Komplette gewerbliche solarthermische Lösungen

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KINGSPAN SOLAR
Kingspan Environmental GmbH
Siemensstr. 12a, 63263 Neu-Isenburg
Tel: +49 (0) 6102 36867 00
Fax: +49 (0) 6102 36867 20
www.kingspansolar.de
Komplette gewerbliche
solarthermische
Lösungen
KOMPLETTE GEWERBLICHE SOLARTHERMISCHE LÖSUNGEN
Siemensstr. 12a
D-63263 Neu-Isenburg
Tel.: +49 (0) 6102 36867 00
Fax: +49 (0) 6102 36867 20
Änderungen vorbehalten
Komplette Gewerbliche
Solarthermische Lösungen
KOMPLETTE SOLARTHERMISCHE LÖSUNGEN
KINGSPAN SOLAR
INHALT
EINLEITUNG
3
PRODUKTPROGRAMM
27
SONNENEINSTRAHLUNG IN DEUTSCHLAND
4
PRODUKTÜBERSICHT SOLARTHERMIESYSTEME
28
ARBEITSWEISE VON SOLARTHERMIESYSTEMEN
5
KINGSPAN SOLAR HEATPIPE-RÖHRENKOLLEKTOREN
30
•
WARUM SOLARTHERMISCHE ENERGIE?
6
KINGSPAN SOLAR DIREKT DURCHFLOSSENE
•
IST MEIN GEBÄUDE GEEIGNET?
8
RÖHRENKOLLEKTOREN
34
•
ANWENDUNG IN VERSCHIEDENEN MARKTSEKTOREN
KINGSPAN SOLAR MONTAGEGESTELLE
36
VARISOL, SONNENKOLLEKTOREN MIT AUSZEICHNUNG
38
FLACHKOLLEKTOR-SONNENKOLLEKTOREN
40
EINZIGARTIGE MERKMALE VON KINGSPAN SOLAR RÖHREN
42
•
RÖHRENDESIGN
42
•
VORTEILE
43
10
ENGINEERING, SERVICE & SUPPORT
12
DEM UMWELTFREUNDLICHEN BAUEN VERPFLICHTET
14
FALLBEISPIELE
17
VAKUUMRÖHRENVERGLEICHE
46
•
FIN-IN-RÖHRENKOPIE / EINWANDIGES ROHR
46
•
SYDNEY-ROHR / DOPPELWANDIGES ROHR
51
KINGSPAN PUMPENSTATIONEN
52
75
SYSTEMTECHNISCHE ÜBERLEGUNGEN
55
STEUERUNG UND ÜBERWACHUNG
LEITFADEN ZUR DIMENSIONIERUNG
56
SOLARSYSTEMSTEUERUNG,
ELEKTRISCHE KOMPONENTEN & ÜBERWACHUNG
KOLLEKTORANORDNUNG UND
AUSWIRKUNGEN AUF DAS SYSTEM
68
76
KINGSPAN SOLAR
ZERTIFIZIERUNG UND GARANTIEERKLÄRUNG
83
KINGSPAN EUROPE
ENVIRONMENTAL
HEATPIPE-RÖHRENKOLLEKTOREN
•
HEATPIPE-RÖHRENKOLLEKTOREN
84
•
DIREKT DURCHFLOSSENE RÖHRENKOLLEKTOREN
85
•
VARISOL HEATPIPE-RÖHRENKOLLEKTOREN
86
•
VARISOL DIREKT DURCHFLOSSENE
INSULATED PANELS
INSULATION
INSULATED DOOR COMPONENTS
RÖHRENKOLLEKTOREN
88
•
HAGELSCHLAGPRÜFUNG
89
•
GARANTIEERKLÄRUNG
90
Dieses Dokument ist nicht zur Verwendung als Entwicklungswerkzeug gedacht, sondern dient allein zur Orientierung und entsprechende Anlagen müssen von unserem Technikteam geprüft werden.
Alle Solarthermiesysteme müssen durch einen kompetenten Ingenieur entwickelt werden. Die Kingspan Group plc oder eines ihrer Unternehmen übernimmt keine Verantwortung für Systeme, die allein
mit den nachfolgenden Informationen erstellt wurden. Wir empfehlen, Ihr System gemeinsam mit uns zu überprüfen.
Alle Beschreibungen und technischen Daten der Produkte und Verfahren in diesem Handbuch waren zum Zeitpunkt der Drucklegung auf dem neuesten Stand. Da Kingspan Environmental jedoch ständig
Produkttests durchführt und Produktverbesserungen vornimmt, können sich technische Daten und Verfahren jederzeit ändern. Wir behalten uns das Recht vor, technische Daten und Verfahren jederzeit
und ohne Vorankündigung zu ändern.
Bestimmungen und Normen
Das Solarthermiesystem muss in Übereinstimmung mit den geltenden Gebäudevorschriften, allen lokal geltenden Normen und mit den Gesundheits- und Sicherheitsrichtlinien installiert werden.
Diese Bestimmungen sind bindende Dokumente und haben Vorrang vor allen Empfehlungen in diesem Dokument. Informationen zu Installation und Bedienung finden Sie in den Installations- und
Bedienungsanleitungen, die mit dem Produkt geliefert werden.
Unterstützung bei der Entwicklung von Systemen erhalten Sie von unserem Team vom technischen Support: +44 (0) 28 38364500
91
KINGSPAN
Kingspan Environmental ist Teil der Kingspan Group,
dem weltweit führenden Anbieter von nachhaltigen
Gebäudeprodukten für Energie- und Wassereffizienz.
Mit seinen weltweiten Produktions- und
Distributionszentren steht Kingspan in der Bauindustrie
als Synonym für Innovation, Design, Qualität,
technisches Know-how und Service.
Kingspan Environmental bietet eine große Bandbreite
an Produkten und Dienstleistungen für erneuerbare
Energien, Abwasseraufbereitung und umweltgerechte
Lösungen. Unsere Kingspan Solarthermie-Paketlösungen
werden mit großem Erfolg bei zahlreichen
prestigeträchtigen Gebäuden in ganz Europa eingesetzt.
Kingspan Solar bietet Solarthermie-Komplettlösungen
für gewerbliche, industrielle, institutionelle und Wohngebäudeanwendungen. Unsere Vakuumröhren setzen
auf die beste Technologie und werden am Markt seit
über 25 Jahren erfolgreich eingesetzt. Wir sind nicht
nur stolz auf unser Weltklasseprodukt, sondern auch
auf Design-, Engineering- und den technischen Service,
den wir unseren Kunden jederzeit bieten.
2
25+
14Millionen
Jahre Fachwissen und Erfahrung
für Ihr Geschäft
installierte Vakuumröhren
weltweit
25
40+
Standorte in
ganz Europa
Länder, in denen wir
tätig sind
KINGSPAN SOLAR
EINFÜHRUNG
SONNENEINSTRAHLUNG IN EUROPA
4
ARBEITSWEISE VON SOLARTHERMIESYSTEMEN
5
BUSINESS CASE
•
WARUM SOLARTHERMISCHE ENERGIE?
6
•
IST MEIN GEBÄUDE GEEIGNET?
8
•
ANWENDUNG IN VERSCHIEDENEN MARKTSEKTOREN
10
ENGINEERING, SERVICE & SUPPORT
12
DEM UMWELTFREUNDLICHEN BAUEN VERPFLICHTET
14
FALLBEISPIELE
17
3
KINGSPAN SOLAR
SONNENEINSTRAHLUNG
IN DEUTSCHLAND
SONNENEINSTRAHLUNG IST EINE ALLGEMEINE
BEZEICHNUNG FÜR VON DER SONNE ABGESTRAHLTE
ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG.
Sie kann eingefangen und in nutzbare Energieformen
umgewandelt werden, z. B. als Wärmeenergie mit Hilfe
von solarthermischen Kollektoren. Die technische
Machbarkeit und der wirtschaftliche Betrieb an einem
bestimmten Ort hängen von der verfügbaren
Sonneneinstrahlung ab.
Die Verfügbarkeit von Sonnenenergie variiert und ist in
den Regionen um den Äquator am höchsten. Die Alpen
und die daran angrenzenden Gebirgszüge bilden eine
natürliche Barriere zwischen dem sonnigen Süden
Europas und dem diffuseren Norden.
Jährliche Summe der Globalstrahlung, die auf optimal geneigte und nach Süden ausgerichtete Module
einfällt
Globalstrahlung (kWh/m2)
Solarstrom (kWh/kWp2)
Abbildung 1: Durchschnittliche jährliche direkte normale Sonneneinstrahlung
4
KINGSPAN SOLAR
ARBEITSWEISE VON
SOLARTHERMIESYSTEMEN
FAKTEN
Die Solarthermie-Technologie
wandelt die direkte und die diffuse
Sonneneinstrahlung mit Hilfe von
Solarkollektoren in nutzbare
Wärmeenergie um. Diese Kollektoren
sollten möglichst genau nach Süden
und rechtwinklig zur Sonne
ausgerichtet sein.
1
A
E
D
2
Alle Komponenten arbeiten
zusammen, um Wasser mit Hilfe von
Sonnenlicht zu erwärmen:
3
4
B
PROZESS
1
C
F
Das Sonnenlicht trifft auf den
Sonnenkollektor und erwärmt
das Wärmeübertragungsmedium, das durch den
Kollektor strömt.
2 Eine Pumpe fördert das
G
Wärmeübertragungsmedium
vom Sonnenkollektor zum
Wärmetauscher im Wassertank,
wo die Wärme des Mediums an
das Wasser im Tank angegeben
wird.
A Sonnenkollektor – die Effizienz
und die Qualität des Kollektors
sind entscheidend für die
Leistung des gesamten Anlage.
B Pumpenstation
C Warmwasser-Speichertank
D Zusatzheizquelle
E
WarmwasserVerteilungssystem
F Solar-Controller
G Ausdehnungsgefäß
3
Die Pumpe fördert das
abgekühlte Wärmeübertragungsmedium dann
wieder zum erneuten
Erwärmen zurück zum
Sonnenkollektor.
4 Falls notwendig kann das
Wasser im Tank noch durch
eine Zusatzheizung erwärmt
werden, um es auf die
gewünschte Temperatur für
seine endgültige Verwendung
zu bringen. Dies kann
beispielsweise über einen
Boiler, einen Warmwasserbereiter oder einen
Durchlauferhitzer erfolgen.
Der Solarsteuergerät
überwacht und reguliert die
Zirkulation
des Wärmeübertragungsmediums je nach Wetter und
Warmwasserverbrauch.
Das Ausdehnungsgefäß fängt
die Volumenvergrößerung
und -verkleinerung des
Wärmeübertragungsmediums
bei dessen Erwärmung und
Abkühlung auf.
5
KINGSPAN SOLAR
WARUM SOLARTHERMISCHE
ENERGIE?
DIE SONNE – EINE UNBEGRENZTE ENERGIEQUELLE
Jedes Jahr liefert die Sonne über 8.000mal mehr Energie als wir
weltweit verbrauchen.
Ein gut gestaltetes Solarthermiesystem kann bis zu 70 % des
jährlichen Energiebedarfs eines Gebäudes abdecken.
Aus diesem Grund sind Solarthermiesysteme eine der
kostengünstigsten und umweltfreundlichsten Lösungen, die im
Bereich der erneuerbaren Energien verfügbar sind. Zudem
reduzieren Sie die Kosten für Brennstoffe sowie die
Treibhausgasemissionen.
Solarthermische Energie bietet zahlreiche wirtschaftliche und
ökologische Vorteile gegenüber anderen derzeit genutzten
Energieformen, hierzu zählen unter anderem:
REDUZIERUNG DER
ENERGIEKOSTEN
ÜBERLEGENE SYSTEMLEISTUNG
MARKTBASIERTE VORTEILE
 Kostengünstig: wirtschaftlich, federt
künftige Energieengpässe und
Preissteigerungen ab.
 Kosten bieten bis zu 96 % Sonnenenergieabsorption mit 5 % Wärmeabgabe.
 Großzügige Anreize von Staat und
Versorgungsbetrieben.
 KOSTENLOSE Warmwasserversorgung
im ganzen Jahr.
 Maßgeschneiderte Hochleistungslösungen
für Warmwasser, Zentral-/ Raumheizung,
Kühl- und Poolanwendungen in einer
Vielzahl von Baubereichen.
 Ein privates solarbetriebenes
Warmwassersystem kann eine Lebenszeit
von weit über 25 Jahren haben und
amortisiert sich dabei mehrfach.
 Sofortige und dauerhafte Einsparungen.
 Schnellste Amortisation und geringste
Energiekosten über die Laufzeit des
Systems, verglichen mit anderen
Technologien für erneuerbare Energien.
 Erzeugt Wärmeenergie auch an bedeckten
und wolkigen Tagen.
 Sicher, zuverlässig, langlebig und lang
erprobt mit einer Lebensdauer von über
30 Jahren.
 Schnelle Installation und geringe Wartung.
6
 Ein solarbetriebenes Warmwassersystem
amortisiert sich vom erste Tag an.
KINGSPAN SOLAR
FÖRDERPROGRAMME
EU-FÖRDERPROGRAMME
STEUERERLEICHTERUNGEN
BRUTTOSYSTEMKOSTEN
NETTOSYSTEMKOSTEN*
* abhängig von den landesspezifischen politischen
Rahmenrichtlinien
UMWELTFREUNDLICH
ZUGANG UND SICHERHEIT
 Ungiftige Systeme.
 Sicherheit: Der Preis von Sonnenenergie
schwankt nicht.
 Abgasfrei: solare Warmwassererzeugung
produziert keine Treibhausgasemissionen.
 Nicht verbrauchend: Die Sonnenstrahlung
ist eine unbegrenzte Energiequelle.
 Die „grüne“ Energie ist bei gewerblichen
Projekten zu einem PR-Vorteil geworden.
 Sofortige Verteilung: Es gibt keine teuren
Transportkosten für Sonnenenergie, denn
die Sonne scheint überall.
7
KINGSPAN SOLAR
IST MEIN GEBÄUDE
GEEIGNET?
BEI DER PLANUNG EINES SOLARTHERMIESYSTEMS FÜR IHR GEBÄUDE SOLLTEN EINIGE
KERNFAKTOREN BERÜCKSICHTIGT WERDEN.
Da jedes Projekt seine individuellen Anforderungen hat, entwickelt Kingspan für Sie ein maßgeschneidertes Paket,
das unter anderem folgende Aspekte berücksichtigt:
Standort /
Stärke der
Sonnenstrahlung
Ausrichtung
Begrenzende
Faktoren,
z. B. Abschattung
Dachneigung /
-schräge
KINGSPAN SOLAR TECHNISCHER SERVICE
Die hier abgebildete Checkliste bietet Ihnen ein Beispiel
einer typischen Standortbewertung. Als weitere
Hilfestellung bietet Ihnen Kingspan Solar ein einfaches
Formular zur Standortbewertung (rechts), das Sie
ausfüllen können. Unser Technikteam kann anhand Ihrer
Angaben die Größe, Gestaltung und geschätzten
Einsparungen für Ihr Projekt ermitteln.
8
Dachfläche
Warmwasser-,
Heizungsund / oder
Kühlungsbedarf
KINGSPAN SOLAR
9
KINGSPAN SOLAR
ANWENDUNG IN VERSCHIEDENEN
MARKTSEKTOREN
 Freizeitbereich — Hotels,
Campingplätze,
Fitnesscenter, Spas,
Badelandschaften
 Medizinische
Einrichtungen —
Krankenhäuser, Kliniken,
Altenheime
 Bildungseinrichtungen —
Schulen, Universitäten,
Hochschulen, Studentenwohnheime
 Wohngebäude —
Wohnanlagen
FREIZEITBEREICH
 Verarbeitung und
Fertigung — Trocknung,
Großküchen, Pasteurisation,
chemische Herstellung
 Büro
 Sporteinrichtungen
 Schwimmbäder und
Badelandschaften
SCHWIMMBÄDER
LANDWIRTSCHAFT
EINZELHANDEL
BÜRO
10
KINGSPAN SOLAR
GESUNDHEITSBEREICH
HOTEL
WOHNUNGEN
WOHNHÄUSER
BILDUNGSBEREICH
GEWERBEBEREICH
Gewerbliche,
industrielle und
landwirtschaftliche
Anwendungen
benötigen große
Mengen an
Warmwasser
KLEINE UND
MITTELSTÄNDISCHE
UNTERNEHMEN:
 Wasch- und Spülmaschinen
 Schwimmbäder
 Bäder und Duschen
 Raumheizung und
Fußbodenheizung
11
KINGSPAN SOLAR
ENGINEERING,
SERVICE & SUPPORT
KINGSPAN SOLAR MÖCHTE FÜR SIE NICHT NUR QUALITATIV HOCHWERTIGE
SOLARTHERMIESYSTEME HERSTELLEN UND LIEFERN, SONDERN IHNEN AUCH
UNVERGLEICHBARES UND UNÜBERTROFFENES ENGINEERING, SUPPORT UND SERVICE FÜR IHR
PROJEKT BIETEN — DAMIT ERHALTEN SIE DIE ULTIMATIVE SOLARLÖSUNG AUS EINER HAND.
Konzepterstellung
für das
Projektdesign
Energetische
Bewertung und
Systemauslegung
Kosten- und
Amortisationsvorschlag
Überprüfung
des Vorschlags
und Bestätigung
Installationsschulung
InbetriebnahmeSupport
Kingspan Solar Service
FULL-SERVICE ENGINEERING
Jedes Projekt ist maßgeschneidert auf die exakten Spezifikationen
des individuellen Projektes und seiner Vorgaben. Das bedeutet, dass
wir Ihnen eine erstklassige Beratung und Unterstützung bei der
Gestaltung Ihres Systems bieten — vom ersten Besuch vor Ort, über
die Bewertung und Auslegung des Systems und detaillierte
Konstruktionszeichnungen und Konzepte bis hin zu Lieferung und
Installationssupport.
Solarthermie, was sich in technisch ausgereiften Entwürfen und
kosteneffektiven Ausführungen widerspiegelt. Wir bieten Ihnen
projektspezifische Auto-CAD-Schemata und Dachgestaltungen mit
individuellen Berichten für jedes Projekt.
Zudem bieten wir einen schnellen, projektbezogenen
Ausschreibungs- und Spezifikationsservice. Für die
Systemdimensionierung nutzen wir die weltweit bekannte SolarSimulationssoftware T Sol & Polysun.
Wir erstellen ein maßgeschneidertes System für die individuellen
Anforderungen Ihres Gebäudes und / oder Ihres Geschäfts, sei es im
Wohnhausbereich oder im gewerblichen oder industriellen Bereich,
überall und in jedem Land.
Wenden Sie sich unter der Telefonnummer +44 (0) 28 38364500
an einen unserer Fachberater, oder senden Sie uns Ihre Anfrage über
www.kingspansolar.com. Wir werden mit maßgeschneiderten
Lösungen reagieren.
Bei Kingspan Solar bieten wir unseren Kunden umfassendes
technisches Know-how und über 25 Jahre Erfahrung in der
Beispielschema,
bereitgestellt vom
Kingspan Solar
Design Team
12
KINGSPAN SOLAR
HOTEL JULIA, SPANIEN
KUNDENDIENST
GARANTIE
Unser Kundendienst ist in jeder Projektphase für Sie da, und
kümmert sich um einen reibungslosen Ablauf.
Die 20-Jahre-Garantie auf unsere Vakuumröhren zeigt unser
Vertrauen in die Qualität und Langlebigkeit des Produktes.
Weiter Informationen zu unseren Geschäftsbedingungen finden
Sie im Abschnitt „Spezifikation und Leistungsdaten“ auf Seite 89.
Um unseren Service kontinuierlich zu verbessern, führen wir in
regelmäßigen Abständen Zufriedenheitsumfragen durch und
nutzen das Feedback, damit wir noch gezielter auf die Erwartungen
und Wünsche unserer Kunden eingehen können.
AUSSENDIENST
Unser Technikteam bietet Ihnen In-House- und Vor-Ort-Montageschulungen und Support. Hierdurch wird eine einwandfreie Bauausführung gewährleistet, die den Ansprüchen und Erwartungen des
Endkunden entspricht. Unsere hoch qualifizierten Ingenieure führen
Systemprüfungen durch, leisten Unterstützung beim Systemstart
und stellen sicher, dass alle Systeme von Anfang an vollständig und
fehlerfrei arbeiten.
Während des gesamten Installationsprozesses bieten wir einen
Prüf-Service vor Ort und stehen Ihnen bei Handling und Wartung
beratend zur Seite.
13
KINGSPAN SOLAR
DEM UMWELTFREUNDLICHEN BAUEN
VERPFLICHTET
DER WEG ZUM NETTO-NULLENERGIEGEBÄUDE
IN MÄRZ 2007 VERABSCHIEDETEN DIE
STAATS- UND REGIERUNGSCHEFS DER
27 EU-LÄNDER DAS VERBINDLICHE
KLIMAZIEL, BIS 2020 DEN BRUTTOENDENERGIEVERBRAUCH ZU 20 % AUS
ERNEUERBAREN ENERGIEN ZU DECKEN.
Kingspan Solarthermiesysteme zeichnen sich durch herausragende
Leistung und Langlebigkeit aus und leisten einen wertvollen Beitrag
zur Gesamtenergieeffizienz eines Gebäudes und zur Reduzierung
der CO2-Emissionen auf dem Weg zum Netto-Nullenergiegebäude.
