Haustechnikforum
  - Solarenergie

Guten Abend,

ich würde mich hier gerne über die optimierte Steuerung einer Solaranlage austauschen und bräuchte Euren Rat.

Situation:

- 13 Jahre alte thermische Solaranlage (Vaillant), WEG, Gemeinschaftseigentum, Südwestausrichtung, ca. 28 m²

- 2 Reihen, parallel à jeweils 6 Module

- 2 x 800 Liter Speicher mit Röhrenwärmetauscher, parallel angesteuert

- Warmwasserbedarf ca. 800 Liter pro Tag

- bisher kaum gewartet (ab und an gespült, Opferanode nie getauscht), keine Wärmezähler

- Nachheizung über Gaskessel, 15 Jahre alt, wird unabhängig gesteuert, nur 1 Soll-Wert für Warmwasser einstellbar

- fast ganztägig durchlaufende Warmwasser-Zirkulationspumpe durch alle Wohneinheiten, mindestens 50 m Länge

- normale Heizungsppumpe (als Solarpumpe) mit nur manueller Drehzahlregelung, Durchflussbegrenzer auf max. 6 l/min einstellbar

- keine Mischbatterie an der Zapfstelle - heißes Wasser kommt 1:1 in den Wohnungen an

- seit kurzem habe ich die Aufgabe mich darum zu kümmern und mich als Newbie nun halbwegs in die Anlagentechnik eingearbeitet

- Kollektorfühler sitzt ungefähr in der Mitte einer Modulreihe - Temp ist realistisch, aber bei laufender Pumpe liegt der tatsächliche Vorlauf oft 25-30 K über dem Kollektorwert, dieser liegt fast immer und nicht lange nach Anspringen der Pumpe auf Rücklaufniveau -> Pumpe taktet

- Gaskessel springt nach 1 Tag mit mäßigem Sonnenschein an, muss Kessel hochheizen, Gasverbrauch unverhältnismäßig hoch (im Vergleich zur spezifischen Wärmekapazität die benötigt würde)



folgende work-arounds habe ich durchgeführt:

- Solltemperatur der Nachheizung runtergestellt, damit die Solaranlage "Platz" hat, wenn sie ab dem späten Vormittag das Wasser erwärmt und die Nachheizung seltener anspringt

- Ausschalthysterese stark vergrößert, so dass das Takten der Solarpumpe aufhört - solange Wärme da ist, läuft die Pumpe nun durch

- Gasverbrauch ist deutlich zurückgegangen

- Speicher wird an sonnigen Tagen nun voll geladen (65°C, Wasserhärte relativ weich)


Geplante nächste Schritte (und dafür brauche ich Euren Rat):

- das Problem mit der Kollektortemperatur lösen

Variante 1: Messort verlegen (aufwendig...) (ist es wirklich nur der Messort?)

Variante 2: über Diff. Vor-/Rücklauf steuern, Kollektorfühler nur noch zum Pumpenstart verwenden

- neuen Solarregler installieren und drehzahlsteuerbare Pumpe einbauen, integrierter Wärmezähler zur Kontrolle

- Zirkulationspumpe temperaturabhängig steuern lassen, da sowieso großer Warmwasserdurchsatz

- Legionellenschutzschaltung aktivieren

- Nachheizung im Sommer evtl. auf Heizstab umstellen



Ist der Gedanke, eine drehzahlgesteuerte Solarpumpe einzubauen korrekt? In meiner Vorstellung muss das Wasser bei 6 Modulen in Reihe möglichst in Bewegung sein, damit auch die hinteren Kollektoren noch halbwegs wirtschaftlich arbeiten können, das sollte doch mehr bringen als dieses schubweise Aufladen, oder?


Am meisten überlege ich, welcher Solarregler für unsere Zwecke am sinnvollsten und wirtschaftlichsten wäre, wenn er folgendes können soll:


- drehzahlabhängige Steuerung der Solarpumpe (macht ein Konstant-Halten der Vorlauf-Rücklauf-Temp Sinn?)

