Erfahrung von Jahrzenten für ausgereifte Systemtechnik

Ein hochwertiger Sonnenkollektor allein garantiert noch keinen optimalen Betrieb der gesamten Solaranlage. Vielmehr kommt es auf das optimale Zusammenspiel aller Komponenten im Rahmen einer kompletten Systemlösung an. Die aufeinander abgestimmten Systemkomponenten von Viessmann gewährleisten einen optimalen Wirkungsgrad und eine hohe Betriebssicherheit der solar unterstützten Heizungsanlage.

Die Effizienz eines Gesamtsystems hängt zu einem wesentlichen Teil aber auch von der Anlagenperipherie ab. In den folgenden Abschnitten erhalten Sie wichtige Tipps für einen optimalen Anlagenbetrieb.


Nachheizung

Die Temperatur im konventionell nachgeheizten Teil des Speicher-Wassererwärmers und die gewählten Schaltzeiten für die Nachheizung haben einen großen Einfluss auf den Ertrag bzw. die Effizienz der Solaranlage: Je höher die bereits vorhandene Temperatur im Speicher-Wassererwärmer, desto weniger „Platz“ hat die Solaranlage, Energie in das System einzuspeichern. Es ist sinnvoll, diesen Aspekt zu beachten und dabei gleichzeitig die Anforderungen an Komfort und Hygiene zu berücksichtigen.

Zur Effizienzsteigerung der Solaranlage kann die konventionelle Nachheizung des bivalenten Speicher-Wassererwärmers solange verzögert werden, bis keine Solarwärme mehr geliefert wird, die Solarkreispumpe also abgeschaltet ist (Nachladeunterdrückung). Diese Funktion kann im Zusammenspiel mit den Vitotronic Kesselregelungen genutzt werden.

An der Heizungsregelung wird wie üblich eine Nachheiztemperatur für das Trinkwarmwasser eingestellt. Zusätzlich wird eine minimale Temperatur bestimmt. Wird nun – bei aktivierter Nachheizunterdrückung – der Speicher solar beladen, erlaubt die Kesselregelung ein Unterschreiten der Warmwassertemperatur bis zur eingestellten Minimaltemperatur. Der Speicher-Wassererwärmer wird erst dann vom Heizkessel beheizt, wenn auch dieser Minimalwert unterschritten wird. Dies gilt auch bei laufender Solarkreispumpe.

Zusammenspiel der Regelungen

Zusammenspiel der Regelungen

Effizienzsteigerung mit System: Die Nachheizung wird optimal geregelt.

Einbinden der Zirkulation

Voraussetzung für die einwandfreie Funktion der Solaranlage sind Speicherbereiche mit kaltem Wasser zur Aufnahme solar erzeugter Wärme. Diese Bereiche dürfen also auf keinen Fall vom Zirkulationsrücklauf erreicht werden. Es ist deshalb falsch, den Zirkulationsrücklauf bei bivalenten Speichern „aus Gewohnheit“ an den Kaltwasserzulauf anzuschließen. Vielmehr muss dafür der Zirkulationsanschluss des Speichers genutzt werden. Andernfalls wird der Speicher komplett auf die Temperatur des Zirkulationsrücklaufes gebracht.

Beim Anschluss der Zirkulation muss ebenfalls berücksichtigt werden, dass das Warmwasser im Solarspeicher durchaus höhere Temperaturen als 60 °C erreichen kann, also ein thermostatisches Mischventil eingesetzt werden muss.

Einbinden der Zirkulation

Die Abbildung zeigt die korrekte Einbindung der Zirkulation in Verbindung mit einem thermostatischen Mischventil. Zur Vermeidung von Fehlzirkulation muss in die Kaltwasserzuleitung des Brauchwassermischers eine Rückschlagklappe eingebaut werden.

Sicherer Umgang mit Stagnation

Der Stagnationsfall kann bei Kollektoren zum Überschreiten des Siedepunkts der Solarflüssigkeit führen. Insbesondere bei Anlagen zur solaren Heizungsunterstützung mit Vakuum-Röhrenkollektoren müssen die zu erwartenden Stagnationsphasen in die Planung einbezogen werden.

