Speichertemperaturen
Funktionsschema mit Temperaturen
Bereits Anfang Dezember 2007 des ersten Winters war klar, dass die Solaranlage sehr komfortabel dimensioniert ist und im Speicher noch genügend Wärmeenergie für den restlichen Winter gespeichert ist. Die vollständig solare Wärmeerzeugung (Heizung und Warmwasser) ist also auch in Mehrfamilienhäusern möglich!
> Entwicklung der Speichertemperaturen
> Erfahrungsbericht Winter 2018/2019
Funktionsweise der Solaranlage
276 m² Sonnenkollektoren wandeln die Sonnenstrahlung (sichtbares Licht, Infrarot- und UV-Strahlung) in Wärme um. Die im Kollektorkreislauf eingefüllte Flüssigkeit (Wasser-Frostschutzgemisch) wird dadurch erwärmt. Sobald die Kollektortemperatur über die aktuelle Speichertemperatur ansteigt, schaltet die Umwälzpumpe (P1) ein und das erwärmte Medium wird zum Speicher transportiert. Über die im Speicher eingebauten Wärmetauscher wird die Wärme vom Kollektorkreislauf an das Heizungswasser (205'000 l) abgegeben. Je nach Temperaturniveau in Kollektorkreis und Speicher schaltet sich nur der unterste oder zusätzlich einer der höher gelegenen Wärmetauscher ein (Ventile V1 – V3). Damit wird die Bildung der Temperaturschichtung im Speicher unterstützt (wärmeres Wasser oben, kälteres unten).
Die für die Fussbodenheizung benötigte Wärme wird aus dem Speicher bezogen. Über eine Kaskadenschaltung von Mischventilen (VH1 – VH4) im Vorlauf entzieht die Fussbodenheizung dem Speicher die Wärme aus einer möglichst kühlen (unteren) Zone. Im Heizungsrücklauf leiten die Ventile V71 und V72 das abgekühlte Heizungswasser in die temperaturmässig passende Schicht. Damit wird der Speicher optimal bewirtschaftet, die Temperaturschichtung erhalten und der Kollektorertrag maximiert.
Das Brauchwarmwasser befindet sich in den im Speicher eingeschweissten Chromstahlboilern und erwärmt sich auf die Temperatur des umliegenden Speicherwassers. Die Chromstahl-Wassererwärmer übernehmen die Temperaturschichten des Speichers (kontinuierliche Erwärmung von unten nach oben) und entladen so den Speicher optimal. An der Entnahmestelle der Boiler sorgt ein thermisches Mischventil mit einer Beimischung von Kaltwasser dafür, dass die Bezugstemperatur an den Hahnen bei über 60°C heissem Speicher nicht zu hoch wird.
Die Anlage verfügt über keine externe Wärmequelle ausser den Sonnenkollektoren. Die Speicherisolation ist so ausgelegt, dass die Speichertemperatur im oberen Teil innerhalb des Winterhalbjahrs nicht unter 60°C fallen wird. Entscheidend für das Funktionieren des vorliegenden Konzepts ist ein sehr tiefer Energiebedarf des gesamten Gebäudes. Da der Energiebedarf für das Warmwasser durch die Bewohnerzahl gegeben ist, muss der Wärmebedarf minimiert werden.
Dank bester Isolationswerte der Gebäudehülle (Fassaden/Fenster/Dach) und einer Komfort-Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung kann dieses Ziel erreicht werden.