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Autoren
OldBo
29.04.2011
Voraussetzung für diese Art der Nutzung von Sonnenenergie ist eine zentrale Trinkwassererwärmung mit geeigneten Systemkomponenten.
Anlage mit bivalentem Speicher (EFH)
 Anlage mit bivalentem Speicher (EFH)
Quelle: Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Anlage mit Pufferspeicher und Frischwasserstation
 Anlage mit Pufferspeicher und Frischwasserstation
Quelle: Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Verbrauch und Erzeugung (MFH)
 Verbrauch und Erzeugung (MFH)
Quelle: Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Auslegungsnomogramm (MFH)
 Auslegungsnomogramm (MFH)
Quelle: Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Energiebedarf und Solarertrag
 Energiebedarf und Solarertrag
Quelle: Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Voraussetzung für diese Art der Nutzung von Sonnenenergie ist eine zentrale Trinkwassererwärmung mit geeigneten Systemkomponenten.

Die optimale Auslegung von Warmwasser-Solaranlagen ermöglichen solare Jahres-Deckungsraten von rd. 40 bis 70 % (in Einzelfällen auch mehr), wobei in den Sommermonaten eine Volldeckung des Warmwasserbedarfs anzustreben ist, um einen unwirtschaftlichen Teillastbetrieb des Wärmeerzeugers in der Heizungsanlage in dieser Zeit zu vermeiden.

Unverschattete Süddächer mit einer Neigung von ca. 30 bis 45 Grad bieten die günstigsten Voraussetzungen für solare Trinkwassererwärmungsanlagen und ermöglichen hohe Energieausbeuten von etwa 400 bis 500 kWh/m2 im Jahr. Auf Flachdächern ist die optimale Ausrichtung durch Aufständerung der Kollektoren möglich. Bei Südabweichung (südwest- oder südöstlich orientierte Dächer) kann die Energieausbeute durch Vergrößerung der Kollektorflächen erhöht werden. Kollektoren für Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung sind üblicherweise Flachkollektoren mit selektiver Beschichtung und transparenter Abdeckung oder auch Vakuum-Röhren-Kollektoren. In unseren Breitengraden werden fast ausschließlich Systeme mit Zwangsumlauf und als Wärmeträger ein Wasser-Glykol-Gemisch (Sole) eingesetzt. Dadurch können diese Anlagen ganzjährig und mit Systemnutzungsgraden von 30 % bis 40 % betrieben werden. In ganzjährig frostfreien Regionen kann auf Frostschutzmittel im Kollektorkreislauf verzichtet werden, auch sind dann so genannte Thermosiphonanlagen mit oben liegenden Warmwasserspeicher möglich.

Der Warmwasserspeicher sollte schlank und hoch gebaut sein, um die thermische Schichtung zu begünstigen. Eine durchgehende, effektive Wärmedämmung mit möglichst wenigen Durchdringungsstellen von Anschlüssen im warmen Bereich ist vorteilhaft. Des Weiteren ist eine ausreichende Dimensionierung, angepasst an den Warmwasserbedarf (Ermittlung nach DIN 4708) und dem Solarertrag, erforderlich. Verschiedene Speicherausführungen sind möglich. Bei kleineren Speichern (Volumen größer gleich 400 Liter) sind diese mit zwei innen liegenden Wärmetauschern (idealerweise Edelstahl-Glattrohrwärmetauscher) ausgestattet. Systeme mit kostengünstigen Stahl- und Kunststoffspeichern als Puffer mit getrennter Warmwasserbereitung über einen separaten Platten-, Rohrbündel- oder Glattrohrwärmetauscher werden vor allem für große Brauchwasseranlagen eingesetzt. Die Anforderungen des DVGW Arbeits-blattes W 551 „Legionellenschutz“ sind unbedingt zu beachten. Hier bietet sich auch die Kombination mit einer Frischwasserstation (FWS) an.

Faustregeln zur Berechnung solarer Trinkwarmwasserbereitung:

- Pro Person etwa 1 m2 bis 1,5 m2 Flachkollektorfläche bzw. 0,8 m2 bis 1 m2 Vakuumröhrenkollektorfläche.
- Das Trinkwasserspeichervolumen sollte 60 bis 80 Liter je m2 Kollektorfläche betragen, was dem 1,5 bis 2-fachen Tagesbedarf an Warmwasser entspricht.
- Die Systemkosten betragen je nach Fabrikat zwischen 400 EUR/m2 und 1.500 EUR/m2 Kollektorfläche inklusive aller Materialien und Montagekosten.
Thermostatische Mischarmatur
Thermostatischer Wassermischer mit Verbrühschutz
 Thermostatischer Wassermischer mit Verbrühschutz
Quelle: Honeywell GmbH
Schnitt durch den thermostatischen Wassermischer
 Schnitt durch den thermostatischen Wassermischer
Quelle: Honeywell GmbH
Eine thermostatische Mischarmatur wird dann notwendig, wenn das erwärmte Trinkwasser eine hohe Speichertemperatur hat. Dies ist besonders der Fall, wenn der Speicher über eine thermische Solaranlage aufgeheizt wird. Aber auch in Mehrfamilienhäusern muss die Speichertemperatur aus hygienischen Gründen auf > 60 °C gehalten werden. Diese Armatur regelt die Wassertemperatur zu den Zapfstellen auf ca. 40 °C runter.
Die Armatur kann zentral am Trinkwassererwärmer oder dezentral vor den Zapfstellen eingebaut werden. Eine dezentrale Anordnung wird immer dann notwendig, wenn in der Anlage Zapfstellen vorhanden sind, die eine höhere Warmwassertemperatur verlangen (z. B. Küchen).

Der im Ausgangsstutzen zentral angeordnete hochempfindliche Thermostat steuert eine Regulierhülse, die in Abhängigkeit der Mischwassertemperatur den Zustrom von Kalt bzw. Warmwasser regelt. Der Steuerkolben besitzt auf der Kalt- und Warmwasserseite Weichdichtungen, die einen dichten Abschluss auf der Warmwasser-seite bei Ausfall der Kaltwasserversorgung, unter Voraussetzung, dass die Warmwassertemperatur min. 10 K höher ist als die eingestellte Mischwassertemperatur und eine Unterbrechung der Kaltwasserzufuhr bei Ausfall der Warmwasserversorgung.

In der Zirkulationsleitung muss ein Rückflussverhinderer eingebaut werden, der verhindert, dass an den Zapfstellen Kaltwasser über die Zirkulationsleitung beigemischt wird.
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