Forschungsgruppe-NET - Hochschule Offenburg

Solarthermie

Solare Trinkwassererwärmung der Stadtklinik Baden-Baden

Das unten dargestellte Prinzipschaltbild zeigt vereinfacht die Solaranlage mit den dazugehörigen Systemkomponenten. Das gesamte System ist in drei verschiedene Kreise unterteilt: den Kollekterkreislauf, den Pufferspeicherkreislauf und den Trinkwasserkreislauf. 

Das 276 m² große Kollektorfeld besteht aus 35 Kollektoren, wobei maximal fünf Kollektoren in Reihe geschaltet sind. Durch die Aufständerung auf dem Flachdach konnte die Kollektorfläche mit einer Neigung von 45° exakt nach Süden ausgerichtet werden.

Das Wasser-Glykol-Gemisch im Kollektorkreis wird durch die eingestrahlte Sonnenenergie erwärmt und mittels einer Umwälzpumpe zum Belade-Wärmeübertrager zwischer Pufferspeicher- und Kollektorkreis gefördert. Über den Beladekreis fördert die Beladepumpe die Energie an drei Solar-Pufferspeicher mit je 4.000 Liter Inhalt.

Ein Pufferspeicher ist als Hochtemperaturspeicher vorgesehen, die zwei anderen Pufferspeicher bilden eine Niedertemperaturgruppe. Die Beladung der Pufferspeicher erfolgt immer in den Hochtemperatur-Speicher. Ursprünglich sollte die Beladung entweder in den Hochtemperatur- oder die Niedertemperatur-Speicher erfolgen. Dabei wurde temperaturabhängig ein Umschaltventil geschaltet. Diese Schaltung wurde außer Funktion gesetzt, da die Umschaltung nicht optimal funktionierte. Bedingt durch höhere Rücklauftemperaturen war der Kollektorkreisnutzungsgrad reduziert und damit auch der solare Ertrag.

Die Entladung der Pufferspeicher, d. h. die Abgabe der gespeicherten Energie an das Trinkwasser, erfolgt über einen zweiten externen Wärmeübertrager. Bei Betrieb der Entladepumpe wird immer aus dem Hochtemperatur-Speicher oben das Wasser mit der höchsten Temperatur entnommen und an den Vorwärmspeicher abgegeben. Der Rücklauf vom Wärmeübertrager wird in die anderen Pufferspeicher geführt. 

Bei einer Warmwasserentnahme strömt das Kaltwasser zunächst in den Vorwärmspeicher, der einen Inhalt von 1.500 Liter hat. Bei einem ausreichenden Temperaturunterschied zwischen Vorwärmspeicher und Pufferspeicher schalten die Pufferspeicherentladepumpe und die Trinkwasserbeladepumpe ein und der Vorwärmspeicher wird über den Wärmeübertrager erwärmt.

Das Trinkwasser strömt aus dem Vorwärmspeicher in die zwei nachgeschalteten Nachheizspeicher mit je 3.000 Litern Inhalt, wo es bei Bedarf über  Gas-Heizkessel auf die geforderte Warmwassertemperatur von 45°C aufgeheizt wird.

Vereinfachtes Hydraulikschema der Solaranlage der Stadtklinik Baden-Baden

Kennwerte der Solaranlage

Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Kennwerte der Solaranlage der Stadtklinik Baden-Baden.

Projektdaten
Fläche276 m²
KollektorenartFlachkollektoren mit Antireflexglas
Pufferspeicher3 x 4.000 l
Projektkosten195.777,- € (709,- €/m²)
Wärmetauscher2 Plattenwärmetauscher
Vorwärmspeicher1.500 l
Ausrichtung / NeigungSüd / 45°
Minimale Nutzwärmekosten0,14 €/kWh
Maximaler solarer Ertrag124.125 kWh/a (450 kWh/m²a)

 

Das folgende Pdf-Dokument gibt detailliert Aufschluss über alle Anlagenkennwerte der Solaranlage der Stadtklinik Baden-Baden. Dazu zählen die Kollektoren, die Verrohrung, der Wärmeträger im Kollektorkreis und die Wärmetauscher zwischen den Systemkreisen.

Messtechnik

Das folgende Messstellenschema zeigt die jeweiligen Mess- und Regelfühler des Systems. Die Regelfühler sind zwingend zur Funktion des gesamten Systems notwendig, die Messfühler dienen zur erweiterten Funktionskontrolle der Solaranlage.

Messstellenschema der Solaranlage der Stadtklinik Baden-Baden

DATAPOOL bietet Zugriff auf unsere Messdaten-Server

Über unsere Seite DATAPOOL haben Sie Zugriff auf ausgewählte Daten der Solaranlage. Nutzen Sie verschieden Darstellungen wie Liniengraphiken, Carpetplots oder Scatterplots.

Die Stadtklinik Baden-Baden finden Sie auf der Seite Datapool im Bereich Solarthermie.

Im Schema oben bzw. hier sind die einzelnen Messpunkte des Datapools verzeichnet.

Außerdem finden Sie hier die Messstellenliste.

toTopnach oben