Röhrenkollektor & Vakuumröhrenkollektor

Der Röhrenkollektor, oder auch Vakuumröhrenkollektor, wird in der Solarthermie immer häufiger verwendet und ist ähnlich aufgebaut wie ein Flachkollektor. Ein Vakuumröhren­kollektor ist jedoch teurer als ein Flachkollektor. Allerdings wird einer der größten Nach­teile des Flachkollektors geschickt umgangen und der Röhrenkollektor gewinnt eine größere Effektivität.
Dieser Artikel wurde von
Thorben Frahm für www.Heizungsfinder.de verfasst.
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HeizungenSolarthermieKollektorenRöhrenkollektor

Röhrenkollektor: mehr Wärme durch Unterdruck

Bei einem Flachkollektor entstehen in der thermischen Solaranlage hohe Wärmeverluste durch Luftbewegungen vom Absorber zur Außenhaut. Entfernt man die Luft aus dem Kollektorkasten, reduziert man diese Verluste stark. Diese Technik kann man mit dem System einer Thermoskanne vergleichen; auch dort entsteht ein Unterdruck.

Der Wirkungsgrad bei einem Vakuumröhrenkollektor, oder einfach nur Röhrenkollektor, ist daher bis zu 30 Prozent höher als der des Flachkollektors, allerdings müssen auch die Preise der Röhrenkollektoren berücksichtigt werden, denn ein Vakuumröhrenkollektor ist in der Regel teurer als ein Flachkollektor.

Vakuumröhrenkollektor mit Heatpipe
Bild: Viessmann Werke

Röhrensysteme im Vakuumröhrenkollektor

Ein Röhrenkollektor besteht aus gläsernen zusammengefassten Röhren, die auf einem Rahmen angebracht werden. Die Röhrenform ist erforderlich, weil aufgrund des starken Vakuums, auch "Hochvakuum" genannt, eine massive Druckbelastung am Vakuumröhrenkollektor entsteht. Bei einem Vakuumröhrenkollektor unterscheidet man zwischen der direkt durchströmten Röhre, der Heatpipe und der Sydney-Röhre.

Beim Heatpipe-System befindet sich ein Rohr im Solarthermie Kollektor, welches meistens mit Alkohol gefüllt ist. Wenn die Flüssigkeit verdampft, steigt diese nach oben und gelangt in einen Wärmetauscher, der die Wärme an die Trägerflüssigkeit vom Röhrenkollektor überträgt. Der Dampf wird dadurch gekühlt und bewegt sich durch das Rohr wieder nach unten.

Eine Sydney-Röhre ist doppelwandig. Das Vakuum befindet sich zwischen einem inneren und einem äußeren Glasrohr, welche an den Enden miteinander verbunden sind. Das innere Glasrohr enthält die Wärmeträgerflüssigkeit und dient als Absorber.

Bei einer direkt durchströmten Röhre strömt das Wärmeträgermedium, welche die Wärme vom Vakuumröhrenkollektor zum Speicher transportiert, in einem U-förmigen Rohr auf der einen Seite des Absorbers in die Röhre ein und auf der anderen Seite wieder hinaus. Aufgrund von Problemen mit Undichtigkeiten wird dieser Röhrentyp heutzutage in der Solarthermie nur noch selten verwendet.

Der Absorber minimiert Wärmeverluste im Vakuumröhrenkollektor

Der Absorber vom Solarthermie Röhrenkollektor, welcher die Wärme aus den Sonnenstrahlen gewinnt, ist als Streifen in den einzelnen Röhren angebracht. Um den Ertrag des Absorbers zu erhöhen, wird bei einem Röhrenkollektor außerdem meistens ein Reflektor aus Aluminium auf der Rückseite des Gehäuses montiert. So wird die Sonneneinstrahlung auf die Rückseite des Absorbers erhöht.

In der Solarthermie besteht der Absorber bei direkt durchflossenen Röhren und Heatpipe-Vakuumröhren meistens aus Blech; bei Sydney-Röhren ist der Absorber vom Vakuumröhrenkollektor aus Glas. Der Röhrenkollektor wird nicht mit Solarglas, sondern mit transparentem Borsilikatglas abgedeckt. Da dieses Glas verhältnismäßig dick ist, ist es auch bei hohen Temperaturunterschieden und hohen Belastungen stabil.