- Temperatur- und zeitabhängige Steuerung der Warmwasserzirkulationspumpe

- Wärmemengenzähler mit halbwegs gut einstellbaren Werten

- tageszeitabhängige Solltemperaturen (Vermeidung von Nachheizung am Vormittag)

- Legionellenschutzfunktion, die wirklich Sinn macht

- wenn möglich auslesbar oder per WLAN einbindbar

- zusätzliche Steuerung der Heizung - bei so alten Kesseln überhaupt sinnvoll/möglich?



Danke fürs Lesen - freu mich über jede Antwort und hilfreichen Tip!
Andreas

Der Kollektorfühler muss nahe an den Vorlauf verlegt werden. Sinn der Drehzahlregelung ist es, ggfs. den Durchfluss zu drosseln, um bei schwacher Einstrahlung noch nutzbare Temperaturen zu erzielen. Dazu muss die Steuerung aber wissen, welche Kollektortemperatur das Feld am Ende hat. Das sollte die erste Massnahme sein.

6l/min als maximaler Durchfluss sind viel zu wenig, das treibt die Verluste unnötig hoch.

Deine Anforderungen erfüllt so ziemlich jede billige Solarsteuerung, von denen die meisten inzwischen die Drehzahlregelung einer normalen Pumpe beherrschen. Die Pumpe kannst Du also behalten.

WMZ ist sinnvoll, aber nur mit zwei speichernahen Temperaturfühlern. Das können die Steuerungen normalerweise. Dazu brauchst Du noch einen Volumenstromgeber.

Wenn die Anlage schon alt ist, sollten Anlagendruck und Druck des Ausgleichsgefäßes geprüft werden. Das Fluid ist auch eine Prüfung wert.

Michael

Danke für diese erste Reaktion.

Ja, der Kollektorfühler - keine Ahnung, wer den da in der Mitte plaziert hat...

Ist halt mit der größte Aufwand, den zu verlegen. Ich dachte auch an einen Strahlungssensor, und eben an eine Vor-/Rücklaufsteuerung. Dann könnte man sich die Sache mit dem Fühler vielleicht sparen.

Das Fluid wurde neulich erst geprüft, die Anlage mit großer Pumpe gespült, Druck liegt meist um 3 bar.

Zum Durchfluss: Es stimmt, die Differenz Vor-Rücklauf ist teilweise sehr hoch, was ja dafür spricht, aber auch zeigt, dass die Wärmetauscher noch gut arbeiten und hoffentlich wenig verkalkt sind. Dagegen spricht, dass trotz des Durchflusses normale Temperaturen unten ankommen (bei Sonne um die Mittagszeit momentan typische Werte:
85 °C Vorlauf, 55 Speicher, 58 Rücklauf - Kollektorfühler 62)

Dass die Fühler alle in Ordnung sind, sehe ich wenn die Sonne untergeht. Dann zeigen alle Fühler die gleiche Temperatur an, wenn ich die Pumpe laufen lasse.

Die Frage ist nur, was ist beim Durchfluss ein sinnvoller Wert - es gibt ja High-und Low-Anlagen...
Und einen Sinn muss der Begrenzer damals ja gehabt haben.

Pumpe ist nur von Hand steuerbar oder geht das über die Stromstärke?

Volumenstromgeber - übernehmen das nicht moderne Pumpen?

Aktuell sind manuelle Thermometer vor den Speicherein- und ausgängen installiert, deshalb weiß ich ganz Bescheid, was an Wärme ankommt.

Die Kollektoren machen einen intakten Eindruck, gerade für das Alter. Wieviel bringt eigentlich eine Reinigung? Wahrscheinlich weniger als bei Photovoltaik oder?

Danke nochmal für Deine Antwort
Andreas

Gerade wegen des Durchflusses sind die RL-Temperaturen so niedrig. Hier würde man gerne die Kollektortemperatur senken, um die Abstrahlungsverluste niedrig zu halten. Vermutlich arbeitet der WT nicht mit der vollen möglichen Leistung, d.h. es kann gut sein, dass bei mehr Durchfluss der RL nicht sehr ansteigt, sondern einfach mehr Leistung entzogen wird, die jetzt halt verloren geht.

Wenn Du den Fühler auf keinen Fall verlegen willst, kann man ihn evtl. als GBS konfigurieren und mit einem extra VL-Fühler die Regelung führen. Das hängt von der Steuerung ab.

