Berechnung der Heizenergie von Solarkollektoren Vitosol 200-FM

[Christoffer]

Guten Tag Community

Ich würde gern wissen ab welchen Außenbedingungen die Solarkollektoren einen Ertrag bringt?

Bzw weiß nicht ob man das sagen kann, ab wieviel Sonnenstunden wird eine bestimmte Temperatur erreicht?

In dem technischen Daten steht ein Wärmekapazitätswert, aber ab wann habe ich denn nutzbar Temperaturen auf den Kollektor? Dort kann ich ja nicht mit Außentemperatur ran gehen, da auch bei niedrigen Außentemperaturen hohe Oberflächentemperaturen, durch starke Sonneneinstrahlung, erzielt werden können. 

Hintergrund ist dieser ich schreibe eine Arbeit über Heizsysteme und würde hier gern die Solarkollektoren mit einbringen, da diese mit wenig Zusatzenergie (Pumpe + Steuerung) einen Speicher komplett aufheizen können.

Warum  Viessmann Vitosol 200 FM? Diese haben einen eingebauten Thermoschutz, so dass das Wasser/Glykol Gemisch nicht stagniert und eine längere Lebensdauer gewährt ist.

Bitte verbessern Sie mich, wenn ich in irgendeiner Hinsicht falsch denke.

Wäre über jede(n) konstruktive(n) Kritik/ (Rat) dankbar.

Mit freundlichen Grüßen

Christoffer

[Hansi_Buentgens · Accepted solution]

Hallo Christoffer,

Der Ertrag hängt hauptsächlich von der Strahlungsintensität ab. Die wird durch Einstrahlwinkel, Einstrahldauer und Wetterbedingungen bestimmt.

Der Kollektorertrag beginnt in der Regel, wenn der Absorber min. 5 - 6 K wärmer ist als der Abnehmer (Speicher). Das wir durch die Differenztemperaturregelung gesteuert.

Nähere Informationen bietet unsere Fachreihe Solarthermie, die du im Anhang findest.

Die Wirkungsgradkennlinie berücksichtigt die thermischen und optischen Verluste des Kollektors in Abhängigkeit der Differenz von Absorbertemperatur zu Umgebungstemperatur (Seite 14).

Beste Grüße °jo

[Christoffer]

Erstmal vielen Dank für den Beitrag Herr Hansi_Buentgens.

Gibt es da eine direkte Formel zur Errechnung des "Ertrags"?
Mir würde es auch schon reichen den zusammenhang zwischen Einstrahldauer und Oberflächentemperatur zu verstehen.
Denn dann kann ich mit der VDI 4710 die benötigten Werte errechnen und wissenschaftlich belegen.

[Hansi_Buentgens]

Hallo Christoffer,

hier kannst du höchstens den Wert des Solar-Keymarks verwenden (550kWh/m²), der ein statistisches 10-Jahres-Mittel darstellt bei standardisiertem Verbrauch im Raum Würzburg. Eine pauschale Formel zur Ertragsberechnung gibt es nicht, da hier zu viele dynamische Faktoren eine Rolle spielen. Üblicherweise kann über eine Simulationsberechnung mit individuellen Verbrauchsangaben und Bedarfsprofilen ein Jahresertrag bzw. solarer Deckungsanteil ermittelt werden.

Üblicher Ertrag bei Warmwasserbereitung: 450 - 650 kWh/m²/Jahr (kleine Anlagen eher 650, große Anlagen eher kleiner Wert).

Ertrag bei WWB + Heizungsunterstützung (ca. doppelte Kollektorfläche): 300 - 450 kWh/m²/Jahr.

Der übliche solare Deckungsanteil liegt dann bei ca. 60-70% WWB und 5-10% Heizungsunterstützung.

Mit einschlägiger Simulationssoftware lassen sich genauere Ergebnisse erzielen.

Beste Grüße °jo

[Christoffer]

Ok vielen Dank nochmals.

Schade, gut dann werd ich mich mit den Werten zufriedengeben und doch auf Simulationsrechnern zurückgreifen.

[famunger]

In meinem EFH (Bungalow mit ausgebauten Dachgeschoß) wurde 2015 die Heizungsanlage Vitodem 343-f

mit einem Kollektor Vitosol 200-F Typ 5DI eingebaut. Es gab von Beginn an Probleme mit der Kollektoranlage.

