Sicherheitstechnische Anforderungen

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1 15 Sicherheitstechnische Anforderungen Blitzschutz und Erdung Inbetriebnahme und Wartung Zur Vermeidung von Unfällen sind die Technischen Regeln für die Installation und Montage von thermischen Solaranlagen zu beachten. Eine Aufstellung des Regelwerkes kann auf der CD-ROM eingesehen werden. Gefahren drohen zusätzlich aus einer möglichen Implosion von Vakuum-Röhrenkollektoren, die u.a. durch eine unsachgemäße Behandlung ausgelöst werden kann. Verwiesen sei besonders auf die Regeln der Technik (RdT) bei der Montage auf Dächern: \Normen RdT DIN Dachdeckungs- und Dachdichtungsarbeiten, DIN Klempnerarbeiten, DIN Gerüstarbeiten Blitzschutz und Erdung Zu beachten sind die Bestimmungen der jeweiligen Landesbauordnungen. Oftmals wird Blitzschutz für Gebäude gefordert, die umgebende Gebäude deutlich überragen, besonders brand- oder explosionsgefährdet sind, wertvolle Bausubstanz darstellen (Denkmalschutz), bei Blitzeinschlag Panik auslösen können (öffentliche Gebäude). Für private Wohngebäude unter 20 m Höhe ist kein Blitzschutz vorgeschrieben. Alle elektrisch leitenden Teile des Kollektorfeldes sowie das Rohrleitungssystem müssen einen Berührungsschutz aufweisen, d.h. mit dem Schutzleiter (PE) verbunden sein. Soll das Kollektorfeld in eine evtl. vorhandene Blitzschutzanlage einbezogen werden, so ist die Erdungsleitung ( 16 mm ² ) zwischen dem Kollektorgehäuse, Rohrleitungssystem und dem Erder (z.b. Tiefenerder) zu verbinden. Des Weiteren ist mit 195

2 Hauptpotentialausgleich gleichem Leitungsquerschnitt eine Verbindung zum Hauptpotentialausgleich herzustellen. Der Anschluss des Kollektorfeldes an eine vorhandene bzw. neu zu erstellende Blitzschutzanlage oder die Errichtung eines örtlichen Potentialausgleiches darf nur von autorisierten Fachkräften unter Berücksichtigung örtlicher Gegebenheiten und unter Einhaltung nachstehender technischer Regeln erfolgen: DIN VDE 0100 Teil 540 Errichtung elektrischer Betriebsmittel, Eichung, Schutzleiter, Potentialausgleichsleiter, DIN VDE 0185 Teil 1 Allgemeines für die Errichtung von Blitzschutzanlagen, DIN VDE 0190 Hauptpotentialausgleich von elektrischen Anlagen, DIN VDE 0855 Installation von Antennenanlagen (ist sinngemäß anzuwenden) Inbetriebnahme und Wartung Nach erfolgter Montage der Solaranlage ist mit der ordnungsgemäßen Inbetriebnahme abzusichern, dass keine sicherheitsrelevanten Mängel auftreten und künftig eine ordnungsgemäße Wartung erfolgen kann Inbetriebnahme Bevor die thermische Solaranlage zur Brauchwassererwärmung und ggf. mit Heizungsunterstützung in Betrieb genommen wird, sind nachfolgende Maßnahmen einzuleiten: Spüldauer Spülen und Dichtigkeitsprüfung Es wird empfohlen, das Spülen des Solarkreislaufs der Solaranlage möglichst in den Morgenstunden bzw. bei geringer Einstrahlung auf das Kollektorfeld durchzuführen. Damit wird die Gefahr des plötzlichen Verdampfens des Spülwassers, verbunden mit dem Einschluss von Luftblasen, vermieden. Ebenso sind die Arbeiten bei frostfreier Witterung auszuführen, da Frostschäden nicht auszuschließen sind. Mit dem Spülen sollen Metallspäne, Schmutz, Flussmittelreste usw. aus dem Solarkreislauf entfernt werden, bevor dieser nach erfolgter Dichtigkeitsprüfung mit Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt wird. Für die etwa 10-minütige Spülung ist Leitungswasser zu verwenden. Durch Öffnen bzw. Schließen der Schwerkraftbremse (Rückflussverhinderer), entsprechend Bild 15.1, wird gewährleistet, dass der gesamte 196 Sicherheitstechnische Anforderungen

