Solaranlagenbesitzer sind ja oft auch engagierte Heimwerker, und die Experimentierfreude beim Anlagenbetrieb kennt keine Grenzen. Das führt entweder zu einem vertieften Verständnis der Zusammenhänge, zur Konsultation eines Fachbetriebes oder aber zu Frust, wenn die Anlage nicht das gewünschte Ergebnis liefert. Viele wissen vielleicht, dass es für Solaranlagen zwei verschiedene Betriebsweisen gibt: Temperaturdifferenzregelung oder Intervallbetrieb auch Eimerprinzip genannt. Welche die bessere Variante ist, hängt stark von der Art der Anlage ab.

Die meisten Solaranlagen arbeiten mit einer Temperaturdifferenzregelung

Bei der Temperaturdifferenzregelung schaltet sich die Solarpumpe immer dann ein, wenn zwischen dem Ausgang des Solarkollektors und dem Solarspeicher auf Höhe des Kollektor-Rücklaufes eine bestimmte Temperaturdifferenz überschritten wird. In der Regel ist dieser Temperaturunterschied auf 5 bis 8 Grad Celsius eingestellt. Die Pumpe stoppt, wenn die Temperaturdifferenz auf ein bestimmtes Maß geschrumpft ist, Größenordnung 2 bis 3 Grad Celsius. Der Pumpenstart ist also nicht an eine bestimmte Temperatur im Kollektor gebunden, sondern an einen Temperaturunterschied zwischen Kollektor und Speicher. Auf diese Weise wird die Solarwärme mehr oder weniger kontinuierlich abgeschöpft. Diese Betriebsweise nennt man auch Delta-T-Regelung.*

Der Intervallbetrieb – auch Eimerladeprinzip oder Eimerprinzip

Es gibt aber auch Anlagen, die im Intervallbetrieb arbeiten. Dabei schaltet sich die Solarpumpe nur ein, wenn im Kollektor eine lohnende Menge an Solarwärme zur Verfügung steht, also eine bestimmte Temperatur erreicht ist. Diese Temperatur ist relativ hoch. Sie kann um die 90 °C erreichen, ehe die Solarpumpe in Betrieb geht. Voraussetzung dafür sind Hochleistungskollektoren, die entsprechend hohe Temperaturen schaffen – damit fällt das „Eimern“ in den Bereich der Röhrenkollektoren, insbesondere der wassergeführten Vakuumröhrenkollektoren mit CPC-Spiegel.

Reines Wasser als Wärmeträger ist der ideale Partner für den Intervallbetrieb

Im Vergleich zu den Anlagen mit Wasser-Glykol-Gemisch können Röhrenkollektoren ohne Schaden auch mit sehr hohen Temperaturen beaufschlagt werden – und durch die günstigeren physikalischen Eigenschaften des reinen Wassers kommen die Vorteile des Eimerprinzips erst zum Tragen. Neben der besseren Wärmeleit- und Speicherfähigkeit ist das vor allem die geringere Viskosität: Die besseren Fließeigenschaften sorgen für kürzere Umwälzzeiten und damit für eine zusätzliche Einsparung an Pumpenlaufzeit durch das Intervallprinzip der Solarthermieanlage..

Die Vorteile des Eimerprinzips

  • das in den Solarspeicher eingespeiste Wasser ist deutlich heißer
  • hohe Temperaturunterschiede zwischen Vor- und Rücklauf (Temperaturspreizung)
  • dadurch wird die optimale Schichtung im Speicher unterstützt: oben heiß, unten kühler – das ist energetisch günstiger als ein einheitlich „lauwarmes“ Temperaturniveau im gesamten Speicher
  • Minimierung der Rohrleitungsverluste beim Wärmetransport
  • Senkung des Pumpenstromverbrauchs – Pumpenlaufzeit gegenüber Delta-T-Regelung nahezu halbiert
  • seltenerer Nachheizbedarf („Takten“ des Heizkessels wird vermieden)

Warum fahren dann so wenige Solarsysteme im Intervallbetrieb?

Da Flachkollektoren und weniger ertragreiche Röhrenkollektoren gar nicht so hohe Wirkungsgrade und damit nur niedrigere Temperaturen erreichen, bliebe die Wärme auf diesem niedrigeren Niveau ungenutzt, wenn sie nicht per Differenzregelung abgenommen würde. Für die meisten herkömmlichen Anlagen mit Wasser-Glykol-Gemisch als Wärmeträger wäre daher das Eimerprinzip als ganzjährige Betriebsweise ungeeignet. Manche Solarheizsysteme unterscheiden auch zwischen Delta-T-Winterbetrieb und Intervallbetrieb im Sommer und haben einen entsprechenden Solarregler, der beides kann.

* Bonus: Ein kleiner Griechisch-Exkurs

Da in der Physik der griechische Großbuchstabe Delta für eine Differenz steht und T für Temperatur, wird die Temperaturdifferenzregelung auch Delta-T-Regelung genannt. Und die Differenz zwischen Ein- und Ausschalttemperatur nennt man Hysterese. Falls euch, wie mir, mal der Begriff „Hysterese Delta-T-Regler“ begegnet, könnt ihr euch nun als fachkundig betrachten 🙂

Disclaimer
Disclaimer: Herausgeber dieses Blogs ist die Rittter Gruppe – ein Hersteller von Hochleistungs-Vakuumröhrenkollektoren die nach dem Eimerprinzip arbeiten.  Paradigma ist eine Marke der Ritter Gruppe. 

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