Das Erreichen dieses Ziels macht es notwendig, dass Gebäude
energieeffizient gestaltet sind und ein Element zur
Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen beinhalten.
Bildungsbereich
Wohnungen
Gesundheitsbereich
Büro
Gewerbe- und
Industriegebäude
Einzelhandel
Freizeitbereich
Verarbeitung
-CO2
EEMs
ENVELOPEFIRST™
Hoch isolierte
Gebäudehülle.
ENERGIEEFFIZIENZMASSNAHMEN (EEMS)
Gebäude- und Haustechnik.
INSULATE & GENERATE™
(ISOLIEREN & ENERGIE
ERZEUGEN)
EnvelopeFirst™ + integrierte
erneuerbare Energien,
z. B. Kingspan Solar.
14
NETTO-NULLENERGIEGEBÄUDE
Gebäude mit optimierter
Energieeffizienz, die über
den Jahresverlauf betrachtet
energetisch neutral sind.
KINGSPAN SOLAR
UMWELTFREUNDLICHE GEBÄUDE
BREEAM
DGNB
Die BREEAM-Zertifizierung setzt den Standard für Best-Practice bei
nachhaltiger Gebäudegestaltung, -konstruktion und -betrieb und
bewertet die umweltbezogene Leistung von neuen und bereits
vorhandenen Gebäudearten. Die BREEAM-Zertifizierung wird
weltweit für die Gebäudebewertung von Einzelprojekten verwendet
und dabei regionalen Bedingungen angepasst.
Die Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e.V. (DGNB)
zertifiziert nachhaltig gebaute und energieeffiziente Gebäude
weltweit.
Das Zertifizierungssystem ist für verschiedene Anwendungsbereiche
erhältlich, einschließlich vorhandener und neuer Büro-, Verwaltungs-,
Gewerbe- und Wohngebäude und gemischt genutzte Gebäude.
Zahlreiche Regierungsstellen oder andere öffentliche Behörden
fordern oder fördern den Einsatz der BREEAM-Bewertung.
Das standardisierte Bewertungssystem deckt alle sechs Schlüsselaspekte nachhaltiger Gebäude ab: Umweltbezogene, wirtschaftliche,
soziokulturelle und funktionale Aspekte, Technologie, Prozess und
Standort. Das System definiert Ziele, die je nach Zielerreichung zur
Gesamtleistung des Gebäudes beitragen.
GEWICHTUNG DER ABSCHNITTE
Kategorie
Teil 1:
Teil 2: GebäudeTeil 3:
Gebäudebewertung Managementbewertung Organisationsbewertung
Energie
26,5 %
31,5 %
19,5 %
Wasser
8,0 %
5,5 %
3,5 %
Material und Abfall
13,5 %
7,5 %
16,0 %
Gesundheit und
Wohlbefinden
17,0 %
15,0 %
15,0 %
Verschmutzung
14,0 %
13,0 %
10,5 %
Transport
11,5 %
—
18,5 %
Landnutzung und
Ökologie
9,5 %
12,5 %
5,0 %
—
15,0 %
12,0 %
Management
ÖKOLOGISCHE
QUALITÄT
22,5 %
WIRTSCHAFTLICHE
QUALITÄT
22,5 %
SOZIOKULTURELLE UND
FUNKTIONALE QUALITÄT
22,5 %
TECHNISCHE QUALITÄT
22,5 %
PROZESSQUALITÄT
10 %
STANDORTQUALITÄT
BEWERTUNGSPUNKTE
BEWERTUNGSRATING
STERNRATING
< 10
Nicht klassifiziert
—
10 — 25
Ausreichend
*
25 — 40
Befriedigend
**
40 — 55
Gut
***
55 — 70
Sehr gut
****
70 — 85
Ausgezeichnet
*****
> 85
Hervorragend
******
Kingspan setzt sich für die Bewertung von Energieeffizienz bei
Gebäuden ein und unterstützt daher auch Systeme wie BREEAM und
DGNB. Die Spezifikation effektiver Produkte und Systeme ist der
Schlüssel zum Erreichen dieser Zertifikate.
15
KINGSPAN SOLAR
DEM UMWELTFREUNDLICHEN BAUEN
VERPFLICHTET
UNSER ENGAGEMENT FÜR NACHHALTIGKEIT
„Der Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit
gilt unser besonderes Augenmerk.“
Der Hauptbeitrag von Kingspan zum Erreichen unserer globalen
Umweltschutzziele ist die Entwicklung, Gestaltung und Lieferung
neuartiger Systeme und Lösungen, die sich durch sehr nachhaltige,
verantwortungsvolle und effiziente Technologien auszeichnen.
Gene M. Murtagh, CEO, Kingspan Group.
Wir sind der Meinung, dass diese Bauverfahren besser integriert,
effizienter, schneller und sicherer sind. Kingspan wählt stets
Materialien und Systeme, die die gesamtökologischen Auswirkungen
von Gebäuden minimieren.
Kingspan hat sich sehr ehrgeizige Ziele bei der Reduzierung der
Auswirkungen unseren eigenen Tätigkeiten und Produkte auf die
Umwelt gesetzt. Wir haben unsere eigene Netto-Nullenergieinitiative
auf dem Weg gebracht, die im Kern zum Ziel hat, dass alle unsere
Produktionsstätten bis 2020 vollständig mit erneuerbaren Energien
versorgt werden. Darüber hinaus stärken wir weiterhin unsere
Forschungs- und Entwicklungsprogramme, um die Leistungen der
von uns hergestellten Produkte im gesamten Lebenszyklus weiter
zu optimieren und ihre Eigenschaften für ihre Entsorgung am Ende
der Lebensdauer zu verbessern.
VISION
„Wir möchten ein weltweit führendes Unternehmen auf dem Gebiet
der Nachhaltigkeit sein und wegweisend bei der Bereitstellung von
nachhaltigen, erneuerbaren und bezahlbaren Best-Practice-Lösungen
für den Bausektor.“
NACHHALTIGKEITSGRUNDSATZ
Das Streben nach Nachhaltigkeit in allen unseren Geschäftsbereichen und Produkten ist unsere unternehmerische und persönliche Verantwortung. Kingspan Solar setzt auf die Anwendung von
Bast-Practice-Nachhaltigkeitsprinzipien und stellt dabei sicher, dass
umweltrelevante, soziale und wirtschaftliche Parameter bei der
Bereitstellung von Produkten und Dienstleistungen in integrierter
Weise berücksichtigt werden. Hierbei wird Kingspan Solar:
Dank seiner Mitarbeiter steht Kingspan für Umweltbewusstsein
und ökologische Verantwortung, die sich in Konzept, Gestaltung,
Entwicklung und Produktion aller unserer Produkte und
Dienstleistungen widerspiegeln.
Kingspan fördert den Einsatz von Bau- und Konstruktionsverfahren,
die den Umweltschutz in Bezug auf Herstellung, Transport,
Installation am Standort, Wasser und Lebensende als wichtiges
Element berücksichtigen.
 den Ethos der Nachhaltigkeit in den Visionen und Werten des
Unternehmens verankern.
 die betriebliche Leistung durch das Aufstellen langfristiger Ziele
in Bezug auf Nachhaltigkeit weiterhin verbessern und den
Fortschritt hierbei regelmäßig überprüfen.
Verpackung
Verteilung
 die jeweils anwendbaren gesetzlichen Bestimmungen hinsichtlich
der umweltbezogenen und sozialen Aspekte des Unternehmens
einhalten oder übertreffen.
Fertigung
 den Energie- und Rohstoffverbrauch optimieren und
Verschmutzung und Umweltschäden verhindern oder minimieren.
 das Bewusstsein und die Akzeptanz dieser Grundsätze allen
gegenüber kommunizieren und aktiv fördern, die für das Unternehmen oder im Auftrag des Unternehmens arbeiten (einschließlich Mitarbeiter, Aktionäre, Lieferanten / Subunternehmer und
Kunden).
 sicherstellen, dass die Mitarbeiter entsprechende Nachhaltigkeitsschulungen erhalten und vollständig in Umsetzung der
Nachhaltigkeitsvisionen und -grundsätze einbezogen werden.
Nutzung
Material
Entsorgung
16
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
ÖFFENTLICHES SCHWIMMBAD
ITALIEN
STANDORT
GAIARINE, Italien
ANWENDUNG
Warmwassererzeugung und Raumheizung
KUNDE
Piscina Solero
PRODUKT
600 Kingspan Solar Direkt durchflossene Röhren
AMORTISATION
5 Jahre
Ein öffentliches Schwimmbad in der Region Veneto wurde mit
60 m2 Kingspan Solar Vakuumröhren ausgestattet.
Das System mit direkt durchflossenen Röhren wurde vom Kingspan
Solar Spezifizierungsteam entworfen. Es deckt den
Warmwasserverbrauch im Sanitärbereich vollständig ab und und
bietet ein beinahe vollständige Heizungsintegration der Innen- und
Außenschwimmbecken. Die Betreiber haben das System installiert,
um die jährlichen Heizkostenrechnungen deutlich zu reduzieren und
erwarten eine Amortisationsdauer von 5 Jahren.
„AMORTISATIONSDAUER
VON 5 JAHREN“
17
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
WOHNANLAGEN
IN DEUTSCHLAND
STANDORT
Arnstadt, Deutschland
ANWENDUNG
KUNDE
VWG Arnstadt
PRODUKT
24 Kingspan Solar direkt durchflossene
Röhrenkollektoren
EINSPARUNGEN
30 % Warmwasser
Ein gewerblicher Vermieter hat sein Objekt mit 24 Kingspan Solar
direkt durchflossenen Röhrenkollektoren ausgestattet.
Als Teil seines Beitrags zur Nachhaltigkeit hat ein gewerblicher
Vermieter 24 Kingspan Sonnenkollektoren in einem Wohnhaus mit
67 Wohneinheiten installiert. Das Solarthermiesystem wurde so
gestaltet, dass 30 % des Warmwasserverbrauchs bereitgestellt
werden konnten. Es arbeitet stabil seit 2010.
Ein sehr wichtiger Aspekt für einen optimalen Wirkungsgrad ist ein
gut dimensioniertes, das bedeutet an den tatsächlich benötigten
Warmwasserbedarf angepasstes, Solarfeld und eine auf den
Wärmeerzeuger optimal abgestimmte Steuerung der Solaranlage.
Hierzu wurde ein spezielles Befestigungssystem entwickelt, das den
spezifischen Dachgegebenheiten Rechnung trägt.
„DECKT 30 % DES
WARMWASSERVERBRAUCHS“
„Wir können sogar an sehr wolkigen Tagen solare Gewinne
erzielen. Es ist ein sehr effektives System.“
18
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
KINGSPAN ENVIRONMENTAL
PRODUKTIONSSTÄTTE
STANDORT
Rokietnica, Polen
ANWENDUNG
KUNDE
Kingspan Environmental
PRODUKT
120 Varisol Heatpipe-Röhrenkollektoren
EINSPARUNGEN
37 % des Verbrauchs fossiler Brennstoffe
Die Installation umfasst 120 Röhren des einzigen modularen
Kollektors auf dem Markt — Kingspan Solar Varisol.
Die Sonnenenergie wird zur Bereitstellung von Heizung und
Warmwasser für Duschen und Waschräume in der Kingspan
Environmental Produktionsstätte verwendet.
Durch dieses System werden jährlich mehr als 1.000 m3 Erdgas
gespart und die jährlichen CO2-Emissionen um mehr als 2.200 kg
reduziert. Das entspricht einer geschätzten Einsparung von 37 %
beim Verbrauch fossiler Brennstoffe.
„EINSPARUNG VON 37 %
DES VERBRAUCHS
FOSSILER BRENNSTOFFE“
19
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
LEICESTER COLLEGE
VEREINIGTES KÖNIGREICH
STANDORT
Leicester, Vereinigtes Königreich
ANWENDUNG
Warmwassererzeugung
KUNDE
Leicester College
PRODUKT
300 Kingspan Solar Heatpipe-Röhrenkollektoren
EINSPARUNGEN
Bis zu 70 % Warmwasser
Das Leicester College, eines der größten im Vereinigten
Königreich, ist eines der ersten Objekte des Landes, in dem
Vakuumröhrentechnologie für die Deckung seines Warmwasserbedarfs eingesetzt wird. Es leistet dadurch einen
wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit.
Als Teil der umfangreichen Renovierungs- und Erneuerungsarbeiten
seiner Einrichtungen für die Studenten und unter Beachtung der
Bauvorschriften ersetzte das College seine alten Gasboiler durch
300 Kingspan Solar Vakuumröhren, die einen 3.000-LiterWarmwassertank erwärmen. Das Kingspan Solar Spezifikationsteam
hat das System so gestaltet, dass es 70 % des jährlichen
Warmwasserbedarfs abdeckt.
„EINSPARUNGEN BIS
ZU 70 % BEI
WARMWASSER“
„Die Leistungsfähigkeit der Kingspan Solar Röhren ist
schlichtweg beeindruckend. Wir bekommen durch die Sonne
erhitztes Wasser in Rekordzeit und es sind nur minimale
Wartungsarbeiten erforderlich.“
Robin Dalby, Wartungs- und Entwicklungskoordinator am Leicester College
20
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
TELECOMS BASISSTATION
LETTLAND
STANDORT
Riga, Lettland
ANWENDUNG
Kühlung und Beheizung
KUNDE
BELSS Ltd
PRODUKT
90 Kingspan Solar Direkt durchflossene Röhren
EINSPARUNGEN
50 % — 100 % der Wärmeenergie
Das lettische Unternehmen BELSS Ltd. hat ein erfolgreiches Pilotprojekt zur Erstellung eines hocheffizienten Solarthermiesystems
gestartet, das sowohl die Anforderungen von Kühlung wie auch
Beheizung von Telekommunikations-Basisstationen erfüllt.
Das installierte Varisol-System umfasst mit 90 Kingspan Solar direkt
durchflossenen Vakuumröhrenkollektoren das marktführende
Produkt, das die wetterabhängigen Anforderungen der Basisstation
in perfekter Weise erfüllt.
Jede Röhre verfügt über ein Vakuum, das perfekte Isolierung und
Schutz vor den äußeren Witterungsbedingungen wie beispielsweise
Wind, Regen und auch Schnee bietet. Hierdurch liefern die Röhren
eine unübertroffene Übertragung von Sonnen- in Wärmeenergie und
somit die effektive Nutzung von solarbeheiztem Wasser in einer
Wärmetauschereinheit. Hierdurch kann die Basisstation nicht nur bei
kalten Außentemperaturen erwärmt werden, sondern sie kann Dank
des Wärmetauschers auch bei heißem Wetter gekühlt werden.
„50 % — 100 %
WÄRMEENERGIEEINSPARUNG”
21
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
BREFFNI PARK STADIUM
IRLAND
STANDORT
Cavan, Irland
ANWENDUNG
Warmwassererzeugung
KUNDE
Breffni Park Stadium
PRODUKT
300 Kingspan Solar direkt durchflossene Röhren
AMORTISATION
< 6 Jahre
Im Rahmen einer 300.000 L-Renovierung wurde im Kingspan
Breffni Park Stadium exklusiv das allererste Kingspan Solar
Frischwasser-Modulsystem installiert.
Das GAA-Stadion wird als leuchtendes Beispiel für seine effektive
Nutzung von Technologien für erneuerbare Energien genannt.
So konnten die Kohlendioxidemission und die Warmwasserkosten
reduziert werden, bei einer Amortisationszeit von weniger als
vier Jahren.
„Wir konnten bereits unsere gasbeheizten Boiler abschalten,
was uns Einsparungen von mehr als 4.000 L pro Jahr
gebracht hat. Zudem können wir das vom System erzeugte
Warmwasser für unsere Heizungen nutzen. Auch das spart
uns eine Menge Geld!“
„EINSPARUNGEN
VON ÜBER 4.000 k
PRO JAHR.“
Kieran Callaghan, Vorsitzender des Kingspan Breffni Park Committee
Im Rahmen der Renovierungsarbeiten wurden ebenfalls das
Kingspan Environmental Regenwasserspeichersystem installiert.
Es wird für das Recycling von Ablaufwasser von Dach und Spielfeld
genutzt. Dieses Wasser wird auch für alle Toiletten und bei Bedarf
zur Bewässerung des Spielfelds verwendet.
22
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
UNIVERSITY KEBANGSAAN
MALAYSIA
STANDORT
Malaysia
ANWENDUNG
Solarbetriebenes Klimaanlagensystem
KUNDE
University Kebangsaan Malaysia
INSTALLATEUR
Alpha Solar Sdn Bhd
PRODUKT
300 Varisol direkt durchflossene Röhren
Das Kingspan Solar Spezifikationsteam hat eine
Zentralheizungsanlage entworfen, die im Green Technology Park
am Solar Research Energy Institute der National University
of Malaysia installiert wurde.
Die Kollektoren wurden vom Kingspan Solar Team so gestaltet,
dass die Wärmeenergie an eine Reihe verschiedener Systeme
abgegeben werden konnte, darunter die Gebäudewarmwasserversorgung, industrielle Warmwasseranwendungen und eine
Reihe von Solar-Absorptionskältemaschinen.
Die Heizungsanlage hat die für dieses System erforderliche
Temperatur von 60 ˚C bis 100 ˚C erfolgreich geliefert.
Die Zentralheizungsanlage besteht aus 300 VakuumröhrenSonnenkollektoren mit drei 200-Liter-Speichertanks.
„300 VAKUUMRÖHRENSONNENKOLLEKTOREN“
23
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
CHANGI INTERNATIONAL AIRPORT
SINGAPUR
STANDORT
Singapur
ANWENDUNG
Lebensmittelzubereitung, Kochen, Waschen
und Mitarbeiterduschen
KUNDE
Singapore Changi International Airport
INSTALLATEUR
Connections International Pte Ltd
PRODUKT
10.500 Kingspan Solar Heatpipe-Röhrenkollektoren
EINSPARUNG
Von 50.000 h für Stromkosten pro Jahr
Der Singapore Changi International Airport eines der großen
Luftdrehkreuze im südostasiatischen Raum hat eines der
größten Solarthermiesysteme in ganz Südostasien installiert.
Die Installation besteht aus mehr als 10.000 Kingspan
Solar Röhren.
Die Systeme wurden 1996 in Betrieb genommen und erwärmen
mit 350 Vakuumröhren-Sonnenkollektoren 66.000 Liter Wasser
in Speichertanks.
Die von den Systemen erzeugte Wärme wird für die Mitarbeiterduschen in den Einrichtungen der Singapore Airport Terminal
Services (SATS) sowie zur Lebensmittelzubereitung, zum Kochen
und Waschen im Flug-Catering-Zentrum der Changi International
Airport Services (CIAS) verwendet.
„EINSPARUNG VON
50.000 k FÜR
STROMKOSTEN
PRO JAHR“
24
KINGSPAN SOLAR
FALLBEISPIELE
CLIFF HOUSE RESORT & SPA
USA
STANDORT
Ogunquit, USA
ANWENDUNG
Warmwassererzeugung
und Raumheizung
KUNDE
Cliff House Resort & Spa
INSTALLATEUR
Nelson & Small Energy
Conservation Products, Inc.
PRODUKT
70 Heatpipe-Röhrenkollektoren
AMORTISATION
< 6 Jahre
Das 5-Sterne-Haus „Cliff House Resort & Spa“ engagiert
sich für Nachhaltigkeit und Umweltschutz und hat in diesem
Zusammenhang eines der größten Solarthermiesysteme
in Maine installiert.
Die Anlage verfügt über 2.100 Röhren an 70 Kollektoren.
Diese Solaranlage spart jährlich schätzungsweise 11.000 Gallonen
Propangas und reduziert die Treibhausgasemissionen um mehr
als 140.000 lbs. pro Jahr.
Die Sonnenenergie wird zur Bereitstellung von Heizung und
Warmwasser für das Spa-Gebäude des Resorts verwendet, hierzu
zählen 32 Gästezimmer und 10 Behandlungsräume. Das Resort
schätzt, dass hierdurch der Verbrauch fossiler Brennstoffe in diesem
Gebäude um 30 % reduziert werden kann. Ein Zuschuss vom
US-Landwirtschaftsministerium sowie staatliche Steuergutschriften
trugen zur Finanzierung der Projektkosten bei und reduzieren die
Amortisationszeit auf weniger als 6 Jahre.
„SYSTEMAMORTISATION
IN WENIGER ALS
6 JAHREN“
Kingspan Solar lieferte nicht nur die Kollektoren, sondern gestaltete,
spezifizierte und lieferte alle Komponenten, programmierte die
Steuerungen und nahm das gesamte System vor der Übergabe
in Betrieb. Hierdurch konnte dem Resort die bestmögliche
Solarthermielösung bereitgestellt werden.
