Thermische Solar, Seltsamkeiten

[Jesaiah]

Nachdem ich schon länger den Verdacht habe, dass da was nicht stimmt, habe ich jetzt mal mit einem Temperaturlogger meine drei Kollektorfelder an einem schönen Tag mitgeloggt. Unten das Ergebnis, das bestätigt: Da stimmt was nicht.

Die drei Kollektorfelder sind baugleich, direkt nebeneinander und gleich ausgerichtet; jedes besteht aus je drei parallel geschalteten Flachkollektoren. Fühlerposition oben (Rücklauf) direkt am Kupferrohr, das aus dem Kollektor rauskommt. Die Kollektoren stehen ca. 25m vom Haus entfernt und 5-6 Höhenmeter tiefer. Die Drosselventile im Vorlauf direkt vor den Kollektoren: Feld 1 ca. 20%, Felder 2 und 3 je 40%.

Meine Interpretation: Bis 11 Uhr scheint es, dass Kollektor 2 zu wenig durchströmt ist, er wird daher heisser als die anderen beiden, aber die Kurven bewegen sich (halbwegs) gleichmäßig. Um 12:28 (Sonne steht ideal auf die Felder) reisst plötzlich Nr. 1 aus. Das Log von der Winsol-Differenzsteuerung zeigt sogar 140 Grad an (der Fühler ist NUR im Feld 1 und in einem Tauchrohr, nicht wie die vom Logger aussen am Kupferrohr):

Und nach Sonnenuntergang steigt die vorher schön synchron abgefallene Temperatur plötzlich wieder auf über 40°- aber nur auf meinen Loggern, nicht am Winsol-Fühler der Steuerung. WTF?
Anlage wurde vor drei Jahren vom Installateur meines Vertrauens durchgespült und neu befüllt. Allerdings nur "kollektiv" an der Pumpengruppe und nicht Kollektor für Kollektor.

Ich bin einigermaßen irritiert. Blöderweise sind die schönen mit Schauglas versehenen Durchströmungsmesser offenbar defekt bzw. zeigen sie nicht mehr verlässlich an...

Ideen willkommen - danke!

[Konsole]

Bei der Winsol-Auswertung fehlen unten leider ein paar entscheidende Pixel - die mit der Uhrzeit

Wenn die Anlage älter als ein paar Jahre ist, solltest Du die Möglichkeit von Wackelkontakten und speziell Sensorbrüchen in Betracht ziehen. Ich habe bei unserer Anlage sicher schon 6 mal Sensoren gewechselt. Dabei waren die Fehlerbilder völlig wild, von wildem Gezacke bis zu weichen Bäuchen. Das Fiese war, daß nach ein bißchen Rumfummeln immer für ein paar Tage Ruhe war. Die Sensoren sind entweder NTC 2k oder PT1000, also Massenware.

Dann wäre ein einfaches hydraulisches Schema ganz praktisch, damit man sieht, was wann wohin gepumpt wird (also Kollektor, Puffer und Boiler). Es könnte ja z. B. warme Brühe aus dem Puffer in die Kollektoren zurückströmen.

Die "Glasröhrchen", nach einem Hersteller auch gerne "Tacosetter" genannt, waren bei mir der Grund einer ständigen Undichtigkeit mit Pfütze im Keller (durch die Erschütterungen der Pumpe drunter gebrochen). Obacht: es gibt Versionen, die haben unten einen Kugelhahn zur Durchflußeinstellung. Auch da kann was vermurxt sein. Ich hab die komplett rausgehauen.

[Jesaiah]

Sorry, hier zunächst die Auswertung der Steuerung mit Zeitangaben :

Dann das laienhaft aufgezeichnete hydraulische Schema, ich hoffe, es ist nachvollziehbar:

Die drei Kollektorgruppen sind parallel geschaltet, im VL von jeder Gruppe ist der Durchflussmesser mit Regelventil. Die elektronische Regelung schaltet bei delta t 10K die Pumpe 1 ein und belädt den 500l Boiler bis 60°. Dann schaltet 1 ab und die beiden Pumpen 2 schalten ein - eine im Primärkreis für den Puffer, eine im Sekundärkreis - und laden die restliche Energie in den Puffer (1600l).