3 Bild 15.1 Spülen und Dichtigkeitsprüfung des Solarkreislaufs Solarkreislauf gespült wird. Anschließend ist das Entleerungsventil (Spülwasserabfluss) zu schließen. Gleichzeitig erfolgt über das Füllventil (Spülwasserzufluss) ein Druckaufbau im Solarkreislauf zur Einleitung der Dichtigkeitsprüfung. Die Dichtigkeitsprüfung sollte mit dem 1,3fachen Wert des nach Gl berechneten minimalen Betriebsvordruckes p 0 erfolgen. Befindet sich keine Luft mehr im Solarkreislauf darf der Druck innerhalb der Prüfzeit, die mindestens eine Stunde andauern sollte, nicht abfallen. Durch Erhöhen des Anlagendruckes auf den Nenndruck des Sicherheitsventils p SV kann dessen Funktion überprüft werden. Prüfzeit der Dichtigkeitsprüfung Inbetriebnahme und Wartung 197

4 Nach abgeschlossener Dichtigkeitsprüfung ist der Solarkreislauf völlig zu entleeren. Die Abflussmenge ist zu messen. Sie dient als Maß für die bereitzustellende und anzusetzende Wärmeträgerflüssigkeitsmenge. Günstig wirkt sich aus, wenn ein Leerblasen des Solarkreislaufs mit Druckluft erfolgt. Der Schmutzfänger ist nach Abschluss der Arbeiten zu reinigen. Entlüftung und Druckaufbau Druckschwankungen Füllen des Solarkreislaufs mit Wärmeträgerflüssigkeit Zur Vermeidung von Korrosion hat die Befüllung des Solarkreislaufs unmittelbar nach dem Entleeren zu erfolgen. Zur Gewährleistung des Frostschutzes ist die Wärmeträgerflüssigkeit entsprechend der Witterungsanforderungen anzusetzen, soweit nicht vom Hersteller der Anlage bereits eine fertige Mischung bereitgestellt wurde. Zum Befüllen des Solarkreislaufs wird eine Pumpe benötigt, die einen Druck von mindestens 2 bar erzeugen kann. Der Druck im Solarkreislauf sollte bei der Befüllung auf 0,5 bar über den Vordruck p V des Ausdehnungsgefäßes eingestellt werden. Die Wärmeträgerflüssigkeit wird aus dem Vorratsbehälter (Bild 15.2) über das Absperrventil je nach Stellung der Schwerkraftbremse in Fließrichtung a bzw. b durch den Solarkreislauf zurück in den Vorratsbehälter gepumpt. Wird dieser Vorgang eine Weile aufrecht erhalten, so erfolgt eine weitgehende Entlüftung des Systems. Mit Schließen des Entleerungsventils im Rücklauf des Solarkreislaufs erfolgt der Druckaufbau, wie zur Dichtigkeitsprüfung bereits beschrieben. Durch Inbetriebnahme der Umwälzpumpe (ggf. ist diese nach Herstellerangaben ebenfalls zu entlüften) werden Luftblasen zum Entlüftungstopf des Kollektorfeldes sowie den manchmal im Keller notwendigen Entlüftungsventil transportiert. Durch intervallartigen Pumpenbetrieb werden Voraussetzungen geschaffen, dass letzte Luftanteile an den Entlüftern entweichen können. Solange noch Druckschwankungen beim Ein- und Ausschalten der Pumpe am Manometer festgestellt werden, ist die Entlüftung weiter fortzusetzen. Bei abgefallenem Druck ist Wärmeträgerflüssigkeit nachzupumpen. Nach erfolgreichem Probelauf ist der Kugelhahn des Schnellentlüfters zu schließen. Füllen des Brauchwasserspeichers ggf. der Pufferspeicher Ist der Speicher gefüllt, sind sämtliche Anschlussstellen auf Dichtigkeit zu überprüfen und Restarbeiten zur Wärmeisolation am Speichersystem sowie Rohrleitungen auszuführen. Einstellung der Temperaturregelwerte Entfernen von evtl. vorhandenen Wärmeschutzfolien an der transparenten Kollektorfeldabdeckung, Umschaltung der Pumpenansteuerung auf Automatik; Funktionskontrolle der Temperaturdifferenzregelung. 198 Sicherheitstechnische Anforderungen

