Temperaturdifferenzregler für Solaranlagen: Funktion & Vorteil

Ein Temperaturdifferenzregler dient der Regelung thermischer Photovoltaikanlagen. Standardmäßig besitzt er zwei Temperaturfühler. Diese erfassen die Temperaturdifferenz zwischen dem Solarkollektor und dem Pufferspeicher.

temperaturdifferenzregler

Funktionsweise eines Temperaturdifferenzreglers

Ein üblicher Temperaturdifferenzregler mit zwei Fühlern erfasst die Temperaturdifferenz zwischen dem Kollektor und dem Pufferspeicher.

Der Fachmann misst dabei die Temperatur im Pufferspeicher in Höhe des Wärmetauschers. Sobald die Temperatur an den Kollektorflächen um rund 5 Grad Celsius höher als im Pufferspeicher ist, erfolgt die Einschaltung der Umwälzpumpe. Bei einer maximalen Temperaturdifferenz von etwa 2 Grad Celsius schaltet sich die Pumpe wieder aus.

Die meisten Temperaturdifferenzregler besitzen eine Sicherheitsschaltung, die die Entstehung von zu hohen Temperaturen im Heizungsspeicher verhindert. Dies unterbindet die Umwälzung von Wasserdampf innerhalb der Heizungspumpe.

Bei einer negativen Temperaturdifferenz leitet der  Temperaturdifferenzregler eine Zwangskühlung ein. Sie liegt vor, wenn die Temperatur im Speicher höher ist als die im Kollektor.

Erfolgt eine Temperaturerfassung im Rücklauf des Wärmespeichers, kann der Regler neben der Temperaturdifferenz ebenfalls die gewonnene Wärmeenergie erfassen. Gelegentlich wird ein zusätzlicher Fühler zur Festlegung der maximalen Speichertemperatur benötigt.

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Vorteile von Solar Temperaturdifferenzreglern

Mithilfe komplexerer Solar Temperaturdifferenzregler ist auch eine Erfassung mehrerer Kollektorfelder möglich, welche eine unterschiedliche Ausrichtung besitzen. Solche komplexen Regelsysteme können ebenfalls mehrere Speicher verwalten.

In die meisten Temperaturdifferenzreglern ist ein Betriebsstundenzähler integriert. Dieser dient der Ermittlung von Wirtschaftlichkeitsberechnungen. Darüber hinaus leiten einige Regler aus den Messwerten Tendenz- und Plausibilitätswerte ab.

Arten von Temperaturfühlern

Bei den Temperaturfühlern, mit denen die Regler arbeiten, lassen sich drei- bis vier verschiedene Arten unterscheiden:

  • Tauchfühler: Sie sind direkt in die Kollektorflüssigkeit eingebracht. Dabei ist zu beachten, dass die Tauchhülse, welche den Fühler aufnimmt, nicht den Durchfluss der als Wärmeträger dienen Flüssigkeit behindern darf. Sobald der Tauchfühler den erforderlichen Temperatur-Differenzwert misst, wird die Pumpe eingeschaltet. Je weiter die Tauchhülse vom Kollektorrand entfernt ist, desto längere Zeit dauert es am Morgen, bis die Temperatur der Kollektorflüssigkeit erfasst und übermittelt werden kann.
  • Flachanlegefühler: Der Fachmann montiert diese an einer für die Temperatur des Wärmeträgers repräsentativen Stelle im Kollektor auf dem Absorber.
  • Rohranlegefühler: Er wird mittels einer Bandschelle außen am Rohr, durch das der Wärmeträger fließt, montiert. Da die Außentemperatur die Temperaturmessung erheblich beeinflussen kann, sollten Rohranlegefühler möglichst vermieden werden.

Sonderfälle im Überblick

Einen Sonderfall stellen Photovoltaikanlagen mit Vakuumkollektoren dar. Diese lassen bauartbedingt keine direkte Wärmeträgertemperaturmessung zu. Deshalb werden sie mit einem Regler ausgerüstet, der zunächst über eine Photovoltaikzelle die Intensität der Sonneneinstrahlung misst. Bei Überschreiten eines voreingestellten Schwellenwerts wird die Solarpumpe eingeschaltet. Anschließend erfolgt die weitere Steuerung der Anlage wie beschrieben über den Temperaturdifferenzregler.

Temperaturdifferenzregler als Teil einer Solarstation

Für Ein- und Zweifamilienhäuser werden Temperaturdifferenzregler als Teil einer kompakten Minimalausstattung angeboten, die je nach Hersteller Solarregler, Kompaktstation, Solarstation oder Solarsteuerung heißt. Diese Einheit besitzt etwas größere Ausmaße als ein Schuhkarton. Die Kompaktstation ist von einer Wärmedämmung ummantelt. In ihrem Inneren befinden sich vier Anschlüsse für den Vor- und Rücklauf zum Kollektor und zum Speicher. Daneben enthält die Solarstatation zumeist zwei Thermometer, ein Monometer, die Pumpe, das mit einer Abblaseleitung versehene Sicherheitsventil, den Anschluss für das Membranausdehnungsgefäß sowie den Regler mit seiner Stromversorgung.

Solch eine Kompakteinheit besitzt meistens auch einen integrierten Luftabscheider. Eine Solarstation ist platzsparend, leicht zu installieren und auch als Bausatz erhältlich.