Irgendwie verhält sich das System, als würde Kollektorgruppe 1 spontan verstopfen....

Hier noch Fotos der Pumpengruppen:

Boilerladung (Pumpe 1)

Pufferladung, Primärseite (2), Wärmetauscher nicht im Bild

Pufferladung, Sekundärseite (2)

Dass nach Sonnenuntergang aus dem Puffer/Boiler in die Kollektoren "zurückgeladen" wird, müsste sich ja auch im Winsol-Log spiegeln. Ausserdem sollte das System doch eigentlich eine Rücklaufbremse haben...?

[sirell]

Schwerkraftbremse/RSV:

In den Pumpengruppen, sind das durchflussmesser oder regler ?
Wenn es nur schaugläser/anzeigen sind wird die Schlitzschraube wahrscheinlich
die manuelle feststellung der Schwerkraftbremse sein.
Manche Pumpen haben auch ein (leicht) federbelastetet RSV.
Ansonsten sehe ich keine weiteren Elemente die das machen würden.

[Desinfector]

Fühler OK?
Hier mussten die Dinger schon 2 mal getauscht werden.
Da Familienmitglieder der Meinung sind, dass das nur eine Firma machen kann,
geht dadurch gefühltermassen jegliche Einsparung dahin.

[Azze]

Du lässt dir von Familienmitgliedern Vorschriften machen..?

[sysconsol]

Das Log von der Winsol-Differenzsteuerung zeigt sogar 140 Grad an (der Fühler ist NUR im Feld 1 und in einem Tauchrohr, nicht wie die vom Logger aussen am Kupferrohr)

Passt denn der Anlagendruck zum Messwert?

[Konsole]

Ich würde da jetzt zwei Probleme sehen: Das Feld 1 und das Rückströmen.

Feld 1: Angenommen, der Sensor zeigt korrekte Werte, wäre eine naheliegende Erklärung, daß das Feld mangels Durchfluß in den Stillstandsbetrieb geht, also das Trägermedium verdampft. Dazu paßt, daß es erst passiert, wenn die Sonne richtig draufkracht. Dann müßte man den Tacosetter des Felds verdächtigen. Die Dinger haben ja als Anzeige so einen Verdrängerkolben, der könnte den Durchfluß verstopfen. Sie sind wahrscheinlich nur drin, weil die Leitungen am Feld 1 ankommen, um den Durchfluß gleichmäßg zu verteilen.
Möglich, aber für mich grad nicht so wahscheinlich: Ab einer bestimmten Temperatur spinnt der Sensor.

Rückströmen: Die Schlitzschraube kann, wie sirell geschrieben hat, auch ein RSV sein (bei mir wars ein Kugelhahn). Wenn RSV, wäre es im Moment auf offen. Du könntest es im Betrieb mal auf waagrecht drehen und die Werte beobachten. Ändern sich plötzlich alle, wars doch ein Kugelhahn
Man sieht bei dem einen Druchflußmesser übrigens unten eine Ansammlung grüner Brühe. So hat meiner (undicht und defekt) auch ausgesehen...

[omega]

Druck prüfen ist ein guter Punkt, bei der Temperatur wird der Druck ansteigen. Die Sensorwerte sehen nachts plausibel aus.
Bei mir war bisher noch kein Sensor defekt, aber ich kenne jetzt schon zwei Anlagen, die am Kollektor schön warm werden, aber die Wärme einfach nicht in den Keller bekommen, weil einfach verstopft. Mit so hohen Temperaturen fördert man Verstopfen auch noch.

Du hast da Drosselventile an den Kollektoren, dreh mal alle zu bis auf den Verdächtigen, gibt es Durchfluss?

Ich würde das als ersten angehen, vielleicht ist das auch schon der Grund weshalb später die Temperatur nochmal ansteigt. Der Wärmeträger wird wieder flüssig, die Pumpe ist aus und die Wärme verteilt sich gleichmäßig über die Kollektoren.

Spülen ist halb so wild, ich wollte es auch erst nicht selbst machen, aber es gibt hier genug Förderung und Druck, dass man es dann doch selbst macht.

