizung keinen Sinn macht. Die Reglung würde ja nie ihren Istwert von 10K erreichen, weil die Stellgrösse (Pumpendrehzahl) ja heute schon 100% ist (mehr kann ich nicht mehr stellen) und ich mit 15-25K im Schnitt ja weit weg von den 10K bin.

Holzpille> Zudem wird noch Strom gespart.

Strom für die Solarpumpe kommt von der PV. Mit dem PV-Stromverbrauch kann ich leben.

Holzpille> Ich würde die Pumpenleistung mal um die Hälfte reduzieren. Der Effekt sollte eine niedrigere Kollektortemperatur und eine höhe VL Temperatur sein.

Warum bei halber Pumpenleistung und gleichbleibender Sonneneinstrahlung, das Ergebnis eine niedrigere Kollektortemperatur sein sollte erschliesst sich mir nicht. Ich pumpe ja im gleichen Zeitraum mit einem Volumenstrom von 780 l/h anstatt bei 100% Pumpenleistung mit 1218 l/h viel weniger Wasser durch die Kollektoren und kann auch im gleichen Zeitraum viel weniger Energie abtransportieren, das bedeutet der Kollektor wird immer mehr von der Sonne erwärmt und die Temperatur im Kollektor steigt. Sieht man im Winsol Screenshot auch schön.Eventuell sind die Verluste höher weil die Solarflüssigkeit den WT schneller durchströmt und ich wieder zu warmes Wasser aufs Dach pumpe und damit die Umwelt heize. Das ist aber ein Thema für die Pumpenreglung.

Wenn ich die Pumpenleistung um die Hälfte reduziere ergeben sich erhalte ich folgende Werte:

Holzpille> Sind die Kollektorfelder gegeneinander abgeglichen?

Ja

Zurück zu meiner eigentlichen Frage:

==> Welche Temperatur kann ich dem Solarvorlauf maximal zumuten? 100 ºC, 105ºC, 110 ºC oder gar 120º C da ja die Solarsole erst bei 147 ºC laut Datenblatt zu sieden anfängt. <==

Zitat von MichaelW

Hallo Uwe,Achtung: Es geht nicht um Delta T zwischen Vor und Rücklauf, es geht um Delta T Zwischen Speicher und Kollektor! Das ist ein Wesentlicher Unterschied. Und das ist dann kein High Flow System sondern eher ein "Vario Flow System".

Lese dir mal diese beiden Dokumente durch:
http://jenni.ch/energiespeiche…Der_Unterschied_Teil1.pdf

http://jenni.ch/energiespeiche…Der_Unterschied_Teil2.pdf

Laut Jenni Teil 1 Seite 7 mach ich ja eigentlich schon den ganzen Winter Vario Flow. Die Pumpe läuft mit 100% PWM Steuersignal. Das bedeutet nicht, dass der Durchfluss dabei permanent konstant ist. Die Segmente werden zugeschaltet wenn es die Solare VL Temp hergibt, typischerweise in der Reihenfolge von rechts unten nach links oben (also mit Schichtung von kalt nach warm) mit jedem zugeschalteten Segment erhöht sicher der Druckverlust und wir reduzieren den Durchfluss der Solarpumpe von 1250l/h auf vielleicht 1050 l/h. Das hängt auch ein wenig von der Temperatur der und damit der Zähigkeit des Solarfluids (Tyfocor L) ab.

Was ich im Moment versuche ist, was Jenny im Teil 1 auf Seite 6 unten mit dem Titel "Mehrstufige Wärmeeinbringung bringt Mehrertrag" wie folgt beschreibt:

+++++++ Schnipp ++++++++ (Josef Jenni, Der Unterschied zw. Temp und Energie Teil 1, Seite 6)
Die Leistung von Sonnenenergieanlagen für Warmwasser oder Warmwasser und Heizung kann durch mehrstufi-ge Wärmeeinbringung grundsätzlich verbessert werden. Dies wird bei grösseren Anlagen seit eh und je mit Er-folg angewendet.

Low-Flow mit mehrstufiger Wärmeeinbringung reduziertdie Trägheit von Anlagen, was sich vor allem bei raschenWetterverbesserungen und bei Anlagen mit grossenSpeichern sehr positiv auswirkt – auch aus der Sicht desKunden. Es muss nicht zuerst der ganze Speicher vonunten aufgeladen werden.

Der Schlüssel zur Mehrleistung liegt für mich nicht inerster Linie beim Low-Flow, sondern vor allem ineiner exergiegerechten Wärmeeinbringung bei derdie reale (nicht unendliche) Wärmeträgermenge keinNachteil ist. Also in einer konsequenten Anwendungder Temperaturschichtung.
+++++++ Schnapp ++++++++

Ich würde eben gerne wenn es das Wetter hergibt, das mein Speicher nicht mehr so träge reagiert und den Komfortbereich (oben rechts) den ich normal mit HV oder Öler befüllen muss, mit Solarem ertrag zu bestücken. Mir ist klar das für diesen Fall die Leistung runter geht (mehr Temperatur - weniger Leistung).