25
KINGSPAN SOLAR
GRUNWALD, DEUTSCHLAND
NÖRDLICH VON TURIN, ITALIEN
26
KINGSPAN SOLAR
PRODUKTPROGRAMM
PRODUKTÜBERSICHT SOLARTHERMIESYSTEME
28
KINGSPAN SOLAR HEATPIPE-RÖHRENKOLLEKTOREN
30
RÖHRENKOLLEKTOREN
34
KINGSPAN SOLAR MONTAGEGESTELLE
36
VARISOL, SONNENKOLLEKTOREN MIT AUSZEICHNUNG
38
FLACHKOLLEKTOREN
40
EINZIGARTIGE MERKMALE VON KINGSPAN SOLAR RÖHREN
42
•
RÖHRENDESIGN
42
•
VORTEILE
43
46
•
FIN-IN-RÖHRENKOPIE / EINWANDIGES ROHR
46
•
SYDNEY-ROHR / DOPPELWANDIGES ROHR
51
KINGSPAN PUMPENSTATIONEN
52
27
KINGSPAN SOLAR
SOLARTHERMISCHE SYSTEME
PRODUKTÜBERSICHT
WIR BIETEN EINE GROSSE BANDBREITE AN SOLARTHERMIELÖSUNGEN FÜR
JEDEN ANWENDUNGSBEREICH.
KINGSPAN SOLAR VAKUUMRÖHRENKOLLEKTOR
EINZIGARTIGES VARISOL-DESIGN VON KINGSPAN SOLAR
Der Kingspan Solar Sonnenkollektor ist der effizienteste und
langlebigste Sonnenkollektor, der derzeit am Markt erhältlich ist.
Die weltweit führende Vakuumröhrentechnologie und eine neue
„Klick-Fit“ Technologie schaffen den weltweit ersten modularen
Solarthermiekollektor.
Unsere Vakuumröhren werden seit 1982 in Europa hergestellt
und haben sich in zahllosen Anwendungen bewährt.
Das neue Varisol-Technologie
bietet Ihnen eine moderne und
flexible Alternative zum starren
Sammlerkastensystem.
Aufgrund ihrer modularen
Auslegung lässt sie sich präzise
dimensionieren und auf den
exakten Bedarf des Endkunden
abstimmen. Somit zahlt der
Kunde nur für das, was er
wirklich braucht.
Jeder Kollektor besteht aus einem hoch isolierten Sammler und eine
Reihe von Vakuumröhren. Das Vakuum in jeder Röhre bietet eine
perfekte Isolation und schützt das System vor äußeren Einflüssen
wie Kälte und Wind oder hohe Luftfeuchtigkeit.
 Hocheffizient — Superschneller Wärmeübergang
 Einfache Installation und Wartung
 „Plug-and-play“-Design
Das System ist komplett erweiterbar und kann den geänderten Anforderungen des Kunden
problemlos angepasst werden.
INSTALLATION KÖNNTE NICHT EINFACHER SEIN
Varisol Röhre einstecken ...
In Position klicken.
28
Nach unten rotieren …
KINGSPAN SOLAR
FLACHKOLLEKTORSYSTEME
SYSTEMKOMPONENTEN
Kingspan bietet ebenfalls eine Reihe langlebiger und sehr effizienter
Flachkollektoren, die sich für zahlreiche Anwendungsbereiche
eignen, vom Einsatz in Wohngebäuden bis hin zu großen
Gewerbeinstallationen.
Kingspan bietet ebenfalls eine Reihe von
Komponenten für Solarthermielösungen,
hierzu zählen unter anderem:
Pumpenstationen
Pumpenstationen sind mit einer Umwälzpumpe
ausgestattet, die die Zirkulation des
Wärmeübertragungsmediums durch den
Solarkreislauf sicherstellt (siehe Seite 54).
Unsere Flachkollektorpaneele sind robust, langlebig und sehr
leistungsstark. Sie bieten ausgezeichnete Effizienz und eine sehr
flexible Installation.
Ausdehnungsgefäße
In geschlossenen Systemen ist ein
Ausdehnungsgefäß erforderlich, das die
Volumenvergrößerung und -verkleinerung
des Wärmeübertragungsmediums bei dessen
Erwärmung und Abkühlung kompensiert.
 Verschiedene Größen erhältlich.
 ASME- und Nicht-ASME-zertifiziert.
 Tanks erhältlich.
Solarsteuergeräte
Temperaturdifferenz-Controller aktivieren
die Umwälzpumpen und Motorventile und
überwachen die Systemleistung. Sie können
Daten von allen Sensoren im Solarthermiesystemen aufzeichnen.
 Kingspan bietet eine große Bandbreite von Controllern
für verschiedene Systemtypen und Anforderungen.
 Zahlreiche Zubehörteile erhältlich, einschließlich
LAN-Modul, Daten-Loggern und BACnet-Modul.
Propylenglykol
Kingspan Solar empfiehlt Tyfocor Propylenglykol, eine
Hochtemperatur-Glykolflüssigkeit, die speziell für den Einsatz
in Solaranlagen mit Vakuumröhrenkollektoren ausgelegt ist.
29
KINGSPAN SOLAR
KINGSPAN SOLAR HEATPIPERÖHRENKOLLEKTOREN
Sammlerkasten (Glykol)
Kondensator
Dampf
Heatpipe
Abbildung 2: Wie eine Heatpipe arbeitet
ARBEITSWEISE
Ein Absorber befindet sich in einer Glasröhre unter Vakuum, um
Verluste an die Umgebung so gering wie möglich zu halten. Bei der
Herstellung der Röhren werden 99,999999 % der Luft aus der
Glasröhre abgesogen, um Wärmeverluste zu minimieren.
Die Heatpipe ist die Methode des Wärmetransports von innerhalb
der Röhre zum Sammlerkasten, bei der eine Wasser-Glykolmischung
am Kondensator am oberen Ende der Heatpipe vorbeiströmt und
die Energie abzieht.
Die Heatpipe ist eine sehr effiziente Methode, um die Energie aus
den Röhren auf das Glykol im Sammlerkasten zu übertragen.
Jede Röhre ist „trocken“ im Sammlerkasten montiert, wo das
Glykol an ihr vorbeiströmt. Aufgrund dieser trockenen Verbindung
können einzelne Röhren ausgetauscht werden, ohne hierfür die
Glykol-Flüssigkeit aus der Solaranlage ablassen zu müssen. Die
Anlage kann bereits in Betrieb genommen, gespült und mit
Wärmetransportmedium befüllt werden, bevor die Röhren in den
Kollektoren montiert werden. Das ist ein wichtiger Aspekt bei
großen Anlagen, die in Betrieb genommen werden müssen,
bevor ein Gebäude bezogen wird. Setzen Sie die Röhren einfach
in das System ein, wenn Sie möchten — damit ist die Anlage
bereit zur Warmwasserbereitung.
Auf der Rückseite des Kupferabsorbers ist ein kleines Kupferrohr
angeschweißt. Dieses Rohr ist am unteren Ende versiegelt und bevor
es am oberen Ende versiegelt wird, wird eine kleine Menge
Verdampferflüssigkeit in dieses Rohr gegeben und ein Vakuum darin
erzeugt. Das Vakuum innerhalb dieser Heatpipe bewirkt, dass das
Wasser bereits bei einer Temperatur von 29,4 °C siedet, anstatt bei
100 °C. Der Absorber nimmt die Sonnenenergie auf und erwärmt
sich, hierdurch beginnt die Verdampferflüssigkeit in der Heatpipe
zu sieden.
Trockene Röhrenanbindung
Sammlerkasten
(Glykol)
Die Flüssigkeit geht vom flüssigen Zustand in einen dampfförmigen
Zustand über, wobei der Dampf zum oberen Ende des Heatpipe und
dann in den Kondensatorkopf aufsteigt, der sich im Sammlerkasten
befindet. Der Kondensator leitet die Verdampfungswärme an
die Wärmeträgerflüssigkeit (Glykol) weiter, die am Kondensator
vorbeiströmt. Die Verdampferflüssigkeit kondensiert, erwärmt das
Glykol, das Kondensat fließt in den unteren Teil der Heatpipe zurück
und der Zyklus wird wiederholt, wenn genügend Sonneneinstrahlung
vorhanden ist (Abbildung 2).
30
KINGSPAN SOLAR
Abdeckung
Der Sammlerkasten selbst besteht aus hochstabilen Aluminiumprofilen an Vorder- und Rückseite. Im Inneren befindet sich der
Kondensator-Sammlerkasten wo der Wärmetransport zwischen
dem Kondensator und dem daran vorbeiströmenden Wärmeübertragungsmedium (Glykol) stattfindet. Zum Einsetzen der Röhren
einfach die Sammlerkastenabdeckung öffnen, die Röhren
entsprechend ausrichten und in ihre Position drücken. Danach
die Sammlerkastenabdeckung wieder schließen; hierdurch werden
die Röhren in ihrer Position gehalten.
Melaminschaumisolierung
Kondensator-Sammlerkasten
Kondensatorbuchse
Das Sammlerkasten ist der einzige Bereich des Systems, der heiß
wird und nicht durch ein Vakuum geschützt ist; er ist daher durch
einen Melaminschaumisolierung geschützt. Diese Isolierung weist
einen sehr hohen R-Wert auf und zeichnet sich durch Stabilität bei
den hohen Temperaturen aus, die der Kollektor erreichen kann.
Endanschluss
Befestigungsstreifen
TiNOx Selektive Beschichtung
Gummiendstopfen
Vakuumbereich
Flexibler
KondensatorVerteileranschluss kopf
Kalknatronglas
Kupferabsorber
Die Abbildung zeigt die anderen Schlüsselkomponenten einer
Heatpipe-Röhre. Der Getter ist eine Bariumschicht, die an der
Innenseite der Röhre aufgebracht wird, nachdem das Vakuum
darin erzeugt wurde. Hierdurch wird das Vakuum über die Zeit
vor Luftmolekülen geschützt, die möglicherweise durch das
Glas in die Röhre gelangen.
Getter
Heatpipe
Wenn das Vakuum in der Röhre zusammenbricht und Luft hineingelangt, wird dies durch eine Weißfärbung des Getters angezeigt.
Die bei den Röhren verwendete TiNOx-Beschichtung soll 96 % der
auftreffenden Sonnenenergie absorbieren und nur 4 % wieder an
die Umgebung abstrahlen. Dies ist die derzeit beste verfügbare
Beschichtung für Sonnenkollektoren.
31
KINGSPAN SOLAR
KINGSPAN SOLAR HEATPIPEVAKUUMRÖHRENKOLLEKTOREN
UNSERE HEATPIPE VERFÜGT ÜBER EINE EIGENSCHAFT, DIE SIE IM VERGLEICH ZU ALLEN
ANDEREN DERZEIT AM MARKT ERHÄLTLICHEN VAKUUMRÖHREN EINMALIG MACHT:
THERMOSTATISCHE STEUERUNG
Wenn das Wasser im Warmwassertank seine Maximaltemperatur erreicht hat, stoppt die SolarUmwälzpumpe und es wird keine Wärme mehr von den Kollektoren abtransportiert. Dadurch werden
die Röhren sehr heiß. Um das Wärmeübertragungsmedium (Glykol) im Sammlerkasten zu schützen,
verfügen unsere Heatpipe-Röhren über eine patentierte thermostatische Steuerung. Diese wird
automatisch im Kondensatorkopf aktiviert und verhindert, dass die Temperatur im Sammlerkasten
so heiß wird, dass das Wärmeübertragungsmedium beschädigt werden könnte.
Normalbetrieb
Wir bieten zwei Optionen für diese Temperaturbegrenzungsvorrichtung. Wenn die Temperatur auf
90 °C / 135 °C ansteigt, werden aufeinander liegende Bimetallscheiben ausgelöst, die ein Ventil schließen
und somit verhindern, dass weiterer Dampf aus der Heatpipe in den Kondensatorkopf aufsteigt und an
das System weitergegeben wird.
Wenn die Solar-Umwälzpumpe wieder arbeitet, der Fluss des Wärmeübertragungsmediums an den
Kollektoren wiederhergestellt ist und die Temperatur wieder unter 90 °C / 135 °C fällt, schnappen die
Bimetallscheiben zurück in ihre ursprüngliche Position, das Ventil wird wieder geöffnet und das System
geht wieder in den normalen Betrieb.
BRISTOL LIDO OUTDOOR POOL, BRISTOL, VEREINIGTES KÖNIGREICH
32
Temperaturbegrenzung
KINGSPAN SOLAR
ZERTIFIZIERTE EFFIZIENZ
η0
2m2
3m2
20
30
Keymark
Apertur
Keymark
Absorber
Anzahl der Röhren
0,750
0,794
Absorberfläche (m2)
1
a
1,18
1,25
2
a
0,010
0,010
Abmessungen
Gesamtabmessungen (mm)
Heatpipe-Röhrenkollektoreffizienz
0,9
0,8
0,7
Effizienz (–)
HP400 / HP450
2,01
3,021
1.952 x 1.418 x 93
1.952 x 2.127 x 93
Breite des Sammlerkastens (mm)
1.418
2.127
Länge (Rohr und Sammlerkasten) (mm)
1.952
1.952
Tiefe (mm)
93
93
Aperturfläche (m2)
2,16
3,23
Flüssigkeitsvolumen (l)
1,2
1,7
Abmessungen Einlass und Auslass (mm)
22
22
Gewicht (leer) (kg)
48
71
20 — 70
20 — 70
Montage
0,6
Empfohlene Neigung (˚)
0,5
Technische Daten
0,4
Effizienz
400 W/m2
600 W/m2
800 W/m2
1000 W/m2
0,3
0,2
0,1
0
Basierend auf Apertur
Basierend auf Apertur
Eta 0
0,75
0,75
a1 (W/m2K)
1,18
1,18
a2 (W/m2K2)
0,0095
0,0095
Solar Keymark Lizenznummern
20
30
40
50
60 70
80
90 100
110 120
130 140 150
HP400: 011-751793
Betriebsdaten
Kollektortemperatur (°C)
Durchfluss (l/h)
Nennwert
160
Minimum
120
180
Maximum
300
480
10 Bar
10 Bar
Maximaler Betriebsdruck
240
Stagnationstemperatur (˚C)
166
166
Wasser / Glykol
Wasser / Glykol
Material
Absorber
Kupfer
Kupfer
Selektive Beschichtung
Selektive Beschichtung
Absorbierung (%)
95
95
Emissionsgrad (5)
5
5
Edelstahl,
Aluminium, EPDM
Edelstahl,
Aluminium, EPDM
Eisenarm — Transm. 0,92
Eisenarm — Transm. 0,92
< 10-6 mbar
< 10-6 mbar
90 / 135
90 / 135
Ja
Ja
Beschichtung
Montagerahmen und Clips
Glas
Vakuum
Temperaturbegrenzung (˚C)
Qualitätszertifikat / Solar Keymark
33
KINGSPAN SOLAR
VAKUUMRÖHRENKOLLEKTOREN
ARBEITSWEISE
DIREKT DURCHFLOSSENE RÖHRENKOLLEKTOREN SIND IN
2 UNTERSCHIEDLICHEN GRÖßEN ERHÄLTLICH
Direkt durchflossene Sonnenkollektoren bestehen aus Vakuumröhrenkollektoren und einem hoch isolierten Sammlerkasten. Das zu
DF400
erwärmende Wärmeübertragungsmedium wird in einem koaxialen
Wärmetauscher durch die Kollektorröhre geleitet. Das Vakuum in
jeder Röhre bietet eine perfekte Isolation und schützt somit das
System vor äußeren Einflüssen wie Kälte und Wind oder hohe
Luftfeuchtigkeit. Die Vakuumisolation gewährleistet außerdem,
dass die von der Sonneneinstrahlung aufgenommene Energie sehr
effizient und effektiv in nutzbare Wärmeenergie umgewandelt wird.
2m
3m2
20
30
2
Anzahl der Röhren
Abmessungen
Absorberfläche (m2)
Gesamtabmessungen (mm)
2,010
3,021
1.952 x 1.418 x 93
1.952 x 2.127 x 93
Breite des Sammlerkastens (mm)
1.418
2.127
Länge (Rohr und Sammlerkasten) (mm)
1.996
1.996
DIE VIELSEITIGE LÖSUNG
Tiefe (mm)
97
97
Die flexiblen Installationsoptionen von direkt durchflossenen
Röhrenkollektoren bieten die perfekte Lösung, wenn die Ideal-
Aperturfläche (m2)
2,15
3,23
Flüssigkeitsvolumen (l)
3,6
5,6
position beispielsweise aufgrund der Gebäudebeschaffenheit oder ausrichtung nicht verfügbar ist.
Abmessungen Einlass und Auslass (mm)
22
22
Gewicht (leer) (kg)
51
78
Montage
Direkt durchflossene Röhrensysteme können auf einer geneigten
oder horizontalen Oberfläche installiert werden. Die Röhre lässt sich
um 25° drehen, um einen Ausgleich bei Installationen zu schaffen,
die nicht direkt nach Süden ausgerichtet sind. Da die Flüssigkeit in
diesem Kollektor ausschließlich durch Pumpen bewegt wird, besteht
kein Mindestneigungswinkel für den Kollektor.
Empfohlene Neigung (˚)
0 — 90
0 — 90
Basierend auf
Apertur
Basierend auf
Apertur
Eta 0
0,773
0,779
a1 (W/m2K)
1,43
1,07
a2 (W/m2K2)
0,.0059
0,0135
011 — 7S1946 R
011 — 7S1946 R
Nennwert
160
240
Minimum
120
180
Maximum
300
480
Maximaler Betriebsdruck
8 Bar
8 Bar
Technische Daten
Effizienz
Hierdurch eignet er sich insbesondere für Installationen, bei denen
das Produkt in einem Winkel von weniger als 20° oder mehr als 70°
montiert werden muss.
Solar Keymark Lizenznummern
Betriebsdaten
Durchfluss (l/h)
Stagnationstemperatur (˚C)
286
286
Wasser / Glykol
Wasser / Glykol
Material
Absorber
Kupfer
Kupfer
Selektiv
Beschichtung
Selektive
Beschichtung
Absorbierung (%)
95
95
Emissionsgrad (5)
5
5
Montagerahmen und Clips
Edelstahl,
Aluminium,
EPDM
Edelstahl,
Aluminium,
EPDM
Glas
Eisenarm —
Transm.
0,92
Eisenarm —
Transm.
0,92
< 10-6mbar
< 10-6mbar
Ja
Ja
Beschichtung
1
Ideale Schräge 40˚
2
3
Dachkit gewinkelt 40˚
4
Ideale Horizontalschräge
5
6
Horizontal an Fassade
Vakuum
Flach
7
Vertikal an Fassade
Qualitätszertifikat /
Solar Keymark
Aufgeständert 20˚
34
KINGSPAN SOLAR
Effizienz von direkt durchflossenen Röhrenkollektoren
Gummiendstopfen
0,9
Kalknatronglas
0,8
Vakuumbereich
Kupferabsorber
Effizienz (–)
0,7
0,6
Getter
0,5
0,4
400 W/m2
600 W/m2
800 W/m2
1000 W/m2
0,3
0,2
0,1
0
20
30
40
50
60 70
80
90 100
110 120
130 140 150
Kollektortemperatur (°C)
KUNSTMUSEUM, DÄNEMARK
35
KINGSPAN SOLAR
KINGSPAN SOLAR
MONTAGEGESTELLE
SYSTEMKOMPONENTEN
Sammlerkasten
Röhrenhalterung
Vakuumröhren
Rahmengestell
Anschlusskit
Röhrenhalterung
MONTAGETEILE (RAHMENGESTELLE) FÜR UNSERE
VAKUUMRÖHRENKOLLEKTOREN (FÜR HEATPIPE UND DIREKT
DURCHFLOSSENE RÖHREN)
Die Anschlüsse am Ende des Sammlerkastens verfügen über eine
redundante O-Ring-Doppeldichtung, durch die Ausdehnung und
Kontraktion ausgeglichen werden, wenn mehrere Sammlerkästen
in Serie geschaltet werden. Das Anschluss-Kit verfügt über die
notwendigen Adapter für das
19mm Kupferrohr am Ende
der Kollektoren. Das
Verbinden mehrerer
Kollektoren mit dem
Verbindungskit ist einfach.
Ein Ende des Sammlerkastens
wird einfach in das Ende des
anderen hineingeschoben und
das Verbindungskit bietet die
notwendigen Bauteile zur
korrekten Ausrichtung dieser
Endanschlüsse zueinander.
Kingspan biete eine Reihe von Montagegestellen für die Aufnahme
und Montage des Kollektors im richtigen Winkel. Alle Kingspan
Montagegestellen bestehen aus extrudierten Aluminiumträgern und
Edelstahlbauteilen, die höchste Stabilität und Langlebigkeit bieten.
Die Montagegestellen werden teilmontiert geliefert, alle Clips
befinden sich bereits an den richtigen Positionen und die Ständer
sind bereits verschraubt, um eine schnelle und präzise Installation
zu ermöglichen.
Die Montage des Rahmengestells auf dem Dach ist ein weiterer
Bereich, dem besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte.
Die Montage richtet sich nach dem Dachtyp und danach, in welcher
Weise die Kollektoren montiert werden sollen. Kingspan Solar bietet
hierzu zahlreiche Montageteile und steht mit seiner Erfahrung auch
bei der Auswahl des korrekten Systems für die entsprechende
Anwendung gerne beratend zu Seite. Van Bitumenschindeln über
Kacheln und Paneele bis zu EPDM können wir Ihnen bei der Auswahl
der richtigen Montageteile für Ihre Anwendung behilflich sein.
