Das Layout / Template sieht doof aus!

Ja, das finde ich auch, aber:

  • sehr übersichtlich
  • funktional
  • keine nervigen flimmernden grafiken
  • schnell

Was soll denn dieses Hintergrundbild?

In der IT sind viele Systeme so komplex oder kompliziert, dass diese erst nach genauer Analyse verstanden werden können (wenn überhaupt, Machine Learning sei Dank).

Das Bild kann deshalb als Metapher verstanden werden, Systeme & Programmcode genau unter die Lupe zu nehmen bevor man sich ein Urteil darüber erlaubt.

 

Drainback Solaranlage - oh du schöne Solarthermie

Im Jahr 2016 haben wir uns entschieden eine Solarthermie Anlage zu planen. Nachfolgend eine Beschreibung zu unserer Variante (die wir selbst geplant haben) und dabei enstandenen Probleme und Lösungen.

Vorbemerkung - Bisherige Heizungslösung

In unserem Einfamilienhaus (EW65, saniert) befindet sich ein Strebel Festbrennstoffkessel aus dem Jahr 1996. Dieser solide Gussofen verrichtet über die Jahre sehr zuverlässig sein Werk und speichert seine Energie in einen 1000L CaloBloc Wärmespeicher.

Unser Ziel ist es mit der Solaranlage sowohl in der Übergangszeit als auch im Sommer, ohne Befeuerung des Festbrenners, auszukommen und so den Arbeitsaufwand und den Holzverbrauch zu senken. Die Anlage soll folglich sowohl als Heizungsunterstützung als auch für die Brauchwassererwärmung verwendet werden.

Warum Drain Back, Warum eine Eigenplanung?

Nachdem wir uns mehrere Angebote von diversen regionalen und überregionalen Heizungsbauern eingeholt haben, waren wir mit den vorgeschlagenen Lösungen mehr als unzufrieden denn:

  • keine hatte ein sinnvolles Konzept für die Überwärmeabfuhr

Die Angebote der Heizungsbauer verfolgten verschiedene Ansätze:

  • Kolektorfläche so klein dimensionieren, dass im Sommer die Stagnation keine größeren Probleme bereitet

Nachteil hierbei, außer direkt im Sommer muss trotzdem mit Holzofen geheizt werden. Weiterhin ist der Aufwand für die Montage einer nur sehr kleinen Kollektorfläche aus unserer Sicht Preis/Leistungsmäßig unverhältnismäßig hoch.

  • Unser Speichervolumen massiv vergrößern um mehr Puffer für die Überwärme zu haben

Aus unserer Sicht ebenfalls nicht sinnvoll, da ein großes Wasservolumen lange Zeit zum erwärmen benötigt. Damit würde besonders in der Übergangszeit ebenfalls das Problem auftreten, dass wir permannent mit dem Holzofen feuern müssen. Gerade dies wollen wir vermeiden.

  • Montage eines Außenheizkörper, oder zusätzlichem Heizkörper im Keller, der die Überwärme an die Umgebung abführt

Grundsätzlich interessant, Problem hierbei jedoch:

  1. Bei Pumpenausfall nützt einem dies wenig
  2. Bei Stromausfall ebenfalls, möglichkeit einer USV für den Heizkreis wäre gegeben, jedoch zusätzliche laufende Kosten und Wartung (dieses Argumente gilt Ebenso für die Angebote mit Anlagen, die sich mittels Jalousien verschatten können)

 

Die oben genannten Gründe bewegten uns deshalb dazu, selbst die Anlagenplanung durchzuführen.

--> Anmerkung hierzu: Grundsätzlich fanden wir auch andere Konzepte, die Stagnationssicher waren gut, wie beispielsweise die Anlagen von Ritter Solar / Paradigma. Die Anschaffungspreise sind hierbei jedoch so hoch, die Amortisation sehr sehr lange dauert oder die Heizungskosten in den nächsten Jahren massiv steigen müssen

Als für uns einzig sinnvolles Konzept hat sich dabei das Drain Back System erwiesen denn:

Vorteile:

