Solardusche 1

 

Ein völlig "unelektronisches" aber physikalisch trotzdem interessantes und praktisches Projekt möchte ich hier kurz vorstellen. Es handelt sich um eine kleine Solarthermieanlage, geeignet um in den warmen Jahreszeiten ca. 18l warmes oder auch heißes Wasser zum Duschen im Garten oder Wochenendgrundstück zu bereiten. Dieses kleine Solarheizwerk kostet weniger als 100€ und ist an einem Tag installiert. Im Vergleich zu konventionellen Solarthermieanlagen, deren Kernstück ein großer Speicher ist, funktioniert diese Anlage nach dem Durchflussprinzip. Aufgrund der Geometrie und Verschaltung der Kollektoren, kann man fast das gesamte Volumen mit gleichbleibend hoher Temperatur nutzen, weil nur geringe Verwirbelungen mit dem nachdrückenden Kaltwasser entstehen. Hier Aufbau und Funktionsweise kurz erklärt:

Die vier Kollektoren bestehen aus jeweils 2 in Reihe geschalteten, gewebearmierten 1/2" Gartenschläuchen. Die Verbindung erfolgt über 12mm-Kupferrohrstücke und Schlauchklemmen aus Edelstahl. Die Schläuche werden in Schneckenform gerollt . Das bewirkt geringe Strömungsverluste und eine optimale Flächenausnutzung. Ein idealer Standort ist eine sonnenbeschienene ebene Fläche wie z.B. ein Flachdach. Aus zwei Kupferrohren mit 15mm Durchmesser und je 1,20m Länge lötet man sich zwei identische Wasserverteiler zusammen. Einer bildet den Vorlauf. Er wird mit dem Kaltwasser aus der Wasserleitung gespeist. Das zweite Verteilerrohr, der Rücklauf, sammelt das erwärmte Wasser und leitet es an den Duschkopf weiter. Die Konstruktion ist den nachfolgenden Bildern zu entnehmen.

 

Anbindung der Schläuche an die Wasserverteiler Kalt- und Warmwasseranschluss über Schlauchsteckverbindersystem

Für die Schlauchanschlüsse werden Cu-T-Stücke in die Rohre eingelötet. Die seitlichen Abgänge werden mit Lötübergangsnippeln von 15/12mm verjüngt. Darauf werden die Schläuche gesteckt und mit Schlauchschellen fixiert. Die Rohrenden werden mit Blindkappen verschlossen. Der Zusammenschluss der vier Kollektoren erfolgt sozusagen in einer Parallelschaltung. Ein Ende (welches ist egal) wird jeweils am Vorlaufverteiler, das andere Ende am Rücklauf angeschlossen. Das einfließende Kaltwasser wird auf die vier Solarkreise gleichmäßig verteilt. Das hat zur Folge, dass die Fließgeschwindigkeit auf 1/4 der Zulaufgeschwindigkeit reduziert wird. Das bewirkt eine annähernd laminare Strömung in den Schläuchen, ohne Verwirbelungen. Die beiden Verteilerrohre lassen sich zweckmäßigerweise mittig zwischen jeweils 2 Kollektoren platzieren. Mit zwei oder drei Heizungsrohr-Doppelschellen können sie zu einer Einheit zusammengesteckt werden.
Die Wasseranschlüsse von der Wasserleitung und zum Duschkopf erfolgt ebenfalls über Gartenschläuche mit entsprechenden Kupplungen. Dazu sind die unverschlossenen Rohrenden mit passenden Löt-Übergangsnippeln auf 1/2" oder 3/4" Gewinde auszustatten. Bei Anlagen, die auf dem Dach montiert sind, müssen der Zulaufschlauch mit einer Wasser-Stop-Kupplung und der Duschkopf mit einem Verschlussventil ausgestattet sein, damit sich die Anlage nicht selbst entleert, wenn sie vom Wasserhahn getrennt wird. Als Duschkopf habe ich mir eine Brause zur Pflanzenberegnung aus der Gartenabteilung eines Baumarktes besorgt. Dieser Regner hat  vorteilhafterweise ein Verschlussventil integriert und zudem einen standardisierten Steckanschluss für Gartenschläuche.


Ist alles zusammengebaut, kann es an die Inbetriebnahme gehen. Dazu wird das Ventil am Brausekopf und der Wasserhahn geöffnet. Wenn das Wasser gleichmäßig aus dem Duschkopf austritt, können beide Ventile geschlossen werden. Jetzt muss man nur abwarten, bis sich das Wasser durch die Sonnenstrahlen erwärmt hat und das kann ziemlich schnell gehen. Meine Befürchtungen, dass die Schläuche dabei platzen könnten, weil ja beide Zugänge gesperrt sind, haben sich nicht bestätigt. Die Elastizität der Schläuche ist offensichtlich groß genug, um die Ausdehnung des erwärmten Wassers zu kompensieren. Es sollte in jedem Fall immer erst der Wasserhahn und erst einige Sekunden später das Ventil an der Dusche geschlossen werden! So kann sich der Leitungsdruck in den Schläuchen abbauen. Das zeigt sich daran, dass die Dusche noch etwas nachläuft. Beim Öffnen ist in umgekehrter Reihenfolge zu verfahren. Der Einbau eines Überdruckventils wäre aber sicher die bessere Lösung. Bei Anlagen, die in Bodennähe installiert sind und damit tiefer liegen als der Duschkopf, kann natürlich auf das Duschkopfventil verzichtet werden. Damit ist die Solaranlage drucklos und die angestellten Betrachtungen gegenstandslos.

Die Anlage funktioniert sehr zuverlässig und kann auch im Winter draußen verbleiben. Ich empfehle die Kollektoren aber nach längeren Stillstandszeiten auch gründlich durchzuspülen. Der einzige Nachteil besteht in der momentanen Lösung darin, dass die Wassertemperatur nicht regelbar ist. Sie kann an sonnigen Tagen im Hochsommer extrem hoch sein kann. Es ist also in jedem Fall Vorsicht angeraten, damit man sich nicht verbrüht! Es wäre aus diesem Grund zu überlegen, die Anlage über eine drucklose Mischbatterie zu betreiben.