Vario Heizstab mit 7 Leistungsstufen - Speziell geeignet für Photovoltaik-Anlagen - Zum Erhitzen von Wasser und anderen Medien im Durchlaufverfahren.
In diesem Durchlauferhitzer haben wir unseren erfolgreichen Photovoltaik Vario-Heizer als Heizelement integriert. Diese Kombination ermöglicht es Ihnen noch effektiver die (überschüssige) Leistung Ihrer PV-Anlage in Form von Wärme in einem Pufferspeicher einzubringen und aufzuheben. Dazu sollte über eine passende Steuerung die Leistungsstufe des PV-Vario-Heizers kontinuierlich an die eben zur Verfügung stehende Leistung der Photovoltaik-Anlage angepaßt werden.
Dafür weist der PV-Vario-Heizer 3 unterschiedliche Heizwiderstände auf:
- 500 Watt, Farbkennung: weiß, Widerstand 112 Ω
- 1.000 Watt, Farbkennung: gelb, Widerstand 56 Ω
- 2.000 Watt, Farbkennung: rot, Widerstand 28 Ω
Durch entsprechende Kombination dieser drei Elemente kann jeder Leistungswert zwischen 500 und 3.500 Watt in 500-Watt-Schritten angewählt werden. Um dies zu ermöglichen sind im PV-Vario-Heizer alle 3 Heizelemente einzeln anschließbar, wozu sie an jedem Anschluß jeweils mit einem M4 Gewinde versehen sind. Durch einen Elektriker kann so der PV-Vario-Heizer fachmännisch angeschlossen werden. Wichtig: der Nulleiter muß beim PV-Vario immer am Sternpunkt (2 Messingbrücken mit 3 x M4 Gewinde) angeschlossen werden, auch bei Betrieb an 400 V oder mit Gleichstrom!
Beim Einsatz mit Gleichspannung darf der Regler / Begrenzer nicht zum Schalten des Gleichstroms verwendet werden! Er darf lediglich für eine Steuerspannung eingesetzt werden!
Soll der PV-Vario Heizer stufenlos mit 230 V Wechselspannung von einer Elektronik angesteuert werden, können alle 3 Widerstände an der gleichen Phase angeschlossen werden, wobei der Nulleiter am Sternpunkt angeschlossen wird.
Aufbau Heizelement
Der PV-Vario-Heizer ist mit einem speziellen Einschraubheizkörper (EHK) mit 1½“ Edelstahl Außengewinde (G 1½") ausgestattet. Das Anschlußgehäuse des EHK aus Kunststoff ist nach dem Einbau in die vom Kunden gewünschte Position drehbar. Die drei unterschiedlichen Heizwiderstände des Einschraubheizkörpers haben 500, 1.000 und 2.000 Watt Heizleistung. Durch die spezielle Bauform der einzelnen Heizelemente weist der PV-Vario-Heizer trotz der hohen möglichen Heizleistung nur eine Einbautiefe von 450 mm auf. Im Auslieferungszustand sind zwischen den drei Heizwiderständen an der einen Anschlußseite zwei Brücken eingeschraubt (Sternpunkt). Zum vorgesehenen Betrieb mit unterschiedlichen Heizstufen wird an diesen Brücken der Nulleiter (N) mit angeschlossen.
Der am Stellknopf einstellbare Regelbereich geht in der Standardausführung von 0 - 85 °C. Der Temperaturbegrenzer schaltet bei einer Fühlertemperatur von 108 °C ab und muß von Hand zurückgesetzt werden. Der Begrenzer ist eigensicher, das heißt, daß er auch die Stromzufuhr unterbricht, wenn das hydraulische Fühlersystem leck wird (die Kapillare beschädigt ist).
Einbauhinweise
Bei der Montage des PV-Vario-Heizers ist darauf zu achten, daß eine vollständige Entlüftung des Systems durchgeführt wird. Im System vorhandene Lufteinschlüsse können zur Überhitzung der Heizelemente und damit zur Zerstörung des PV-Vario-Heizers führen.
Die Temperaturwerte am Reglerknopf sind Richtwerte. ist durch geeignete Messungen zu ermitteln. Ist trotz vorhandener Schutzmaßnahmen ein Trockengang eingetreten (Temperaturbegrenzer ausgelöst), muß die Ursache behoben werden. Nach Abkühlung des DLE und Freischaltung vom Stromnetz kann durch Entfernen des Gummistopfens an der Schutzkappe der Begrenzer zurückgesetzt werden. Dazu muß mittels eines Schraubendrehers o.ä. durch die Öffnung gedrückt werden, bis ein deutliches Schaltgeräusch zu hören ist. Das Auswechseln einer defekten Regler / Begrenzerkombination ist bei gefülltem Behälter möglich. Den Regler können Sie als Ersatzteil über uns beziehen.