5 Bild 15.2 Füllen des Solarkreislaufs mit Wärmeträgerflüssigkeit Bei höherer Speichertemperatur gegenüber der Temperatur im Kollektorfeld muss die Umwälzpumpe ausschalten. Erreicht die Temperatur im Kollektorfeld die vorgegebene Temperaturdifferenz, läuft die Umwälzpumpe an. Als Werte für die Regelungseinstellung werden empfohlen: Umwälzpumpe Einschalttemperaturdifferenz 5 8 K, Ausschalttemperaturdifferenz 2 3 K, Inbetriebnahme und Wartung 199

6 Speichertemperaturbegrenzung C (in Abhängigkeit von der Wasserhärte). Die auftretenden Temperaturdifferenzen, bei denen die Ansteuerung der Umwälzpumpe erfolgt, können über die Thermometer des Vor- und Rücklaufs ermittelt werden. Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung erfordern einen geringen Wartungsaufwand. Kurz nach der Inbetriebnahme kann ein Druckabfall auftreten, der durch Abblasen von vorhandenen Lufteinschlüssen im Solarkreislauf entsteht. Ein nochmaliges Nachfüllen von Wärmeträgerflüssigkeit mit gleichzeitiger Druckerhöhung beseitigt die Störung. Soweit der Solarspeicher mit einer Opferanode ausgestattet ist soll nach je 2 Jahren eine Funktionsüberprüfung erfolgen. Wurde die Solaranlage mit einem Betriebsstundenzähler ausgestattet, besteht die Möglichkeit, über die Laufzeit der Umwälzpumpe Rückschlüsse auf die Effektivität der Solaranlage zu ziehen. Notwendig ist hierzu eine unregelmäßige Protokollierung der Werte des Betriebsstundenzählers. Die jährliche Laufzeit soll der jährlichen Sonnenscheindauer entsprechen ( 1500 h/a). Differieren die Werte erheblich nach oben bzw. unten, so sind (vorausgesetzt, es liegen keine Anlagenfehler vor) die Ein- bzw. Ausschaltschwellwerte am Temperaturdifferenzregler zu kor- Durchflussmengenmessers Einstellung der Pumpenleistung Unter Zuhilfenahme des Durchflussmengenmessers im Rücklauf des Solarkreislaufs ist die Förderleistung auf etwa 40 l/(h m ² ) Kollektorfläche einzustellen. Wurde die Anlage ohne Durchflussmengenmesser ausgeführt, so besteht die Möglichkeit, die Einstellung über die eintretende Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf vorzunehmen. Bei voller Sonneneinstrahlung in den Mittagsstunden sollte dabei die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf K betragen. Brauchwassermischer einstellen Die Temperatur, des aus dem Speicher zu zapfenden Brauchwassers, ist im Bereich von C am Brauchwassermischer nach den Wünschen des Kunden einzustellen. Erdung und Potentialausgleich Eine Kontrolle der Erdung aller solartechnischen Komponenten mit Gehäusen aus Metall, des Potentialausgleiches der Leitungen des Solarkreislaufs und Leitungsanschlüsse des Speichers sowie des Blitzschutzes ist vorzunehmen Wartung Effektivität der Solaranlage 200 Sicherheitstechnische Anforderungen

7 rigieren. Wurde ein Wärmemengenzähler installiert, können aus dem Vergleich des zu erwartenden und gewonnenen Energieertrags, Rückschlüsse auf die ordnungsgemäße Funktion der Solaranlage gezogen werden. Zur Gewährleistung des Frostschutzes ist nach je 2 Jahren die spezifische Dichte mittels Aräometer zu bestimmen. Aus dem Diagramm «Dichte in Abhängigkeit von Temperatur und Konzentration» auf der CD-ROM kann der vorhandene Kälteschutz abgelesen werden. Im gleichen Zusammenhang ist der ph-wert zu kontrollieren, damit die Wirksamkeit der Korrosionsinhibitoren gewährleistet ist. Der ph-wert sollte zwischen 7,5 9 betragen. Nach ca. 5 Jahren ist der Wärmetauscher auf Verkalkung zu kontrollieren. \Solarthermie\ Wärmeträgerflüssigkeiten\Tyfocor L\- Dichte in Abhängigkeit von Temperatur und Konzentration Inbetriebnahme und Wartung 201