36
KINGSPAN SOLAR
WOHNANLAGEN, DEUTSCHLAND
DIE ALPEN, ITALIEN
37
KINGSPAN SOLAR
VARISOL, SONNENKOLLEKTOREN
MIT AUSZEICHNUNG
DAS REVOLUTIONÄR NEUE DESIGN DES VARISOL PRODUKTS BIETET EINE MODERNE UND
FLEXIBLE ALTERNATIVE ZUM STARREN SAMMLERKASTENSYSTEM.
ZUSÄTZLICHE VORTEILE
Varisol biete alle Vorteile der marktführenden Kingspan Solar
Vakuumröhren und zeichnet sich zudem durch absolute Flexibilität,
hohe Qualität und bewährte Höchstleistung aus.
Die Vakuumröhren sind mit dem Varisol Anschluss vormontiert
und können somit schnell und einfach montiert werden, wobei
Kollektorgrößen mit bis zu 150 Röhren möglich sind. Die Technologie
eignet sich sowohl für häusliche wie auch gewerbliche Anwendungen
und ist vollständig erweiterbar. Damit kann das Solarthermiesystem
an Ihre geänderten Bedürfnisse angepasst werden.
Durch diese individuelle Abstimmung auf Ihren Bedarf, zahlen
Sie auch nur für das, was Sie tatsächlich benötigen. Varisol Sonnenkollektoren sind für den Installateur einfach zu montieren und
Händler profitieren von verbesserter Lagerkontrolle, da keine
Sammlerkästen mehr gelagert und demnach hier kein Kapital mehr
gebunden werden muss. Sie sind umweltfreundlich und bestehen
aus 100 % recycelbaren Polymermaterialien.
Der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid bei der Herstellung des Varisol
Systems konnte gesenkt werden, da Löten oder Schweißen nicht
notwendig sind und energieintensive Materialien wie Kupfer und
Aluminium eliminiert werden konnten. Das System zeichnet sich
zudem durch geringeres Gewicht und dadurch auch kleinere und
leichtere Verpackung aus, was wiederum die Umweltbelastung
beim Transport reduziert.
TECHNISCHE DATEN
DF
Abmessungen (mm)
1.950 x 70,9 x 70,9
1.965 x 70,9 x 70,9
Gewicht (kg)
2,2
2,13
Volumen (l)
0,19
0,05
Max. Betriebsdruck
6
6
Dachschräge min.
0
20
Dachschräge max.
90
80
Last max.
2,5
2,5
Propylenglykol
Propylenglykol
Max. Kollektorgröße
150 Röhren = 21 m2 (brutto)
150 Röhren = 21 m2 (brutto)
Eine Kupfertauchhülse ist im Polymerkopf
angebracht, in welcher der Kondensator
untergebracht ist. Dies sichert die
trockene Anbindung der Röhren.
HP
„Varisol ist schnell und einfach zu installieren.
Einzelne Röhren können einfach zusammengesteckt werden, um Solarkollektoren
verschiedener Größen zu erstellen.“
38
KINGSPAN SOLAR
ALTENHEIM, ITALIENISCHE ALPEN
„Dieses vielseitige Produkt bietet
die perfekte Lösung, wenn eine ideale
Montageposition am Gebäude nicht
möglich ist.“
39
KINGSPAN SOLAR
FLACHKOLLEKTOREN
ARBEITSWEISE
befindet sich eine sonnendurchlässige Glasplatte. Dieses Glas bietet
auch eine Isolierung der Kollektorplatte vor der kalten Außenumgebung.
Flachkollektoren sind eine sehr einfache Methode, mit der Sonnenenergie zum Erwärmen von Wasser verwendet werden kann. Eine
Kupferplatte wird mit einer Spezialbeschichtung versehen, die die
Sonneneinstrahlung optimal absorbiert. Auf der Rückseite dieser
Platte sind Röhren direkt mit der Platte verschweißt. Glykol strömt
vom Anschluss an einem Ende des Kollektors zum Anschluss am
anderen Ende. Auf seinem Weg durch die Röhren auf der Rückseite
der Platte wird es durch die Energie erhitzt, die die Platte von der
Sonne absorbiert hat.
Ein umschließender Rahmen hält dieses System zusammen und
verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit.
Beide Enden des Sammlerkastens verfügen über Verbindungsanschlüsse, an die ein Verbindungskit oder ein weiterer Kollektor
angeschlossen werden kann. Beim Zusammenschluss mehrerer
Kollektoren, wird ein Kollektor einfach mit dem nächsten
verschraubt und mit einer Flachdichtung abgedichtet. Eine Schraube
wird jeweils in ein Ende der Anschlüsse geschraubt und Kollektoren
werden mit dem Verbindungskit zusammengeschlossen.
Um so viel Energie wie möglich im System zu halten, ist die Kollektorplatte (auch Absorberplatte genannt) an fünf Seiten isoliert. Diese
Isolierung verhindert, dass Energie bzw. Wärme von der heißen Platte
an die Umgebung abgegeben wird. Auf der Oberseite des Kollektors
„Kingspan bietet Flachkollektoren
in zwei Größen. Dadurch können
die Kollektoren auf dem Dach
optimal angeordnet werden und
bieten somit auch eine sehr
flexible Systemleistung.“
40
KINGSPAN SOLAR
GUATEMALA
SCHLÜSSELMERKMALE
SPEZIFIKATION / TYP
Heutzutage sind zahlreiche Flachkollektoren auf dem Markt
erhältlich, die sich in Bezug auf technische Gestaltung,
Konstruktionsqualität, Leistung und Größe sehr deutlich
voneinander unterscheiden. Kingspan Flachkollektoren zeichnen
sich durch eine sehr hohe Leistungsfähigkeit sowie robuste
Auslegung und Konstruktion aus. Das macht sie zum idealen
Solarthermiesystem für den langen und zuverlässigen Einsatz
über viele Jahre.
Abmessungen (mm)
Gewicht (kg)
FPW25
FPW21
FPW18
1.988 x 1.218 x 90
1.988 x 1.041 x 90
1.927 x 927 x 90
44
37,2
34
Dichtungsmaterial
EPDM & Silikon & Aluminiumrahmen
Bruttofläche (m2)
2,42
2,07
1,79
Aperturfläche (m2)
2,24
1,92
1,62
Absorbermaterial
Almeco Tinox Hochselektives Aluminium
Dicke (mm)
0,3
0,3
0,3
Absorbierung (%)
95
95
95
Abstrahlung (%)
4
4
4
Glasmaterial
Eisenarmes temperiertes Glas
Isoliermaterial
Rockwool
Effizienz
eta 0 (verlustfreie Leistung — n0a)
0,785
k1 (W/m2K) (1. Wärmeverlustkoeffizient — A1a)
3,722
k2 (W/m K ) (2. Wärmeverlustkoeffizient — A2a)
0,012
Stagnationstemperatur
bei 1000 W/m und 30 ˚C
203 ˚C
2 2
41
KINGSPAN SOLAR
EINZIGARTIGE MERKMALE VON
KINGSPAN SOLAR RÖHREN
RÖHRENDESIGN
„FIN-IN“-RÖHRENDESIGN
In einem Vakuumröhrensystem wird eine Kupferabsorberfinne an
eine Heatpipe-Röhre geschweißt und in einer einwandigen Glasröhre
verkapselt, um die Sonnenenergie zu absorbieren. Die meisten
anderen Vakuumröhren setzen auf das so genannte Sydney-Design,
bei dem zwei Glasröhren in einen Vakuumkörper geformt sind, wobei
sich die selektive Beschichtung auf der inneren Glasröhre befindet
und sich der Absorber und die hydraulischen Anschlüsse im
Hohlraum eines Körpers befinden, der an einem Ende offen ist.
Querschnitt durch eine Heatpipe-Röhre
Querschnitt durch eine Sydney-Röhre
Eisenarmes
Kalknatronglas
Borosilikatglas
Selektive
Beschichtung
Selektive
Beschichtung
Vakuum
Kupfer-Heatpipe
Kupferabsorberfinne
Borosilikatglas
Kupfer-Heatpipe
Absorber
Vakuum
Bei Kingspan Solar abgedichteten Glasröhren werden alle innenliegenden Komponenten in einer kontrollierten Umgebung geschützt,
wo Außenbedingungen keinen Einfluss auf die Wärmeerzeugung und
den Wärmetransport haben. Es bildet sich keine Feuchtigkeit an den
Röhrenkomponenten und diese korrodieren dadurch auch nicht.
42
KINGSPAN SOLAR
DIE ALPEN, ITALIEN
VORTEILE
Es gibt drei Hauptziele:
 Leistung
 Langlebigkeit
 Stetigkeit
Hagelschlagprüfung
Kingspan Solar Vakuumröhren haben neben wenigen anderen
Röhren von großen Herstellern von Solarthermieprodukten diese
Prüfung gemäß der europäischen Spezifikation EN 12975-2
bestanden.
Diese Hauptziele werden wie folgt erfüllt:
HOCHWERTIGES GLAS
Die Außenluft versucht, in das Vakuum einzudringen, wodurch
die isolierenden Eigenschaften eines Vakuums verloren gingen.
Mit hochwertigem Glas lässt sich dies verhindern.
Unsere Röhren bestehen aus eisenarmem Kalknatronglas. Grundsätzlich stellt man sich Glas als ein vollkommen transparentes
Material vor, aber auch Glas absorbiert einen Teil des Sonnenlichts,
das hindurch fällt, wodurch typischerweise nur 94 % des Lichts
für den Erwärmungsprozess zur Verfügung stehen. Eisenarmes
Kalknatronglas verfügt über einen der höchsten Durchlässigkeitskoeffizienten alle heutzutage am Markt erhältlichen hochfesten
Glassorten.
Auftreffpunkt
Bei dieser Prüfung werden Hagelkörner mit einem Durchmesser
von 2,54 cm und einer Geschwindigkeit von etwa 80 km/h fünfmal
auf die gleiche Stelle auf einer Röhre geschossen (siehe Abbildung
oben). Kingspan hat Borosilikatglas getestet, um den Leistungsunterschied im Vergleich zu Kalknatronglas zu quantifizieren.
43
KINGSPAN SOLAR
EINZIGARTIGE MERKMALE VON
KINGSPAN SOLAR RÖHREN
MODERNSTE FERTIGUNG
Kingspan Solar Röhren werden mit europäischen Qualitätsbauteilen
in einer modernen Fabrik in Nordirland gefertigt. Der Fertigungsprozess der Vakuumröhren ist vollautomatisch, schließt somit
menschliche Produktionsfehler aus und gewährleistet eine kontinuierlich hohe Produktionsqualität.
44
KINGSPAN SOLAR
EINZIGARTIGE GLAS-METALL-DICHTUNG
STARKES VAKUUM
Die Dichtung an der Position zwischen Glas und Heatpipe, wo die
Heatpipe aus dem Glashals austritt, ist äußerst wichtig für die
Aufrechterhaltung des Vakuums und dessen isolierende
Eigenschaften. Die Röhren verfügen über eine patentierte
hermetische Dichtung, bei der Metall und Glas miteinander
kombiniert sind. Beide Materialien sind miteinander verbunden,
so dass die Dichtung unter allen Betriebsbedingungen intakt
und funktionsfähig bleibt.
Das Vakuum und seine isolierenden Eigenschaften sind die
wichtigsten Elemente eine Vakuumröhre. Das Vakuum wird auf
1 x 10-6 mbar gezogen, das bedeutet, dass 99,9999999 % der Luft
aus der Röhre gezogen werden. In einem industriellen
Produktionsprozess ist es ohne den Einsatz moderner
Fertigungstechniken extrem schwierig, so viel Luft aus einem
Raum abzusaugen.
„Kingspan Solar Röhren halten ihr Vakuum
und bringen gleichbleibende Leistung über
mehr als 30 Jahre“
Alle Vakuumröhren verwenden einen Barium-Getter, um ausgegaste
Luft- oder Fremdmoleküle anzuziehen und zu binden, die in die
Vakuumröhre gelangen und das Vakuum zusammenbrechen lassen
könnten. Unsere Röhren verfügen über die branchenweit größten
Getter-Oberflächen, was zur Aufrechterhaltung des korrekten
Vakuums und in vielen Fällen zu einer hohen Leistung über mehr als
30 Jahre beiträgt. Es ist nicht überraschend, dass die Vakuumwerte
von Kingspan Solar Röhren zu den marktweit besten Werten zählen.
Einzigartige
Glas-Metall-Dichtung
Schlechteres Produkt mit
mechanischer Dichtung
45
KINGSPAN SOLAR
KINGSPAN SOLAR VAKUUMRÖHREN ZEICHNEN
SICH GEGENÜBER ALLEN ANDEREN AUF DEM
MARKT ERHÄLTLICHEN VAKUUMRÖHREN
DURCH EINE GRÖSSERE LANGLEBIGKEIT UND
EINE BESSERE LEISTUNG AUS.
Im folgenden Abschnitt werden die Röhren einiger Wettbewerber
mit der Kingspan Solar Röhre verglichen, um die Schlüsselunterschiede in Qualität und Produktion aufzuzeigen.
Es gibt zwei verschiedene Arten von Vakuumröhren:
 „Fin-in“-Röhren oder einwandige Röhren — wie bereits
beschrieben, handelt es sich bei unserer Röhre um eine
„Fin-in“-Röhre, bei der die Heatpipe in einer einwandigen
Glasröhre verkapselt ist.
 Sydney-Röhre oder doppelwandige Röhren — hierbei sind
zwei Glasröhren in ein Vakuum geformt.
Dieser Abschnitt gibt Ihnen einen Überblick über die Unterschiede
beider Röhrentypen und stellt die Hauptunterschiede zwischen
Kingspan Solar Röhren und anderen am Markt erhältlichen Röhren vor.
SYSTEMVERGLEICH: KINGSPAN SOLAR GEGENÜBER „FIN-IN“-RÖHRENKOPIE
HOCHWERTIGE HEATPIPE-DICHTUNG
Kingspan Solar Röhre

Röhre eines Wettbewerbers
Heatpipe-Dichtung mit .
Doppelter Schutz mit
100 % automatisierter
Prüfung.
✗
Heatpipe-Dichtung mit
Stopfen.
46
KINGSPAN SOLAR
FLEXIBLER ANSCHLUSS
Kingspan Solar Heatpipe-Röhre

✗
Qualitativ hochwertiger Edelstahlanschluss (nimmt Spannung von der
Glas-Metall-Dichtung mit hochwertigem, UV-stabilem EPDM-Gummiflansch).
Starrer Anschluss bewirkt Spannung auf Glas-Metall-Dichtung.
TEMPERATURBEGRENZUNG
Kingspan Solar Heatpipe-Röhre

Einzigartiger patentierte und „zum
Patent angemeldete“ Temperaturbegrenzungstechnologie bei Kingspan
Solar Kondensatoren.
✗
Leere Kondensatorköpfe — keine
mechanische Temperaturbegrenzung.
HOCHWERTIGE GLASVERARBEITUNG

✗
Stark sichtbare Glasbearbeitungslinien, häufig mit Lufteinschlüssen,
die zu hoher Bruchanfälligkeit nach
dem Einbau führen können.
30 Jahre Erfahrung in der Glasverarbeitung
mit Solarröhren. Perfektionierter und
vollautomatischer Produktionsprozess.
47
KINGSPAN SOLAR
SYSTEMVERGLEICH: KINGSPAN SOLAR GEGENÜBER „FIN-IN“-RÖHRENKOPIE
HOCHWERTIGE GUMMI-SCHUTZKAPPEN

✗
Hochwertige EPDM-GummiSchutzkappe am Röhrenende.
Billiglösung —
kein Schutz.
EINZELRÖHRE

Heatpipe in einem
einzelnen, hermetisch
abgeschlossenen
Kupferrohr innerhalb
des Vakuums.
✗
Mechanische / gelötete
Verbindung innerhalb
des Vakuums.
48
KINGSPAN SOLAR
HOCHWERTIGER GUMMIFLANSCH

✗
Dünner Gummiendflansch
zur Verdeckung der
mechanischen Glas-MetallDichtung.
Hochwertiger und stabiler
EPDM-Gummiflansch.
Isoliert und schützt die
Glas-Metall-Dichtung.
GROSSE GETTER-OBERFLÄCHE, ROBUSTERES VAKUUM

Getter-Schicht mit konsistenter
und definierter Länge am oberen
Ende der Röhre.
Getter-Schicht mit undefinierter
Länge in der Mitte der Röhre.
49
✗
KINGSPAN SOLAR
SYSTEMVERGLEICH: KINGSPAN SOLAR GEGENÜBER EINWANDIGER RÖHRE /„FIN-IN“-RÖHREN

KINGSPAN SOLAR RÖHRE
Röhrendurchmesser
Gummiendstopfen
Flexibler
KondensatorVerteileranschluss kopf
Vakuumbereich
Getter
Heatpipe
✗
EINWANDIGE RÖHRE
Röhrendurchmesser
Metallendstopfen
Aluminiumnitrat-Beschichtung
Getter
Heatpipe
Kondensatorkopf
Mechanische Glas-Metall-Dichtung
50
KINGSPAN SOLAR
SYSTEMVERGLEICH: KINGSPAN SOLAR GEGENÜBER SYDNEY-RÖHRE / DOPPELWANDIGE RÖHRE

KINGSPAN SOLAR HEATPIPE-RÖHRE
TINOX Selektive Beschichtung
Gummiendstopfen
Flexibler
Verteileranschluss
Vakuumbereich
Getter
Heatpipe
SYDNEY-RÖHRE
Gummiendstopfen
Aluminiumnitrat-Beschichtung
(am Innenglas)
Heatpipe
Getter
Mechanische
Glas-Metall-Dichtung
51
Kondensatorkopf
Äußeres VakuumGlas
bereich
Inneres
Glas
Kondensatorkopf
✗
KINGSPAN SOLAR
KINGSPAN
PUMPENSTATIONEN
ALLE SOLARTHERMIEANWENDUNGEN
BENÖTIGEN EIN PUMPENSYSTEM, UM DAS
WÄRMEÜBERTRAGUNGSMEDIUM DURCH
DIE KOLLEKTOREN ZU BEFÖRDERN.
P
T
T
KINGSPAN SOLAR EMPFIEHLT DIE VERWENDUNG
EINES GESCHLOSSENEN GLYKOLSYSTEMS UND
BIETET HIERZU EINE REIHE AN PUMPENSTATIONEN AN, DIE FÜR DIE VERWENDUNG MIT
DIESEN SYSTEMEN BESONDERS GEEIGNET SIND.
Die Systeme unterscheiden sich in der Anzahl der darin enthaltenen
Kollektoren sowie in der Länge der Rohrleitungen und der Art des
verwendeten Wärmetauschers. Alle diese Parameter haben Einfluss
auf die Wahl der geeigneten Pumpenstation für das System.
Kingspan Solar bietet hierzu zahlreiche Lösungen an, von kleinen
Systemen mit nur wenigen Kollektoren bis zu großen System, die ein
maßgeschneidertes Design benötigen.
Abbildung 3: Typische Pumpenstation ohne Wärmetauscher
P
T
In einem geschlossenen System gibt es viele Einzelkomponenten,
die für die Erfüllung des Wartungs- und Sicherheitsanforderungen
notwendig sind. Die Pumpenstation ist eine Ansammlung dieser
Komponenten in einem kleinen und vormontierten Paket. Einer der
Hauptunterschiede zwischen den verschiedenen Angeboten ist, ob die
Pumpenstation über einen Wärmetauscher verfügt. Das hängt davon
ab, ob der Wärmetauscher im Wasserspeicher enthalten ist oder nicht.
Die verschiedenen Angebote von Kingspan Solar wurden danach
kategorisiert, ob sie einen Wärmetauscher beinhalten oder nicht.
T
Kugelventil
Druckbegrenzung
Alle Wärmetauscher in den Pumpenstationen sind doppelwandig
ausgeführt und verfügen über eine Leckageerkennung. Bei den
meisten Vorschriften ist dies für Solarsysteme erforderlich, um die
Wasser-Glykol-Mischung zu trennen, obwohl die Glykolmischung
selbst als „nicht giftig“ gilt.
Rückschlagventil
Pumpe
Regelventil
Die Steuerungselemente sind ein weiterer Aspekt, der eng mit den
Pumpenstationen verbunden ist. Die Steuerungselemente sind
erforderlich, um die Pumpen zu aktivieren, wenn Energie von den
Sonnenkollektoren genutzt werden soll. Die verschiedenen
Pumpenstationen erfordern es, dass die Solar-Controller
unterschiedlich programmiert werden, je nach dem wie das System
eingebunden ist etc. Kingspan Solar bietet die für die Pumpenstationen passenden Spezialsteuerungen sowie ein Programm, dass
für das entsprechend gewählte System maßgeschneidert ist. Damit
wird gewährleistet, dass das Gesamtsystem wie gewünscht arbeitet.
Durchflussmesser
Wärmetauscher
Luftabscheider
Abbildung 4: Typische Pumpenstation mit integriertem Wärmetauscher
52
KINGSPAN SOLAR
SOLAR-PUMPENSTATIONEN
Es sind zahlreiche Solarpumpenstationen sowohl für häusliche
wie auch gewerbliche Anwendungen erhältlich. Die Auswahl
der Pumpenstation hängt von der Größe der Kollektoren oder
Kollektorgruppen, dem erforderlichen Durchsatz und dem
Druckverlust im Gesamtsystem ab.
