Thermosiphonanlage: Wärme durch Sonne – So funktioniert`s

Die Thermosiphonanlage dient der Gewinnung von Sonnenenergie für das Heizungssystem. Wie auch die Schwerkraftheizung basiert die Anlage auf dem Prinzip des Thermosiphons. Hierbei handelt es sich um eine passive Konstruktion, in der die natürliche Konvektion für den Wärmetausch genutzt wird. Demnach nutzt Thermosiphonanlage die Strömungsbewegung wärmer Luft als Transportmittel. Anders als bei anderen Anlagen wird deshalb keine Pumpe und kein Wärmetauscher benötigt.

Thermosiphonanlage Grafik

Der Fluidkreislauf ist geschlossen und in der Regel vertikal, damit der Austausch durch Ausnutzung der Schwerkraft ermöglicht wird. Unter Konvektion versteht man das Aufsteigen von warmen Medien sowie das daraufhin folgende Nachziehen von kalten Stoffen, die wiederum erwärmt werden. Eine klassische Pumpe wird nicht benötigt, was zur Kosteneinsparung und zur Vereinfachung des Systems beiträgt.

Die Funktionsweise der Thermosiphonanlage

Wasser weist bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Dichten auf. Da warmes Wasser über ein geringeres spezifisches Gewicht als kaltes Wasser verfügt, steigt es auf. Hierbei gibt es den Platz für das kalte Wasser frei, das wiederum aufgrund des höheren Gewichtes nach unten sinkt. Die Leitungsführung zwischen dem warmen und dem kalten Wasser ist getrennt. Im Folgenden ist das Funktionsprinzip des Thermosiphons dargestellt:

Durch den Kollektor fließt eine Flüssigkeit – oftmals wird zusatzfreies Brauchwasser genutzt – und wird durch die Sonneneinstrahlung erhitzt. Die Dichte der Flüssigkeit verändert sich, wodurch sie aufsteigt. Am oberen Teil des Kollektors ist ein Auslass vorhanden, welcher wiederum mit dem Warmwasserspeicher verbunden ist. Durch den Verbrauch des warmen Leitungswassers findet eine Abkühlung statt.

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Nehmen Sie kein Warmwasser ab, dann sorgen die natürlichen Wärmeverluste automatisch für die erforderliche Abkühlung. Nun kann das abgekühlte Wasser nach unten sinken und fließt erneut zum Sonnenkollektor, wo der Kreislauf neu beginnt.

Wichtige Informationen und Hinweise zum Thermosiphon und zur Installation

  • Das Thermosiphon für die Solaranlage wird oftmals mit einem direkten Kreislauf betrieben. Diese Aussage bedeutet, dass keine Systemtrennung vorhanden ist und das Brauchwasser den Solarkreis durchfließt. Ein Wärmetauscher oder eine Pumpe sind nicht erforderlich.
  • Fließt durch den Kollektor kein Frostschutzmittel sondern Brauchwasser, dann müssen besondere Auflagen und Anforderungen erfüllt sein. Die Flüssigkeit sollte nicht dem Frost ausgesetzt werden, was Sie durch die Wahl eines geeigneten Standortes realisieren.
  • Der Vorteil der Thermosiphonanlage ist die Kostenersparnis. Vor allem in warmen Ländern ist das Thermosiphon weit verbreitet.
  • Da wenige bewegliche Teile vorhanden sind, erhöht sich die Zuverlässigkeit bei gleichzeitig sinkendem Wartungsbedarf.
  • Weil Trinkwasser durch die Thermosiphonanlage fließt, müssen Sie auf die Trinkwassereignung des Solarkollektors achten. Die Materialauswahl ist ein entscheidender Faktor.
  • Im Fachhandel werden Kollektor und Speicher meistens als Kompaktanlage angeboten. Der Vorteil liegt in der optimalen Abstimmung der Thermosiphonanlage.
  • Bei der Installation der Thermosiphonanlage müssen Sie darauf achten, dass der Solarspeicher nicht vollständig unterhalb des Kollektors liegt. Ansonsten wird eine effektive Zirkulation verhindert. Im Idealfall befindet sich der Speicher oberhalb des Kollektors.