Aber auch technische Defekte oder Stromausfall können eine Stagnation verursachen. Während der Stagnation werden in der Solaranlage die höchsten Temperaturen und Drücke erreicht. Druckhaltung und Sicherheitseinrichtungen werden deshalb auf diesen Betriebszustand ausgelegt. Wesentlich dabei ist die Vermeidung von Schäden an Anlagenkomponenten, die durch den Dampf entstehen können, der sich bei Stagnation im Kollektor bilden und bis weit in die Rohrleitungen gedrückt werden kann. Übrigens: Dies gilt auch für Anlagen, deren Solarkreis mit Wasser betrieben wird.

Aufgrund der schaltenden Absorberschicht ThermProtect sind bei Viessmann Flachkollektoren Vitosol 100-FM und Vitosol 200-FM keine besonderen Schritte zu berücksichtigen. Allein die Technik und der Anlagenvordruck am Kollektor von 3 bar stellen eine ausreichende Sicherheit dar.

Bei allen anderen Viessmann Kollektoren der Vitosol Reihe, also auch bei Vakuum-Röhrenkollektoren Vitosol 200-T und Vitosol 300-T, empfiehlt es sich, bei der Planung den Stagnationsfall zu berücksichtigen.

Stagnationskontrolle

Stagnationskontrolle

Zwei Arten der Stagnationskontrolle: Ein Stagnationskühler schützt das MAG vor Überhitzung (links). Die schaltende Absorberschicht ThermProtect begrenzt die Temperatur schon im Kollektor (rechts).

Entlüftung

Auch die einwandfreie Entlüftung des Kollektorkreises ist eine Voraussetzung für einen störungsfreien und effizienten Betrieb der Solaranlage. Luft im Kollektorkreis verursacht Geräusche im Solarkreis und gefährdet die sichere Durchströmung der Kollektoren, sie beschleunigt zudem die Oxidation von Anlagenteilen und des Wärmeträgers.

Nach der Installation der Solaranlage befindet sich im Kollektorkreis zunächst Luft, die bei der Befüllung mit dem Wärmeträger größtenteils verdrängt wird. Ein Teil der Luft jedoch wird in Form von kleinen Bläschen im Flüssigkeitsstrom verwirbelt und erst später allmählich wieder frei, ein weiterer Teil ist im Wärmeträgermedium gelöst. Anders als bei Heizungsanlagen kann die Entlüftung im Betrieb nicht am Hochpunkt der Anlage, also am Kollektor, stattfinden: Der im Fall einer Stagnation dann ggf. gasförmige Inhalt des Solarkreises würde sonst an dieser Stelle entweichen.

Solaranlage Entlüftung

Solaranlage Entlüftung

Die Entlüftung oder Entgasung des Solarkreises lässt sich am einfachsten durch den Einbau eines Luftabscheiders im Heizraum, am besten im Vorlauf vor Eintritt in den Speicher, realisieren.

Regelung

Die Regelung der Solaranlage sorgt für das sichere und effiziente Zusammenspiel der einzelnen Komponenten. Für die Beladung des Speichers wird die Temperaturdifferenz zwischen dem Kollektor und dem Solarspeicher gemessen.

Die Solarkreispumpe wird eingeschaltet, sobald diese Temperaturdifferenz einen voreingestellten Wert überschritten hat (Einschalttemperaturdifferenz). Der Wärmeträger transportiert dann die Wärme vom Kollektor zum Speicher. Wird eine zweite, kleinere Temperaturdifferenz unterschritten, schaltet die Solarkreispumpe ab (Ausschalttemperaturdifferenz). Für die Entladung, zum Beispiel in den Heizkreis, gibt es vergleichbare Funktionen. Zusätzlich bietet die Regelung viele weitere Funktionen, um einen sicheren Betrieb der Anlage zu gewährleisten.

