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Vermessung von solarthermischen Großanlagen mit Kurzzeit-Wärmespeicher 75
Deckungsanteil von ca. 50% der jährlichen Brauchwasserlast. Bei durchschnittlichem Klima
führen die Auslegungsrichtwerte zu einer Kollektorfeldgröße, die in den Sommermonaten den
Brauchwasserbedarf nahezu vollständig deckt. Bei abweichenden Last- oder Klimadaten
sowie bei anderen Auslegungskriterien ist eine Dimensionierung der Anlage durch Simulationen
mit TRNSYS oder einem anderen Simulationsprogramm wie z.B. T-Sol /36/ oder
F-Chart /37/ notwendig.
Innerhalb des BMBF-Forschungsvorhabens 0329728 A „Entwicklung eines standardisierten
Abnahmeverfahrens für solarthermische Anlagen“ /38/ wurde am ITW ein standardisierter
Katalog für große Solaranlagen mit Kurzzeit-Wärmespeicher entwickelt. Der Katalog namens
SysCat enthält Anlagen- und Regelschemata, die dem Stand der Technik entsprechen und als
Planungs- und Auslegungsgrundlage dienen sollen. Die berücksichtigten Anlagenschemata
wurden durch TRNSED-Oberflächen in TRNSYS implementiert. Das Forschungsvorhaben
wird im November 1999 abgeschlossen. Dann wird der SysCat-Katalog auch in T-Sol zur
Verfügung stehen.
4.2 Vermessung von solarthermischen Großanlagen mit Kurzzeit-
Wärmespeicher
4.2.1 Meßkonzept und Meßtechnik
Wichtigstes Ziel der Entwicklung des Meßkonzeptes war, eine kostengünstige Meßtechnik zur
Verfügung zu stellen, die praxisgerecht von den installierenden Firmen einer solar unterstützten
Nahwärmeanlage montiert und implementiert werden kann, ohne daß fachliche
Unterstützung seitens der Universität notwendig ist.
Heizzentralen werden immer häufiger durch eine DDC-Kompaktstation anstatt mit mehreren
Einzelreglern geregelt. Diese DDC-Kompaktstation erfaßt schon viele der Größen, die bei der
Messung des Anlagenverhaltens von Interesse sind. Daher verspricht ein Meßkonzept, das den
Regler als Meßdatenerfassungsgerät und dessen Regelfühler als Meßfühler verwendet, die
kostengünstigste Möglichkeit zu sein, das Meßkonzept mit dem Bau der Anlage zu
installieren und dauerhaft verfügbar zu haben. Hierzu ist es notwendig, möglichst alle erforderlichen
Meßgrößen auf den Regler aufzuschalten und diese Daten über eine Schnittstelle
auszulesen.
Das in Bild 4.1 dargestellte kombinierte Regel- und Meßverfahren zeigt den Doppelnutzen
des DDC-Reglers als Regel- und Meßgerät: zusätzlich zu den für die Regelung der Anlage
notwendigen Regel- und Führungsgrößen werden weitere Temperaturen und Wärmeleistungen
auf den Regler aufgeschaltet. Die Anzahl der Reglereingänge begrenzt die Menge
der aufschaltbaren Meßgrößen.
Temperaturen werden mit den auf die DDC-Kompaktstation abgestimmten Fühlern des
Reglerherstellers gemessen. Wärmeleistungen werden durch kostengünstige Wärmemengenzähler
mit Flügelrad-Durchflußmesser und Rechenwerk erfaßt. Die Genauigkeit der Wärmeleistungsmessung
liegt durch die gesetzliche Eichung der Wärmemengenzähler im 1%-Bereich.
Die Genauigkeit der Temperaturfühler von Reglerfabrikaten wurde exemplarisch in der
Pilotanlage in Schwäbisch Gmünd /39/ überprüft: im normalen Arbeitsbereich der Temperaturfühler
von ca. 40 °C bis 70 °C beträgt die Meßungenauigkeit ± 0,3 K. Diese nimmt jedoch
bei Temperaturen unter 40 °C bis auf 2 K zu.