@MichaelW

Wenn ich Delta T zwischen Speicher und Kollektor regeln soll, gegen welche Temperatur am Speicher würdest du den dann die Kollektortemperaturen regeln?

Gruss Uwe

Zitat von Ulmenholz

Hallo zusammen,
bei der maximalen Vorlauf-Temperatur der Solarflüssigkeit sollte auch die Temperaturbeständigkeit der Kollektor-Isolierung berücksichtigt werden.
bei den Mineralwolle-Isolierungen kann das Bindemittel ausdampfen, die Wolle fällt zusammen, an der Innenseite der Scheibe schlägt sich ein Film nieder.
(ist am linken Feld der Kollektor oben rechts der Austritt?)
auch habe ich schon beobachtet, das Armaflex-Isolierte Wellrohre beschädigt wurden (Korrosion durch Zersetzungsprodukte vom Armaflex).
bei meiner Anlage fahre ich wegen Material-Schonung den Puffer maximal auf 80 °C. den Boiler betreibe ich tagsüber mit 50 °C, abends wird die BW-Temperatur auf 60 ° angehoben (Ölheizung) wegen Hygiene, falls bis dahin die Solar-Leistung nicht gereicht hat.
Heizöl ist eh grad billig)
Solar-Überschüsse werden im Holzkeller zw. Trocknen von Brennholz "entsorgt", Badezimmer werden dann grosszügig versorgt.

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Ulmenholz> bei den Mineralwolle-Isolierungen kann das Bindemittel ausdampfen, die Wolle fällt zusammen, an der Innenseite der Scheibe schlägt sich ein Film nieder.
(ist am linken Feld der Kollektor oben rechts der Austritt?)

Bingo. Genau das ist wahrscheinlich der Fall. Wahrscheinlich ist das passiert. Ich habe eben letzten Winter die Pumpe getauscht auf ein mit 1200l/h Durchfluss. Die alte vom Heizi halte viel zu wenig Durchfluss, da bin ich teilweise nur auf 300l/h gekommen.

Das die Pumpe zu klein war zeigt sich schon dadurch das ich mit der alten Pumpe mit 300l/h und allen 4 Registern in Reihe (also ideale Bedingungen niedriger Rücklauf), höchsten mal auf eine Leistung von 16-17kw gekommen bin und mit der 1200l/h Pumpe bin ich dann sofort auf Werte von über 30kW gekommen. Die alte Pumpe hat u.U wahrscheinlich zu lokalen Überhitzungen geführt, gepaart mit einem schwingenden PID Regler für die Pumpe die eh zu klein war und wo es eigentlich gar nichts zu regeln gab. Jenni schreibt dazu auch:

++++++++++++++++++++
Kleine Durchflüsse werden bei höheren Arbeitstemperaturen und bei grossen Kollektorfeldern immer anspruchs-voller. Es besteht die Gefahr, dass das Kollektorfeld nicht mehr regelmässig durchströmt wird und es damit zulokalen Überhitzungen mit folgender Dampf- oder Gasbildung kommt. Ein dauerhaft störungsfreier Betrieb wirddamit unmöglich. Grosse Low-Flow-Anlagen müssen sehr sorgfältig geplant werden. Luftsäcke in Teilkreisensollten soweit irgend möglich vermieden werden.
++++++++++++++++++++

Was mache ich nun mit dem hässlichen Kollektor? (linkes Feld - oben rechts) Nachkaufen geht nicht, gibts nicht mehr... Hat jemand von Euch ein Idee? Ist das Bindemittel sowas wie gasförmig gewordener Kleber? Der jetzt von inne auf der Scheibe klebt?

Ulmenholz> bei meiner Anlage fahre ich wegen Material-Schonung den Puffer maximal auf 80 °C. den Boiler betreibe ich tagsüber mit 50 °C, abends wird die BW-Temperatur auf 60 ° angehoben (Ölheizung) wegen Hygiene, falls bis dahin die Solar-Leistung nicht gereicht hat. (Heizöl ist eh grad billig)

Das hört sich für mich auch nach einer praktikablen Lösung an. So habe ich eine maximale Ernte und den Rest für den Komfortbereich im Speicher erzeuge ich mit dem Öler oder HV bei Bedarf.

Also alle 4 Register wie gehabt in Reihe schalten und einschichten wo es einzuschichten geht. Fertig. Wenn ich Temperatur brauche geht in der Übergangszeit der Öler an.

