Eisspeicher-Technik bei Wärmepumpen
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Viessmann Eispeichersystem Ein neues Versorgungskonzept Referent Rainer Gutensohn © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik FWS Tagung 11/2012 FWS Tagung 11/2012 Gtn 1 Produkt Manager WP CH FWS Tagung 11/2012 Gtn 2 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik FWS Tagung 11/2012 Eisspeicher Das kennen wir… Wärmepumpe Eisspeicher Alternativen wenn Erdsondenbohrungen nicht möglich sind… Quelle: verschiedene Hersteller FWS Tagung 11/2012 Gtn 3 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Alternative Primärquellen … FWS Tagung 11/2012 Gtn 4 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Wärmepumpe Eisspeicher Kopplung Wärmepumpe mit der Sonne bessere Fragen - liefern bessere Antworten Wie kann man die Wärme des Sommers für den nächsten Winter nutzen - und umgekehrt ? Wie kann man die Wärme des Tages für die Wie kann man die Wärme und Kälte einer Wärmepumpe gleichermaßen nutzen ? Indem man Wärme und Kälte speichert ! © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik nächste Nacht nutzen - und umgekehrt ? bessere Fragen - liefern bessere Antworten Während andere Speicherkonzepte Wärme auf hohem Temperaturniveau speichern, schlägt SolarEis einen anderen Weg ein: SolarEis speichert Energie verlustfrei auf In einem unterirdisch eingebrachten Speicher. Sicher, wirtschaftlich und umweltfreundlich. © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik niedrigem Temperaturniveau. Nutzung mehrerer unterschiedlicher Quellen Solarkollektoren - Luft Luftabsorber - Erdreich Oberfläche Speicher Energienutzung in der Zeit ohne Energieeintrag: - Kristallisationsenergie FWS Tagung 11/2012 Gtn 7 -Sonne © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Energieeintrag in das System FWS Tagung 11/2012 Gtn 8 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Lagerung bis wir es benötigen.. Warum ein neues System? Wenn Genehmigung von Erdwärmebohrungen nicht möglich Zugänglichkeit für Borgeräte nicht möglich Nutzung von Abwärme aus der Anlage FWS Tagung 11/2012 Gtn 9 Bohrtiefenbegrenzungen Platzverhältnisse © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Geologie keine Bohrung zulässt FWS Tagung 11/2012 Gtn 10 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Das System im Überblick Heizen mit Eis Primärquellenspeicher als Alternative zu Erdsonde und Erdkollektoren FWS Tagung 11/2012 Gtn 11 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Prinzip Wärmepumpe Eisspeicher Physikalische Grundlagen - Nutzung der Latentwärme Quelle : Viessmann Planungshandbuch FWS Tagung 11/2012 FWS Tagung 11/2012 Gtn 12 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik 80 FWS Tagung 11/2012 Gtn 13 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Heizen mit Eis Prinzipschema … das ist neu SolarEis Speicher – das System Umweltenergie aus Lufttemperatur und Solareinstrahlung werden durch den Solar-Luft Absorber der Wärmepumpe und dem Eisspeicher zur Verfügung gestellt Eisspeicher dient als Primärquelle für die Wärmepumpe vereist von innen nach außen © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Eisspeicher erhält Energie aus dem Solar-Luft Absorber und dem Erdreich Vitocal 300 Serie : durch elektron. Expansionsventil optimale Aussteuerung unterschiedlicher Quellentemperaturen FWS Tagung 11/2012 Gtn 14 Wärmequellenmanagment entscheidet welches die Wärmequelle mit der höchsten Temperatur ist FWS Tagung 11/2012 Gtn 15 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Wärmepumpe Eisspeicher Das Viessmannsystem als Set FWS Tagung 11/2012 Gtn 16 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Standardsets für Anlagen bis 20 kW Pakete bis 20 kW FWS Tagung 11/2012 Gtn 17 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Wärmepumpe