Der maximale Betriebsdruck darf 6 bar nicht überschreiten.
Die Edelstahlausführung gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit und lange Lebensdauer bei sachgemäßem Einsatz. Wichtig ist dabei, bei Nutzung an Frischwasser Edelstahl niemals in direkte elektrisch leitende Verbindung mit normalem Stahl bzw. Eisen zu bringen, da der Edelstahl in Anwesenheit von Wasser und Sauerstoff Lochfraß bekommt. Bei inertem ("totem") Heizungswasser gibt es keine Probleme.
Bei der Montage der Anschlußrohre sind flexible Anschlußleitungen vorzuziehen, um mechanische Spannungen in den Rohrleitungen zu vermeiden. Der Einbau ist horizontal und vertikal zulässig. Es muß aber auf gute Entlüftung geachtet werden! Der horizontale Einbau ermöglicht bei Schwerkraftbetrieb ein Aufheizen des gesamten Speichers, wenn der DLE am Boden montiert wird. Dabei ist eine leichte Steigung von 3 - 10° Richtung Auslauf von Vorteil. Idealerweise wird der DLE an einer Wand angeschraubt, so daß der Auslauf nach oben und der Zulauf nach unten zeigt.
Der
PV-Vario-Heizer darf ausschließlich von einem Fachmann installiert werden, der für die Einhaltung der bestehenden Normen und Installationsvorschriften verantwortlich ist.
Wichtig: der Nulleiter muß beim PV-Vario immer am Sternpunkt (2 Messingbrücken mit 3 x M4 Gewinde) angeschlossen werden, auch bei Betrieb an 400 V oder mit Gleichstrom (ohne Wechselrichter)!
Am Stellknopf ist die Abschalttemperatur einstellbar.
1. Regelbereich 30°C (±5) bis 85 °C (±3), Begrenzer 108 °C (-9) (Frostschutz ab ca. +5 °C)
Achtung: Die Schalthysterese kann bis zu 20 K betragen!
Für eine bessere Regelgenauigkeit empfehlen wir, die Heizelemente über eine elektronische Temperaturregelung anzusteuern.
- Spezifische Heizleistung der Heizelemente: ca. 8 W/cm² Heizstaboberfläche
- Betriebsdruck max.: 6 bar
- Prüfdruck: 10 bar
- Material Heizelement: Edelstahl 2.4858
- Material Edelstahlrohr und Heizerkopf im Rohr: Edelstahl 1.4301
- Material Dichtung zwischen Gehäuse und Einschraubheizkörper: EPDM (O-Ring)
- Schutzart: IP 54
- Leistungstoleranz: +5% bis -10%
Einsatz und Vorteile von Durchlauferhitzern
Durchlauferhitzer eignen sich hervorragend zur direkten Beheizung und Erwärmung von verschiedenen Flüssigkeiten, speziell in Pufferspeichern. Der Durchlauferhitzer (DLE) besteht aus einem Vierkantrohr aus Edelstahl mit Ein- und Auslaufstutzen sowie einer Entlüftung. Für den variablen Einsatz mit Photovoltaik-Anlagen (PV) müssen die drei Heizwiderstände von einem Fachmann so angeschlossen werden, daß sie einzeln angesteuert werden können. Die einzelnen Anschlußenden der Heizwiderstände haben ein M4 Gewinde, so daß die Installation über Ringkabelschuhe erfolgen kann. Alle drei Anschlüsse der Heizwiderstände müssen über die eingebaute Regler- / Begrenzerkombination geführt werden, so daß alle drei Leiter abgeschaltet werden. Der Neutralleiter muß an der doppelten Brücke angeschraubt werden (Sternpunkt). Die separate Ansteuerung der drei Heizelemente ermöglicht bei unserem Photovoltaik Vario-Heizer die Auswahl einer Leistung von 0,5 kW bis 3,5 kW in Stufen von 500 Watt nach Bedarf bzw. der jeweils anfallenden (überschüssigen) PV-Energie. Dies ermöglicht es, die Heizleistung an das Angebot der PV-Anlage anzupassen. Werden zwei oder mehrere der Heizwiderstände in Serie geschaltet, so können auch Leistungen bis hinunter zu 290 Watt erzielt werden..
Der Betrieb des Durchlauferhitzers ohne Pumpe ist immer dann möglich, wenn dieser unten an einem Pufferspeicher montiert ist und das erwärmte Wasser über Schwerkraft / thermischen Auftrieb oben in den Speicher eingeleitet wird. Dabei ist auf ausreichenden Leitungsquerschnitt und eine direkte, aufsteigende Leitungsführung zu achten. Sobald der Auftrieb nicht mehr ausreicht, schaltet das eingebaute Thermostat bei erreichen der eingestellten Temperatur ab.