Als Gehäuse wird bei einem Röhrenkollektor nur die Halterung für die Röhren bezeichnet. Diese besteht meistens aus Aluminium oder Kunststoff. Die Rohre, die den Wärmeträger transportieren, leiten die Wärme dann vom Vakuumröhrenkollektor zum Speicher.

Ob Röhrenkollektor oder Flachkollektor - der Fachmann hilft Ihnen bei der Auswahl des geeigneten Systems. Im Vakuumröhrenkollektor Test haben wir Informationen
zum qualitätsbewussten Kauf von Solarthermie Kollektoren
zusammengestellt.

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Erfahrungen & Fragen zum Thema Röhrenkollektor

Vakuum Röhrenkollektor: Wasser wird nicht warm genug erhitzt

Wir haben seit 5 Jahren eine Solar Vakuumröhre HP65 für Warmwasser. Das Problem ist schon immer, dass das Wasser nie so richtig heiß geworden ist, wenn die Sonne nicht scheint. Aktuell erreicht das Wasser sogar nur noch eine Temperatur von etwa 40 Grad, die dann aber konstant bleibt. Was könnte da die Ursache sein ? Der Kessel wird noch mit Gas erhitzt bei zu wenig Sonne. Ist vielleicht der Fühler defekt?
Antwort von Rolf Schlechter Haustechnik GmbH

Also , keine Sonne kein Ertrag , wenn die Kollektoren nicht richtig ausgerichtet sind , geht der Wirkungsgrad in den Keller .
Des weiteren kann die Anlage auch falsch eingelitert sein , bzw. Fehler in der Installation vorliegen , bei starker Sonneneinstrahlung sollte die Anlage in jedem Fall höhere Temperaturen erzielen . Wartung und Pflege sind auch ein Faktor . Auch Solaranlagen müssen jährlich gewartet werden . Isolation der Verrohrung , kann auch eine Fehlerquelle darstellen . Unbedingt einen Fachmann kommen lassen .

Solarthermische Vakuumröhrenkollektoren horizontal montieren?

Können Solarthermische Vakuumröhrenkollektoren horizontal auf ein Flachdach angebracht werden? Welche Wirkungsgraddifferenz würde sich daraus ergeben. (Röhren in Ost-Westausrichtung und nach Süden gedreht ausgerichtet)?
Antwort von Peters Sanitär und Heizung

Guten Tag

bei Ihrer Frage stellt sich mir als erstes die Frage:
"Was für einen vernünftigen Sinn könnte es machen Solarkollektoren in die horizontale Lage zu bringen?"

Die sinnvollste Lage für Solarkollektoren ob Fläche oder Röhre sind oder ist in Richtung Süden im Winkel von 34° (mittlerer Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche)

Wenn ich also einen Kollektor senkrecht stelle oder waagerecht lege habe ich in jedem Fall eine schlechtere Leistungsabgabe.
Wichtig ist dabei in erster Linie, dass die Wärmeträgerflüssigkeit ungehindert fließen kann und sich kein Luftsack bilden kann und bei Ausgasung durch Überhitzung die Gase aus dem Kollektor heraus zum Entlüfter strömen können.

Mit freundlichen Grüßen
Guido Peters

Fa.Peters Sanitär und Heizungstechnik

Sind Vakuum-Röhrenkollektoren oder Flachkollektoren besser?

Solarthermie zur Heizungsunterstützung ist geplant. Rechnen sich die Mehrkosten für die effizienteren Vakuum-Röhrenkollektoren gegenüber den Flachkollektoren mit schlechterem Wirkungsgrad? Platzbedarf auf dem Dach spielt keine Rolle.
Antwort von SPAR DIR ENERGIE

Grundsätzlich ist Solarthermie nicht mehr empfehlenswert, da wirtschaftlich nicht darstellbar. Besser PV Anlage mit Speicher oder wechsel des Energieträgers, im Idealfall mit umfangreicher Sanierung. Damit wird die Gebäudeheizlast so weit reduziert, dass Sie auf Dauer wesentlich mehr sparen. Wenn Sie es genau wissen wollen sollten Sie eine ausführliche Energieberatung durchführen lassen. Dann haben Sie recht gute Zahlen auf dem Tisch und eine fundierte Basis für weitere Endscheidungen.

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