Systeme zur Nacherwärmung bei Solaranlagen

In der umweltpolitischen Diskussion über CO2 Minderung und Ressourcenschonung wird die Elektro-Warmwasserversorgung häufig kritisiert. Im Vergleich zur direkten Wärmeerzeugung aus Brennstoffen wird beim Einsatz von Elektrowärme ca. die 2,5-fache Menge an Energierohstoffen verbraucht und eine entsprechende Mehremission verursacht. Diese Nachteile lassen sich durch eine Kombination mit einer Solaranlage deutlich verringern. Die Kombination eines Solarkollektors mit einer dezentralen Nacherwärmung von Brauchwasser ist in vielen Passivhäusern üblich. Leider sind wir selber erst nach einem Winter von dieser Form der Warmwasserbereitung überzeugt. 

Mehrere Beispiele anderer Passivhäuser belegen diese sinnvolle Kombination: Beispiel 1, Beispiel2, Beispiel3Beispiel4, Beispiel5, Beispiel6

Solarspeicher

Im Solarspeicher wird die von den Sonnenkollektoren gewonnene Wärme stets an den kühlsten Bereich abgegeben. Dazu befindet sich im unteren Bereich des Speichers ein großflächig dimensionierter Wärmeaustauscher in Form einer Rohrschlange, der vom Wärmeträgermedium durchflossen wird. Zum Anschluss der Nacherwärmung dient ein weiterer Wärmeaustauscher im oberen Drittel des Speichers. Die Nacherwärmung kann durch eine konventionelle Öl- oder Gasheizungsanlage sowie durch spezielle Durchlauferhitzer erfolgen. Die Speichergröße sollte so gewählt werden, dass der 1,5 bis 2-fache Tageswarmwasserbedarf bevorratet werden kann. Der Solarspeicher hat im Einfamilienhaus einen Inhalt von 300 bis 1000 Litern.

Planung und Dimensionierung

Bei Solaranlagen wird mit ein solarer Deckungsgrad von 55 bis 65% erreicht. Bei einem durchschnittlichen Warmwasserbedarf von 30 Litern mit 45°C pro Person und Tag ergibt sich für einen 3-Personen Haushalt eine Sonnenkollektorfläche von etwa 4 bis 5 m¾ bei der Verwendung von Flachkollektoren und eine Sonnenkollektorfläche von etwa 3 m¾ beim Einsatz von Vakuum-Röhrenkollektoren (Passivhaus mit Heizungsunterstützung entsprechend mehr Fläche vorsehen).

Zur Nacherwärmung können konventionelle Öl-, oder Gasheizungsanlagen dienen, die auf einen Wärmeaustauscher im oberen Bereich des Solarspeichers arbeiten. Ist die Mindesttemperatur am Auslauf des Solarspeichers unterschritten, wird die Heizung aktiviert und erwärmt den Inhalt im oberen Speicherbereich.

Sinnvoll ist die Verlegung der Nacherwärmung außerhalb des Solarspeichers. Zum Einsatz kommen hierbei elektronische Durchlauferhitzer, die speziell für die solare Nacherwärmung geeignet sind, sowie geschlossene Warmwasserspeicher. Es wird dann nur die tatsächlich benötigte Wassermenge nacherwärmt. Durch die dezentrale Platzierung der Geräte nahe der Zapfstellen werden die Leitungsverluste gering gehalten. Die dezentrale Nacherwärmung bei Bedarf führt zu einer höheren Ausnutzung der Sonnenenergie, da das gesamte Speichervolumen für die Solarwärmespeicherung ausgenutzt wird und kein konventionell vorgewärmtes Wasser vorgehalten wird, das die Wärmeabgabe des Kollektors beeinträchtigt.

 

Zentrale Nacherwärmung (unser Verfahren 10/2003-04/2004) 

Vorteile:
  • Niedrige Kosten für Einschraubheizkörper (~250,- €)
  • Geringer Aufwand für Installation (nur eine elektrische Zuleitung).
  • Keine Rohraufheizverluste, da Rohrleitungen entfallen
  • Keine Ladepumpe und damit kein zusätzlicher Energiebedarf erforderlich.
  • Keine Wartungskosten.
Nachteile:
  • Hohe Bereitschaftsverluste, da immer ca. 1/3 des Speichervolumens auf die gewünschte Temperatur nacherwärmt wird, ob Bedarf besteht oder nicht.
  • Bei langen Wegen zu den Entnahmestellen ist eine Zirkulation erforderlich.
  • höhere Energiekosten gegenüber Öl und Gas.
 

Dezentrale Nacherwärmung mit elektronischem Durchlauferhitzer und Kleinstspeicher für die Entnahme kleiner Wassermengen z.B. Küche und WC

  Vorteile:
  • Sehr niedriger Energiebedarf.
  • Sehr geringe Bereitschaftsverluste, es wird nur die Wassermenge nacherwärmt, die tatsächlich benötigt wird.
  • Sehr niedrige Verteilungsverluste.
  • Sehr niedrige Rohraufheizverluste durch kurze Rohrwege bei verbrauchsnah installierten Geräten.
  • Keine Zirkulationsleitung- und Pumpe erforderlich.
  • Optimale Bedingungen für den Kollektorbetrieb.
  • Höhere Betriebssicherheit durch Einsatz mehrerer Geräte.
  • Keine Wartungskosten.
  • Begrenzter Durchfluss.