[Jesaiah]

Spülen ist halb so wild, ich wollte es auch erst nicht selbst machen, aber es gibt hier genug Förderung und Druck, dass man es dann doch selbst macht.

Würde ich ja… aber a: keine Pumpe vorhanden und b: Ich hab Bedenken, ob ich danach wieder alles dicht bekomme ….

Update: Heute Mittag wieder 130° im Kollektor 1, hab mich wieder mit den Regelventilen an den Durchflussmessern direkt vor den Kollektorgruppen gespielt. Verhalten sich irgendwie völlig erratisch. Können die "zuwachsen"???

Pumpe (Primärkreis Pufferladung) auf 3 gestellt und auf manuell ein.
Wenn ich 2 und 1 völlig zudrehe, rauscht es durch 3 mit vollem Volumen durch. Ich drehe 3 ab und 1 auf, es zeigt guten Durchfluss, Temperatur geht runter. Ich drehe 2 dazu, dort tut sich im Schauglas fast nix, aber der Durchfluss bei 1 bricht wieder zusammen. Ich drehe 2 fast ganz zu und 3 auch nur ganz wenig -> Bei 1 tut sich bissi was, aber nicht viel.

Notabene: Der Durchflussmesser direkt unter der Pumpe (mit dem Schauglas, am Foto gut zu sehen) zeigt, dass die Pumpe sehr wohl gut fördert. ARGH! Ich rufe meinen Röhricht an und lasse das Schauglaszeug rausreissen, denke ich.

[sysconsol]

Die Drosselventile im Vorlauf direkt vor den Kollektoren: Feld 1 ca. 20%, Felder 2 und 3 je 40%.

Wie viel Druck-/Durchflussreserve benötigt man, damit eine derartige Durchflussbegrenzung zuverlässig funktioniert?

[Jesaiah]

Die Drosselventile im Vorlauf direkt vor den Kollektoren: Feld 1 ca. 20%, Felder 2 und 3 je 40%.

Wie viel Druck-/Durchflussreserve benötigt man, damit eine derartige Durchflussbegrenzung zuverlässig funktioniert?

Uh, gute Frage ... Der Systemdruck ist jedenfalls auf ca. 2 bar und "halbwegs" konstant

[Konsole]

Ändert sich am Druck was in der Zeit der hohen Temperatur in Feld 1? Das wäre ein Zeichen für verdampfte Flüssigkeit.
Bei unserer Anlage steigt der Druck dann von ~1,4 im Normalbetrieb auf 3-4bar.

[sirell]

Die Drosselventile im Vorlauf direkt vor den Kollektoren: Feld 1 ca. 20%, Felder 2 und 3 je 40%.

Wie viel Druck-/Durchflussreserve benötigt man, damit eine derartige Durchflussbegrenzung zuverlässig funktioniert?

Das geht mir auch die ganze Zeit schon durch den Kopf.
Ich finde 20/40/40 sehr komisch...

[unlock]

Die Anzeige bezieht sich ja auf irgend eine Durchflussmenge.
Die Felder benötigen eine im Datenblatt Nenndurchfluss. Schafft den die Pumpe überhaupt? Ich meine drei Mal Nenndurchfluss!

Ansonsten langsam mit allen an den maximalen Pumpendurchfluss minus Reserve anpassen.

[Jesaiah]

Die Anzeige bezieht sich ja auf irgend eine Durchflussmenge.
Die Felder benötigen eine im Datenblatt Nenndurchfluss. Schafft den die Pumpe überhaupt? Ich meine drei Mal Nenndurchfluss!

Ansonsten langsam mit allen an den maximalen Pumpendurchfluss minus Reserve anpassen.

Naja, von 2012 bis heuer hat es funktioniert ...

Wobei, eigentlich bis 2022, da haben wir das erste Mal durchgespült und Medium gewechselt. So dünn sind die Rohre ja nicht, dass der Frostschutz was zugloddern kann, oder?

[sysconsol]

Und was wurde damals noch geändert?
Die Einstellung der Drosselorgane?