Eine Kingspan Solar Pumpenstation verfügt über einen Zirkulator
für das Solarsystem. Darüber hinaus verfügt die Pumpenstation
über die meisten Features, die für wasserbasierte Systemen
erforderlichen sind. Hierdurch sind der Anschluss von Leitungen und
die Integration ins Gesamtsystem wesentlich schneller möglich, als
wenn alle Einzelgeräte von Hand und einzeln installiert werden
müssen. Der Pumpenbetrieb wird vom Solar-Controller gesteuert, der
die Pumpe aktiviert, wenn über die Sonne Energie gewonnen wird.
Unsere Pumpe Standard Flow 2-12 LPM ist im Folgenden dargestellt.
Für weitere Informationen setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung.
340
H
I
G
J
K
F
E
430
L
D
C
B
280
A
150
M
A
Durchflussmesser
H
Thermometer
B
Spül-/ Einfüllanschlüsse
I
Kollektoranschlüsse — 22 mm
Kompression (KSP0025).
25mm ISO228 männl. (KSP0033)
C
Regelventil
D
Umwälzpumpe
J
Thermometer
E
Anschluss für
Ausdehnungsgefäß
K
Entlüfterventil
L
Entgasungsrohr
F
Druckanzeige
M
G
Druckbegrenzungsventil
Wasserspeicheranschlüsse — 22 mm
Kompression (KSP0025).
25mm ISO228 männl. (KSP0033)
450
Abbildung 5: Solar-Pumpenstation
53
KINGSPAN SOLAR
KINGSPAN
PUMPENSTATIONEN
GRÖSSERE SYSTEME
Kingspan bietet auch zahlreiche rahmenmontierte Pumpenstationen
für größere Projekte an. Die größeren Stationen sind mit
elektrischen Schaltschränken und mit allen notwendigen und bereits
an den richtigen Positionen verbauten Komponenten auf
Rahmengestelle montiert. Diese Einheiten sind als halbstandardisierte bis vollständig maßgeschneiderte und
individualisierte Pumpenstationen erhältlich, je nach Anwendung
und Anzahl der Kollektoren.
KLEINERE PUMPENSTATIONEN
Die kleineren Pumpenstationen beinhalten bis zu drei parallel
geschaltete Pumpen, um den gewünschten Durchsatz zu erzielen.
Diese Pumpenstationen sind mit oder ohne Wärmetauscher
erhältlich. Die Förderleistung aller in diesen Systemen verwendeten
Pumpen ist regelbar, um die elektrische und thermische Effizienz
des entsprechenden Systems optimal einstellen zu können.
MAßGESCHNEIDERTE PUMPENSKIDS
Alle dieses Pumpenstationen beinhalten sämtliche erforderliche
Instrumente zur Überwachung von Leistung und ordnungsgemäßem
Betrieb des Systems. Der in diesen Systemen enthaltene Controller
wird vorprogrammiert für das bestimmte System geliefert;
außerdem wird die vollständige Dokumentation für die Installation
bereitgestellt.
Für größere Systeme bietet Kingspan einen Gestaltungs- und
Spezifizierungsservice, mit dem die Pumpenstationen individuell auf
Ihre Anforderungen abgestimmt werden können. Diese Einheiten
beinhalten Simplex- oder Duplex-Pumpen mit fester oder regelbarer
Förderleistung und in allen möglichen Konfigurationen — ganz an
Ihren Bedürfnissen ausgerichtet. Falls Sie für Ihr Projekt ein
maßgeschneidertes Pumpenstationen benötigen, wenden Sie sich
bitte für Unterstützung bei Design und Spezifikation an unser
Kingspan Team.
54
KINGSPAN SOLAR
SYSTEMTECHNISCHE
ÜBERLEGUNGEN
56
KOLLEKTORANORDNUNG UND AUSWIRKUNGEN
AUF DAS SYSTEM
68
55
KINGSPAN SOLAR
SOLARTHERMIESYSTEME KÖNNEN IN ZAHLREICHEN HÄUSLICHEN UND
GEWERBLICHEN ANWENDUNGEN EINGESETZT WERDEN.
LEISTUNG DER SONNENENERGIE
Beim Einsatz von Solarthermie für eine bestimmte Anwendung
sollten bei Entwurf und Gestaltung des Systems zahlreiche Aspekte
beachtet werden. Dieser Abschnitt bietet Ihnen Informationen zu
den Anforderungen von Solarthermiesystemen und wie Kingspan
Dimensionierungen auf Basis von Informationen über das Gebäude
ermittelt. Dieser Abschnitt dient allein zur Orientierung und
entsprechende Anlagen müssen von unserem Technikteam geprüft
werden. Alle Solarthermiesysteme müssen durch einen kompetenten
Ingenieur entwickelt werden. Die Kingspan Group plc oder eines
ihrer Unternehmen übernimmt keine Verantwortung für Systeme,
die allein mit den nachfolgenden Informationen erstellt wurden.
Wir alle sind an fossile Brennstoffe zur Energieerzeugung gewöhnt.
Sie bieten immer die gleiche Energie, unabhängig von den
Bedingungen „draußen“. Eine Gallone Propan liefert 26,96 kWh
Energie — egal ob es sich um einen wolkigen oder sonnigen Tag
handelt. Fossile Brennstoffe bedeuten konzentrierte Energie, die
durch die Sonne vor Millionen Jahren geliefert wurde.
„Ein Solarthermiesystem von Kingspan kann
beim Ersetzen von fossilen Brennstoffen für
bis zu 30 Jahre sehr effektiv sein, wobei
gleichzeitig nur sehr geringe Wartung und
sehr wenige Ersatzteile notwendig sind.“
NUTZUNGSMÖGLICHKEITEN FÜR SOLARTHERMISCHE ENERGIE
Es gibt zahlreiche Prozesse, für die Wärmeenergie notwendig ist. Die
häufigste Nutzung von Sonnenkollektoren ist die Erwärmung von
Wasser für die häusliche Warmwassernutzung. Dies ist eine einfache
Anwendung, die nur mit minimalen Störungen vorhandener Systeme
im Gebäude verbunden ist und ausgezeichnete Amortisation bei den
meisten Anwendungen bietet.
Die Sonne produziert Energie im Überfluss, sie breitet sich aus und
benötigt ein wesentlich größeres „Einzugsgebiet“, um eine
vergleichbare Energiemenge wie fossile Brennstoffe bereitzustellen.
Ein Sonnenkollektor mit 30 Röhren liefert an einem Spitzentag etwa
genauso viel Energie wie eine Gallone Propan. Im Gegensatz zur
einer Gallone Propan liefert der Sonnenkollektor jedoch weiterhin
und immer dann Energie, wenn er von der Sonne beschienen wird,
anstatt (wie Propan) als Kohlendioxid und Wasser in der Atmosphäre
zu enden.
Die von den Sonnenkollektoren erzeugte Energie kann auch zum
beheizen von Gebäuden, Schwimmbädern oder zur Nacherwärmung
von Klimaanlagen verwendet werden.
In den meisten gewerblichen Gebäuden wird Wasser oder Glykol als
Transportmedium von Energie für das Heizungssystem durch das
Gebäude verwendet. Dies ist eine andere Anwendung, die sich sehr
gut für den Betrieb mit Sonnenkollektoren eignet.
Solarsysteme können verwendet werden, um einen Großteil der
fossilen Brennstoffe zu ersetzen, die wir derzeit noch nutzen.
Die Art der Dimensionierung ist hierbei jedoch eine andere als bei
konventionellen Systemen mit fossilen Brennstoffen. Wenn alle
Parameter richtig gestaltet und dimensioniert sind, kann das
Solarsystem beim Ersetzen von fossilen Brennstoffen für bis
zu 30 Jahre sehr effektiv sein, wobei gleichzeitig nur sehr geringe
Wartung und sehr wenige Ersatzteile notwendig sind.
Schwimmbäder benötigen große Mengen Wärmeenergie, um die
Verluste durch Verdampfung auszugleichen und Sonnenkollektoren
können einen Großteil der hierfür erforderlichen Energie liefern.
Die Nacherwärmung von Klimaanlagen ist notwendig, wenn die Luft
zunächst unterkühlt wird, um der Luft Feuchtigkeit zu entziehen und
dann von einer separaten Heizspirale wieder erwärmt wird, um die
Luft wieder auf die letztendlich gewünschte Temperatur zu bringen.
Dies ist eine ideale Anwendung für Solarthermie, denn der Bedarf
ist hierbei normalerweise am größten, wenn die Sonne scheint.
Darüber hinaus nutzen viele industrielle Prozesse große Mangen
an Wärmeenergie. Solarthermiesysteme können einen Großteil
des Gesamtenergiebedarfs für solche Prozesse bereitstellen.
Brauereien sind ein gutes Beispiel: Hier wird sehr viel Energie
benötigt, um das Bier während des Brauprozesses auf die richtige
Temperatur zu erwärmen.
56
KINGSPAN SOLAR
WARMWASSERERZEUGUNG
Systeme zur Warmwassererzeugung sind die häufigste Anwendung
für solarthermische Energie (Abbildung 6). Sie sind typischerweise
so dimensioniert, dass die 70 % des gesamten Warmwasserbedarfs
im Gebäude abdecken, wobei die Restmenge häufig durch einen
Durchlauferhitzer abgesichert ist.
Die Sonnenkollektoren werden normalerweise auf dem Dach des
Gebäudes montiert und an den Wärmetauscher angeschlossen, der
sich entweder im Wasserspeichertank befindet oder als externes
Gerät bereitgestellt ist. Wenn die Sonne auf die Kollektoren scheint,
wird die Solarpumpe aktiviert und fördert Glykol durch die Kollektoranschlüsse. Die Sonnenkollektoren erwärmen das Glykol und diese
Wärmeenergie wird über den Wärmetauscher an das Wasser im
Wasserspeichertank übertragen.
Kingspan Solar bietet Ihnen ein einfaches Formular zur
Standortbewertung, das Sie ausfüllen können. Unser Technikteam kann anhand Ihrer Angaben die Größe, Gestaltung und
geschätzten Einsparungen für Ihr Projekt ermitteln.
können dazu verwendet werden, die Anzahl der Kollektoren und
die Tankgröße des Systems näherungsweise zu bestimmen, aber
die Software bietet eine weitaus bessere Genauigkeit bei der
Berechnung dessen, was tatsächlich benötigt wird. Kingspan Solar
erstellt diese Solar-Reports gerne für Ihr Projekt anhand eines
ausgefüllten Standort-Bewertungsbogens.
Die wichtigste Information für die Dimensionierung dieser Systeme
ist die täglich benötigte Wassermenge, wann das Wasser gebraucht
wird und wie viel Warmwasser durch die Sonnenkollektoren erzeugt
werden kann. Der Warmwasserbedarf ist der Schlüsselfaktor bei der
Festlegung des Gesamtdesigns des Systems. Die Ausgangsleistung
des Kollektoren wird in einer Software anhand von historischen
Wetterdaten von dem entsprechenden Standort des Gebäudes
simuliert, auf dem die Kollektoren montiert werden sollen; außerdem
werden in der Simulation die Verbrauchsmuster des entsprechenden
Gebäudes berücksichtigt. Dies sind die entscheidenden Faktoren bei
der Bestimmung der Anzahl des Sonnenkollektoren und der Größe
des Wasserspeichertanks. Die Informationen in diesem Abschnitt
BESTIMMUNG DES WARMWASSERBEDARFS
Die Dimensionierung von solar beheizten Warmwassersystemen
unterscheidet sich grundlegend von der konventionellen Wassererwärmung. Ein konventioneller Durchlauferhitzer betrachtet den
maximal möglichen Bedarf des Gebäudes und dimensioniert dann
den Tank und den Brenner, so dass dieser Bedarf jederzeit gedeckt
werden kann. Die einzige Überlegung hierbei ist, wie viele Anschlüsse
vorhanden sind und welche Menge durch sie fließen kann.
Das Solarsystem wird so ausgelegt, dass es einen Teil des
Warmwasserbedarfs für das Gebäude abdeckt, jedoch nicht den
vollständigen Bedarf. Typischerweise sind das zwischen 20 % und
70 % des jährlichen Bedarfs für das Gebäude. Hierfür gibt es
mehrere Gründe:
1. Im Sommer gibt es mehr Sonnenstunden als im Winter.
Die Dimensionierung eines Systems, das auch den Winterbedarf
abdeckt würde bedeuten, dass es für den Sommerbedarf
überdimensioniert ist.
2. Das Wetter beeinflusst die Leistung des Solarsystems.
Häufig ist die im Wasserspeicher gespeicherte Sonnenenergie
nach einem Sonnentag groß genug, um einen wolkigen Tag zu
überbrücken, aber durch mehrere aufeinanderfolgende wolkige
Tage wird der „Sonnenspeicher“ geleert und das Ersatzsystem
(Durchlauferhitzer) ist erforderlich.
3. Die Energie, die über das Maß hinausgeht, das im Gebäude
genutzt werden kann, muss abgebaut werden. Hierdurch wird eine
Überhitzung des Systems vermieden und eine lange Lebensdauer
aller Komponenten gewährleistet. Alle Energie, die abgebaut
werden muss, trägt nicht zur Amortisation des Systems bei.
Abbildung 6: HP-Kollektoren (Standard mit Zweistrangpumpe)
57
KINGSPAN SOLAR
Ein Solarsystem wird nicht zur Abdeckung des gesamten Warmwasserbedarfs dimensioniert. Daher ist ein Back-up-System
erforderlich. Dieses Back-up-System sollte so normal dimensioniert
sein, da der Minimalanteil des Solarsystems null ist und das Back-upSystem sicherstellen muss, dass der gesamte Bedarf unter allen
Bedingungen abgedeckt wird. Das Back-up-System läuft nicht so
häufig, wie wenn das Solarsystem nicht vorhanden wäre, in manchen
Zeiten muss es jedoch mit seiner vollen Kapazität laufen.
Messsystem installiert werden muss. Der einfachste Weg zur
Messung des Warmwasserbedarfs ist die Verwendung eines
Ultraschall-Durchflussmessers. Dieses Gerät wird einfach außen auf
die Kaltwasserleitung aufgesetzt, die in den Wassererhitzer führt,
und protokolliert wie viel Wasser in den Wassererhitzer geleitet wird.
Um die für das Gebäude notwendige Warmwasserenergie zu messen,
sind nun lediglich noch die Warmwasser-Ausgangstemperatur aus
dem Erhitzer und die Kaltwassertemperatur notwendig.
Es gibt zwei Möglichkeiten, den Bedarf eines Gebäudes zu ermitteln:
Messung und Schätzung. Die Messung ist der beste Weg, um
sicherzustellen, dass das Solarsystem richtig dimensioniert ist. Die
meisten Gebäude verfügen jedoch nicht über ein Messsystem für
den Verbrauch von Warmwasser; das bedeutet, dass einen solches
„Kingspan unterstützt Sie bei der
Gestaltung, Dimensionierung und
Spezifikation aller gewerblichen
Solarthermiesysteme.“
GUINNESS BRAUEREI, DUBLIN, IRLAND
Typischer T*SOL Bericht
58
KINGSPAN SOLAR
 Grundwassertemperatur: Wichtig für die Dimensionierung von
Sonnenkollektoren und Tanks. Dieses Temperatur variiert je nach
Jahreszeit, mit der höchsten Temperatur im August und der
niedrigsten um Februar / März.
90
12:00
80
TagNachtGleiche
70
Sonnenhöhe (Grad)
 Abschattung: Beeinflusst ebenfalls deutlich die Leistung des
Kollektors. Immer wenn die Kollektoren im abgeschattet sind,
produzieren Sie keine Energie. Das sollte schon zu Beginn des
Projektes berücksichtigt werden, da sich nicht alle Standorte gut
für Solarsysteme eignen. Die Bahn der Sonne variiert je nach
Jahreszeit. Daher sollte ein Gerät zur Analyse des Sonnenpfades
verwendet werden, um zu überprüfen, ob die Abschattung ein
Problem darstellt und wann sie auftritt. Abbildung 7, rechts, zeigt
den Sonnenpfad zu verschiedenen Zeiten während des Jahres.
10:00
60
Sommersonnenwende
14:00
50
40
8:00
16:00
30
20
Wintersonnenwende
6:00
10
18:00
0
30
80
130
Osten
 Kollektorausrichtung: Für eine optimale Leistung sollten die
Kollektoren nach Süden ausgerichtet sein. Leichte Abweichungen
von der Ausrichtung nach Süden beeinträchtigen die Leistung
nicht. Sie können sogar mit einer 45°-Abweichung von Süden
ausgerichtet sein und habe noch immer in etwa die gleiche
Leistung.
180
230
Sonnenazimut (Grad)
280
330
Westen
Abbildung 7: Das Sonnenpositionsdiagramm zeigt den Sonnenpfad am
Himmel über das Jahr
Verbrauchstyp
 Entstehen einer Rezirkulationsschleife: Die meisten
gewerblichen Warmwassersysteme verfügen über eine
Rezirkulationsschleife, durch die an den Auslässen und Hähnen
sofort warmes Wasser zur Verfügung steht. Dies ist eine wichtige
Quelle von Energieverlusten im Warmwassersystem. Für die
Dimensionierung des Systems ist es daher wichtig, die Länge,
Isolierung und Betriebsstunden der Rezirkulationsschleife zu
kennen. Das Solarsystem muss überdimensioniert werden,
um diese Energie bereitzustellen.
Durchschnitt
Von — Bis
Altenheim
45
30 — 65
Küche — Frühstück
2
2—3
Küche — Mittag / Abend
5
4—8
Schwimmbad — öffentlich / privat
40/20
—
Sauna — öffentlich / privat
70/35
—
80
60 — 120
Krankenhaus
 Systembetriebstemperatur: Gewerbliche Systeme arbeiten
zum Schutz vor der Bildung von Legionellen-Bakterien im Tank
grundsätzlich mit hohen Temperaturen. Einige Systeme für
Wasch- oder Spülmaschinen arbeiten auch mit noch höheren
Temperaturen. Je höher die Temperatur, desto mehr
Sonnenkollektoren sind notwendig, um die Energie für das
System zur Verfügung zu stellen.
Warmwasserbedarf pro Tag und Person
bei einer Temperatur von 60 °C (l)
Sporteinrichtungen — gesamt
–
35 — 50
Sporteinrichtungen — Duschen
25
20 — 30
Hotel (** – ***)
50
30 — 80
Hotel (**** – *****)
80
80 — 150
Pension, Gaststätte
30
20 — 50
Ferienhaus
40
30 — 50
Campingplatz
20
15 — 35
Jugendherberge, Ferienherberge
20
15 — 30
Studentenwohnheim
25
15 — 60
Abbildung 8: Typischer häuslicher Warmwasserbedarf
59
KINGSPAN SOLAR
(A) BERECHNUNG DES WARMWASSERBEDARFS
Die Energiemenge zum Erwärmen des täglichen Warmwasserbedarfs
(QHW) wird mit der folgenden Formel berechnet:
Fortsetzung des Beispiels für einen 4-Personen-Haushalt:
2.40.4.(45 – 10)
Vcyl =
QHW = Volumen des täglichen Warmwasserbedarfs x Cw x (ΔT)
= 224 l
(60 – 10)
Volumen des täglichen Warmwasserbedarfs (l)
Cw
= Spezifische Wärmekapazität von Wasser
(1,16 Wh/kgK)
Die Speichergröße wird auf die nächste verfügbare Größe
aufgerundet, in diesem Fall 250 Liter.
= Temperaturdifferenz zwischen
ΔT
Kaltwassertemperatur und gewünschter
(C) DIMENSIONIERUNG DER KOLLEKTORFLÄCHE
Zur Dimensionierung der erforderlichen Kollektorfläche wird die
folgende Formel verwendet:
Warmwassertemperatur
Fortsetzung des Beispiels für einen 4-Personen-Haushalt:
QHW = 160 x 1,16 Wh/kgK x (60 – 10) = 9.280 Wh = 9,28 kWh
ED
AR =
SC
Daher entspricht der Wärmebedarf = 9,28 kWh/Tag
(B) BERECHNUNG DES SPEICHERVOLUMENS
Bei Solaranlagen für Haushalte muss das Speichervolumen
des Speichers ca. doppelt so groß sein wie der tägliche
Warmwasserbedarf.
Erweiterung dieser Formel:
AR =
Anz. Tage x QHW x Solaranteil
Jährliche Sonneneinstrahlung x Durchschn. Systemeff.
Verwenden Sie zur korrekten Dimensionierung des Speichervolumens
die folgende Formel:
2.Vn.P. (Th – Tc)
Vcyl =
(Tdhw – Tc)
Vcyl
Vn
P
Th
Tc
Tdhw
= Mindestvolumen des Speichers (l)
= Warmwasserbedarf pro Person / Tag (l)
= Anzahl der Personen
= Temperatur des Warmwassers am Auslass (°C)
= Temperatur des Kaltwassers
= Temperatur des gespeicherten Wassers
WOHNGEBÄUDE, ARNSTADT, DEUTSCHLAND
60
KINGSPAN SOLAR
SYSTEMEFFIZIENZ
Die Systemeffizienz hängt stark vom Solaranteil des Systems ab.
Bei einem hohen Solaranteil ist die Systemeffizienz geringer.
Unterdimensionierte Systeme mit kleinen Kollektorflächen haben
einen geringen Solaranteil und eine hohe Systemeffizienz.
