Eine Solaranlage mit Zwangsumlauf ist eine solarthermische Anlage, bei der das Wasser durch eine Pumpe angetrieben im Kreislauf zirkuliert.
Im Gegensatz zu Solaranlagen mit Thermosyphon befördert dieses System das Warmwasser nicht bis zum höchsten Punkt des geschlossenen Kreislaufs, sondern lässt es von den Sonnenkollektoren bis zum Speicherbehälter abfließen.
In vielen Fällen ist es nicht möglich, solarthermische Energieanlagen zu installieren, um sanitäres Warmwasser über Thermosyphon zu erhalten, da sich die Sonnenkollektoren oft über dem Akkumulator befinden.
Dieses erneuerbare Energiesystem ist ein Muss in Fußbodenheizungen.
Bei diesen solarthermischen Anlagen kann das zwischen den Sonnenkollektoren und dem Speicher zirkulierende Wasser nicht durch natürliche Konvektion erfolgen, da das heißeste Wasser bereits am höchsten Punkt ist. Dies erfordert eine herkömmliche Wasserpumpe und daher eine externe elektrische Stromquelle.
Die Zwangssysteme sind immer indirekt, mit Ausnahme der Poolheizung, bei der das richtige Impulssystem zum Filtern des Wassers im Glas verwendet werden kann.
Durch die Nutzung einer externen Energiequelle kann diese Art der Nutzung der Sonnenenergie nicht mehr als passive Solaranlage betrachtet werden.
Vorteile des Zwangsumlaufsystems
Die Vorteile von Solaranlagen mit Zwangsumlauf sind:
- Die Struktur des Hauses bestimmt nicht seinen Standort. Der Warmwasserspeicher kann sich innerhalb des Gebäudes befinden und außerhalb müssen nur die Sonnenkollektoren installiert werden.
- Besserer Schutz des Akkumulators: Durch die Möglichkeit, den Akkumulator im Haus zu platzieren, können Sie einen größeren Akkumulator installieren, er ist besser isoliert. Da es nicht der Witterung ausgesetzt ist, verbessert es seine Haltbarkeit.
- Besserer Wärmewirkungsgrad: Der Wärmewirkungsgrad zur Erwärmung des Wassers ist höher als bei thermischen Solarsystemen mit Thermosiphon, da durch die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des durch den Sonnenkollektor zirkulierenden Wassers zu regulieren, es optimiert werden kann, die höchste Wärmeleistung in . zu erreichen nach den Gesetzen der Thermodynamik.
Nachteile des Zwangsumlaufsystems
Andererseits haben Zwangsumlaufsysteme gewisse Nachteile:
- Das System erfordert die Installation einer Wasserpumpe, damit das Wasser zirkulieren kann. Das Vorhandensein der Pumpe bedeutet einen Anstieg der Wartungskosten, da mehr Elemente mit der Möglichkeit von Ausfällen auftreten.
- Um elektrische Energie nutzen zu können, benötigen Sie einen Stromanschluss.
- Die Gesamtenergieeffizienz ist geringer als beim Thermosiphon-System. Obwohl der thermische Wirkungsgrad höher ist, muss der Stromverbrauch für den Betrieb der Wasserpumpe hinzugerechnet werden.
Grundelemente einer Solaranlage mit Zwangsumlauf
Solarthermische Anlagen mit Zwangsumlauf haben folgende Elemente:
Sonnenkollektoren
Sonnenkollektoren sind für die Umwandlung von Sonnenstrahlung in Wärmeenergie verantwortlich. Da bei diesen Baugruppen die Zirkulation der Flüssigkeit durch den Kollektor erzwungen wird, sind die Druckverluste (Widerstand gegen den Wasserdurchtritt) keine wichtige Einschränkung in Bezug auf ihren Wert, da sie bei der Wahl der Wasserpumpe ausgeglichen werden können. Entscheidend ist, die Druckverluste bei der Auswahl der optimalen Umwälzpumpe zu kennen.
In Zwangsumlaufanlagen können vertikale und / oder horizontale Sonnenkollektoren je nach Integrationskriterien ungenau eingesetzt werden, obwohl vertikale Kollektoren eine bessere Leistung bieten.
Heißbetätigungsspeicher
Der Akkumulator ist ein Tank, in dem erhitztes Wasser gespeichert wird. Diese Art der Montage ermöglicht die Verwendung mehrerer Varianten des Speichers, da die Umwälzpumpe das Wasser durch den eingebauten Wärmetauscher leitet.
Differenzthermostat
Differenzthermostate steuern die Pumpe so, dass sie das Wasser nur zu Zeiten treibt, in denen ein Energiegewinn entstehen kann. Vermeidung von Energieverschwendung in den Nachtstunden oder bei unzureichender Sonneneinstrahlung.
Der Differenzthermostat vergleicht kontinuierlich die Kollektor- und Speichertemperatur, indem er die Pumpe je nach Höhe der höheren Temperatur ein- oder ausschaltet.
Sicherheitselemente
Um den Solarkollektor vor Überdrücken zu schützen, ist es zwingend erforderlich, in jeder Gruppe oder Reihe von Solarkollektoren ein Sicherheitsventil zu installieren.
Andererseits wird der Primärkreis mit einer Sicherheitsgruppe ausgestattet, die mindestens besteht aus:
- ein Ausdehnungsgefäß
- ein Sicherheitsventil
- ein Manometer.
Ebenso werden diese Einrichtungen aktive Schutzsysteme gegen niedrige Temperaturen (Frost) oder gegen hohe Temperaturen (Überhitzung) enthalten.
Umlaufgruppe
Die Zirkulationsgruppe ermöglicht die Zirkulation des Fluids durch den Kreislauf, im Allgemeinen handelt es sich um eine Pumpe.
Die Zirkulationsgruppe befindet sich im Allgemeinen im unteren Teil des Tanks (Kaltwassereinlass), in Richtung des unteren Teils der Kollektoren. Darüber hinaus enthält es die folgenden Elemente:
- Elektromechanische Umwälzpumpe für geschlossene Kreisläufe, wie sie in Heizkreisen verwendet wird.
- Rückschlagventil, um unkontrollierte Rückzirkulationen zu vermeiden.
- Durchflussregler, mit dem der Durchfluss des Kreislaufs eingestellt werden kann.
- Filter, der die Haltbarkeit der Schaltungselemente garantiert.