Der Kollektor wurde auf der Westseite (Walmdach 35 grad) installiert. Die Südseite wird durch ein 10 geschoßiges Haus verschattet. Der Ausdehnugsbehälter 25 Liter Fa. Reflex befindet sich ca. 3 m vom Anschluß Kollektor entfernt.

Folgende Mängel traten mit steigenden Temperaturen ab (25 grad Aussentemeratur und ab Nachmittag mit direktem Sonnenstand auf den Kollektor) seit dem auf:

Steigender Druck bis zu mehr als 5 bar

starke Klappergeräusche im Ausdehnungsfäß und sehr heiß

tropfende Leitung (22 mm) der Anlage am Manometerbereich

nach einigen Minuten schlägt das Manumeter noch oben und unten mehrfach und in millimetersekunden Zyklen stark aus. Dann gibt es ein starkes Plätschergeräusch und der Druck geht wieder in den Normalbereich 2,2 bar.

Der Druck fiel auch schon mal am frühen Abend auf 0 bar.

Laut Ihren Empfehlungen sind 25 Liter für den Behälter ausreichend für  SV2 mit einer Absorberfläche von 4,6 m2. Vitosol 200-F Typ 5DI hat aber eine Fläche von 4,76 m2. Ein Kühlkörper ist nicht vorhanden und die Dampfreichweite wurde nich berechnet.

Der Behälter wurde durch die Installationsfirma im letzten Herbst gewechselt, seit April 2020 treten mit steigener Außentemperatur die gleichen Mängel auf. Die Installationsfirma ist ratlos!!!

Ich hoffe Sie können hier weiterhelfen um die Ursache zu ermitteln!

Vieln Dank im Voraus! Eine Anwort per Mail wäre wünschenswert.

Mit freundlichen Grüßen

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@Christoffer  schrieb:

Guten Tag Community

Ich würde gern wissen ab welchen Außenbedingungen die Solarkollektoren einen Ertrag bringt?

Bzw weiß nicht ob man das sagen kann, ab wieviel Sonnenstunden wird eine bestimmte Temperatur erreicht?

In dem technischen Daten steht ein Wärmekapazitätswert, aber ab wann habe ich denn nutzbar Temperaturen auf den Kollektor? Dort kann ich ja nicht mit Außentemperatur ran gehen, da auch bei niedrigen Außentemperaturen hohe Oberflächentemperaturen, durch starke Sonneneinstrahlung, erzielt werden können. 

Hintergrund ist dieser ich schreibe eine Arbeit über Heizsysteme und würde hier gern die Solarkollektoren mit einbringen, da diese mit wenig Zusatzenergie (Pumpe + Steuerung) einen Speicher komplett aufheizen können.

Warum  Viessmann Vitosol 200 FM? Diese haben einen eingebauten Thermoschutz, so dass das Wasser/Glykol Gemisch nicht stagniert und eine längere Lebensdauer gewährt ist.

Bitte verbessern Sie mich, wenn ich in irgendeiner Hinsicht falsch denke.

Wäre über jede(n) konstruktive(n) Kritik/ (Rat) dankbar.

Mit freundlichen Grüßen

Christoffer

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Heiko Unger

[famunger]

Hallo Christopher,

hat Ihre Frage was mit meiner Anfrage an die Experten von Viessmann zu tun? Einen Ertrag von 402 kWh habe ich ja, aber ein Problem mit der Qualität der Installation. Bisher konne mir Keiner die Urasache für die Mägel erläutern. Bin ich eigentlich im richtigen Chat? Ist für mich etwas gewöhnungsbedürftig. Eine E-Mail Adresse für meine Anfrage an Viessmann gibt es scheinbar nicht.

Beste Grüße

Heiko

[Hansi_Buentgens]

Hallo Heiko,

Deinen Schilderungen zu Folge könnte sich Luft im System befinden, die bei Stagnation zu Dampfschlägen führt. Das sollte unbedingt entsprechend geprüft werden. Zudem sollten die eingestellten Temperatur-Parameter geprüft und bei Bedarf angepasst werden.

Unter Umständen ist bei einem recht kurzen Weg zum Ausdehnungsgefäß ein Stagnationskühler ratsam.

Beste Grüße Hansi