Überdimensionierte Systeme mit großen Kollektorflächen haben
einen hohen Solaranteil und eine niedrige Systemeffizienz.
Hohe Solaranteile führen zu einer höheren Rücklauftemperatur
zum Solarkollektor. Dies hat zur Folge, dass vom Kollektor weniger
Sonneneinstrahlung absorbiert werden kann und die Systemeffizienz
geringer ist.
Diese gegensätzlichen Auswirkungen der beiden Variablen werden
in Abb. 9 unten veranschaulicht:
Optimiert für
Beitrag und Kosten
Maximaler
Kollektorertrag
Maximale
Verbraucherabdeckung
Solaranteil SF
Systemeffizienz SE
SF
SE
Absorberoberfläche A
Abbildung 9: Beziehung zwischen Solaranteil und Systemeffizienz
61
KINGSPAN SOLAR
ISOLIERUNG
Die folgenden Diagramme sollen die Auswahl der Kollektorfläche
vereinfachen. Anhand dieser Diagramme können Sie schnell die
richtige Kollektorgröße bestimmen.
WICHTIG
Die Isolierung muss UV-resistent sein, wenn sie dem Sonnenlicht
ausgesetzt ist. Darüber hinaus muss sie hohen Temperaturen von über
170 °C standhalten. Um große Wärmeverluste über die Rohrleitungen
zu vermeiden, wird empfohlen, eine Isolierung mit einer Mindeststärke
zu verwenden, die der Hälfte der Rohrleitungen entspricht und einen
U-Wert in [W/(mK)] von U ≤ 0,035 [W/(mK)] aufweist.
Bitte beachten Sie, dass die DIN eine Isolierungsdicke von 100 % des
Innendurchmessers empfiehlt.
Für Kingspan Solar Vakuumröhrenkollektoren wird ein minimaler
GEEIGNETE MATERIALIEN
Speicher von 100 l/m2 Kollektorfläche empfohlen. In diesem Fall
Die folgenden Materialien sind für die Verwendung in Solaranlagen
nicht geeignet:
Wenn derselbe tägliche Warmwasserbedarf mit einem
Vakuumröhrenkollektor erzielt werden soll, können Sie anhand
von Abb. 10 feststellen, dass eine Kollektorfläche von 3 m2 für einen
Solaranteil von 60 % erforderlich ist.
bedeutet dies Folgendes:
 Rohre aus Kunststoff (PEX)
Das System wurde mit einer Röhrenfläche von 3 m2 dimensioniert,
daher darf das Speichervolumen nicht geringer sein als
3 x 100 l = 300 l.
 Rohre aus mehrschichtigem Aluminium / Kunststoff (ALU-PEX)
 Rohre aus verzinktem Metall
10
GEEIGNETE BEFESTIGUNGSELEMENTE
 Rohrverschraubungen
Absorberfläche in m2
8
 Rohrverschraubungen (mit Dichtungen, die für Temperaturen
von über 150 °C geeignet sind)
60 %
6
 Hartgelötete Befestigungen
50 %
4
 Befestigungselemente, die mit den Edelstahlröhren für
Solaranlagen geliefert werden, z. B. Waterway, Aeroline
40 %
2
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Hinweis: Die Verwendung von weichgelöteten Ringbefestigungen an Kupferröhren wird nicht empfohlen.
400
Warmwasserbedarf in l / Tag, 45 °C
Bei langen Rohrleitungen muss beim Verlegen auf ausreichend
Toleranz geachtet werden, da sich die Rohre ausdehnen
(siehe Abb. 11 unten).
Abbildung 10: Thermomax DF & HP Vakuumröhrenkollektoren
ROHRE UND ROHRDIMENSIONIERUNG
Geeignete Materialien
Die folgenden Rohrmaterialien eignen sich für den Einsatz in einer
Solaranlage:
 Stahlrohre
 Kupferrohre
 Edelstahlrohre
Temperaturerhöhung
(°C)
StahlrohrAusdehnung (mm/m)
KupferrohrAusdehnung (mm/m)
50
0,48
0,66
100
1,08
1,49
120
1,32
1,83
Abbildung 11: Temperaturabhängige Rohrausdehnung
62
KINGSPAN SOLAR
ROHRDIMENSIONIERUNG
Für die Dimensionierung der Rohre im Wohnbereich wird eine
minimale Fließgeschwindigkeit von 60 l/h/m2 empfohlen.
Abb. 12 veranschaulicht die empfohlene Rohrgröße für typische
Haushaltssysteme.
Bei gewerblichen Systemen kann eine minimale Fließgeschwindigkeit
von 40 l/h/m2 verwendet werden.
Um den Druckverlust in den Solarrohren zu minimieren, wird
empfohlen, die Fließgeschwindigkeit durch die Solarrohre auf
max. 1 m/s zu begrenzen.
Optimale Fließgeschwindigkeiten liegen zwischen 0,4 und 1 m/s.
Bei diesen Geschwindigkeiten liegt der Druckverlust zwischen 1 und
2,5 mbar/m Rohrlänge.
Der erforderliche Innendurchmesser der Rohre kann mit folgender
Gleichung bestimmt werden:
Vs
i = 4,6
v
Dabei gilt:
i = Innendurchmesser (mm)
Vs = Fließgeschwindigkeit im System (l/min)
= Geschwindigkeit des Flüssigkeit (m/s)
Kollektorfläche
(m2)
Fließgeschwindigkeit
l/h
Rohrdurchmesser
Kupfer
außen (mm)
DF
(mbar)
HP
(mbar)
2
120
15 x 1
8,54
1,76
3
180
15 x 1
12,57
2,56
4
240
15 x 1
17,08
3,52
5
300
18 x 1
21,11
4,32
6
360
18 x 1
25,14
5,12
8
480
18 x 1
33,68
7,04
Abbildung 12: Typische Rohrgröße für Haushalte
Rohre mit einem Außendurchmesser von weniger als 15 mm dürfen
auf keinen Fall verwendet werden. In diesem Beispiel wird die
Rohrgröße von 8 mm auf 13 mm erhöht (= Rohre mit einem
Außendurchmesser von 15 mm und 1 mm Wanddicke).
CARPE, SÜDAFRIKA
63
KINGSPAN SOLAR
DAMPFREICHWEITE
Stagnation in einer Solaranlage kann verschiedene Gründe haben:
 Überdimensionierte Systeme
Bei der Stagnation kann das Wärmeübertragungsmedium in
den Kollektoren verdampfen. Der Dampf breitet sich in die
angeschlossenen Rohrleitungen aus. Große Systeme mit direkt
durchflossenen Röhrenkollektoren verfügen über ein großes
Volumen des Wärmeübertragungsmediums. Hier kann sich der
Dampf in den angeschlossenen Rohrleitungen weite ausbreiten.
 Unterdimensioniertes Ausdehnungsgefäß
 Schlechte Einstellung des Systems — es ist wichtig, dass alle
Solaranlagen von umfassend geschulten und technisch
kompetenten Installateuren montiert und in Betrieb genommen
werden. Diese müssen die Anforderungen an eine thermische
Hochleistungs-Solaranlage vollständig verstanden haben
Wo empfindliche Bauteile wie beispielsweise Pumpen, Ventile und
Ausdehnungsgefäße von diesem sehr heißen Dampf beschädigt
werden können, sollte eine Berechnung der Dampfreichweite
durchgeführt werden, um die Bereiche des Systems zu ermitteln
und zu bewerten, die davon betroffen sein können.
 Lufteinschlüsse oder Undichtigkeiten im System
 Längere Zeiträume mit geringem Warmwasserbedarf. Mithilfe
unserer Steuergeräte kann dies durch den Einsatz einer
Wärmeableitungsfunktion umgangen werden
BILDUNGSEINRICHTUNG, DÄNEMARK
64
KINGSPAN SOLAR
Es gibt mehrere Möglichkeiten zur Verhinderung von Stagnation:
1. Korrekte Gestaltung und Dimensionierung des Systems und somit
Verhinderung der Wärmeableitung in vielen Anwendungen.
2. Öffnen eines Überströmventils oben auf dem Speichertank.
Hierdurch kann das heiße Wasser aus dem Tank herauslaufen,
wenn es seine Maximaltemperatur erreicht.
3. Umleitung des Wärmeübertragungsmediums von den Kollektoren
durch einen Nass- oder Trockenkühler (Emitter), um das Medium
abzukühlen, wenn der Speichertank die Temperatur erreicht hat
wie in Abbildung 13 dargestellt.
4. Verwendung eines vorhandenen Geräts oder einer Einrichtung
zur Wärmeabsenkung, wie beispielsweise ein überdimensionierter
Kühlturm, ein Teil einer Schneeschmelzrohrleitung in Beton,
eine Klimaanlagen-Nacherwärmung oder ein Schwimmbad.
Stagnation über einen längeren Zeitraum verursacht langfristig
Schäden im System.
Dies gilt für Flachkollektoren wie auch für Vakuumröhrenkollektoren.
Einige Systeme benötigen eine Wärmeableitung:
Abbildung 13: Wärmeableitung — Option A
1. Systeme, die hauptsächlich saisonal genutzt werden,
beispielsweise in einem Resort, dass in der Nebensaison
nicht geöffnet ist.
Daher ist die korrekte Dimensionierung des Systems sehr wichtig.
Das Hinzufügen von weiteren Kollektoren und die Erhöhung des
Solaranteils machen das System anfälliger für Stagnation bei
längeren sonnigen Zeiträumen. Ein Fehler, bei dem das System
um 30 % überdimensioniert wird, kann schwerwiegende
Stagnationsprobleme verursachen. Daher ist es immer sinnvoller
und besser, Systeme unterzudimensionieren und die Anzahl der
Kollektoren niedriger anzusetzen.
2. Systeme mit starken Nutzungsschwankungen innerhalb einer
Woche, wie beispielsweise Schulen, Bürogebäude, wenn diese
nicht oder unterdurchschnittlich genutzt werden oder an
Wochenenden.
Kingspan Solar bietet eine umfangreiche Palette an Komponenten
zur Wärmeableitung und berät Sie gerne bei der Auswahl der für
Ihr individuelles Projekt passenden Komponenten.
65
KINGSPAN SOLAR
SCHWIMMBAD, GAIARINE, ITALIEN
Wir unterstützen Sie bei der Planung von Solarsystemen für
folgende Anwendungsbereiche:
Schwimmbadsysteme verfügen typischerweise nicht über einen
externen Wasserspeicher, sondern nutzen das Wasser in den
Schwimmbecken als Energiespeicher. Das bedeutet, dass das die
Beckentemperatur tagsüber mehrere Grad Celsius über den
Einstellwert steigen kann und sich dann über Nacht wieder abkühlt.
 Schwimmbäder
 Prozesswärme
 Heizungssystem
Wenn die Temperatur in einem Becken nicht über einen Grenzwert
hinaus variieren kann, kann ein System mit Speichertanks eingesetzt
werden. Hierbei ist das System wie ein Heizungssystem gestaltet,
bei dem der Speicher mit dem Heizbedarf interagiert.
SCHWIMMBÄDER
Schwimmbäder eignen sich hervorragend für die Nutzung
solarthermischer Energie. Die Kollektoren können verwendet
werden, um nur den Pool zu erwärmen oder sie können als
zusätzliche Energiequelle für Warmwasser- oder Heizungssysteme
verwendet werden. Ihre niedrige Temperatur eignet sich für
besonders effiziente Systeme.
Für alle Schwimmbadsysteme ist ein für Schwimmbäder geeigneter
Wärmetauscher erforderlich. Das gechlorte Wasser darf unter
keinen Umständen in das Solarsystem gelangen. Bei Frischwasserbecken muss ein Edelstahl-Wärmetauscher verwendet werden, bei
Salzwasserbecken ist ein Titan-Wärmetauscher erforderlich.
Schwimmbäder benötigen enorme Energiemengen — viel mehr als
die gemeinhin angenommen wird. Innen- und Außenschwimmbecken
unterscheiden sich grundlegend darin wie die Energie verloren und
gewonnen wird.
Da die Fließgeschwindigkeit von Wasser aus dem Becken durch das
vorhandene Boilersystem normalerweise sehr viel höher ist als die
Fließgeschwindigkeit im Solarsystem, wird als Wärmetauscher
grundsätzlich ein Mantel-Rohr-Wärmeaustauscher statt eines
Platten-Wärmetauschers eingesetzt.
DIMENSIONIERUNG VON SCHWIMMBADSYSTEMEN
Schwimmbadsysteme werden mit einem Solaranteil von maximal
50 % dimensioniert. Ein System, das auf einem jährlichen
Sonnenanteil von 50 % dimensioniert ist, produziert an einem
sonnigen Sommertag 100 % des Schwimmbadbedarfs.
66
KINGSPAN SOLAR
PROZESSWÄRME
Bei allen Anwendungen, bei denen Wärme in Form von Warmwasser
erforderlich ist, spricht man von Prozesswärme. Beispiele hierfür
sind Molkereien, Brauereien, Lebensmittelproduktion und andere
industrielle Prozesse. Diese Systeme unterscheiden sich deutlich
in Anwendung, Bedarf, vorhandener Infrastruktur, Temperatur der
Anwendung und dem Zeitpunkt wenn die Energie benötigt wird.
Kingspan Solar unterstützt Sie bei der Entwicklung dieser Systeme
auf projektspezifischer Basis und berät Sie hinsichtlich der für einen
optimalen Betrieb erforderlichen Systemspezifikationen.
einem separaten System wieder auf das gewünschte Temperaturniveau erwärmt wird. Die bereitgestellte Gesamtenergie in einem
solchen System beträgt etwa 25 % der Last.
HEIZUNGSSYSTEME
Sie bei der Gestaltung und Dimensionierung dieser Systeme für Ihre
individuellen Anforderungen. Die Ausgestaltung eines Solarsystems
unterscheidet sich von Systemen, die auf fossilen Brennstoffen
basieren. Dies muss bei der Konzeptionierung berücksichtigt werden.
Ein gut gestaltetes und dimensioniertes Solarsystem bietet Ihnen
Leistung und Einsparungen über viele Jahre.
Für weitere Informationen über Solarthermiesysteme für Heizungsanwendungen setzen Sie sich bitte mit Kingspan Solar in Verbindung.
SCHLUSSFOLGERUNGEN
Es gibt zahlreiche Anwendungsbereiche, in denen Solarthermiesysteme
eingesetzt werden können, um Geld zu sparen. Kingspan Solar berät
Heizungssysteme sind ein weiterer Anwendungsbereich für
solarthermische Energie. Kingspan Solar Vakuumröhren eignen sich
aufgrund ihrer hohen Effizienz in kalten Umgebungen ausgezeichnet
für Heizungssysteme. Als Heizungssysteme werden Systeme
bezeichnet, die als konventionelle Raumheizung oder als
Klimaanlangen-Nacherwärmung eingesetzt werden, bei der die Luft
in der Klimaanlage zunächst unter die gewünschte Temperatur
abgekühlt wird, um ihr Feuchtigkeit zu entziehen und dann von
„Ein gut gestaltetes und dimensioniertes
Solarsystem bietet Ihnen Leistung und
Einsparungen über viele Jahre.“
NATIONAL TAIWAN UNIVERSITY, TAIWAN
67
KINGSPAN SOLAR
ANWENDUNGEN IN GEWERBLICH GENUTZTEN GEBÄUDEN, BEI DENEN VIELE AUF DEM DACH MONTIERTE
KOLLEKTOREN ZUR ANWENDUNG KOMMEN, MÜSSEN SORGFÄLTIG KONFIGURIERT WERDEN, DAMIT DIE
ENERGIEERZEUGUNG MAXIMIERT WIRD UND DAS SYSTEM AUF DER ZUR VERFÜGUNG STEHENDEN
DACHFLÄCHE UNTERGEBRACHT WERDEN KANN.
Die Entscheidung wie viele Kollektoren zu einem Feld
zusammengefasst werden, hat auch Auswirkungen auf die Auswahl
der Pumpe für das gesamte System. Dieser Abschnitt beschäftigt
sich mit den Entscheidungen, die bei der Anordnung von Kollektoren
auf dem Dach getroffen werden müssen, und den entsprechenden
Auswirkungen auf das Gesamtsystem.
Kleines Bild: GWU, FOGGY BOTTOM CAMPUS, WASHINGTON DC
ST. JAMES’S HOSPITAL, DUBLIN, IRLAND
68
KINGSPAN SOLAR
KOLLEKTORWINKEL
Der Solaranteil hilft ebenfalls bei der Bestimmung des Kollektorwinkels. Wenn der Solaranteil auf über 50 % steigt, sollten die
Kollektoren steiler ausgerichtet werden, um die Energieerzeugung
in Sommer und Winter auszugleichen. Typischerweise deutet ein
Solaranteil von 50 % darauf hin, dass an einigen Sommertagen
mehr Energie produziert wird, als das System speichern kann.
Dies kann jedoch von Standort zu Standort variieren. Allein mit
dem Kollektorwinkel lässt sich die Energieerzeugung nicht exakt
einstellen. Selbst bei senkrechtem Kollektorwinkel ist die Energieerzeugung im Sommer aufgrund der längeren Tage höher als im
Winter.
Bei den meisten gewerblichen Anwendungen werden die Kollektoren
auf Flachdächern montiert. Der gewählte Kollektorrahmen muss
den Kollektor also im richtigen Winkel halten, um eine optimale
Energieumsetzung zu gewährleisten. Dieser Winkel hat auch
Auswirkungen darauf, wann der Strahlungsertrag am größten ist.
Sonnenlicht, das gerade auf den Kollektor fällt, produziert am
meisten Energie.
In nördlichen Regionen werden Kollektoren mit dem etwa 0,7-fachen
des Breitengrads ausgerichtet, um über das Jahr betrachtet eine
optimale Energieproduktion zu erzielen. Diese Energie wird jedoch
hauptsächlich im Sommer produziert, wenn der Sonnenstand am
höchsten ist.
Hinweis: Alle Kollektoren haben Einschränkungen hinsichtlich der
Winkel, in denen sie montiert werden können. Weitere Informationen
hierzu finden Sie in den jeweiligen Datenblättern.
Um die Energieerzeugung gleichmäßiger über das Jahr zu verteilen,
sollte sich der Kollektorwinkel am Breitengrad des Anlagenstandortes orientieren. Zudem sollte die Jahreszeit ermittelt werden, in
der am meisten Energie benötigt wird. Wenn beispielsweise auf
einem Studentenwohnheim, das in der Studienzeit voll belegt ist,
ein Solarsystem montiert wird, sollte es in einem möglichst steilen
Winkel ausgerichtet werden, um optimale Energieerzeugung von
den Sommermonaten fernzuhalten, in denen die nicht benötigt wird.
ARNSTADT, SCHILLERSTRASSE, DEUTSCHLAND
69
KINGSPAN SOLAR
FLIESSGESCHWINDIGKEITEN EINSTELLEN
Die Fließgeschwindigkeit des Systems sollte sehr sorgfältig bestimmt
werden. Zu niedrige Fließgeschwindigkeiten führen zu einem starken
Temperaturanstieg in den Kollektorbänken, reduzieren die Effizienz
des Systems und können zu Temperaturen führen, für die das
System nicht ausgelegt ist und die es beschädigen können. Zu hohe
Fließgeschwindigkeiten führen dazu, dass die Pumpe häufig an- und
abgeschaltet wird und es dadurch zu erhöhtem Verschleiß der
Pumpe kommt. Systeme sollten idealerweise mit einem Controller
betrieben werden, der den Temperaturanstieg misst und die Fließgeschwindigkeit über die Pumpenleistung entsprechend einstellt.
Systeme sollten so gestaltet sein, dass die zulässigen Temperaturen
für die Komponenten nicht überschritten werden.
Alle Sonnenkollektoren können je nach Anwendung mit unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten arbeiten. Die Fließgeschwindigkeit hat Auswirkungen auf den Druckverlust in den Kollektoren und
die Temperaturzunahme in den Kollektorbänken. Grundsätzlich wird
eine niedrige Fließgeschwindigkeit angestrebt, da hierdurch der
Druckverlust im System minimiert und kleinere Rohrleitungen
werden können und weniger Energie für den Betrieb der Pumpe
benötigt wird. Bei der Wahl der Fließgeschwindigkeit muss auch der
Wärmetauscher berücksichtigt werden, um einen ausreichenden
Wärmetransport vom Solarsystem in den Speichertank zu
gewährleisten.
Der Temperaturanstieg in den Kollektoren ist abhängig von der
Sonneneinstrahlung, dem Winkel zur Sonne und der Außentemperatur. Wenn die Energieabgabe des Kollektors bekannt ist,
kann der Temperaturanstieg berechnet werden.
Grundsätzlich können Systeme, die über einen niedrigeren Solaranteil und einen größeren Speicher verfügen, mit geringeren Fließgeschwindigkeiten im System betrieben werden. Systeme mit
hohem Solaranteil und kleinem Speicher oder Systeme für Heizung,
Kühlung oder industrieller Hochtemperaturanwendungen benötigen
höhere Fließgeschwindigkeiten.
VIESTE HOTEL, ITALIEN
70
KINGSPAN SOLAR
DRUCKVERLUST
können in größerer Zahl zusammengeschaltet werden, da sie nicht
in Serie, sondern parallel geschaltet sind. Es ist jedoch zu
berücksichtigen wie gleichmäßig die parallel geschalteten Kollektoren
durchflossen werden. Mit zunehmender Größe der Kollektorfelder
wird auch der Fluss in den einzelnen Kollektoren innerhalb eines
Feldes unregelmäßiger.
