Erneuerbare Energien

Moderne Funktionskontrolle im Solarregler

Montag, 19.09.2016

  • Kollektorfühler an falscher Position Wurden die Vor- und Rücklaufrohre bei der Montage vertauscht, dann sitzt der Kollektorfühler im Eintritt des Kollektorfelds statt im Austritt. Dadurch steigt die Temperatur am Fühler bei Einstrahlung zwar an, fällt aber durch das Einschalten der Solarpumpe innerhalb weniger Sekunden steil ab, so dass die Pumpe gleich wieder ausschaltet. Später kommt es dann im Kollektor zum Verdampfen des Wärmeträgers, d.h., die Kollektortemperatur steigt nun sehr schnell bis über den Schwellenwert hinaus, obwohl die Pumpe mitläuft. Dieser Fehler wird am charakteristischen steilen Abfall der Kollektortemperatur beim Einschalten der Pumpe vor Verdampfen des Wärmeträgers erkannt, z. B. am Vormittag eines sonnigen Tages.

Steckt der Kollektorfühler nicht richtig in seiner Fühlerhülse, dann schaltet die Solarpumpe zu spät ein, so dass das Wärmeträgermedium unter Umständen vorher schon siedet. Diese Fühlerstörung wird an einer untypisch trägen Reaktion des Fühlers auf das Einschalten der Solarpumpe erkannt.

  • Speichertemperaturfühler an falscher Position Hier werden unterschiedliche Defekte erkannt, z. B. wenn die Fühlerspitze in der Speicherisolierung steckt statt in der Fühlerhülse. Man verliert dabei zwar zunächst keine Solarwärme, riskiert aber das Überhitzen der Komponenten im Solarkreis und damit ihren Ausfall. Der Solarregler erkennt die Störung, wenn die Solarrücklauftemperatur sehr hohe Werte erreicht, ohne dass die Speichertemperatur in gleicher Weise mit ansteigt. Werden bei einem Zweispeichersystem die Speicherfühler vertauscht oder das Umschaltventil falsch angeschlossen, so erkennt dies der Solarregler anhand des Vergleichs der Solarrücklauftemperatur mit der Temperatur desjenigen Speichers, auf den das Umschaltventil aus seiner Sicht geschaltet sein müsste.

2. Bleibt die Wärme im Speicher oder gibt es Fehlzirkulation?

Durch thermischen Auftrieb kann es besonders nachts zu einem Schwerkraftumlauf kommen. Dies muss durch eine mechanische Rückflussverhinderung gestoppt werden. Ist diese ausgefallen, erkennt dies der Regler über einen Vergleich der Kollektor- mit der Außentemperatur, nachdem die charakteristische Auskühlzeit verstrichen ist. Die Solarrücklauftemperatur und die Temperatur im Vorlaufrohr vor dem Speicher sollten sich gemeinsam an die Temperatur im Aufstellraum der Solarstation annähern. Letztere wird an Tagen ermittelt, an denen Solarrücklauf- und -vorlauffühler nach Abstellen der Solarpumpe beide konform und monoton auf eine Temperatur zwischen 10 und 30 °C auskühlen. Stehen diese Fühler nicht zur Verfügung, dann muss der Verlauf der Kollektortemperatur im Tagesverlauf betrachtet werden. Richtig ist eine exponentielle Auskühlung nach Sonnenuntergang. Auffällig ist ein schneller Wiederanstieg nach einer längeren Abkühlphase, ohne dass die Solarpumpe angelaufen wäre. Eine nächtliche Fehlzirkulation entgegen der normalen Fließrichtung kann durch kurzes Einschalten der Solarpumpe bestätigt werden, wodurch die Kollektortemperatur innerhalb weniger Sekunden merklich absinkt. Das im Vorlaufrohr aufgestiegene heiße Wasser wird durch das Pumpen zurückgedrängt. Eine Fehlzirkulation in Richtung der normalen Fließrichtung kann bei Speichern mit untenliegenden Solarvorlauf-Anschlüssen oder liegenden Speichern auftreten. Sie ist am besten daran zu erkennen, dass der Solarrücklauffühler nachts deutlich wärmer bleibt als der Solarvorlauffühler und auch die Kollektortemperatur nie auf die Außentemperatur abkühlt.

Plausibilitäten

Der Solarregler kontrolliert zusätzlich Plausibilitäten, z. B. bei Temperaturmesswerten von über 300 °C oder unter -40 °C erzeugt der Regler eine sofortige Störmeldung, da sie auf einen Kurzschluss oder eine Unterbrechung im Fühlerkabel hindeuten. Auch die reglerinterne Echtzeituhr wird anhand der periodischen Sonnenauf- und -untergänge auf Plausibilität geprüft. Jeder Stromausfall wird protokolliert und auf häufige Stromausfälle wird hingewiesen.

Von Boris Bartenstein
Produktmanager für Systemregelung und -zubehör, Paradigma Deutschland GmbH
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