Gruss Uwe

Zitat von reinelektronik

Hallo Uwe,

da ist die Frage aller Fragen was will ich ernten Temperatur oder Energie? Beides geht leider nicht das schließt sich gegeneinander aus. Ich will vieeeel Energie ernten und fahre mit der geringstmöglichen Solar RL Temp und nur im Sommer wenn meine PS fast voll sind gehe ich auf die größtmögliche Solar VL Temp da dort die Verluste an den Kollektoren am größten und der Ertrag am geringsten.

Sonnige Grüße Reiner

Hallo Reiner,

ja wie schon zu Ulmenholz gesagt, werde ich mich für die Variante mit "viel Energie" entscheiden und den Rest mit dem Öler zu heizen, wenns gar zu kalt wird mach ich halt den HV noch mal an - der pumpt mir dann halt den linken Pufferspeicher fast zu 75% mit 270 kWh voll. Da ist der Öler mit seinen 17kW schon schnuckliger.

Danke und Gruss Uwe

Zitat von MichaelW

Hallo, das geht auch nicht und habe ich auch nie geschrieben.
Was ich meinte: Halbe Pumpenleistung, Doppelte Wärmetauschenfläche durch zusammenschalten beider WT im ersten Puffer* und damit weit höhere Spreizung im Solarkreis, ergibt eine Niedrigere Mittlere Kolektortemparatur und dadurch Mehrertrag.

*vielleicht sogar noch den 3. WT dazu.

Wenn du manuell die Pumpe schon auf 50% Reduzieren kannst, dann schalte doch Spaßhalber einfach mal den 2. und 3. WT mit dazu und beobachte diese Situation nochmal.

Ich weiß, das ist immernoch nicht die Antwort auf deine Frage, aber ich verstehe nicht warum du so Krampfhaft an den hohen Kolektortemparaturen festhalten willst wenn es sie garnicht braucht.

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Hallo Michael, das habe ich doch den ganzen Winter gemacht und das funktioniert auch prima mit der grossen Pumpe. 3 oder 4 Register in Reihe, hoher Durchfluss, maximale Leistung von über 30kW wenn die Sonne ballert.

Ich wollte eben jetzt ein wenig im Komfortbereich mit höheren Temperaturen einschichten, aber wie von reinelektronik gesagt "Das ist die Frage aller Fragen" oder von Ulmenholz vorgeschlagen "zuzuheizen" macht am meisten Sinn. Jenni sagt das ja auch implizit:

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Provokative Verkaufsaussage: "Schon nach einer Stunde Sonnenschein produzieren Sie 60°C warmes Wasser,das Sie sofort brauchen können."

Diese Aussage kann man etwa in Prospekten oder Inseraten lesen. Dieses Angebot, das auch stimmen kann,tönt sehr gut, ob es aber wirklich in jedem Fall Sinn macht, muss hinterfragt werden. Im alltäglichen Gebrauchmuss im Bereich des Bereitschaftsvolumens die Komforttemperatur so oder so garantiert werden. Der Kunde willja auch Warmwasser, wenn die Sonne heute nicht scheint. Damit wird die sofortige Verfügbarkeit in den meistenFällen zu einem Scheinvorteil.

Wärme des Sonnenkollektors die heute verbraucht wird,steht morgen nicht mehr zur Verfügung.
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Hallo MichaelW,

bei dem Winsol Screenshot für Holzpille, war eben nur der WT mit 4,2 m2 links oben aktiv (im wärmsten der 4 Segmente).

Ich lasse morgen nochmal alle WTs in Reihe laufen ohne den obersten im "Solarvorrang Mode" laufen zu lassen und poste morgen dann nochmal einen Winsol Screenshot.

Ich habe jetzt nochmal in den Winsol Screenshot die 4 3-Wegventile mit rein genommen. Jetzt sieht man auch genau genau wann welches Register aktiv war.

Ventil 1: 4,2 m2 links oben (am wärmsten)
Ventil 2: 6,0 m2 links unten
Ventil 3: 4,2 m2 rechts oben
Ventil 4: 6,0 m2 rechts unten (am kältesten, meist so um die 23-26 ºC, hier kommen die Rücklaufen vom Boiler und vom Heizkreis an)

Die Spikes beim Durchfluss kommen von den 100% auf 50% und wieder zurück umgeschalte der PWM Solarpumpe.

Sorry für die ganze Verwirrung.

Gruss Uwe

Zitat von MichaelW

Hast du trotz dieser großen Tauscherfläche (knapp 20qm) nur 20k Spreizung im Solarkreis? Aber das würde schon zusammenpassen. 20K Spreizung und 1200l/h sind knapp 27KW

Hättest du mehr wie 20K oder weniger wie 20K erwartet?

Gruss Uwe