Kingspan Sonnenkollektoren können mit dem Verbindungskit zu
Kollektorbänken miteinander verbunden werden. Ein Kollektorende
wird direkt an das andere Kollektorende angeschlossen, so dass
eine saubere Verbindung entsteht.
Flachkollektoren werden miteinander parallel geschaltet, während
Vakuumröhrenkollektoren in Serie geschaltet werden. Hierdurch
ändert sich der Druckverlust in einem Kollektorfeld erheblich
(Abbildung 14). Bei Vakuumröhren erhöht sich der Druckverlust
umso mehr je mehr Röhren hinzukommen, während Flachkollektoren einen ähnlichen Druckverlust aufweisen, je mehr Kollektoren
Bei Heatpipe-Röhrenkollektoren können für die meisten
Anwendungen maximal fünf Kollektoren in Serie geschaltet werden.
Abhängig von den anderen Systemkomponenten kann diese Anzahl
auf vier reduziert werden. Bei Flachkollektoren können 8 Vertikaloder 5 Horizontalkollektoren in Serie geschaltet werden.
einem Feld hinzugefügt werden.
8
Die Berechnung des Druckverlusts im gesamten System ist
schwieriger. Alle Komponenten wie beispielsweise Rohrleitungen,
Wärmetauscher, Ventile, Ellbogenelemente und Anschlüsse haben
Auswirkung auf den Druckverlust im Gesamtsystem. Dieser Wert ist
jedoch für die Dimensionierung der Pumpe erforderlich. Kingspan
Solar kann Sie bei der korrekten Dimensionierung der Pumpe und
der Rohrleitungen im System unterstützen und sicherstellen, dass
die Pumpe richtig dimensioniert ist.
6
AUSGLEICH
14
12
Druckverlust (mbar)
10
Der Fluss innerhalb des Systems geht tendenziell zu den Bänken
mit dem geringsten Druckverlust , daher wird eine Methode zum
Ausgleichen der Kollektoren benötigt. Hierzu gibt es zwei
Möglichkeiten:
4
2
0
0
1
2
3
4
SYSTEM DES UMGEKEHRTEN RÜCKLAUFS (TICHELMANN)
5
Fließgeschwindigkeit (GPM)
Bei einem System mit umgekehrtem Rücklauf (oder „TichelmannSystem“) ist die Länge des Vorlaufrohres zum Kollektor gleich der
Länge des Rücklaufrohres, unabhängig davon wo es auf dem Dach
montiert ist. Abbildung 14 (nächste Seite) stellt dieses Konzept dar.
Der erste an den Rücklauf angeschlossene Kollektor ist der letzte an
den Zulauf angeschlossene. Sowohl Zulauf- als auch Rücklaufleitung
verlaufen in der Installation nebeneinander, um sicherzustellen, dass
beide Längen gleich sind. Die Rohrdurchmesser von Zulauf- und
Rücklaufleitung müssen über die gesamte Länge identisch sein, so dass
der Druckverlust für beide Leitungen ebenfalls immer identisch ist.
Abbildung 14: Druckverlust im Heatpipe-Röhrenkollektor
Es gibt viele Faktoren, die bei der Bestimmung der Anzahl von
Kollektoren berücksichtigt werden müssen, die in Serie geschaltet
werden können, bevor sie in parallelen Bänken angeordnet werden
müssen. Bei Vakuumröhren ist dies hauptsächlich abhängig vom
Druckverlust im Gesamtsystem bei der Dimensionierung der Pumpe.
Es gilt jedoch die Einschränkung, dass ein einzelnes Kollektorfeld eine
Fließgeschwindigkeit von 4 GPM aufgrund der Fließgeschwindigkeiten
in den Kupferanschlüssen nicht überschreiten darf. Flachkollektoren
71
KINGSPAN SOLAR
Abbildung 15: System des umgekehrten Rücklaufs (Tichelmann)
2. Wenn alle Kollektorfelder identisch aufgebaut sind, kann eine
Rohrleitungsanordnung als umgekehrter Rücklauf (Tichelmann)
verwendet werden.
Der Vorteil dieses Typs von Rohrleitungssystem ist, dass keine
zusätzlichen Komponenten für den Ausgleich des Systems benötigt
werden; in der Theorie entsteht ein natürliches hydraulisches
Gleichgewicht. Der Nachteil ist, dass im gesamten System der größte
Rohrdurchmesser verwendet werden muss, was die Kosten steigen
lässt. Die Rohrführung ist grundsätzlich länger, das sie an allen
Kollektoren vorbeiführen muss. Häufig sind in diesen Systemen jedoch
Regelventile notwendig, da kleine Differenzen im System nicht perfekt
ausgeglichen werden können. Außerdem müssen alle Kollektorbänke
die gleiche Anzahl an Kollektoren enthalten, ansonsten ist das System
nicht ausgeglichen. Der umgekehrte Rücklauf funktioniert gut bei
kleinen Systemen, bei denen die Kollektoren dicht nebeneinander
auf dem Dach angeordnet sind.
Durch die Verwendung von Regelventilen können Kollektoren in
Kollektorfeldern mit einer unterschiedlichen Anzahl an Kollektoren
montiert werden und der Rohrdurchmesser kann für die
entsprechende Fließgeschwindigkeit an jeder Position im System
optimiert werden. Regelventile bedeuten zwar ein Zusatzbauteil an
jedem Kollektorfeld, machen das System aber schnell und einfach
einstellbar.
KOLLEKTORABSTAND
Bei Systemen mit mehreren Kollektorreihen müssen die Felder einen
ausreichenden Abstand voneinander haben, damit sie sich nicht
gegenseitig abschatten. Als Faustregel gilt, dass ein Feld das andere
Feld zum Zeitpunkt der Wintersonnenwende zur Mittagszeit nicht
abschatten sollte. Das ist der tiefste Stand der Sonne. Die
Abschattung zwischen den Reihen wird damit zwar nicht vollständig
vermieden (die Sonne ist bei Sonnenuntergang während des ganzen
Jahres bei null Grad), aber es ist zumindest gewährleistet, dass die
Kollektoren das ganze Jahr hindurch während der wichtigen
Tageszeiten gut von der Sonne beschienen werden.
HYDRAULISCHER AUSGLEICH
Bei Kollektoranordnungen mit mehreren Kollektorfeldern ist es wichtig,
dass an jedem Kollektorfeld die richtige Fließgeschwindigkeit erreicht
wird. Falsche Fließgeschwindigkeiten, insbesondere langsame Fließgeschwindigkeiten an einzelnen Kollektorbänken, können die Gesamtleistung des Systems beeinträchtigen. In extremen Fällen kann das
einzelne Kollektorfeld stagnieren, was wiederum zur Beschädigung
des Kollektors und anderer Systemkomponenten führen kann.
Die beiden besten Methoden zum Erreichen der korrekten
hydraulischen Gleichgewichts sind Hochtemperatur-Regelventile oder
eine Rohrleitungsanordnung als umgekehrter Rücklauf (Tichelmann):
MONTAGE
Es sind zahlreiche Montagekits für nahezu alle möglichen
Montagesituationen erhältlich. Wenn Kollektoren in Feldern oder
flach liegend angeordnet werden, sollte zwischen den Reihen
genügend Platz (etwa 500 mm) für Wartungsarbeiten gelassen
werden. Wegen der Windturbulenzen an den Dachrändern
empfehlen wir einen Abstand von etwa 1 Meter zwischen den
Kollektoren und dem Dachrand.
1. Einzelne Solar-Regelventile (Flowsetter) an jedem Feld sind die
bevorzugte Methode, um die korrekten Fließgeschwindigkeiten zu
erreichen. Wenn die Kollektorfelder eine unterschiedliche Anzahl an
Kollektoren oder Kollektoren unterschiedlicher Größe beinhalten, ist
dies die einzige Möglichkeit, korrekte Fließgeschwindigkeiten zu
erzielen.
72
KINGSPAN SOLAR
Kollektoren dürfen der Sonneneinstrahlung vor der Inbetriebnahme
NUR KURZ ausgesetzt sein. Falls sie längere Zeit der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, ohne dass das Wärmeübertragungsmedium zirkuliert, kann dies zur deutlichen Verschlechterung des
Mediums und zu einer möglichen Beschädigung des Sonnenkollektors führen. Kollektoren sollten erst dann installiert werden,
wenn die erforderlichen Anlagen, Tanks, Pumpen, Rohrleitungen,
Steuerungen, etc. installiert und getestet wurden. Falls die
Kollektoren mehr als ein paar Tage vor der Inbetriebnahme des
Referenz
Wert
b
2,00
m
h
1,20
m
˚
Einheit
Beta
37,00
Gamma
13,12
˚
Gamma bei
21.12.12:00
—
Ergebnisse
Referenz
Systems installiert werden müssen, dann müssen sie mit den hierfür
erhältlichen Kollektorabdeckungen abgedeckt werden, um eine
Bestrahlung durch die Sonne zu verhindern. Es ist auch möglich, die
Röhren in Kingspan Solar Kollektoren (nur DF Modellreihe) zu
drehen, um zu verhindern, dass die Absorberbeschichtung (blaue
Seite) der Sonne ausgesetzt ist. Dies minimiert zwar die
Sonneneinstrahlung auf die Absorber, ist jedoch nur für kurze Zeit
empfohlen.
h
b
d1
β
Wert
Einheit
d
6,75
m
d1
5,16
m
γ
α
d
Abbildung 16: Grafik zeigt den minimalen Abstand zwischen Kollektoren, verwendete Daten = Dublin, Kollektoren bei 37˚
α = Dachschräge
β = Kollektorneigung + Dachschräge
γ = Winkel der Sonne über dem Horizont
b = Höhe des Sonnenkollektors: 1.952 mm
Direkt durchflossene Röhrenkollektoren = 1.952 mm
Heatpipe-Röhrenkollektor = 1.952 mm
d1 = b x sin(β – α) / tan(γ – α)
d = (b x cos(β – α)) + d1
h = √ b2 – d2
SCHLUSSFOLGERUNGEN
Die Anordnung von Kollektoren auf einem Dach ist von vielen
Faktoren abhängig. Sie muss bestimmt werden, um andere
Systemkomponenten wie beispielsweise Pumpen und Wärmetauscher korrekt dimensionieren zu können. Durch Änderung der
Fließgeschwindigkeit im System kann die Temperaturzunahme über
die Kollektoren gesteuert werden. Unterschiedliche Systeme nutzen
unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten, je nach Anwendungsfall
und Solaranteil des Systems.
Die Berücksichtigung des Druckverlusts im System ist wichtig für die
Dimensionierung von Pumpen und Rohrleitungen. Das System muss
hydraulisch ausgeglichen sein, um sicherzustellen, dass der Fluss
durch jedes Kollektorfeld gleichmäßig ist (je nach Anzahl der
Kollektoren) und sich im vorgesehenen Bereich befindet. Wenn die
Kollektorfelder über Absperrventile verfügen, ist zur Sicherheit ein
Druckbegrenzungsventil erforderlich. Dies sind wichtige
Überlegungen bei Gestaltung und Entwurf eines Solarsystems.
73
KINGSPAN SOLAR
VILADECANS, SPANIEN
HOTEL BIAFORE, SAN GIOVANNI IN FIORE, ITALIEN
74
KINGSPAN SOLAR
STEUERUNG UND
ÜBERWACHUNG
SOLARSYSTEMSTEUERUNG,
ELEKTRISCHE KOMPONENTEN & ÜBERWACHUNG
76
75
KINGSPAN SOLAR
SOLARTHERMIE-SYSTEMSTEUERUNG,
KOMPONENTEN & ÜBERWACHUNG
DIE SOLARTHERMIE-SYSTEMSTEUERUNG IST EIN INTEGRALER BESTANDTEIL
DES GESAMTEN SYSTEMS. ES GIBT MEHRERE OPTIONEN FÜR SOLARTHERMIECONTROLLER, DIE DIE NOTWENDIGEN FUNKTIONEN FÜR STEUERUNG,
ÜBERWACHUNG UND DATENERFASSUNG BEREITSTELLEN.
EIN SOLARSYSTEM STEUERN
Der grundlegende Algorithmus für die Steuerung eines Solarsystems
ist sehr einfach. Ein Sensor wird im Kollektorfeld angebracht und ein
weiterer Sensor am unteren Ende des Speichers. Wenn die
Temperaturdifferenz zwischen den beiden Sensoren einen
Eine Option, die immer häufiger verwendet wird, ist die Steuerung
der Solarpumpenleistung. Hierbei wird die Pumpendrehzahl in
Abhängigkeit vom Temperaturanstieg in den Kollektoren variiert.
Bei intensiver Sonneneinstrahlung läuft die Pumpe schneller und bei
weniger Sonnenlicht langsamer. Das reduziert den Energieverbrauch
für den Pumpenbetrieb und den Stoßbetrieb der Pumpe, da die je
nach Sonneneinstrahlung schnell ein und ausgeschaltet wird.
Einige Controller bieten auch eine variable Geschwindigkeitsregelung (0 — 10 V) anstatt der Schaltung durch Relais und Inverter
zum Variieren der Pumpenleistung.
bestimmten Punkt überschreitet, wird ein Relais im Controller
ausgelöst, das die Solarpumpe aktiviert. Die Temperaturdifferenz
zeigt an, dass eine entsprechende Energiemenge „eingesammelt“
werden kann. Die Pumpe läuft, bis diese Temperaturdifferenz unter
einen Grenzwert fällt, das bedeutet, dass keine Energie mehr
sinnvoll „eingesammelt“ werden kann.
Zudem können noch weitere Punkte im System überwacht werden.
Der Controller überwacht die Temperatur im Speichertank und stellt
sicher, dass die Maximaltemperatur nie überschritten wird.
Die Temperatur im Solarkreislauf wird ebenfalls vom Controller
überwacht. Er schaltet die Pumpe ab, wenn die Temperatur so hoch
wird, dass hierdurch Systemkomponenten im Solarkreislauf
beschädigt werden könnten.
SOLAR-CONTROLLER
Solar-Controller sind Geräte, die speziell für Solarsysteme konzipiert
sind. Die Controller unterscheiden sich in der Anzahl der Ein- und
Ausgänge.
Solar-Controller sind eine bequeme und günstige Möglichkeit
zur Steuerung gewerblicher Solarsysteme.
Sie werden vorprogrammiert und mit zahlreichen bereits enthaltenen Systemen geliefert und sind einfach an das Gesamtsystem
anzuschließen. Die Einheiten bieten hervorragende Datenerfassungsmöglichkeiten und diese Daten sind auch über das Internet
zugänglich. Wo es möglich ist, stellt Kingspan Solar ein Programm
auf einer Speicherkarte zur Verfügung, das bereits exakt auf Ihr
System angepasst ist, um sicherzustellen, dass alle Parameter in
der Steuerung ordnungsgemäß programmiert sind.
Umfangreichere Systeme können noch weitere Controllerfunktionen
nutzen. Ein System mit zwei Speichertanks verwendet beispielsweise
eine Controllerfunktion, mit der ein Ventil zwischen beiden Tanks
ausgelöst wird, wenn eine bestimmte Temperatur erreicht wurde,
so dass die Solarenergie in den richtigen Tank geleitet wird. Bei
Systemen mit mehr als zwei Tanks werden natürlich auch mehr
Eingänge und Ausgänge am Controller verwendet. Systeme mit
Zusatzpumpen können zusätzliche Sensoren zum Aktivieren der
Pumpen verwenden.
Das der Controller über zahlreiche Eingänge verfügt und die
Temperaturen in Kernbereichen des Systems überwacht, wird er
auch häufig zur Aufzeichnung von Daten verwendet. Das bedeutet
gewöhnlich, dass die vom Controller gemessenen Temperaturen und
Fließgeschwindigkeiten in regelmäßigen Abständen auf einer
Speicherkarte gespeichert werden. Diese Daten können dann wieder
aufgerufen und verarbeitet werden, um die Leistung des
Solarsystems sowie eine Schätzung der Einsparungen durch
das System zu ermitteln.
76
KINGSPAN SOLAR
NÖRDLICH VON TURIN, ITALIEN
Tabelle: Zusammenfassung Solar-Controller
SC300
SC400
SC500
Systemspannung
230 V (+_ 15 %), 50 Hz
optional 115 V (+_ 15 %), 60 Hz
115 … 230 V~, 50/60 Hz
115 … 230 V~, 50/60 Hz
Eigenverbrauch
_< 4 W
_< 0,8 W
_< 0,8 W
Eingänge
6
T1 — T5: Temperaturaufzeichnung (Pt1000)
5
5
T6: Temperaturaufzeichnung
(Pt1000) oder Pulsaufzeichnung
(Pt1000) oder Puls
(Pt1000) oder Puls
Zusätzlicher Eingang
1 x direkter Sensor
(Fließgeschwindigkeit / Temperatur)
Kein zusätzlichen Eingänge
1 x direkter Sensor (Temperatur / Fließgeschwindigkeit)
1 x direkter Sensor (Temperatur / Druck)
Ausgänge
3
2
3
R1 und R2: TRIAC-Ausgang für RP-Steuerung
R3: Ausgang geschaltetes Relais
Zusätzlicher Ausgang
1 x Alarmausgang
1 x potenzialfreier Schaltausgang für
Sicherheit Extra Low Voltage
1 x potenzialfreier Schaltausgang für
Sicherheit Extra Low Voltage
Hydraulikschemen
40
11
11
Umgebungstemperatur
0 °C … +45 °C
0 °C … +50 °C,
0 °C … +50 °C
Datenaufzeichnung
SD-Karte
Keine Datenaufzeichnung
SD-Karte
Schutzart
IP 20 / DIN 40050
IP 22, DIN 40050 (ohne vorderes Paneel: IP 20)
IP22, DIN 40050 (ohne vorderes Panel: IP20)
Abmessungen (X x Y x Z) 170 x 170 x 46 mm
110 x 160 x 51 mm
110 x 160 x 51 mm
Gewicht
350 g
370 g
450 g
77
KINGSPAN SOLAR
LEISTUNGSÜBERWACHUNG
Das Internet-Remote-Display ermöglicht permanente Überwachung
und Leistungsanalyse von einem oder mehreren Solarenergiesystemen. Mit dem Kingspan Solar Router lassen sich die Betriebsparameter des Solarthermiesystems visualisieren:
Dabei werden anhand von Diagrammen nicht nur die Momentanwerte
für jedes Solarenergiesystem angezeigt, sondern auch die Temperaturänderungen über einen bestimmten Zeitraum. Wenn zudem ein
Wärmezähler verwendet wird, dann kann das System zusätzlich zu
den Momentanwerten Energiebilanzen und CO2-Einsparungen
Temperatur und Leistungsdaten werden für die Analyse klar und
deutlich über den Internetbrowser angezeigt.
anzeigen.
Durch die Anmeldung mit Benutzername und Passwort kann der
Bediener das System von jedem Ort weltweit überwachen.
Damit können mehrere Systeme gleichzeitig auf korrekten Betrieb
überwacht und verwaltet werden. Die auf dem Server archivierten
Rohdaten können zur detaillierten Analyse mit der TS Analyzer 2
Software heruntergeladen werden. Historische Informationen sind
dauerhaft für vergleichende Überwachung der Systemfunktionen
verfügbar. Somit können Fehlfunktionen und ihre Ursache schnell
erkannt, analysiert und abgestellt werden, was die Betriebssicherheit
des gesamten Systems stark verbessert.
BETRIEB
Ein Kingspan Solar Controller sendet die Messwerte in regelmäßigen
Abständen an den Internetrouter. Das Gerät verarbeitet die Daten
und leitet sie über ein Kabelmodem an einen zentralen Server weiter.
Dieser Server archiviert die Informationen und stellt sie in
visualisierter Form über das Internet bereit — als Systemabbilder,
Grafiken, Tabellen, Diagramme und auch als Slideshow. Diese
Visualisierungen können vom Router über WLAN auch an ein
Smartphone oder einen Laptop oder über eine Mediabox an einen
Monitor oder einen Projektor gesendet werden*.
Abbildung 17: Internet-Routersystem
WABASCA WATER WORLD & FITNESS CENTER, WABASCA, KANADA
78
KINGSPAN SOLAR
WITTENBERG, DEUTSCHLAND
WOHNANLAGEN, DEUTSCHLAND
79
KINGSPAN SOLAR
PUMPEN
FESTDREHZAHLREGELUNG
Pumpen sind ein sehr wichtiger Teil eines Solarsystems.
Die Dimensionierung von Pumpen wird im Abschnitt Komponentendimensionierung behandelt, aber an dieser Stelle betrachten wir die
elektrische Seite der Pumpen. Die Pumpenmotoren unterscheiden
sich in Spannung, Phase und Leistung und es ist sehr wichtig die
Bedeutung dieser Begriffe zu verstehen, wenn eine Pumpe für einen
bestimmte Anwendung ausgewählt wird.
Als nächstes muss die Nennleistung des Motors betrachtet werden.