Warum hat der am weitesten entfernte Kollektor die höchste Drosselung?
(_falls_ die Zeichnung das korrekt wiedergibt)

Werden die drei Kollektorfelder - wie in der Zeichnung dargestellt - von einer Seite angefahren oder in der Mitte?

[omega]

Wobei, eigentlich bis 2022, da haben wir das erste Mal durchgespült und Medium gewechselt. So dünn sind die Rohre ja nicht, dass der Frostschutz was zugloddern kann, oder?

Doch, die können zugloddern. Ich habe es auch nicht für möglich gehalten, aber selbst erlebt.

Würde ich ja… aber a: keine Pumpe vorhanden und b: Ich hab Bedenken, ob ich danach wieder alles dicht bekomme ….

Joa, ging mir auch so. Pumpe, eine Bohrmaschinenpumpe hätte ich übrig, die ist aber dafür eigentlich scheiße. Es gibt so Gartenpumpen, in den Kleinanzeigen oft für 10 - 20 € zu bekommen, die sind gut dafür. Um den Druck nachher einzustellen nehme ich eine billige, chinesische Abdrückpumpe. Ansonsten adaptiert man das mit etwas Gartenschlauch und ein paar 3/4" (?) Schlauchtüllen. Deine Spülzugänge haben Ventile, da kann gar nicht viel schiefgehen. Da dein Wärmeträger noch neu ist, würde ich den aber wiederverwenden, sofern nicht zu viel Dreck drinnen schwimmt, das Zeug ist nämlich teuer.

Wo wohnst du? Vielleicht hat ja jemand in deiner Nähe etwas Material und Motivation zum helfen.

[Jesaiah]

Und was wurde damals noch geändert?
Die Einstellung der Drosselorgane?

Warum hat der am weitesten entfernte Kollektor die höchste Drosselung?
(_falls_ die Zeichnung das korrekt wiedergibt)

Werden die drei Kollektorfelder - wie in der Zeichnung dargestellt - von einer Seite angefahren oder in der Mitte?

Nicht ganz in der Mitte, die Hauptzuleitung kommt hinter 2a aus dem Boden und verzweigt dort.

[Jesaiah]

Doch, die können zugloddern. Ich habe es auch nicht für möglich gehalten, aber selbst erlebt.

Hm… ok, was wäre das geeignete Lösungsmittel für den Bodensatz?

[unlock]

Mal abgesehen vom hydraulischen Abgleich der Platten, finde ich es seltsam, dass das Delta VL rl bei der Boilerladung mit dem Parameter passt, aber bei primäre Pufferladung fast 25-30 k beträgt und sekundär fast nichts rüber kommt.

Das würde ja eher für verstopften Plattenwärmetauscher sprechen, oder die Primäre Ladepumpe fördert aus Gründen zu wenig.

[Azze]

Das würde ja eher für verstopften Plattenwärmetauscher sprechen, oder die Primäre Ladepumpe fördert aus Gründen zu wenig.

Dann müsste das Problem aber doch dauernd bestehen, nicht nur temporär

[Henrik_V]

Ja, die Kollektoren können nach 20a zuloddern, (unsere sind es auch, besonders da im Sommer die Anlage regelmäßig aufkocht).
Spülen hilft nur, wenn man die (seriellen) Kollektorfelder einzeln spült, sonst sucht sich das Medium den Weg des geringsten Widerstandes. (oder man spült sehr sehr lange mit starker Pumpe, und Manometer im Blick )
(hab auch ein 3x3 Feld, ohne Drosseln jedoch sinnreich verrohrt , analog wie N Halogenlampen im String, die alle gleich hell sein sollen)
Selber spülen benötigt einen alten Kanister , eine Pumpe mit Drosselventil und etwas Schlauch. Nach dem ersten Mal ist es einfacher

Wenn ich mir einen Kupfer-Flachkollektor vorstelle, (Medium wird aufgefächert wird erärmt und wieder zusammengeführt) dann könnte es im teilverstopften Kollektor zu Temperaturdifferenzen kommen, mit mechanischen Spannungen/Verformungen, die ggf auch den Durchfluss deutlich ändern (Knackfrosch) ... habe hier noch einen Flachkollektor liegen, der zugeloddert und undicht geworden ist, der wartet darauf das ich den mal aus Neugier zerlege.

