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OldBo
28.03.2019
Kühl- oder Rückkühlfunktionen sind regelungstechnische Einrichtungen, die in thermischen Solaranlagen eingesetzt werden. Sie sind notwendig, wenn eine Anlage nicht nur zur Trinkwassererwärmung, sondern auch zur Heizungsunterstützung ausgelegt wurde. Da solche Anlagen im Sommerbetrieb zu viel Wärme erzeugen, gehen sie häufig aufgrund zu hoher Temperaturen (>110 °C) in Stagnation.
Speicher-System zum Anschluss an Solarregler SUNGO S
 Speicher-System zum Anschluss an Solarregler SUNGO S
Quelle: Wagner Solar GmbH

Kühl- oder Rückkühlfunktionen sind regelungstechnische Einrichtungen, die in thermischen Solaranlagen eingesetzt werden. Sie sind notwendig, wenn eine Anlage nicht nur zur Trinkwassererwärmung, sondern auch zur Heizungsunterstützung ausgelegt wurde. Da solche Anlagen im Sommerbetrieb zu viel Wärme erzeugen, gehen sie häufig aufgrund zu hoher Temperaturen (>110 °C) in Stagnation.

Fachlich gesehen ist die Stagnation ein geplanter Betriebszustand. Das setzt aber voraus, dass die Anlage eigensicher konstruiert und ausgelegt wurde. Auch in Zeiträumen ohne Wärmeverbrauch (längere Abwesenheit, z. B. Urlaub) geht eine Anlage in Stagnation. Wenn eine Stagnation aufgrund der negativen Vorgänge (Vercrackung, Verzunderung) nicht stattfinden soll oder für den Stagnationsvorgang nicht geeignet ist (z. B. ungeeignete Rohrführung), dann ist eine Kühl- oder Rückkühlfunktion die erste Wahl. Ausgereifte Beschattungssysteme bietet der Markt zur Zeit nicht an.

Um eine Stagnation zu vermeiden muss eine passende Temperaturdifferenzregelung (Delta-T-Regelung) eingesetzt werden. Dabei wird die Aufnahmekapazität des Pufferspeichers als Grundlage für die überschüssige Wärme genutzt. Wenn z. B. eine Speichertemperatur von 70 °C voreingestellt ist, so kann im Fall einer  drohenden thermischen Stagnation eine weitere Aufheizung erlaubt bzw. eingestellt werden. Diese zusätzlich aufgenommene Wärme wird nicht benötigt, aber im Fall einer Überhitzung der Solarthermieanlage geht es primär darum, Schäden durch die überschüssige Wärme zu vermeiden. Diese Wärme kann durch einen künstlichen Verbraucher (z. B. Heizkörper im Keller, Swimmingpool, Kühlschlangen im Erdreich) an die Umgebung abgeführt werden. Neben dieser Kühlfunktion kann auch eine Rückkühlfunktion eingesetzt werden. Durch die Kollektorkühlfunktion wird die Speichertemperatur erhöht. Dabei läuft die Solarpumpe nach Sonnenuntergang weiter, um den Speicher mit der dann kühleren Solarflüssigkeit wieder herunterzukühlen.

Kollektorkühlung
Wenn der Speicher bis zur "Begrenzungstemperatur, Speicher unten" beladen ist, wird die Solarkreispumpe abgeschaltet. Steigt die Kollektortemperatur auf den eingestellten Wert der Kollektorkühlung (z. B. 110 °C) an, wird die Solarkreispumpe wieder eingeschaltet, bis die Kollektortemperatur um 10 oder 15 K gesunken ist. Diese zusätzliche Intervallbeladung des Speichers sorgt dafür, dass der Kollektor nur selten oder gar nicht in Stagnation gelangt. Die Anlage schaltet ganz ab, wenn die "Begrenzungstemperatur, Speicher unten" um 5 K überschritten wird.
Der Grundeinstellwert der Kollektorkühlung ist 110 °C; die Starttemperatur kann zwischen 100 bis 150 °C eingestellt werden.

Speicherkühlung
Wenn die "Speicherkühlung" aktiviert ist, wird sie eingeschaltet, wenn die Kollektortemperatur um 2 K unter die eingestellte "Speichertemperatur, unten" sinkt. Die überschüssige Speicherenergie (Speicher kühlen) wird über den Kollektor abgegeben bis der eingestellte Sollwert der Speicherkühlung erreicht ist. Die "Speicherkühlung" kann nur bei eingeschalteter "Kollektorkühlung" aktiviert werden.
Die Grundeinstellwert der Speicherkühlung ist 60 °C; die Abschalttemperatur kann zwischen 30 bis 90 °C eingestellt werden.

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