Eisspeicher Das Viessmannsystem SolarEisspeicher Vitocal 300- er Reihe SolarEisspeicher FWS Tagung 11/2012 Gtn 18 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Systembestandteile FWS Tagung 11/2012 Gtn 19 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Heizen mit Eis die Komponenten im Detail Solar-Luft Absorber FWS Tagung 11/2012 Gtn 20 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Solar-Eis Speicher Solar-Luft Absorber Solar-Luftabsorber Solar-Luft Absorber sind unverglaste Rohrabsorber aus Kunststoff und können leicht auf Flachdächern, Schrägdächern und an Fassaden installiert werden. FWS Tagung 11/2012 Gtn 21 Quelle: Viessmann Top Technik © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Für direkte eingestrahlte Sonnenenergie und Energie der Umgebungsluft Gtn 22 FWS Tagung 11/2012 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Wärmepumpe Eisspeicher Solar-Luft Absorber SLK - S FWS Tagung 11/2012 Gtn 23 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik SolarEis Eisspeicher Befestigungssystem Schrägdach FWS Tagung 11/2012 Gtn 24 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Solar-Eis Speicher der Solar-Luft Absorber FWS Tagung 11/2012 Gtn 25 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Wärmepumpe Eisspeicher Solar-Luft Absorber SLK - S Wärmepumpe Eisspeicher - einreihig in Reihe max. 8 Kollektoren 20 – 50° Neigung leichte Steigung zur Entlüftung FWS Tagung 11/2012 Gtn 26 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Solar-Luft Absorber SLK – S … das sollte beachtet werden FWS Tagung 11/2012 Gtn 27 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik SolarEis Eisspeicher Solar-Luft Absorber FWS Tagung 11/2012 Gtn 28 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik SolarEis Speicher Dachabsorber Schrägdach FWS Tagung 11/2012 Gtn 29 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Wärmepumpe Eisspeicher Solar-Luft Absorber SLK - F FWS Tagung 11/2012 Gtn 30 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik SolarEis Speicher FWS Tagung 11/2012 Gtn 31 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Heizen mit Eis die Komponenten im Detail Der Speicher Wärmepumpe Eisspeicher FWS Tagung 11/2012 Gtn 32 12 m³ Volumen 10 m³ Wasserinhalt © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Primärquellenspeicher „SolarEis“ Speicher mit 10 m³ Im Speicherbehälter sind in verschiedenen Ebenen spiralförmig Wärmetauscherrohre aus Kunststoff verlegt, die dem Wasser die Wärme entziehen und der Wärmepumpe als Primärquelle zur Verfügung stellen. Am äußeren Rand des Behälters befindet sich der Regenerationswärmetauscher. Dieser Wärmetauscher führt die durch den Solar/ Luftabsorber bereitgestellte Umweltenergie dem Speicher zu. FWS Tagung 11/2012 Gtn 33 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Wärmetauscher im Eisspeicher Solar-Eis Speicher Systembestandteile die Wärmetauscher Entzugswärmetauscher: am äußeren Rand des Speichers Regeneration von aussen nach innen FWS Tagung 11/2012 Gtn 34 Regenerationswärmetauscher © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik im Inneren des Systems Eis bildet sich von innen nach aussen SolarEis Speicher Systembestandteile der Speicher Eigensicherheit des Eisspeichers Einfrieren von innen nach aussen - tauen Auf-Einfrieren FWS Tagung 11/2012 Gtn 35 …… und patentiert © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Auftauen von aussen nach innen 12 m³ 10,5 m³ 7,5 t Volumen Wasserinhalt Gewicht FWS Tagung 11/2012 Gtn 36 Regenerationswärmetauscher © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Entzugswärmetauscher Heizen mit dem Eisspeichersystem Quelle: Viessmann Top Technik FWS Tagung 11/2012 Gtn 37 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Einfrieren - Phasenwechsel Eisbildung um den