Wir sind am überlegen die Anlage neu zu machen, Weniger Kollektoren, dafür Vakuumröhren, und den Rest mit Stromsolar zu machen.

[unlock]

Temporär?
Hab ich was überlesen?
Also lt Diagramm fängt, aufgrund des hohen Delta und Kollektortemperatur die Platten an zu stagnieren.
Du bekommst, wenn Puffer_unten kalt auch etwas geladen, aber halt nie richtig voll, zumal die Sekundärpumpe die Puffertemperatur auch runter mischt (Diagramm).

Möglicherweise sind hier auch verschiedene Parameter nicht richtig eingestellt, was man auch an der nicht abschaltenden Pumpe bei Stagnation sieht, aber das ist nur Vermutung.

Das würde ja eher für verstopften Plattenwärmetauscher sprechen, oder die Primäre Ladepumpe fördert aus Gründen zu wenig.

Dann müsste das Problem aber doch dauernd bestehen, nicht nur temporär

[Konsole]

Werden die drei Kollektorfelder - wie in der Zeichnung dargestellt - von einer Seite angefahren oder in der Mitte?

Nicht ganz in der Mitte, die Hauptzuleitung kommt hinter 2a aus dem Boden und verzweigt dort.

In diesem Fall hätte ich keine Hemmungen, die Durchflußmesser/steller rauszuschmeißen. Bei mir sind die beiden Kollektoren auch 4m auseinander und schlicht parallelgeschaltet.

[Azze]

Temporär?
Hab ich was überlesen?

Was ich meinte ist, wenn irgendwo eine Verstopfung wäre, dann würde die ja nicht nur schlagartig zwischen 13 und 15h zu Problemen führen. Der Effekt müsste dann doch deutlich "flacher" oder sogar durchgängig ausfallen, oder irre ich mich da?

[sirell]

Temporär?
Hab ich was überlesen?

Was ich meinte ist, wenn irgendwo eine Verstopfung wäre, dann würde die ja nicht nur schlagartig zwischen 13 und 15h zu Problemen führen. Der Effekt müsste dann doch deutlich "flacher" oder sogar durchgängig ausfallen, oder irre ich mich da?

Dampfblase wäre noch ne möglichkeit. Quasi Ursache und nicht Indiz.
Ich würde wirklich weniger hemdsärmlig rangehen.
- Istzustand dokumentieren (Ventilstellungen usw.)
- Starten mit alles voll offen, Pumpen manuell an usw.
- Erfassen wo es sich einpendelt und dann
danach weitere Schritte planen.

[unlock]

Am Anfang der Pufferladung ist der Solarrücklauf ja noch kalt, um 12:30Uhr sollte der Durchfluss Primär_puffer dann stark erhöht werden um die Kollektortemperatur auf soll zu halten da der Puffer langsam voll wird.

Um 13:00 ist der Puffer unten auf 55°C und der Solarrücklauf entsprechend hoch, was dann wiederum die Platten heißer werden lässt und die dabei in Stagnation gehen.

Das ganze scheint ja bei der Boilerladung nicht zu passieren, hier ist die Kurve auch kontinuierlich im Gegensatz zu den Zacken der Prim_Pufferladung (deswegen meine Vermutung falscher Parameter).

Wie auch immer (verstopft?) Fehlen hier ein paar L/min um die Temperatur der Kollektoren bei voll werdendem Pufferspeicher runter zu bringen.

Noch eine Vermutung wäre, daß hier eine unglückliche Paarung von Pumpenausgängen, elektronisch gesteuert für Boiler und Relaisausgang für Puffer, und eine zu große Hysterese für Pufferladung diese Malheur auslösen.

[Bastelbruder]

In der Fluidik werden gezielt strömungstechnische Eigenheiten zur Erzeugung logischer Elemente genutzt. Es reicht vielleicht, ein T-Stück durch Y-Form zu ersetzen und schon ist das Verhalten gaanz anders. Vielleicht ist eine Dampfblase Ursache der Umsteuerung eines Flipflops?