Anlagenplanung

Solarpumpengruppe (Solarstation)

Definition

Eine Solarpumpengruppe ist das vormontierte hydraulische Zentrum einer geschlossenen, unter Druck stehenden Solarthermieanlage: Umwälzpumpe, 6-bar-Sicherheitsventil, Manometer, Durchflussmesser, Rückschlagventile sowie Füll- und Entleerungsanschlüsse in einem gedämmten Gehäuse. Sie fördert die Wärmeträgerflüssigkeit zwischen Kollektoren und Speicher mit 10–50 Litern pro Quadratmeter Kollektorfläche und Stunde, je nach Durchflusskonzept.

Welche Komponenten enthält eine Solarpumpengruppe?

Eine Solarpumpengruppe fasst alle hydraulischen, Sicherheits- und Überwachungskomponenten des Solarkreises in einer werkseitig montierten, gedämmten Wandeinheit zusammen – und ersetzt ein Dutzend einzeln verrohrter Armaturen durch zwei Anschlüsse zum Dach und zwei zum Speicher.

KomponenteAufgabe
UmwälzpumpeFördert die Flüssigkeit zwischen Kollektoren und Speicher; drehzahlgeregelt
Sicherheitsventil (6 bar)Baut Überdruck ab; bläst in einen Auffangbehälter ab
ManometerZeigt den Fülldruck an; erste Anlaufstelle bei der Leckdiagnose
Durchflussmesser (Rotameter)Stellt den Auslegungs-Volumenstrom ein und überprüft ihn
Schwerkraftbremsen / RückschlagventileVerhindern nachts die Rückzirkulation
Füll- und EntleerungsventileSpülen, Druckbefüllung und Flüssigkeitswechsel
Vor- und RücklaufthermometerSofortige Leistungskontrolle
Luftabscheider (Zweistrang-Gruppen)Entfernt Mikroblasen aus der Flüssigkeit
Anschluss für AusdehnungsgefäßKoppelt das Gefäß auf der Pumpensaugseite an

Wie wird die Pumpe geregelt, und welcher Volumenstrom ist richtig?

Der Solarregler schaltet die Pumpe nach der Temperaturdifferenz und moduliert in modernen Gruppen zusätzlich ihre Drehzahl über ein PWM- oder 0–10-V-Signal. Das Durchflusskonzept bestimmt die Einstellung: Klassische High-Flow-Anlagen fördern 30–50 L/(m²·h) Kollektorfläche für eine geringe Temperaturerhöhung, während Low-Flow-Anlagen mit 10–20 L/(m²·h) und geschichteter Beladung eine hohe erzielen; Matched-Flow-Anlagen variieren zwischen beiden. Seit August 2015 begrenzt die EU-Ökodesign-Verordnung 641/2009 den Energieeffizienzindex von Nassläufer-Umwälzpumpen auf 0,23; aktuelle Gruppen sind daher mit hocheffizienten ECM-Pumpen ausgestattet, die den Strombedarf der Umwälzpumpe gegenüber älteren Modellen mit fester Drehzahl um mehr als die Hälfte senken. Die Pumpe muss für Glykol und für Solarrücklauftemperaturen deutlich über 100 °C ausgelegt sein.

Was ist der Unterschied zwischen Einstrang- und Zweistrang-Gruppen?

Eine Einstrang-Gruppe sitzt nur im Rücklauf (kalte Leitung) und enthält Pumpe und Sicherheitsgruppe – der Vorlauf verläuft separat, was bei einfachen Trinkwarmwasseranlagen Kosten spart. Eine Zweistrang-Gruppe führt Vor- und Rücklauf nebeneinander in einer Dämmschale, ergänzt Messtechnik auf der Vorlaufseite und meist einen Luftabscheider an der heißesten Stelle des Kreises, an der gelöste Luft die Flüssigkeit am leichtesten verlässt. Kombianlagen und größere Felder werden normalerweise mit Zweistrang-Gruppen ausgeführt.

Welche Sicherheitsfunktionen sind unverzichtbar?

Drei Bauteile schützen den geschlossenen Kreis. Das 6-bar-Sicherheitsventil ist die letzte Verteidigungslinie; seine Ausblaseleitung muss in einen Behälter geführt werden, denn beim Abblasen tritt heiße Propylenglykol-Flüssigkeit aus, die aufgefangen und nicht in den Abfluss geleitet werden darf. Das Ausdehnungsgefäß, unterhalb der Gruppe auf der Pumpensaugseite angeschlossen, nimmt die Ausdehnung und das Verdrängungsvolumen bei Stagnation auf. Und die Schwerkraftbremsen müssen in beiden Leitungen gegen rückwärtige Thermosiphon-Zirkulation halten – ohne sie heizt ein warmer Speicher über die Kollektoren leise den Nachthimmel.

Wie nimmt man eine Solarpumpengruppe in Betrieb und wie wartet man sie?

Die Inbetriebnahme folgt einer festen Reihenfolge: den Kreis spülen, mit vorgemischter Flüssigkeit über die Füll- und Entleerungsventile unter Druck befüllen, den Kaltdruck je nach statischer Höhe auf etwa 1,5–2,5 bar einstellen, den Auslegungs-Volumenstrom am Rotameter justieren und entlüften, bis die Pumpe geräuschlos läuft. Danach lässt sich die Gruppe mit einem Blick kontrollieren: Manometer stabil, Volumenstrom im Bereich, Spreizung zwischen Vor- und Rücklauf bei Sonnenschein plausibel. Eine Flüssigkeitsprüfung alle 2–3 Jahre rundet die Routine ab – ein Grund, warum kompakte Gruppen etablierter Hersteller wie Solimpeks selbstverständlich zu deren Kollektorprogrammen passen.

Häufig gestellte Fragen

Welchen Druck sollte eine Solarpumpengruppe anzeigen?

Kalt etwa 1,5–2,5 bar: 0,1 bar pro Meter Höhe zwischen Gruppe und Kollektoroberkante plus etwa 0,3 bar. Im warmen Betrieb liegt die Anzeige etwas höher. Stetig fallender Druck bedeutet ein Leck, ein abblasendes Sicherheitsventil oder ein defektes Ausdehnungsgefäß.

Warum muss das Sicherheitsventil in einen Behälter abblasen?

Weil die austretende Flüssigkeit ein heißes Glykolgemisch ist, kein reines Wasser. Das Auffangen verhindert Verbrühungen und Umweltprobleme und zeigt auf einen Blick, dass ein Überdruckereignis durch Stagnation aufgetreten ist – ein Anlass, Druck und Vordruck des Gefäßes zu prüfen.

Kann jede Heizungsumwälzpumpe in einer Solarstation verwendet werden?

Nein. Die Pumpe muss Glykolflüssigkeiten und Solarrücklauftemperaturen über 100 °C vertragen, und die EU-Ökodesign-Vorgaben verlangen einen Energieeffizienzindex von 0,23 oder besser. Hocheffiziente Umwälzpumpen in Solarausführung mit PWM-Drehzahleingang sind die übliche Lösung.

Was sagt mir der Durchflussmesser tatsächlich?

Ob der Kreis seinen Auslegungs-Volumenstrom führt – zum Beispiel etwa 30–50 L/(m²·h) in einer High-Flow-Anlage. Eine Anzeige deutlich unter dem eingestellten Wert weist auf Luft im Kreis, einen verstopften Filter oder eine defekte Pumpe hin, bevor Ertragseinbußen offensichtlich werden.

Quellen & weiterführende Literatur

Über den Autor

Technik-Team von Solimpeks

Solarthermie & Anlagentechnik