 

  Nachteile:
  • Höhere Gerätekosten gegenüber der zentralen elektrischen Nacherwärmung (ca. 800,- € für elektrischen Durchlauferhitzer und Kleinstspeicher)
  • Höhere Energiekosten gegenüber Öl und Gas.
  • Höherer Installationsaufwand und Kosten durch mehrere elektrische Zuleitungen).
  • Nacherwärmung mit dem geringsten Energiebedarf
    Achtung !! Der elektronische Durchlauferhitzer muss für Solaranlagen geeignet sein (zugelassene Wassereinlauftemperatur möglichst >50°C).

 

Welche Geräte können zum Einsatz kommen

Vaillant - Elektro-Durchlauferhitzer VED E solar

Zur Nacherwärmung von  vorgewärmtem   Wasser mit Vorlauftemperaturen bis 80C
  geeignet, z. B. aus Solaranlagen,  Wärmepumpen o. ä.
- Elektronische Temperaturregelung
- Elektronische Wassermengenregelung durch Stellmotor
- Mikroprozessorgeregelte Ermittlung von Leistung und Wassermenge
- Auslauftemperatur stufenlos zwischen 30C und 60C einstellbar
- Sollwertbegrenzung auf 42C oder 45C einstellbar
- Anschluß von Vaillant Fernsteuerung  (Zubehör 455) möglich
- Modularer Aufbau

Clage Durchlauferhitzer DX 18..27

Die Einlauftemperatur kann bis zu 50 °C betragen, so dass auch der Betrieb zur Nacherwärmung in Solaranlagen möglich ist. Als Zubehör ist ein Modul zur Fernbedienung, FDX, nachrüstbar, das eine problemlose Bedienung des Gerätes auch bei verstecktem Montageort (z. B. Einbauschrank) ermöglicht.

 

STIEBEL-Durchlauferhitzer DHE electronic comfort

für die Versorgung mehrerer Entnahmestellen, für Einhandmischer und Thermostatbatterien geeignet, microcomputer-gesteuert, vollelektronisch geregelt, Fuzzi-Logic, Blankdraht- Heizsystem, besonders für kalkhaltiges Wasser geeignet, LCD-Multifunktionsdisplay, Temperaturwahl stufenlos zwischen 30 - 60 °C einstellbar, programmierbare Speichertaste, ECO-Taste für Energie- und Wassereinsparung, für vorgewärmtes Wasser bis 60°C, z.B. zur Nacherwärmung einer Solar-Anlage, Temperaturbegrenzung auf 43 °C möglich, elektronisches Lufterkennungssystem, Schutzart IP 25 (strahlwassergeschützt) 470 mm hoch, 225 mm breit, 110 mm tief, Gerätekappe weiß, DHE21 STK €592,00

 

SIEMENS-Durchlauferhitzer DE mit Display

für die Versorgung mehrerer Entnahmestellen, vollelektronisch geregelt, stufenlose Temperaturwahl von 30-60°C, Temperaturarretierung auf 42° C als Verbrühschutz und zur Kindersicherung, gradgenaue Auslauftemperatur, warmes Wasser bereits ab 2,3 l/min, solarfähig bis 50°C, CLICKFIX-Montagetechnik, Elektroanschluss oben und unten möglich, geeignet für alle DVGW-geprüften Kunststoff-Rohrsysteme, 

DH 18300-18 kW/400 V 3 . . . . . . DE18300 STK 560,00

DH 21300-21 kW/400 V 3 . . . . . . DE21300 STK 568,00

DH 24300-24 kW/400 V 3 . . . . . . DE24300 STK 568,00

 

Zuverlässig gesteuert

Der integrierte Mikroprozessor des VED E classic ermittelt und steuert anhand der Wassereinlauftemperaturund der per Flügelradsensor erfassten Wassermenge die erforderliche Temperaturleistung des Gerätes auf der Basis der gewählten Temperatureinstellung. Die Temperatur lässt sich per Drehschalter leicht auf einen Wert stufenlos zwischen 30 und 60 °C einstellen. Der Temperaturbereich entspricht einer Skala von 1 bis 7 am Gerät. VED-E 21/5 €550,- (Netto)

oder nur 512 € inkl. Märchensteuer

 

DHE electronic comfort
  • exklusives Design in besonders flachem Gehäuse
  • microcomputer-gesteuert, vollelektronisch geregelt, Fuzzi-Logic
  • Bedienfeld für höchste Komfortansprüche - mit LCD-Multifunktionsdisplay
    - Wunschtemperatur wird auf dem Display angezeigt
    - Temperaturwahl stufenlos zwischen 30 °C und 60 °C am Temperaturwählknopf
    - zusätzlich zwei programmierbare Speichertasten zum Abrufen von Wunschtemperaturen
    - ECO-Taste für Energie- und Wassereinsparung beim Duschen
    - automatische Begrenzung der Durchflußmenge auf max. 8 l/min
  • gut zugängliche Bedienung an jedem Installationsort
    - bei Untertischmontage durch drehen der Gerätekappe
    - vom Gerät abgesetzte Bedienung mit Zubehör Fernbedienung FB 1
    -Bedienung am Gerät und zusätzlichem Bedienteil mit Zubehör Fernbedienung FB 2
  • mit Fernbedienung FB 1 auch geeignet für Vorwandinstallation, z. B. Geberit GIS 461.075
  • Temperaturbegrenzung auf 43 °C möglich
  • noch wirtschaftlicher durch Fuzzi-Logic, ermöglicht Energie- und Wassereisparung bis zu 20%
  • serienmäßig für vorgewärmtes Wasser bis 60 °C geeignet, z. B. zur Nacherwärmung an einer Solaranlage
DHE 21 comfort
weiß
21 kw/400 V 3~
470/225/110
721,50.-

 

Falls Sie ein Gerät kennen, das wir bisher nicht gefunden haben, freuen wir uns über eine Mitteilung 

ausElektroMarkt(

www.bauweise.net