Durchmesser Rohrverbindung Kollektoren - Solarstation

[HubiOtto6a]

Während der Kernsanierung hatte ich den damaligen Installateur gebeten, vorab einen solarthermisch geeigneten Strang vom möglichen Platzierungsort von Solarthermie-Kollektoren zum Heizungskeller zu legen, was er auch getan hat. Verwendet wurden Kupferrohre (korrekt), aber leider mit sehr kleinem Innendurchmesser von gemessen ca. 12.5mm.
Die Gesamtlänge vom Kollektorort zum Keller ist ca. 9m, 3x90° Bögen und Höhenunterschied 3.50m.
Aufgebaut habe ich nun Flachkollektoren mit Bruttofläche 8.6m² (3 Stück in Reihe, 155° Grad auf dem Kompass orientiert, nahezu unverschattet), der einzubauende Speicher wird ca. 1000l sein (optimal eigentlich 800l, aber gibt es zur Zeit nicht lieferbar).
Ist mit diesen Kupferrohren ein realistischer Betrieb überhaupt möglich, Stichwort Rohrinnenwiderstand? Der Überblick über verschiedene Quellen nennt DN15 als untere Grenze...

 

[helmut m.]

Eine gute Fausregel: 15 l Wärmeträgerflüssigkeit pro m2 Kollektor.
Das ergibt bei 8,6 m2 rund 120 l/h Durchsatz.
Für Kupfer optimal wäre da ein Rohr
15x1,0 mm mit 13 mm Innendurchmesser, einem Widerstand von 97.61 P/m und einer Geschwindigkeit von 0.27 m/s
Kannst auch selber dimensionieren; 12,5 mm innen sind aber sicher auch noch ok und werden kein Problem machen.
Puffergröße wäre typisch mit 70 (geizig) bis 100 (gut) Liter pro m2 Kollektor, also die 800 bis 1000 Liter sind immer richtig.

 

[HubiOtto6a]

Danke für die Antwort.
Ich konnte die o.a. Installation auch deshalb nicht verwenden, weil keine glykoltauglichen Fittinge verwendet wurden, ebenso verliefen die Rohre im EG nur minimal isoliert auf den Beton zwischen den Tackerplatten für die FuBo. Bei den üblichen Temperaturen im Sommer (80° und mehr) hätte das den Estrich lokal stark aufgeheizt und das Parkett darüber hätte das wohl kaum vertragen.
Habe also eine neue Solarleitung verlegt, teilweise in die Außendämmung einen Kanal gefräst (aber die Rohre gut gedämmt) und durch den Keller. Alles DN20 - sowohl die gerade Installation (Kupfer) als auch flexible Installation, hierfür habe ich Spiralrohr verwendet (deutlich weniger Fließwiderstand als Wellrohre). Die vorherige Installation wäre vom Durchmesser definitiv nicht geeignet gewesen. Vielleicht für 50% der Kollektorfläche...
Bisher läuft das astrein, (kurzfristige) Durchsätze bis über 500l/h werden erreicht, ohne das die Pumpe über 40W hinaus Leistung erbringen muss.
Der 1000l-Speicher ist optimal, auch wegen der Schichtungszonen (Trennblech auf 70% der Höhe) sowie des Durchmessers von 79cm. Lt. UVR16x2 erwirtschaftet die Anlage an sonnigen Tagen wie heute locker noch 10kW, was ich nicht schlecht finde.
Infolge der gestiegenen Gaspreise sowie dem hohen Anteil an Eigenleistung (einschl. Einkauf der Komponenten) ist die Amortisation der Anlage unter 10 Jahren.

 

[helmut m.]

Wenn´s so funktioniert, kein Einwand. Leidglich die 500 l/h scheinen mir schon sehr groß zu sein!
Bei 8,6 m2 Kollektor kannst mit rund 4,3 kW an Leistung bei 800-1000 W/m2 Strahlung rechnen.
Mit 500 l/h Durchsatz hast du nur eine Temperaturdifferenz von 7,4 K (Kelvin), was defintiv nicht optimal ist, aber auftreten kann, wenn der Wärmetauschen im Speicher oder auch extern nicht besonders gut ausgelegt wurde. Für die 500 l/h ist ein Kupferrohr 22x1,0 mm passend.

 

[HubiOtto6a]

Leidglich die 500 l/h scheinen mir schon sehr groß zu sein

Nicht dauerhaft, nur kurzfristig. Ansonsten durchschnittlich 200-250l/h, die angestrebte Differenz Vor-/Rücklauf wird mit Sollwert 20k angestrebt bei einer Wärmetauscherfläche von 4qm.
Die genannten 4.3kW werden tatsächlich bei komplett wolkenlosem Himmer und noch nicht geladenem Speicher locker erreicht. Kummulierte Werte im Sommer 20kWh und mehr, jetzt wie gesagt unter optimalen Bedinungen noch 10kWh.
Da wir gerade dabei sind: Ich überlege, einen der 3 Kollis eine Etage nach oben zu setzen wegen teilweiser Verschattung ab Ende August. Da die Kollis untereinander parallel geschlossen sind, müssten das 2er Pack mit dem 3. Kollektor per Spiralrohr verbunden werden, die Strecke wären ca. 3m. Meine Frage: Ist der dadurch entstehende Verlust signifikant? Die Bilder zeigen die 3 in einer Reihe sowie rot skizziert die Änderung.

 

[helmut m.]

Ich würde da nichts ändern. Jeder Laumeter Solarleitung am Dach ist "schlecht", da die Dämmung sehr aufwändig sein muss (Regendicht, UV-beständig, gesichert gegen Vogelverbiss - das gibt es wirklich!, und auch noch hoch dämmend = eierlegende Wollmilchsau). Dazu kommt, dass eine partielle Verschattung thermischer Kollektoren im Gegensatz zu PV-Elementen kein Drama ist. Der Mehrertrag durch die vermiedene Teilbeschattung wird den Mehrverlust der Leitungen und die Kosten der Dämmung derselben nicht wettmachen.
Mein Tipp: Nichts ändern, wenn alles funktioniert. Nicht verschlimmbessern. Und bitte auch nicht häßlich machen - auch das hat einen Wert!