Wärmeübertrager FWS Tagung 11/2012 Gtn 38 Quelle: Viessmann Top Technik © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik „SolarEis“-Speicher © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik FWS Tagung 11/2012 Folie 39 Eisbildung um den Entzugswärmetauscher vergössert die Oberfläche zur Wärmeaufnahme - die Entzugsleistung bleibt nahezu konstant Regenerieren des Eisspeichersystems Quelle: Viessmann Top Technik FWS Tagung 11/2012 Gtn 40 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Das Auftauen Kühlen mit dem Eisspeichersystem Das Auftauen Möglichkeit zur Optimierung Primärquellensystem ist Nutzung des Eisspeichers zur natürlichen Kühlung im Sommer. Eisspeicher wird zum Ende der Heizperiode vollständig vereist, indem Regeneration des Speichers unterbrochen wird. Quelle: Viessmann Top Technik FWS Tagung 11/2012 Gtn 41 Kältequelle zur Verfügung. © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Das dann gebildete Eis steht als natürliche FWS Tagung 11/2012 Gtn 42 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Einbaumaße Wärmepumpe Eisspeicher max. 3,5 m Entfernung, befestigter Weg erforderlich min. Schachtmaß 3x3 m Tiefe 3,70 m FWS Tagung 11/2012 Gtn 43 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Primärquellenspeicher FWS Tagung 11/2012 Gtn 44 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Heizen mit Eis die Komponenten im Detail Wärmepumpe Eisspeicher Primärquellenspeicher – das sollte beachtet werden mind. 1 m Überdeckung des max. Füllstandes Versickerungsmöglichkeit mind. 100 mm – 200 mm Kiesbett FWS Tagung 11/2012 Gtn 45 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik mind. 1 m FWS Tagung 11/2012 Folie 46 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Eisspeicher nutzt mehrere Primärquellen Primärquellenmanagement regelt die verschiedenen Quellen Als Primärquellen werden Umgebungsluft, solare Einstrahlung und Erdwärme genutzt. Quelle: Viessmann Top Technik FWS Tagung 11/2012 Gtn 47 Zur Erweiterung der Kapazität des Speichers wird freiwerdende Energie beim Phasenwechsel genutzt. © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Primärquellenspeicher lagert Energien auf niedrigem Temperaturniveau ein und stellt sie als Primärquelle für Wärmepumpe zur Verfügung. Exakte Regelung mit elektronischen Expansionsventilen Temperaturen Primärkreis während Heizperiode zwischen +25 und –7 °C Für das System können Sole/Wasser Vitocal / Natura 300-G, 333/343-G und auch die 350er-Baureihe eingesetzt werden. Quelle: Viessmann Top Technik FWS Tagung 11/2012 Gtn 48 So kann der Verdichter stets mit höchstem Wirkungsgrad mit einer hohen Leistungszahl in allen Betriebszuständen betrieben werden. © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Das daraus resultierende feinfühlige Regelverhalten sorgt für eine konstante Temperatur am Verdampfer-Austritt und für eine gleichbleibende Überhitzung des Kältemittels, unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand der Wärmepumpe. FWS Tagung 11/2012 Gtn 49 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik SolarEis Speicher - auch grössere Anlagen .. Referenzen FWS Tagung 11/2012 Gtn 50 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Schema realisierte Anlage mit AC SolarEis Speicher bauseitig vor Ort errichter Betonbehälter 150 m³ FWS Tagung 11/2012 Gtn 51 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik größere Leistungen – erfordern individuelle Eisspeicher FWS Tagung 11/2012 Gtn 52 © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik SolarEis Speicher © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik - nutzen Sie eiskalt Ihre neuen Möglichkeiten Gtn 53 …..eine gute alternative Wärmequelle Aufmerksamkeit! © Viessmann Werke GB Satag Thermotechnik Referent Vielen Dank für Ihre FWS Tagung 11/2012 Gtn 54 FWS Tagung 11/2012
