Verbesserte Thermosiphon-Solaranlage

Der Trend in der Solarthermie geht zu immer größeren und komplexeren Anlagen, die nicht nur Warmwasser erhitzen, sondern auch zur Heizwärmeversorgung beitragen. Die dabei eingesetzte Anlagentechnik eignet sich jedoch nicht für südliche Exportmärkte, da sie technisch zu aufwändig und damit zu kostenintensiv ist. Für diese Märkte bieten sich besonders Thermosiphon-Solaranlagen an. Thermosiphon-Systeme – auch als Schwerkraft- oder Naturumlaufanlagen bezeichnet – arbeiten autark ohne Pumpen und elektrische Regelung, nur aufgrund des Dichteunterschieds von kalter und warmer Wärmeträgerflüssigkeit.

Realitätsnahes Simulationsmodell
Ziel eines gemeinsamen Projektes der CitrinSolar Energie- und Umwelttechnologie GmbH mit der Hochschule Ingolstadt - KOMPETENZFELD ERNEUERBARE ENERGIEN ist es, eine seriennahe und an den Markt angepasste Prototyp-Thermosiphon-Anlage zu entwickeln. Bekannte technische Probleme wie das „Reverse Thermo-syphoning“ – die Umkehrung der Durchflussrichtung – sollten dabei soweit möglich abgestellt werden. Der optimierte Prototyp wird CitrinSolar als Grundlage für eine Weiterentwicklung hin zum Serienprodukt dienen.
Ausgehend von Bauteil- und Systemversuchen an einer dem Stand-der-Technik entsprechenden Referenzanlage wurden für den Prototyp optimierte Systemkonzepte entwickelt und Bauteile in einer Systemsimulation bewertet. Das im Projekt erstellte, realitätsnahe Simulationsmodell steht mit Projektabschluss als Entwicklungswerkzeug zur Verfügung, um neue Märkte mit darauf zugeschnittener Anlagentechnik erschließen zu können. Zudem stellt es eine Bereicherung der "CARNOT“-Modellbibliothek dar, einer in der Erneuerbare Energien-Branche immer beliebter werdenden Simulationsumgebung.

Die Schwachstellen von Thermosiphon-Anlagen konnten im Rahmen des Projektes identifiziert und konstruktiv behoben werden. Ergebnis ist ein Anlagenprototyp, der gezielt physikalische Zusammenhänge zur Reduzierung des „Reverse Thermosyphoning“ nutzt und somit ohne zusätzliche Ventile zur Steuerung der Durchflussrichtung auskommt. Durch eine gute Abstimmung der Kollektoreigenschaften mit der Warmwasserspeichergröße lässt sich der Warmwasserkomfort für die Nutzer erhöhen. Der entwickelte seriennahe Prototyp steht nun zur weiteren Vorbereitung für eine Markteinführung bereit.

Projektthema
Optimierte Thermosiphon-Solaranlage

Projektdurchführung
CitrinSolar Energie- und Umwelttechnologie GmbH
Böhmerwaldstr. 32
85368 Moosburg
Telefon: 08761-334029
E-Mail: hanns.koller@citrinsolar.de
Internet: www.citrinsolar.de

Hochschule Ingolstadt
KOMPETENZFELD ERNEUERBARE ENERGIEN
Esplanade 10
85049 Ingolstadt
Telefon: 0841-9348227
E-Mail: wilfried.zoerner@haw-ingolstadt.de
Internet: www.solartechnik-ingolstadt.de

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