Wärmeübertragung, welche Betriebsweise für minimale Verluste

Wissenschaft Physik
#1

Mahlzeit,

eine Solarthermieanlage soll einen Wärmespeicher speisen. Die Überträgerflüssigkeit zirkuliert in Rohren, deren Dämmung natürlich gewisse Wärme-Abgabe an die Umgebung nicht gänzlich verhindern kann. Auf welche Weise lässt sich dieser „Wärmeverlust“ kleiner halten?
a) Betrieb mit Konstanthaltung der Temperaturdifferenz zwischen Kollektor und Speicher mittels kontinuierlicher Drehzahlregelung der Pumpe
b) Betrieb als einfacher Zweipunktregler ohne Drehzahldrosselung, stattdessen periodisches Abschalten, unter der Annahme, dass die Temperaturdifferenz zwischen Kollektor und Speicher im Mittel gleich jener aus Variante a sei

Aus dem Bauch heraus hätte ich auf Variante b getippt, da hier die Flüssigkeit schneller von der Quelle zur Senke gelangt und somit weniger Gelegenheit hat, sich unterwegs an der Rohrwandung abzukühlen, aber je mehr ich darüber nachdenke, umso unsicherer bin ich mir, denn während der Stillstandsphase geht ja umso mehr Wärme flöten.

Gruß
Marius

#2

sind nicht einfach Behälter mit warmem Wasser. Sie sollen oben warm und unten kühler sein. Das funktioniert nicht so gut, wenn man permanent umrührt.

Wenn man permanent lauwarmes Wasser pumpt, hat man permanent Verluste an Wärme und Pumpenleistung.

Andererseits musst du auch an die Verluste im Kollektor denken.

Und dann gibt es noch Verluste, wenn der Speicherinhalt nur mittels Wärmetauscher erwärmt und nicht durch die Kollektorflüssigkeit direkt gefüllt wird. Für den Wärmetauscher muss auch eine ausreichende Temperaturdifferenz vorhanden sein.

Ich habe einen Kollektor mit Vakuumröhren, also gut isoliert. Und die Flüssigkeit im Kollektor geht direkt in den Speicher und auch durch die Heizungsrohre. Das Brauchwasser wird dann bei Bedarf mittels Wärmetauscher am Speicher erwärmt.

Bei andern Anlagen hat man einen schlechter isolierten Kollektor, die Flüssigkeit hat einen Frostschutz und im Speicher befindet sich warmes Brauchwasser.

Meine Anlage wartet, bis es was zu ernten gibt. Und pumpt dann so lange, bis das im Kollektor erwärmte Wasser vollständig im Speicher ist. Das hat mit einem Zweipunktregler aber überhaupt nichts zu tun. Es wird die Temperatur am Kollektorausgang, am Kollektoreingang, am Speichereingang und an mehreren Stellen de Speichers berücksichtigt.

Meine Lösung ist also: c).

#3

OK, die Randbedingung hatte ich vergessen: Es ist ein Wärmetauscher im Speicher.