Drain Back

Solaranlagen nach dem Drain- Back Prinzip

Hinsichtlich des Volumenstroms und auftretenden Druckverhältnissen innerhalb eines Solarkreislaufes von thermischen Solaranlagen findet im wesentlichen eine Unterscheidung zwischen vier Konzepten oder Solar-Systeme im solaren Heizungsbau statt:

Solaranlage von Paradigma

Neben High-Flow, Low-Flow und Matched-Flow-Solaranlagen existiert mit dem sog. "Drain-Back-System" eine weitere Variante zur Realisierung einer Solarheizung in der Solarthermie: Drain-Back, frei aus dem Englischen übersetzt bedeutet soviel wie Rückentleerung und zeichnet sich im Wesentlichen durch die Möglichkeit des Verzichts von Wasser-Glykol- basierter Solarflüssigkkeit (Analog zum Paradigma AquaSystem) und der Verwendung spezieller Kollektoren- und Anlagenbauteile und Systemzubehör aus.

 

Das Drain-Back-Prinzip in der Solarthermie

DrainBack-Solaranlagen sollen der thermischen Stagnation und dem damit verbundenen Minderertrag entgegenwirken. Erreicht das Wärmeträgermedium (Wasser-Glykol, Wasser) seine definierte Höchsttemperaturen nachdem der Wärmespeicher "randvoll" mit  Solarenergie in Form von Wärme beladen wurde und kein weiterer Wärmebedarf besteht, so schaltet sich eine leistungsstarke Solarpumpe ein und verdrängt die Solarflüssigkeit zugunsten von Luft in ein Aufnahmebehälter oder Ausgleichsgefäß. Hierbei wird in der Solartechnik der Solarthermie einer künstlichen Alterung der Solarflüssigkeit durch chemische Prozesse ("Cracken") entgegengewirkt. Im umgekehrten Fall sorgt der Solarregler der Anlage für ein Anspringen der Solarpumpe und drückt die Luft, die sich in den Kollektoren befindet in das Drain-Back- Behältnis zurück, so dass die normale Zirkulation der Solarflüssigkeit im Solarkreislauf stattfinden kann.

Drain-Back

Das Funktionsprinzip von DrainBack-Solaranlagen

Die Grafik zeigt das Funktionsprinzip von Drain-Back-Solaranlagen: Sofern nutzbare und abrufbare Solarwärme im  Absorber des Solarkollektors vorhanden ist, wird die Energie durch die Solarpumpe in Richtung Speicher abtransportiert. Andernfalls steht die Pumpe still, z.B. bei vollem Wärmespeicher, Stromausfall, oder ungenügend vorhandener Solarwärme. Der Kollektor ist zu diesen Zeiten frei von Solarflüssigkeit, da sich das Wasser im frostsicheren Bereich des Drain-Back- Gefäßes befindet, der Solarkollektor auf dem Dach ist demnach "leer" (luftgefüllt).

 

Vorteile von Drain-Back Solaranlagen +

  • DrainBack verhindert die Risiken, die mit einer thermischen Stagnation (z.B. Dampfbildung") verbunden wären.
  • Die Verwendung von Wasser als Wärmeträgermedium hat große Vorteile bezüglich der Wärmekapazität (spezifische Wärme, Wärmeleitfähigkeit) und Viskosität gegenüber einem Wasser-Glykol-Gemisch.
  • Geringe Betriebsdrücke innerhalb Drain-Back- Solarwärme-Systemen.
  • Geringer Wartungsaufwand und Folgekosten durch das Wegfallen des regelmäßigen Austausches des Frostschutzgemisches; Wasser ist natürlich zudem deutlich günstiger.

Nachteile von Drain-Back-Solaranlagen

  • Dadurch, dass Drain Back- Systeme bestimmte Anforderungen an die  Solarkollektoren und Bauteile stellen, können nur speziell für das DrainBack-Prinzip konzipierte  Solarkollektoren zum Einsatz kommen.
  • Aufwendigere Solarverrohrung: Die Leitungen des Solarkreislaufs müssen aufgrunds des Schwerkraftprinzips über ein Gefälle zwischen Solarkollektor und DrainBack-Gefäß verfügen und entsprechend verlegt werden.Konzept-bedingte geringe Strömungsgeschwindigkeiten und schlechtere Wärmeübergänge bei Drain-Back- Solaranlagen.

  • Durch die bewusste Befüllung des Solarkreislaufs mit Luft und Wasser haben alle Komponenten mit den Problemen der Korrosion und damit verbundene Verunreinigungen/ Undichtigkeiten zu kämpfen. Selbst geringe Rostpartikel durch Fe-Oxide können beispielsweise Dichtungen verstopfen. Einsatz von Rostfreien Materialen wie Edelstahl, Kupfer und Kunststoffe sind daher bei der Solarthermie mit Drain-Back- Solaranlagen zu empfehlen.

  • Vergleichsweise hohe Stromkosten und Geräuschkulisse durch starke Solarpumpen. Eine Drain-Back - Solarpumpe muss entsprechend groß und leistungsstark dimensioniert sein um die Solarflüssigkeit auch durch parallel verschaltete Kollektoren entgegen der Schwerkraft zu befördern.

     

Lexikon der Paradigma Deutschland GmbH

Fachbegriffe der Solarthermie, Photovoltaik, Heizungen und aus dem Themengebiet der erneuerbaren Energien,  komplexe Technik und Funktionsweisen im Online Lexikon von Paradigma, einem führenden Hersteller umweltfreundlicher Gas- und Pelletsheizungen sowie von thermischen Solaranlagen für Warmwasser und solares Heizen mit Sitz in Karlsbad bei Ettlingen.

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