Service:Eine wesentliche Voraussetzung für die ganzjährige Beheizung und Warmwasserbereitung sind Speicher, die den sommerlichen Wärmeüberfluss für den winterlichen Bedarf aufnehmen können. Wasserspeicher sind dafür prinzipiell geeignet. Sie müssen allerdings sehr groß ausgelegt sein, was zu entsprechend hohen Kosten und damit zu einem unwirtschaftlichen Betrieb führt. Möglicherweise bieten andere Speichersysteme (z.B. »› thermochemische Speicher) hier einen Ausweg. Ein niedriger Heizwärmebedarf≡Heizwärmebedarf≡
Der Heizwärmebedarf ist die errechnete Wärmemenge, die dem zu beheizenden Raum, der Raumzone bzw. dem Gebäude zusätzlich zu den Wärmegewinnen aus dem Fremdenergieeinfluss (Sonne und Abwärme von Personen und Geräten) zugeführt werden muss, um die Innen-Solltemperatur zu halten. Der Heizwärmebedarf muss durch Einsatz eines Energieträgers durch Umwandlung in einem Heizgerät bereitgestellt werden (Heizenergiebedarf)., d.h. also gute Wärmedämmung≡Wärmedämmung≡
Eine Wärmedämmung mindert den Wärmestrom von der warmen zur kälteren Seite eines Bauteiles. Dazu werden Stoffe mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit (Wärmedämmstoff) als Schicht zwischen Warm und Kalt eingebracht. Eine sehr gute Wärmedämmung wird mit einem Vakuum erzielt (Thermoskanne). Auch ruhende Luft dämmt den Wärmefluss sehr gut. Um eine hohe Wärmedämmwirkung zu erzielen, dürfen Wärmedämmstoff(e) nicht durchströmt werden und eine bestimmte Einbaudicke nicht unterschreiten., führt zwangsläufig auch zu geringerem Speicherbedarf.
Eine weitere Voraussetzung für die Nutzung niedertemperierter Wärme - also Solarwärme - ist eine große Heizfläche für die Wärmeverteilung≡Wärmeverteilung≡
Benötigte Raumwärme muss nicht nur erzeugt, sondern auch bedarfsgerecht verteilt werden. Am Einfachsten lässt sich diese Aufgabe mittels Plattenheizkörper erfüllen. Man kann ebenso Flächenheizungen, wie eine Fußbodenheizung, eine Wandheizung oder eine Deckenheizung einsetzen oder auch die Randheizleiste nutzen. Je nach System wird für die Wärmeverteilung Heizungswasser als Wärmeträger unterschiedlicher Temperatur benötigt. Niedrigtemperierte Verteilungsysteme haben Vorteile bei der Nutzung von Wärmeerzeugern, die bei tiefen Temperaturen höchste Nutzungsgrade erzielen (Wärmepumpe, Solar, Brennwerttechnik). Daher ist eine Fußbodenheizung oder Wandheizung notwendig.
Anforderungen an Kombispeicher
- verschiedene Wärmeerzeuger≡Wärmeerzeuger≡
Ein Wärmeerzeuger ist ein zentrales Element einer Heizungsanlage. Hier wird meist durch Verbrennung eines Energieträgers Wärme in der gewünschten bzw. benötigten Menge erzeugt und an das Wärmeverteilungssystem übergeben. Moderne Wärmeerzeuger wie z.B. Brennwertgeräte, Holzvergaserkessel oder Pelletskessel besietzen einem hohen Wirkungsgrad. Auch die Wärmepumpe, bei der mit Hilfe einer speziellen Kompressionsmaschine aus niedrig temperierter Umweltwärme höher temperierte Nutzwärme erzeugt wird, ist ein Wärmeerzeuger. liefern diskontinuierlich anfallende Wärme an den Kombispeicher (Holzkessel, BHKW≡BHKW≡
BHKW ist die Abkürzung für Blockheizkraftwerk, einer Anlage mit Wärme-Kraft-Kopplung. Dabei treibt eine Verbrennungskraftmaschine (z.B. ein Diesel- oder ein Otto-Motor) einen Generator. Bei diesem Prozess entsteht Wärme und Strom in einem Verhältnis von 60/40 %., Solaranlage usw.) - Wärmeerzeuger deren Wärmeabgabe verlustfrei geregelt werden kann sollte nicht unbedingt über den Kombispeicher geschickt werden (z.B. modulierende Gas-Brennwertheizkessel)
- vom Speicher ausgehend wird die Wärmeverteilung organisiert
Bei einfachen Kombi-Speichern wird der gesamte Speicherinhalt auf jene Temperatur gebracht, die als Führungsgröße≡Führungsgröße≡
Die Führungsgröße ist ein Fachbegriff aus der Regelungstechnik. Gemeint ist der vorgegebene oder voreinstellbare Vergleichswert einer Regeleinrichtung. Bei einer witterungsgeführten Vorlauftemperaturregelung dient z. B. die gemessene Außentemperatur als Führungsgröße zur Ermittlung der erforderlichen Heizwassertemperatur. Für die thermostatische Regelung eines Warmwasserspeichers stellt die voreinstellbare Solltemperatur (Wunsch) die Führungsgröße dar. dient, meist für die Warmwasserbereitung, höchstes Temperaturniveau. Wird diese Temperatur unterschritten, wird nachgeheizt.