High- oder low flow sind Philosophien aus der Zeit, wo man nicht regeln konnte. Matched flow wird beides jeweils dann benutzen, wenn es sinnvoll ist, und ansonsten dazwischen arbeiten. Bei Dir geht im Moment aber nur low flow.

Typische 230V-Pumpen sind in 2 oder 3 Stufen steuerbar. Für eine moderne Regelung wird man die Pumpe auf maximale Leistung stellen und der Regelung den Rest überlassen. Der VSG sagt dann, was aktuell fließt. Früher hat man den Volumenstrom fest eingestellt und in der Regelung konfiguriert. Pumpen, die gleichzeitig messen, kenne ich nicht.

Michael

6 Liter pro Minute = 360l/h ist für 28 m² VIEL zu wenig.
Pro m² ca. 15-40 l/h (kommt auf den Kollektor an) etwa 12-16 l/h würde ich vorschlagen.

Bei großen Temperaturdifferenzen geht die Wirtschaftlichkeit runter. Zu große Verluste wg. Abwärme. Macht sich gerade im Frühjahr und Herbst bemerkbar.

Bei alten Solaranlagen sind die Leitungen leider oft zu dünn. >> Druckverlust im Rohrnetz berechnen bevor eine neue Pumpe gewählt wird.

Sonst..
neue Solarsteuerung mit Sonneneinstrahlungssensor geht schon.
Macht auch u.U. Sinn wenn die Anlage, wie es bei der Differenz der unten ankommenden und oben gemessenen Temperatur wahrscheinlich ist... nicht gleichmäßig durchspült wird...
Du musst dann aber unten ein Bypassventil setzen um die Solarflüssigkeit am Speicher vorbei zu leiten bis das unten ankommende Temperaturniveau hoch genug ist.

Wenn Du eine halbwegs vernünftige Solarsteuerung hast ist da auch ein Wärmemengenzähler eingebaut. Da kannst Du dann tatsächlich ablesen ob deine Anlage störungsfrei und effektiv läuft.

Gute Solarsteuerung + Sonnensensor + Durchflussensor + Bypasventil ca. 400-800 €

Danke für die Tips,

ich denke das geht in die richtige Richtung.

Mir ist schleierhaft, warum der Durchflussbegrenzer nur bis max. 6 Liter einzustellen ist.

Ich denke da wurde damals eine Solareinheit, welche für kleinere Anlagengrößen konzipiert is, verwendet. Und der Mensch, der den Kollektorfühler in der Mitte plaziert hat, dachte sich wohl, dass er damit am Besten die Mitteltemperatur misst :-))

Ich hab aber noch was gemacht:

Pumpe auf kleinste Stufe gestellt und die Anlage einmal morgens kurz vorm Systemstart und einmal nachts manuell angeworfen. Kleinste Stufe deshalb, damit ich genauer messen kann.

Dann habe ich die Zeiten und Temps gemessen, wann wo welches Wasser ankommt.

Ergebnis:

- Gesamtumlauf braucht ca. 7:30 min

- Strecke Austritt Speicher -> Kollektorfühler nur 1:45 (!)

- gesamtes Kollektorfeld wird in ca. 4:00 voll durchspült

- Strecke Kollektorende -> Eintritt Speicher ca. 1:45

- Strecke vom Kollektorfühler -> Eintritt Speicher ca. 4:00 (!)

Jetzt weiß ich sicher, dass der Fühler falsch positioniert ist. Außerdem ist die Vorlaufstrecke ziemlich lang (nicht zu ändern). Bevor das heiße Wasser unten ankommt, ist die Pumpe (vor der Reglermanipulation) schon wieder aus...

Somit macht der Bypass evtl. wirklich Sinn.


Taugt der Steca TR 0603 mc was?

Danke nochmals und Grüße
Andreas

Nur mal zum Vergleich: Ich habe für 12 qm Kollektorfläche 570 l / h eingestellt und bin damit sehr zufrieden. Die Heinis von der Installationsfirma hatten vorher nur 480 l / h eingestellt. Also: höherstellen und vergleichen!

Grüße
Dieter

Sieht so aus...
Ich habe eine Resol Deltasol MX. Die taugt... und ist günstig.