Die Relais in allen Controllern arbeiten bei einer bestimmten
Spannung und haben einen Maximalstrom, den sie dem Motor
bereitstellen können. Die Standard-Solar-Controller können
beispielsweise Motoren steuern, die bei 115 V bis zu etwa 2 Ampere
Strom aufnehmen. Die meisten BMS-Systeme haben einen 24 VACAusgang und benötigen einen Schaltschutz, während PLCs mit
mehreren verschiedenen Spannungsausgängen ausgestattet sein
können; ihr ausgegebener Strom ist jedoch relativ klein und muss
ebenfalls über einen Schaltschutz geleitet werden.
Meistens kann der Motor für eine bestimmte Pumpe anhand
verschiedener Spannungen und Phasen spezifiziert werden.
Bei einem Vor-Ort-Besuch im Gebäude sollte zunächst ermittelt
werden welche Spannungen verfügbar sind und ob die elektrische
Haustechnik leistungsfähig genug ausgelegt ist, um noch eine
zusätzliche Pumpe oder Pumpen zu bewältigen. Zunächst sollte
geprüft werden welche Spannungen vorhanden sind. Bei kleinen
Systemen werden typischerweise 220 V verwendet, da diese
Spannung jederzeit verfügbar ist. Die meisten kleinen Pumpen sind
für diese Spannung ausgelegt. Größere Systeme verwendet
entweder 240 V oder 380 V, da hiermit das Drehen der Pumpen
effizienter ist.
Ein Schaltschutz ähnelt einem Relais, ist jedoch für höhere Ströme
ausgelegt; zudem verfügen sie über einen Überlastschutz, um den
Motor zu stoppen, falls er seine Kapazität überschreitet. Sie werden
mit einem kleinen Strom geschaltet, der durch eine Magnetspule
fließt und einen Anker in eine andere Position zieht, der wiederum
einen Kontakt schließt und dadurch einen wesentlich höheren Strom
schalten kann. Abbildung 19 zeigt ein Relais mit den darin
enthaltenen Komponenten. Die Feder schaltet den Schaltschutz aus,
wenn der Spulenstrom abgeschaltet ist.
Anhand der Spannung lässt sich auch die Anzahl der verfügbaren
Phasen ermitteln. 120 V-Stromkreise in Nordamerika sind
automatisch einphasig. 240 V-Schaltkreise können entweder
einphasig (technisch Split-Phase) oder dreiphasig sein, während
480 V-Systeme sehr wahrscheinlich dreiphasig sind.
Die Bestimmung der Phasenanzahl ist sehr wichtig, da hierdurch
der Motortyp für die Pumpe und die Gestaltung der Motorschütze
festgelegt werden, die im elektrischen System verwendet werden.
Der Schaltschutz kann auch bei zwei unterschiedlichen Spannungen
arbeiten; die Spule kann mit 24 VDC geschaltet werden und die
Kontakte können 240 VAC schalten. Die korrekten Motorstarter
sollten ausgewählt werden, basierend auf der Leistung und der
Spannung der Motors und der verfügbaren Schaltspannung des
Controllers.
Kontakte
Anker
Feder
Spule
Bügel
Abbildung 19: Schaltschutz
Abbildung 18: Schutz
80
KINGSPAN SOLAR
Die folgende Tabelle kann verwendet werden, um den Nennstrom
des Motors zu ermitteln.
Motor
Leistung
115 V
Einphasig
230 V
Split-Phase
230 V
Dreiphasig
460 V
Dreiphasig
1/6
4,4
2,2
—
—
1/4
5,8
2,9
—
—
1/3
7,2
3,6
—
—
1/2
9,8
4,9
2,2
1,1
3/4
13,8
6,9
3,2
1,6
1
16
8,0
4,2
2,1
1 1/2
20
10
6,0
3,0
2
24
12
6,8
3,4
3
34
17
9,6
4,8
5
56
28
15,2
7,6
Bei größeren Systemen ist ein variabler Frequenzantrieb (VFD)
erforderlich. Ein VFD ist ein Gerät, das Stromversorgung und
Pumpe miteinander verbindet und die Frequenz des Strom
verändert, der durch den Pumpenmotor fließt, um dadurch
die Pumpendrehzahl zu regulieren. Die Drehzahl eines
Wechselstrommotors (AC) ist abhängig von der Frequenz der
Leistung, mit der er gespeist wird. In den USA sind dies immer
60 Hz. Der Inverter kann diese Frequenz verändern und
dadurch die Drehzahl der Pumpe beeinflussen. Ein Pumpenmotor muss für VFD ausgelegt sein, um mit einem VFD
verwendet werden zu können.
Der VFD benötigt Informationen von einem Steuergerät,
die besagen wie schnell er den Motor drehen darf. Dies ist
normalerweise ein 0—10 VDC, oder 4—12 mA Signal. Einige
Solar-Controller können diesen Output liefern (siehe SolarController Zusammenfassung, Tabelle Seite 77). Die meisten
BMS haben die Option für einen Analogen Ausgang und PLCs
können entsprechend konfiguriert werden, sofern die vorher
spezifiziert wurde. Der Inverter läuft mit einem Programm, mit
dem das Signal vom Controller in die Motordrehzahl übersetzt
wird; dieses Programm muss anhand der Motorparameter
programmiert werden.
Bitte beachten Sie, dass es sich hierbei um Spitzenströme handelt, die je nach Motor variieren können.
Prüfen Sie diese Werte bitte anhand der technischen Dokumente des Pumpenherstellers.
VARIABLE DREHZAHLREGELUNG
Bei Solarsystemen ist es wünschenswert, die Motordrehzahl je nach
der durch das Solarsystem aufgenommenen Energiemenge zu
regeln. Das stellt die maximale Ausgangsleistung des Systems sicher
und reduziert den Energieverbrauch für den Pumpenbetrieb
im System. Eine gewünschte Zunahme der Temperatur im
Sonnenkollektor wird eingestellt und die Pumpendrehzahl wird
variiert, um diesen Wert beizubehalten. Diese Regelung erfolgt über
den Controller.
Der VFD wird in Solarsystemen häufig weggelassen, da er
zusätzliche Kosten verursacht und schwierig zu
programmieren ist. Bei großen Systemen kann sich die Einheit
jedoch innerhalb weniger Jahre mit dem gesparten Strom
selbst amortisieren und zudem eine verbesserte Solarleistung
bieten. Diese Systeme sind grundsätzlich langlebiger, da Motor
und Pumpe nicht so stark beansprucht werden wie mit fester
Drehzahl. Zudem werden sie nicht so häufig ein- und
ausgeschaltet.
Abbildung 20: Variabler Frequenzantrieb (VFD)
81
KINGSPAN SOLAR
VENTILE
Motorventile sind ebenfalls häufige Komponenten von Solarthermiesystemen. Sie werden verwendet,
um Flüssigkeiten umzuleiten und werden vom Controller angesteuert, sobald bestimmte Bedingungen
erfüllt sind. Ventile sind gewöhnlich als 2-Wege- oder 3-Wege-Ventile ausgeführt.
Ein 2-Wege-Ventil ist ein einfacher Schalter. In einer Schaltstellung lässt er das Medium hindurch, in der
anderen blockiert er es. 2-Wege-Ventile werden normalerweise in Paaren verwendet, wobei ein Ventil
öffnet und das andere schließt, um das Medium von einem Teil des Systems in einem anderen Teil zu
leiten. Dies wird häufig beim Umschalten zwischen zwei Speichertanks verwendet.
3-Wege-Ventile sind ein anderer häufig in Solarsystemen eingesetzter Ventiltyp. Sie bestehen aus einem
Einlass und zwei Auslässen, an die das Medium umgeleitet wird, abhängig von der Schaltstellung des
Ventils. Ein Auslass ist normalerweise die offene Schaltstellung des Ventils; hier wird das Medium
ausgeleitet, wenn keine Spannung am Ventil anliegt. Der andere Auslass ist gewöhnlich die geschlossene
Schaltstellung; hier wird das Medium hingeleitet, wenn das Ventil aktiviert wird. Ventile können
motorisch geöffnet und mit Federkraft geschlossen werden (wie oben beschrieben) oder motorisch
geöffnet und geschlossen werden, wobei Energie benötigt wird, um die Schaltstellung des Ventils in eine
der Richtungen zu verändern.
Ventile haben außerdem eine Nennspannung und einen Nennstrom. Bei kleineren Ventilen fließt nur
ein geringer Strom. Sie können direkt an den Controller angeschlossen werden. Größere Ventile müssen
über ein Relais angesteuert werden, um ordnungsgemäß zu arbeiten. Um ein Ventil von einer in die
andere Stellung zu schalten, wird ein kleiner Getriebemotor verwendet.
GALDERMA R&D SNC, SOPHIA ANTIPOLIS, BIOT, FRANKREICH
82
Abbildung 21: Motorisiertes 3-Wege-Ventil
KINGSPAN SOLAR
ZERTIFIZIERUNG UND
GARANTIEERKLÄRUNG
HEATPIPE-VAKUUMRÖHRENKOLLEKTOREN
•
84
DIREKT DURCHFLOSSENE
85
•
VARISOL HEATPIPE-VAKUUMRÖHRENKOLLEKTOREN
86
•
88
•
HAGELSCHLAGPRÜFUNG
89
•
GARANTIEERKLÄRUNG
90
83
KINGSPAN SOLAR
HEATPIPEVAKUUMRÖHRENKOLLEKTOREN
84
KINGSPAN SOLAR
DIREKT DURCHFLOSSENE
85
KINGSPAN SOLAR
VARISOL HEATPIPEVAKUUMRÖHRENKOLLEKTOREN
86
KINGSPAN SOLAR
87
KINGSPAN SOLAR
88
KINGSPAN SOLAR
HAGELSCHLAGPRÜFUNG
89
KINGSPAN SOLAR
GARANTIEERKLÄRUNG
KINGSPAN SOLAR GEWÄHRLEISTUNG FÜR SOLAREINRICHTUNGEN
Gemäß den folgenden Bestimmungen gewährleistet Kingspan Solar, dass die Einrichtungen für die Dauer von 20 Jahren
(für die VAKUUMRÖHREN) bzw. von 5 Jahren (für VERTEILER UND KITS) ab dem Datum ihrer Fertigung frei von Material- und
Verarbeitungsfehlern sind. Für „EINGESCHRÄNKTE PRODUKTE“ gilt eine Gewährleistung von 12 Monaten. Kingspan Solar leistet
diese Gewähr unter Voraussetzung der folgenden Bedingungen:
A.
Die Gewährleistungsdauer von 20 Jahren auf Vakuumröhren gilt nur bei
fachgerechtem Einbau durch einen von Kingspan Solar zugelassen Solartechniker und einer regelmäßigen Wartung gemäß den Empfehlungen des
Herstellers. (Weitere Informationen hierzu finden Sie im Installationshandbuch.) Anderenfalls gilt die Standard-Gewährleistung von 5 Jahren für
Vakuumröhren.
B.
Kingspan Solar haftet nicht für Fehler an der Ware, die aus jeglichen
vom Käufer bereitgestellten Informationen, Zeichnungen, Entwürfen oder
Spezifikationen entstanden sind.
C.
Kingspan Solar haftet auch nicht für Fehler, die sich aus der üblichen
Abnutzung, vorsätzlicher oder unbeabsichtigter Beschädigung,
Fahrlässigkeit, anormalen Betriebsbedingungen, Nichtbeachtung der
Anleitungen von Kingspan Solar, unsachgemäßem Gebrauch oder nicht
genehmigter Änderung oder Reparatur ergeben.
D.
Die oben stehende Gewährleistung erstreckt sich nicht auf Teile, Material
oder Ausrüstung, die nicht von Kingspan Renewables hergestellt wurden.
In Bezug auf diese hat der Käufer lediglich das Anrecht auf die vom
Hersteller gegenüber dem Unternehmen geleistete Gewähr oder Garantie.
E.
Der Käufer setzt Kingspan Solar innerhalb des Gewährleistungszeitraums
über den Fehler in Kenntnis.
F.
Die Installation der Ware wurde von entsprechend geschulten und fachkundigen Personen durchgeführt.
G.
Die Ware wurde weder dauerndem Stillstand noch extremen
Temperaturen ausgesetzt.
1.
Der Käufer gibt in Bezug auf die Ware gegenüber Dritten keinerlei Erklärung
oder Zusage ab oder leistet keine Gewähr, die von den von Kingspan Solar
gegenüber dem Käufer erklärten oder genannte Bedingungen abweicht.
Der Käufer ist zudem nicht berechtigt, Kingspan Solar zu verpflichten,
Dienstleistungen in Bezug auf die Ware bereitzustellen.
2.
Die Haftung des Unternehmens gegenüber dem Käufer für den Tod oder
die Verletzung, der / die sich aus der Fahrlässigkeit des Unternehmens
selbst, seiner Mitarbeiter, Vertreter oder Zulieferer ergibt, und für den
vom Käufer aufgrund einer Verletzung der in Abschnitt 12 des „The Sale
of Goods Act 1979“ enthaltenen Verpflichtungen entstandenen Schaden
ist nicht beschränkt.
3.
4.
mitzuteilen. Wird die Lieferung nicht abgelehnt und setzt der Käufer
Kingspan Solar nicht in Kenntnis, so ist der Käufer nicht berechtigt,
die Ware zurückzuweisen.
Sollte Kingspan Solar aus einem anderen als einem außerhalb der
angemessenen Kontrolle des Unternehmens oder der Schuld des Käufers
liegenden Grund die Ware nicht liefern, so beschränkt sich die Haftung von
Kingspan Solar gegenüber dem Käufer ggf. auf die Höhe der Mehrkosten, die
dem Käufer (auf dem günstigsten verfügbaren Markt) für ähnliche Ware
entstehen, um die nicht gelieferte Ware zu ersetzen, über den Preis der Ware.
Der Käufer hat die gelieferte Ware unverzüglich zu überprüfen.
Ein auf einem Fehler in der Qualität oder dem Zustand der Ware oder auf
deren Nichterfüllung einer Spezifikation basierender Anspruch ist
Kingspan Solar innerhalb von 7 Tagen ab Lieferdatum oder, falls der
Fehler bei einer angemessenen Untersuchung nicht offensichtlich war,
innerhalb einer angemessenen Zeit nach Feststellung des Fehlers
5.
Kingspan Solar ist berechtigt, die Ware, die Gegenstand eines Anspruchs
des Käufers ist, zu untersuchen und diese Ware oder einen Teil hiervon zu
Prüfungszwecken zu entfernen. Kingspan Solar erkennt keine vom Käufer
durchgeführte Prüfung an, es sei denn, diese wurde streng nach einem
Verfahren durchgeführt, welches zuvor mit Kingspan Solar als für den
Zweck geeignet vereinbart wurde.
6.
Jeder gültige Anspruch in Bezug auf die Ware, der auf einem Fehler in der
Qualität oder dem Zustand der Ware oder auf deren Nichterfüllung einer
Spezifikation basiert, wird Kingspan Solar gemäß dieser Bedingungen
mitgeteilt. Kingspan Solar ist berechtigt, die Ware (oder den betreffenden
Teil davon) kostenlos zu reparieren oder zu ersetzen oder nach Ermessen
des Unternehmens dem Käufer den Preis (oder einen entsprechenden
Anteil des Preises) zurückzuerstatten. Eine weitergehende Haftung von
Kingspan Solar gegenüber dem Käufer ist ausgeschlossen.
7.
Kingspan Solar ist gegenüber dem Käufer nicht aufgrund einer
Darstellung (soweit nicht betrügerisch) oder einer stillschweigenden
Gewährleistungsbedingung oder einer anderen Bestimmung oder
Verpflichtung aus dem Gewohnheitsrecht (einschließlich u.a. Fahrlässigkeit von Kingspan Solar, seinen Mitarbeitern, Vertretern oder
anderweitig) oder gemäß den ausdrücklichen Bestimmungen des Vertrags
für einen Produktionsausfall, entgangenen Gewinn oder entgangenen
erwarteten Gewinn, entgangene Vertragsabschlüsse, Betriebszeit oder
erwartete Einsparungen, entgangenes Geschäft oder entgangenes
erwartetes weiteres Geschäft, Datenverlust oder -beschädigung, Schaden
am Ruf des Käufers oder vom Käufer an Dritte zu zahlende Kulanzschäden, Kosten oder Ausgaben oder einen anderen indirekten,
besonderen oder Folgeverlust oder -schaden oder -anspruch (ob durch
Fahrlässigkeit von Kingspan Solar, seinen Mitarbeitern, Vertretern oder
anderweitig entstanden), welche sich aus oder im Zusammenhang mit der
Lieferung der Ware oder deren Nutzung oder Weiterverkauf durch den
Käufer ergeben, haftbar.
8.
Unbeschadet der Bedingungen der Abschnitte 3, 4, 5, 6, und 7 ist die
Gesamthaftung des Käufers gemäß oder im Zusammenhang mit dem
Vertrag auf den Preis der Ware beschränkt.
9.
Kingspan Solar ist gegenüber dem Käufer nicht haftbar oder verletzt
nicht den Vertrag aufgrund einer Verzögerung in der Erfüllung oder einer
Nichterfüllung einer Verpflichtung des Unternehmens in Bezug auf die
Ware, wenn die Verzögerung oder Nichterfüllung auf eine Ursache
zurückzuführen ist, die außerhalb der angemessenen Kontrolle des
Unternehmens liegt. Ohne Einschränkung des zuvor Genannten gilt dies
auch aufgrund von Ursachen, die außerhalb der angemessenen Kontrolle
des Unternehmens liegen.
10. Weitere Einzelheiten zu „Gewährleistung und Haftung“ finden Sie in den
„VERKAUFSBEDINGUNGEN“, Abschnitt 7.
90
KINGSPAN SOLAR
KINGSPAN
EUROPA
ENVIRONMENTAL
INSULATED PANELS
INSULATION
91
KINGSPAN SOLAR
KINGSPAN
EUROPA
ENVIRONMENTAL
INSULATED PANELS
KINGSPAN SOLAR
Kingspan Hochleistungs-Wärmedämmungspaneele bieten bewährte
und nachhaltige Leistung in einem Einkomponentensystem. Wir
vertrauen auf die Effektivität einer Strategie mit einem
EnvelopeFirst™ Hochleistungsdaches und einer umweltgerechten
Wandgestaltung.
Kingspan Solar bietet Hochleistungs-Vakuumröhren für Warmwasserversorgung von Raum- und Warmwasserheizungen in
Gebäuden.
ABWASSERAUFBEREITUNG
Der Bereich der Abwasseraufbereitung
besteht aus Klargester, unseren
wegweisenden netzfernen
Abwasseraufbereitungssystemen
und unseren RegenwasserRecyclingsystemen, die bei jeden
Dachflächen, Gebäuden sowie für
alle Anwendungsbereiche und in
allen Größen eingesetzt werden
können.
Hinter diesen effektiven Produkten und Systemen steht ein Unternehmen, das an eine grüne Zukunft glaubt. Als Branchenführer, der
sich den ernsthaften Herausforderungen unseres globalen Ökosystems stellt, setzt sich Kingspan für die Reduzierung der Umweltauswirkungen seiner Geschäfte, Produkte und Dienstleistungen ein.
KINGSPANWIND
KingspanWind bietet die weltweit robustesten kleineren
Windkraftanlagen, die am Markt erhältlich sind. Das Unternehmen
verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in Forschung und
Entwicklung und hat weltweit Anlagen in mehr als 60 Ländern
errichtet, von Privatinstallationen in ländlichen Gebieten in Europa
bis zu Anlagen auf entfernten Inseln und Offshore-Ölbohrinseln.
www.kingspanpanels.com
ENVIRONMENTAL MANAGEMENT
Mit unserer bekannten Marke Titan ist Kingspan Environmental
Europas größter Hersteller von rotationsgeformten
Umweltcontainern.
Wir bieten ebenfalls Telemetrie- und Überwachungssysteme
für Kraftstoffe, Schmierstoffe und Flüssigkeiten mit EchtzeitMengenmessung und Übermittlung über Web, SMS und E-Mail.
www.environmental.kingspan.com
www.kingspansolar.com
www.kingspanwind.com
92
KINGSPAN SOLAR
INSULATION
Kingspan Insulation ist ein marktführender Hersteller von Premiumund Hochleistungs-Feststoffdämmungsprodukten für Dächer, Wände,
Böden sowie Rohr- und Lüftungsleitungen in Wohn- und
Nichtwohngebäuden.
Kingspan fertigt eine ganze Reihe wärmegedämmter Torpaneele
und Hardware-Komponenten, die im Industrie- und Wohngebäudebereich beispielsweise bei Roll- oder Sektionaltoren
verwendet werden.
Das Unternehmen bietet ein umfassendes Produktportfolio, darunter
mit dem Kingspan KoolDuct System das modernste und innovativste
System für vorgedämmten HVAC-Leitungen.
Diese Komponenten werden von autorisierten Partnerunternehmen
in fertigen Sektionaltoren geliefert, montiert und danach auch
gewartet.
www.kingspaninsulation.com
www.kingspandoor.com
93
Siemensstr. 12a
Tel.: +49 (0) 6102 36867 00
Fax: +49 (0) 6102 36867 20
Siemensstr. 12a
Tel.: +49 (0) 6102 36867 00
Fax: +49 (0) 6102 36867 20
KINGSPAN SOLAR
Siemensstr. 12a, 63263 Neu-Isenburg
Tel: +49 (0) 6102 36867 00
Fax: +49 (0) 6102 36867 20
Komplette gewerbliche
solarthermische
Lösungen
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