Es werden überwiegend Zweikreisanlagen mit Zwangsumlauf eingebaut. Dabei wird eine
Wärmeträgerflüssigkeit von einer
Pumpe in den Warmwasserspeicher transportiert, wo sie die Sonnenwärme über einen
Wärmetauscher an das
Trinkwasser im Speicher abgibt. Um Solaranlagen vor Frostschäden zu schützen, befindet sich im Solarkreislauf ein
Wasser-Frostschutz-Gemisch (Sole). Im zweiten "Kreis" fließt das
Trinkwasser zu den Zapfstellen. Bei Einkreisanlagen wird das
Trinkwasser dagegen direkt im Kollektor erwärmt (üblich in südlichen Ländern ohne Frostgefahr).
Der Solarkreislauf dient zum Transport der Sonnenwärme vom Kollektor zum Warmwasserspeicher. Um Wärmeverluste gering zu halten, sollten die Weglängen vom Kollektor zum Speicher möglichst kurz sein. Für Anlagen im Ein-/Zweifamilienhausbereich reichen meist
Kupferrohre mit einem Durchmesser von 15 mm bis 18 mm aus, um einen optimalen
Wärmetransport zu gewährleisten. Mit einer Dämmstärke von 30 mm sind die Rohrleitungen ausreichend gedämmt. Bei Rohrdurchmessern über 30 mm sollte die
Dämmung mindestens die Dicke des Rohrdurchmessers haben.
Die
Dämmung muß hohen
Temperaturen standhalten und im Außenbereich UV- und witterungsbeständig sein. Als Dämmaterialien kommen zum Einsatz: Mineralwolle, Polyurethan-Rohrschalen, Schaumgummi.
Gängige Durchflußraten in kleinen Solaranlagen betragen 30 Liter bis 50 Liter/Stunde und m² Kollektorfläche. Die Solarkreis-Umwälzpumpe muß diesen Durchfluß garantieren können. Zum Einsatz kommen in der Regel konventionelle Heizungspumpen mit einer elektrischen Aufnahmeleistung zwischen 40 W und 80 W. Die
Pumpe sollte immer im kälteren Rücklauf des Solarkreises eingebaut sein, um sie nicht unnötig den hohen
Temperaturen im Vorlauf auszusetzen. Damit beim Auswechseln einer defekten
Pumpe nicht das ganze System entleert werden muß, werden vor und hinter der
Pumpe Absperrschieber montiert.
Typische Betriebsdrücke von Solaranlagen liegen bei etwa 4 bar. Sie können über ein
Manometer kontrolliert werden. Das
Sicherheitsventil sollte auf einen um etwa 0,3 bar höheren Ansprechdruck hin öffnen. Mit einem Auffangbehälter kann die Wärmeträgerflüssigkeit aufgefangen und dem Solarkreislauf über einen der Befüllhähne wieder zugeführt werden.
Die Thermometer in Vor- und Rücklauf dienen zur Betriebskontrolle der Anlage. Um bei mangelnder Einstrahlung oder in der Nacht einen
Wärmeabzug aus dem Speicher über den kälteren Kollektor durch Schwerkraftumwälzung zu verhindern, wird im Rücklauf ein Rückschlagventil montiert.
Das
Ausdehnungsgefäß hält den Druck in der Anlage stabil und nimmt die durch unterschiedliche
Temperaturen bedingte Volumenänderungen der
Wärmeträgerflüssigkeit auf. Das Volumen des
Ausdehnungsgefäßes muß aus Sicherheitsgründen ausreichend groß sein. Es sollte die gesamte
Wärmeträgerflüssigkeit aus den Kollektoren aufnehmen können und eine ausreichende Flüssigkeitsvorlage haben. Das Entlüftungsventil dient zum Entlüften des Solarkreislaufes nach dem Befüllen mit
Wärmeträgerflüssigkeit. Es ist an der höchsten Stelle des Solarkreislaufes auf einem sog.
Lufttopf angebracht sein.
Meistens ist ein einfacher
Temperaturdifferenzregler für die
Regelung einer kleinen Solaranlage zur Warmwasserbereitung ausreichend. Der
Regler stellt über zwei
Temperaturfühler fest, wann die
Temperatur am Kollektoraustritt höher ist als im Speicher auf Höhe des Solarkreis-
Wärmetauschers und setzt daraufhin die Solarkreis-Umwälzpumpe in Betrieb. Meist werden die Solarregler so eingestellt, daß für den
Pumpenstart eine
Temperaturdifferenz von etwa 5 °C bis 8 °C zwischen Kollektor und Speicher notwendig ist. Sinkt diese
Temperaturdifferenz auf 2 °C bis 3 °C ab, wird die Solarkreis-Umwälzpumpe durch den Solarregler wieder außer Betrieb genommen.
Ein besonderes System ist das
Drain-Back-System.