Wird die Solaranlage zusammen mit einem neuen Wärmeerzeuger von Viessmann eingebaut, so sind die Solarregelfunktionen bereits in der Kesselregelung vorhanden. Die Vitotronic Regelungen sind mit allen notwendigen Funktionen für die Solaranlage ausgestattet und gewährleisten damit das optimale Zusammenspiel mit dem Heizkessel. Die Komponenten der Solaranlage werden mit dem Regelungsmodul SM1 in das System eingebunden.

Für die Nachrüstung bestehender Heizkessel mit einer Solaranlage oder für komplexere Systeme bietet Viessmann die Reglerfamilie Vitosolic an.

Prinzip der Solarregelung

Prinzip der Solarregelung

Die Solarregelung sorgt für den effizienten Wärmetransport. Nur wenn es sich lohnt, wird Wärme vom Kollektor in den Speicher verschoben.

Konnektivität

Die zunehmende Digitalisierung macht auch vor dem Heizungskeller nicht Halt. Heizsysteme werden künftig zunehmend internetfähig sein. Viessmann bietet Lösungen für Marktpartner und Anlagenbetreiber an, mit der Viessmann Wärmeerzeuger mittels einfacher Plug & Play-Installation an das Internet angeschlossen werden können.

Der Anlagenbetreiber wird in die Lage versetzt, Temperaturen oder individuelle Heizzeiten ganz einfach per Smartphone einzustellen. Darüber hinaus hat der Fachhandwerker nach vorheriger Freischaltung durch den Anlagenbetreiber die Möglichkeit, die Betriebsparameter des Heizsystems online einzusehen, um frühzeitig Servicebedarf zu erkennen und Einsätze planen zu können. Ebenso ist es möglich, die Betriebsparameter direkt zu ändern.


Viessmann Vitoconnect

Viessmann bietet die Möglichkeit, über die Internetschnittstelle Vitoconnect 100 Heizungsanlagen an das Internet anzuschließen. Dies ermöglicht es dem Nutzer, den Bedienkomfort, die Betriebssicherheit und die Effizienz seiner Anlage deutlich zu steigern.

Der besondere Vorteil ist ein deutlich verbessertes Anlagenmanagement, das Statusmeldungen des Reglers an den Fachhandwerker und an den Anlagenbetreiber weiterleitet. Die automatische Analyse der erfassten Betriebsdaten ermöglicht es zudem, Störungen vorauszusagen sowie Optimierungsvorschläge zu machen. Über das Service-Portal Vitoguide haben Viessmann Marktpartner die Möglichkeit, auf diese Meldungen zuzugreifen und in den Service aufzunehmen.

Schnittstelle ist bei allen Viessmann Reglern die Open Therm- oder die Optolink-Schnittstelle. Bei Reglern mit Optolink-Schnittstelle können auch Solaranlagen eingebunden werden. Bedingung dafür ist, dass der Solarregler über den KM-BUS mit dem Regler verbunden ist oder ein Solarregelungsmodul Typ SM1 verwendet wird.

Analyse von Betriebsdaten

Im Rahmen der Wartung einer Solaranlage hat der Fachbetrieb nur eingeschränkte Möglichkeiten, die Betriebsfunktionen der Solaranlage zu beurteilen bzw. zu optimieren. Korrekturen an der Pumpeneinstellung oder an Schaltpunkten des Reglers können nur auf Basis von Abschätzungen oder Erfahrungswerten vorgenommen werden. Mit einem Zugriff auf Analysewerte der erfassten Betriebsdaten jedoch kann beispielsweise aus dem Verlauf der Spreizung im Solarkreis oder der Taktung der Pumpe die optimale Einstellung der Solarkreispumpe ermittelt werden.

Ohne die Auswertung aufgezeichneter Betriebsdaten werden kleinere Abweichungen vom optimalen Betriebsverhalten ggf. nicht entdeckt, da sie nicht zu klaren Fehlfunktionen oder sogar Störungen führen. So führt Luft im Solarkreislauf zum Beispiel zwar zu eingeschränktem Umlauf im Solarkreis und damit zu verringerten Solarerträgen, das wird aber nicht unbedingt als Störung erkannt. In diesem Fall wird die automatische Analyse eine klare Aussage treffen und deutlich auf das Problem hinweisen können.