Nachteile:
- Die Speicherkapazität für Energie≡Energie≡
Energie ist die Fähigkeit eines Energieträgers eine physikalische Arbeit zu verrichten. Sie kann die Wohnung oder Wasser erwärmen, Licht erzeugen, einen Motor drehen, einen Zug bewegen usw.. Angegeben wird die Energiemenge in kWh oder Joule. mit niedriger Temperatur (z.B. aus der Solaranlage) wird stark eingeengt - Durch das hohe Temperaturniveau sind die Abstrahlungsverluste≡Abstrahlungsverlust≡
Der Abstrahlungsverlust entsteht bei Wärmeerzeugern (Heizkesseln, Thermen) durch Abstrahlung von Wärme höher temperierter Oberflächen (z.B. Brenneroberflächen, Kesseltüren) in den Aufstellraum. Der Abstrahlungsverlust reduziert sich mit sinkender Kesselwassertemperatur und verbesserter Wärmedämmung des Kessels, aber auch durch optimierte konstruktive Details, geringe Stillstandszeiten, eine sorgfältige leistungsseitige Dimensionierung des Kessels sowie durch Leistungsmodulation. Der Abstrahlungsverlust moderner, gut gedämmter Heizkesesel liegt unter 2%. des Speichers und der Rohrleistungen hoch - Abhilfe schaffen Schichtenspeicher≡Schichtenspeicher≡
Bei einem Schichtenspeicher für Warmwasser- oder Heizungswasser wird durch eine besondere Konstruktion und/oder den Einsatz von außenliegenden Wärmetauschern erreicht, dass das Wasser sich entsprechend seinem Temperaturniveau im Speicher in unterschiedlicher Höhe "einschichtet". So kommt es nicht zur Durchmischung von Wasser auf eine insgesamt niedrigere Durchschnittstemperatur. Ausgenutzt wird dabei die physikalische Eigenschaft, dass Wasser je nach Temperatur eine unterschiedliche Dichte besitzt, also schwerer oder leichter ist. mit unterschiedliche Temperaturzonen.
Gütemerkmale für Schichtenspeicher
- Bildung von Temperaturschichtungen≡Temperaturschichtung≡
Die Temperaturschichtung ist eine Folge des Dichteunterschiedes von unterschiedlich warmem Wasser oder warmer Luft. Wärmeres Wasser bzw. wärmere Luft ist leichter als kälteres Wasser bzw. kältere Luft. Unterschiedlich temperiertes Wasser befindet sich z.B. in einem Speicher auf verschiedenen Ebenen (in Schichten), sofern es nicht auf mechanische Art und Weise vermischt wird. Um möglichst hohe Erträge einer Solaranlage zu erzielen, ist eine Schichtung im Solarspeicher anzustreben (spezielle Schichtenspeicher). - Stabilität der Temperaturschichtung bei Ein- und Ausladevorgängen
Notwendiges Anlagenkonzept
- geringe Systemtemperaturen
- hohe Temperaturspreizungen≡Temperaturspreizung≡
Mit Temperaturspreizung bezeichnet man die Temperaturdifferenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur des Heizungswassers. Eine etwa gleiche Temperaturspreizung von 10 bis 20 Grad über jedem Heizkörper ist einen Hinweis auf einen funktionierenden hydraulischen Abgleich. - geringe Strömungsgeschwindigkeiten (low-flow)
- sehr große Wärmetauscher≡Wärmetauscher≡
Ein Wärmetauscher (auch Wärmeübertrager) ist ein Gerät, das Wärme eines Mediums an ein anderes oder das gleiche Medium übertragen kann, ohne dass sich die Medien dabei vermischen. Wärmetauscher findet man u. a. in Warmwasserspeichern in Form von gewickelten Rohren oder Rohrbündeln zur Übertragung der Heizwasserwärme an das Trinkwasser. In Be- und Entlüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung werden z. B. Kanalwärmetauscher zur Entwärmung der Abluft und Übertragung der Wärme an die kältere Zuluft eingesetzt. notwendig, hoher Materialeinsatz - hohe Umgebungstemperatur
- rasche Zerstörung der Schichtung nach Zapfung (abgekühltes wasser sinkt nach unten wärmere Schichten unterhalb des Wärmetauschers steigen nach oben)
- Verringerung der verfügbaren Speicherwärme
Tank-im-Tank-Speicher
Vorteil: hohe Warmwasser-Schüttleistung bei gleichmäßiger Temperatur
Nachteil: lange Aufheizzeiten wegen geringer Wärmeübertragungsleistung (Speicherwandung nicht überall im heißesten Bereich)
Problem: Zur Zeit keine deutsche oder internationale Norm zur Vermessung von der Leistungsdaten von Kombispeichern
