Warmwasserbereitung mit Solarkollektoren

[seltrecht]

Hallo,

kennt sich hier jemand mit Anlagen für die Warmwasseraufbereitung mittels Solarkollektoren aus?

Ich habe bei unsere Anlage folgendes Problem:
Wenn die Differenz zwischen Kollektortemperatur und Wassertemperatur 8° beträgt werden die Pumpen aktiviert und das Wasser soll erwärmt werden.
Jetzt funktioniert das aber nicht immer.
Folgendes Szenario:
Kollektor 59°
Wasser 50°
==> Pumpen an
Temperatur im Eingang Wärmetauscher (Solarkreis) 58° finde ich OK.
Temperatur im Ausgang Wärmetauscher (Solarkreis) 51°
Temperatur im Eingang Wärmetauscher (Warmwasserkreis) 47°
Temperatur im Ausgang Wärmetauscher (Warmwasserkreis) 48°

==> mein Wasser im Speicher wird runtergekühlt, erst ab einer Kollektortemperatur von ca. 62° wird das Wasser erwärmt.

Warum wird der Warmwasserkreislauf nicht auf wenigstens 55° erwärmt?
Der Plattenwärmetauscher läuft im Gegenstrom.
Wenn ich einen Wirkungsrad von 100° ansetzen würde, so müßte das Medium im Warmwaserkreislauf auf 58° erhitzt werden und der Solarkreislauf auf 47° abgekühlt.
Wenn ich jetzt mal 5% Verlust einrechne käme ich auf 55° bzw. 49°.

Von diesen Werten bin ich aber Meilenweit entfernt.

Gruß Ingolf

[Dicke Lippe]

Mehr wie ein Temperaturpatt kannst du schon physikalisch in der Theorie nicht erzielen. Aber auch das ist niemals machbar.

Deine Vorlauftemperatur ist zu niedrig für eine höhere Temperatur. Entscheidend ist das Temperaturgefälle.

Runtergekühlt ist natürlich falsch. Nach deinen Zahlen wird dein Solarkreislauf um 7° gekühlt und mit dieser Energie dein Brauchwasser von 47° auf 48° erwärmt. Wodurch wurde dein Wasser eigentlich auf 47° erwärmt? Hast du da noch Gas oder Elektrozuheizer drin? Bis wohin heizen die? Ggf. wurde das Wasser aber schon von Solar auf diese Temperatur gebracht.

Und mit Ausgang Solar (also Eingang Wärmetauscher (Solarkreis)) 58°C das Wasser im Speicher auf 48° zu bringen ist schon gut. Nur absolut gesehen geht natürlich mit Solar wesentlich mehr als 58° am Eingang Wärmetauscher.

[seltrecht]

Die Zahlen waren nur mal das Beispiel bei denen mein Wasser runtergekühlt wird.
Ab ca. 62° Plattentemperatur geht es ja so wie es soll. Das Wasser wird erwärmt.

Wir haben noch eine Wärmepumpe mit dran, die für Heizung und Warmwasser zuständig ist. Die ist auf Warmwasser 50° Solltemperatur eingestellt.

Das Abkühlen des Wassers erfolgt immer dann wenn die Sonne nur halbherzig scheint. Das geht soweit, das die Warmwassertemperatur zu niedrig ist und die Wärmepumpe einspringt.

Die 47° kommen über den Wärmetauscher im Wasserspeicher zustande. Wobei im Wasserspeicher eigentlich ca. 50° sind. Die aber von der Wärmepumpe gemessen wurden. Die anderen Temperaturen werden von analogen Geräten in den Kugelhähnen gemessen (ich glaube 2° Abweichung sind da normal).

Gruß Ingolf

[Zitteraal]

Zitat von seltrecht

Wenn ich einen Wirkungsrad von 100° ansetzen würde, so müßte das Medium im Warmwaserkreislauf auf 58° erhitzt werden und der Solarkreislauf auf 47° abgekühlt.

Da liegt Dein Denkfehler. Wo die 47° rauskommen bzw. auf der Strecke, in der sie auf 47° abkühlen werden sie vom inneren "Kreislaufwasser" schon wieder abgekühlt, dort sind also nur noch 47° Wassertemperatur minus X vorhanden. Der innere Kreislauf hat also auf der gesamten "Übertragungsstrecke" ein Temperaturgefälle von Eingangstemperatur (in den Wärmetauscher) zu Ausgangstemperatur von 58° zu "47° minus X" (X = geschätzt ca. 3°).

[seltrecht]

Zitat von Zitteraal

Da liegt Dein Denkfehler. Wo die 47° rauskommen bzw. auf der Strecke, in der sie auf 47° abkühlen werden sie vom inneren "Kreislaufwasser" schon wieder abgekühlt, dort sind also nur noch 47° Wassertemperatur minus X vorhanden. Der innere Kreislauf hat also auf der gesamten "Übertragungsstrecke" ein Temperaturgefälle von Eingangstemperatur (in den Wärmetauscher) zu Ausgangstemperatur von 58° zu "47° minus X" (X = geschätzt ca. 3°).

Das verstehe ich jetzt nicht!

Gruß Ingolf

[seltrecht]

Ich hänge hier mal ein Bild mit dem Schema ran. Die Wärmepumpe habe ich weggelassen, da die mit diesem Problem nichts zu tun hat.
Wie schon erwähnt, die Temperatur im Speicher wird digital gemesse, der rest analog.

Gruß Ingolf

[Dicke Lippe]

Eine Temperaturänderung vom Zulauf mit 47° zum Rücklauf mit 48° kann man nicht als Abkühlung bezeichnen. Das Wasser ist im Wärmetauscher ja 1° wärmer geworden.

Du hast ein Steuerungsproblem. Wenn die Solaranlage einen entsprechenden Wirkungsgrad hat, musst du da etwas ändern.

Deine Wärmepumpe soll bis 50° heizen, darüber die Solaranlage? Warum, gerade der Temperaturbereich von 15°-45° läßt sich schön mit Solar betreiben. Die Wärmepumpe dann erst für darüber liegende Bedarfe zuschalten.

Allerdings wäre es schön wenn bei hoher Sonneneinstrahlung die Energieaufnahme zunächst über Solar komplett ausgenutzt wird.

Wenn der Vorlauf aus dem Solarbereich unter 60° ist und du die Brauchwassertemperatur mit der Wärmepumpe erzeugst, dann solltest du den Kreislauf Solar kurzschließen (also bypass am WT vorbei), wobei das in meinen Augen kontraproduktiv ist.

Ein bisschen kannst du ja tunen.

Bei geringer Sonneneinstrahlung kannst du die Zirkulationsgeschwindigkeit in der Solaranlage verringern und so die Energieaufnahme erhöhen.

Eine bessere Ausnutzung der Differenztemperatur erreicht man z.B. durch Erhöhung der Durchflußmenge Brauchwasser.

Mit diesen beiden Parametern kannst du mal ein bisschen Spielen und immer wieder messen.

Dein "Abkühlproblem" habe ich jedoch nicht verstanden... Hast du wirklich 50° im Speicher und es kühlt um 3° bis zum WT ab ist irgendwas nicht so wie es sein soll..

[seltrecht]

Zitat von Dicke Lippe

...

Dein "Abkühlproblem" habe ich jedoch nicht verstanden... Hast du wirklich 50° im Speicher und es kühlt um 3° bis zum WT ab ist irgendwas nicht so wie es sein soll..

Genauso ist es wenn die Vorlauftemperatur im Solarkreis unter 60° ist!

Gruß Ingolf