Solare Warmwasserbereitung – Solare Großanlagen

Neben komplett konfektionierten Solarthermieanlagen für Ein- und Zweifamilienhäuser bieten die Heiztechnikhersteller mittlerweile auch Systemlösungen für solare Großanlagen an, die keine individuelle und aufwendige Planung erfordern. Sie unterscheiden sich in erster Linie durch den Einsatz von Warmwasserspeichern oder von Frischwasserstationen und eignen sich für Mehrfamilienhäuser, Alten- und Pflegeheime, für Krankenhäuser, Hotels und Sportanlagen, aber auch für energieintensive Gewerbebetriebe wie Fleischereien, Bäckereien oder Brauereien.

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Entscheidend für die Auslegung solarer Großanlagen ist der individuelle Trinkwasserbedarf, der je nach Gebäudetyp und Anzahl der Nutzer sehr unterschiedlich sein kann. Die Versorgung mit Trinkwasser muss zu jeder Zeit gewährleistet sein und auch in Spitzenbedarfszeiten dürfen die Zapftemperaturen nicht sinken. Da der Größe von Warmwasserspeichern Grenzen gesetzt sind und eine tägliche Aufheizung der Vorwärmstufe auf mindestens 60°C vorgeschrieben ist, macht besonders bei Großanlagen der Einsatz von Pufferspeichern und externen Wärmeübertragern Sinn. Dabei muss das Pufferspeichervolumen mindestens 40 Liter je Quadratmeter Kollektorfläche betragen. Ebenfalls wichtig ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kollektorfeldgröße und Pufferspeichervolumen. Als Faustregel gilt: 1 bis 3 Quadratmeter Bruttokollektorfläche pro Wohneinheit. Je größer das Objekt ist, desto kleiner kann die Kollektorfläche ausfallen.

Darüber hinaus ist darauf zu achten, dass die Anlage mit der Dimensionierung ihrer Einzelkomponenten (Kollektoren, Pufferspeicher etc.) so ausgelegt ist, dass die öffentlichen Förderkriterien eingehalten werden. Denn für den Einbau thermischer Solaranlagen kann es Mittel von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) oder Investitionskostenzuschüsse von Bund, Ländern oder Gemeinden geben. Folgende Anlagenkonzepte für solare Großanlagen sind üblich:

Speicher-Reihenschaltung
Die Speicher-Reihenschaltung ist eine kostengünstige Lösung für das Nachrüsten von Solarthermie für Mehrfamilienhäuser bis zu 20 Wohneinheiten (WE), kleine Hotels, Sportstätten und Pflegeeinrichtungen. Hierfür werden zwei Warmwasserspeicher in Reihe geschaltet. Der Vorwärmspeicher (nachgerüstet) bindet die solare Wärme der Kollektoren ins System. Der Bereitschaftsspeicher ist das vorhandene Bauteil. Für die solare Heizungsunterstützung werden ein zusätzlicher Pufferspeicher und ein Umschaltventil ins System eingebunden.

Vorwärm-Frischwasserstationen
Bei der Entnahme von Warmwasser wird das Trinkwasser in der Frischwasserstation vorgeheizt. Das übernehmen solarbeladene Pufferspeicher. Das vorgewärmte Wasser strömt dann in den Bereitschaftsspeicher. Dadurch reduziert sich der Aufwand für das Nachheizen. Durch Einbinden eines Umschaltventils lässt sich auch eine Heizungsunterstützung umsetzen. Das System eignet sich für Mehrfamilienhäuser bis zu 20 WE oder für Objekte ohne hohe Spitzenvolumenströme.

Frischwasserstation als Kaskade
Für Objekte mit höheren Zapfraten lassen sich Frischwasserstationen in Kaskade schalten. Sie arbeiten mit Pufferspeichern und einer Frischwasserstation zusammen. Diese wird mit Wärme aus Bereitschaftspufferspeichern versorgt. Der Speicher kann solar oder mit fossilen Heizungsträgern beladen werden. Diese Lösung kommt bei größeren Wohngebäuden bis 160 WE zum Einsatz, bei kleineren Hotels oder Pflegeheimen.

Energiezentrale
Energiezentralen sind standardisierte und komplett vormontierte Hydraulikstationen, vergleichbar mit Hausanschlussstationen für Fernwärme. Sie übernehmen das Wärmemanagement von Mehrfamiliengebäuden bis zu 220 WE, größeren Hotels, Krankenhäusern, Sportobjekten oder Industriebetrieben. Bei diesem System werden die Heizkreise bei entsprechendem solaren Ertrag entweder aus dem Puffer versorgt oder direkt vom Heizkessel. Energiezentralen optimieren mittels Regeltechnik das Einbinden der Solarwärme und verbessern die Kessellaufzeiten.

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