Ist eine Installation mit thermischem Auftrieb nicht möglich, ist eine Umwälzpumpe einzubauen. Am Auslauf erhalten Sie dann je nach gewählter Leistungsstufe und dem Volumenstrom, erwärmtes Wasser. Über eine Drehzahlregelung der Pumpe kann die Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausgang (Spreizung) je nach Ihrer Anwendung oft genau genug gesteuert werden. Meistens ist aber beim Einsatz einer Pumpe die Anbindung mit einer thermostatischen Festwertregelung ähnlich einer Rücklaufanhebung nötig, damit die Pumpe den Speicher nicht "durchrührt". Auf diese Weise erhalten Sie immer die gewünschte Wassertemperatur, was speziell von Vorteil ist, wenn Brauchwasser erwärmt werden soll, aber von der Photovoltaikanlage unterschiedliche Leistungen angeboten werden.
Meistens werden elektrische Heizstäbe direkt in Pufferspeicher eingeschraubt. Im Allgemeinen ist dies auch eine recht zufriedenstellende Lösung. Doch da die Heizstäbe nur das Wasservolumen im Speicher oberhalb der Einschraubposition erwärmen können (warmes Wasser steigt auf; das kalte Wasser unterhalb kann so nicht erwärmt werden), muß der Heizwiderstand ganz unten montiert werden, soll der ganze Speicher aufgeladen werden können. Dies hat große Nachteile: das am Heizwendel stark erhitzte Wasser steigt im Speicher auf, wobei es sich auf der langen Wanderung bis oben im Speicher laufend mit dem kälteren Wasser mischt und dabei stark abkühlt, so daß zunächst nur lauwarmes Wasser oben ankommt und somit zur Verfügung steht. Um so höher der Speicher ist, um so stärker ist dieser negative Effekt und um so länger muß geheizt werden, bis der Speicherinhalt eine nutzbare Temperatur erreicht hat. Beim Aufladen wird dabei das gesamte Wasservolumen nahezu gleichzeitig aufgeheizt und der positive Effekt einer Einschichtung fast völlig verhindert.
Durch den Einsatz eines außen montierten Durchlauferhitzers wird das erzeugte heiße Wasser mit voller Temperatur gezielt oben in den Speicher eingeschichtet! So steht von Anfang an nutzbares heißes Wasser zur Verfügung und die Schichtladeeigenschaft des Wassers wird optimal ausgenutzt. Sie erhalten auf diese Weise mit relativ kleinem Energieeinsatz eine maximale Menge an nutzbarer Wärmeenergie in das Speichermedium.
In den meisten Fällen ist ein Einbau ohne zusätzliche Umwälzpumpe möglich, da das erwärmte Wasser durch die Schwerkraft zirkuliert.
Aufbau
Unsere Durchlauferhitzer sind mit Einschraubheizkörpern (EHK) mit 1½“ Außengewinde (G 1½) ausgestattet. Die Heizelemente der Durchlauferhitzer sind im Schraubkopf aus Edelstahl mit Nickel Basislot unter Schutzatmosphäre eingelötet. Das Anschlußgehäuse des EHK ist nach dem Einbau in die vom Kunden gewünschte Position drehbar.
Der Einsatz des PV-Vario-Heizers ist mit Wasser (Frischwasser nur bedingt), Glykolgemisch, wasserähnlichen Flüssigkeiten oder dünnflüssigen Medien bis 95 °C möglich. Dabei muß vor allem auf ausreichende Wärmeabgabe des Heizelements an das Medium gesorgt werden, um eine Überhitzung zu vermeiden. Eventuell ist eine Pumpe zu verwenden, um ausreichend Durchströmung zu erzielen. Der Betrieb mit Schwerkraftzirkulation durch einen entsprechenden Einbau ist vorzuziehen.
Der Einsatz mit anderen Medien als Wasser und Glykolgemisch geschieht auf eigenes Risiko.
Der Einbau darf nur von waagerecht (bei Schwerkraftbetrieb 5° - 10° ansteigend) bis 180° senkrecht mit dem Anschlußkopf nach unten zeigend erfolgen (Entlüftung!). Max. Wasserhärte 14 °dH. Aggressive Inhaltsstoffe sind nicht zulässig. Eine vollständige Entlüftung muß sichergestellt werden. Der Hersteller übernimmt keine Gewährleistung für Schäden, die durch Korrosion der medienberührten Teile, Verkalkung oder Verschmutzung der Heizstäbe sowie unsachgemäßen oder zweckentfremdeten Einsatz entstehen.
Hinweis: Der elektrische Anschluß darf nur von einer Elektrofachkraft (nach VDE 0100) erfolgen.
