Messerschmid Energiesysteme GmbH - Systeme zur effizienten Nutzung von fossilen und nachwachsenden Rohstoffen
Systeme zur effizienten Nutzung von fossilen und nachwachsenden Rohstoffen

Heizsysteme mit solarer Unterstützung

Die nachfolgende Abbildung zeigt die hydraulischen Kreisläufe in einem Heizsystem mit solarer Unterstützung:

Schema: Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung

Funktionsbeschreibung:

Durch die Sonneneinstrahlung wird die Wärmeträgerflüssigkeit (Wasser mit Frostschutzmittel) in den Kollektoren (9) erwärmt. Sobald die Temperatur im Kollektor die Temperatur im unteren Teil des Solarspeichers (8) um ca. 5°C übersteigt wird von der Solarregelung die Solarkreispumpe (10) in Gang gesetzt. Die aufgeheizte Wärmeträgerflüssigkeit (Medium) durchströmt den Wärmetauscher im Solarspeicher und gibt dabei die Wärme an das umgebende Heizungswasser ab. Das im Wärmetauscher abgekühlte Medium wird erneut dem Kollektor zugeführt und wieder und wieder von der Sonne erwärmt. Dieser Kreislauf setzt sich solange fort wie die Temperatur im Kollektor höher als im Speicher ist. Der Speicher heizt sich dabei allmählich auf. Wird nun Brauchwasser gezapft strömt frisches Leitungswasser durch den Edelstahlwärmetauscher im Solarspeicher und wird so hygienisch und legionellenfrei erwärmt. Die angeschlossenen Heizkreise (4 und 5) holen sich das erwärmte Heizwasser durch den Kreislauf der Heizkreispumpen direkt aus dem Solarspeicher. Über ein Dreiwegemischventil wird die Vorlauftemperatur entsprechend der Außentemperatur witterungsgeführt geregelt. So wird gewährleistet dass sich das Heizsystem nicht mehr Wärme als notwendig aus dem Speicher holt. Das in den Heizkörpern (1) oder der Fußbodenheizung (2) abgekühlte Heizwasser wird über die Schichtladelanze im Solarspeicher in der entsprechend passenden Temperaturzone eingeschichtet. Dadurch wird gewährleistet dass der Solarspeicher im unteren Bereich möglichst kühl bleibt um der Solaranlage auch bei mäßiger Sonneneinstrahlung die Möglichkeit zur Wärmeabgabe im Speicher zu ermöglichen (Der Solarwärmetauscher ist immer ganz unten im kühlsten Bereich des Speichers angeordnet). Falls die Solarstrahlung nicht ausreicht um den Speicher auf die witterungsabhängig notwendige Temperatur zu bringen wird der Heizkessel (6) automatisch zugeschaltet bis die erforderliche Temperatur im Speicher erreicht ist. Aufgrund der Anordnung von Kessel Vor- und Rücklauf am Speicher kann der Kessel nur einen kleinen Teil im oberen Bereich des Speichers erwärmen, so dass auch bei aufgeheiztem Speicher die Funktion der Solaranlage erhalten bleibt.

Mit einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung lassen sich bis zu 70 % des Jahresenergiebedarfs zur Brauchwasser-Erwärmung und bis zu 20 % des Jahresheizenergiebedarfs einspart werden. Die Einsparung kann bis zu 100 ltr. Heizöl je Quadratmeter Kollektorfläche betragen.

Dimensionierung:

Die Größe der Kollektorfläche und des Solarspeichers richten sich nach dem täglichen Warmwasserbedarf und dem jährlichen Heizenergiebedarf. Eine generelle Faustregel gibt es aufgrund der unterschiedlichen Heizsysteme, der erforderlichen Systemtemperaturen und der immensen Unterschiede bei den Dämmstandards nicht. Allenfalls kann man sagen die Kollektorfläche für die Heizungsunterstützung soll mindestens doppelt so groß sein als es für die reine Warmwasser-Solaranlage erforderlich wäre. Der Gesetzgeber akzeptiert zur Förderung der Heizungsunterstützung keine Kollektorfläche kleiner als 10,0 m². Natürlich kann die Anlage mit einer größeren Fläche auch mehr Heizwärme erzeugen - andererseits erzeugt eine große Anlage auch einen größeren nicht nutzbaren Überschuss im Sommer.

Die folgenden Empfehlungen zur Dimensionierung können daher nur als grobe Hausnummer angesehen werden:

 beheizte Wohnfläche Kollektorfläche Speichervolumen
100 m² ca. 10 - 15 m² ca. 800 - 1.250 ltr.
200 m² ca. 15 - 20 m² ca. 1.000 - 2.500 ltr.
300 m² ca. 20 - 25 m² ca. 1.500  - 4.000 ltr.
400 m² ca. 25 - 30 m² ca. 2.000  - 6.000 ltr.
 

Montagevarianten:

Solaranlagen können in vielfältigen Möglichkeiten harmonisch in jedes Gebäude integriert werden: Dachintegration (Indach), Aufdachmontage, Fassadenintegration, Kollektoren als Balkonbrüstung und Freiaufstellung im Gelände sind die häufigesten Anwendungen. Bei geeigneter Dachausrichtung in südliche Richtung und Dachneigung 30 - 50 Grad eignet sich am besten die Dachintegration. Die sogenannte Indach-Anlage hat nicht nur optische Vorteile:

  • Durch den Einbau in die Dachfläche wird die Windangriffsfläche und damit die Verluste bei windigem und stürmischem Wetter minimiert. Der Kollektor kommt durch die wärmere Umgebungsluft leichter auf Temperatur.
  • Rohrleitungsanschlüsse und Fühlerkabel verlaufen unter der Einblechung und unter der Dacheindeckung und sind somit automatisch geschützt gegen Witterungseinflüsse und Beschädigungen durch Tiere (Vögel, Marder).
  • Es sind keine Beschädigungen an der Dacheindeckung unterhalb der Kollektoren möglich (z.B. durch Schneedruck).

Beispiele:

Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung 21,6 m² Solarfocus CPC S1, Indachausführung

Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung 21,6 m² Solarfocus CPC S1, Indachausführung

 

10,8 m² Solarfocus CPC S1, Freiaufstellung

10,8 m² Solarfocus CPC S1, Freiaufstellung

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"20 Jahre" im HSK (3.4 MB)"20 Jahre" im WOM (1.29 MB)

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