  • Bei Stromausfall / Pumpendefekt fließt das Wasser in einen Sammelbehälter zurück, die Kollektoren sind leer und es kann sich kein Druck aufbauen, gleiches gilt im Winter für das einfrieren
  • Die Anlage kann mit normalem Wasser betrieben werden und muss nicht auf Glykol zurückgreifen, dadurch höherer Wirkungsgrad und natürlich auch besser für die Umwelt
  • Anlage ist im Wesentlichen drucklos, dadurch weniger Belastung für die Bauteile (bis auf die Wassersäule, die vom Keller bis zum Dach steht)
  • einfacher Anlagenaufbau, kein MAG notwendig

Nachteile:

  • Stärkere Pumpen notwendig, da die Anlage bei jedem Anlauf geflutet werden muss
  • dadurch auch höherer Stromverbrauch im Betrieb
  • Beim verlegen der Rohre muss immer auf Gefälle geachtet werden
  • nicht alle Kollektoren für diesen Anlagentyp geeignet

Aus unserer Sicht überwiegen die Vorteile jeoch bei weitem die Nachteile.

 

Aufbau der Anlage

  • Kollektoren: 4x Bosswerk SunExtreme CPC-XL Vakuum Röhren Kollektoren mit 4,91m²
  • DrainBack Station: Orkli 13 Meter / 16 Liter mit Wilo YONOS Para ST 15/13 PWM Pumpe
  • Spiralwärmetauscher für den CaloBloc
  • Steuerung: Resol Deltasol MX mit Datenlogger 2

 

Visualisierung

Visualisierung mit dem Datenlogger 2 (die Website auf dem Datenlogger wurde selbst angepasst)

 Probleme im laufenden Betrieb - luftblasen

Bis die Anlage komplett fehlerfrei gelaufen ist, verging inzwischen tatsächlich über 1 Jahr und viele Kontakte zum Hersteller und Tage/Wochen der Recherche. Das ein oder andere graue Haar ist dabei sicher auch gewachsen. Da ich kein Heizungsbauer bin, sondern Informatiker, waren einige Dinge, die für andere vielleicht offensichtlich wären, für mich zunächst große Probleme.

1. Symptom: Der Durchfluss reduziert sich im laufenden Betrieb soweit, dass der Wasserkreislauf stehen bleibt

Ursache

  • Pumpendrehzahl zu niedrig. Die genaue minimale Pumpendrehzahl lässt sich bei einer solchen Anlage nicht pauschal sagen. Vielmehr muss man durch probieren sich hier an den Idealwert herantasten. Besonders die Höhe hat hier die entscheidende Auswirkung. Je näher die Pumpe am Kollektor ist (desto weniger Höhe überwunden werden muss) desto niedriger kann die drehzahl sein

Lösung

  • minimale Pumpendrehzahl erhöhen. Aktuell ist bei unserem System diese auf 46% festgelegt

2. Symptom: Die Wassersäule reist im laufenden Betrieb plötzlich und ruckartig ab. Besonders häufig beim Anlagenstart, es kommt kein Wasserkreislauf zustande, im Schauglaß können Luftblaßen beobachtet werden. Das Problem nimmt bei höheren Wassertemperaturen zu.

Ursache

  • Die Pumpendrehzahl beim Befüllen der Anlage ist zu hoch! Die Pumpe saugt das Wasser schneller ab, als es durch den Wärmetauscher und vom ausgleichsbehälter nachfließen kann. Dadurch entsteht eine Luftblaße, die die Pumpe daran hindert weiteres Wasser anzusaugen

Lösung

  • Maximale Drehzahl der Pumpe begrenzen, in unserem Fall haben wir die Drehzahl auf maximal 80% festgelegt.
  • Achtung! Die Drehzahl darf aber auch nicht zu niedrig eingestellt werden, da sonst kein Wasserkreislauf beim Fluten der Anlage zustande kommt
  • Nach Änderung der maximalen Drehzahl muss in der DrainBack Option der Steuerung die Beflüllzeit ebenfalls höher gestellt werden

Dieses Problem hatte es wirklich in sich, da wir wirklich lange benötigt haben und einige telefonate mit dem Händler notwendig waren um auf die Lösung zu kommen..... (mein Dank gilt hier Bosswerk) Unser Hauptproblem hierbei war die Unregelmäßigkeit des Symptom. Die Anlage lief teilweise 2 Monate ohne Problem, anschließend trat das Problem über wochen täglich auf um dann wieder zu funktionieren, ohne Probleme zu bereiten....