Auf die Schichtweise kommt es an
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Sanitär Auf die Schichtweise kommt es an Michael Gröne* Gerade beim Einsatz von Regenerativen Energien zur Wärmeerzeugung kommt dem Speicher eine besondere Bedeutung bei. Moderne Lösungen sorgen für eine optimale Nutzung der eingesetzten Energie. D er Speicher ist die Schnittstelle zwischen Wärmeerzeuger und Verbraucher. Deshalb ist die richtige Auswahl für ein optimal funktionierendes Heizsystem unerlässlich. Dies gilt insbesondere für Systeme mit einem Festbrennstoffkessel oder solche, bei denen eine thermische Solaranlage eingebunden ist. Je nach Nutzung der Wärme kommen Pufferspeicher, bivalente Speicher oder Kombispeicher zum Einsatz. Pufferspeicher Pufferspeicher zur Heizwassererwärmung für Scheitholzkessel sind ab einer Kesselleistung von 15 kW nicht nur vorgeschrieben, sondern auch unter wirtschaftlichen und energetischen Aspekten zu empfehlen. Durch die Kombination eines Holzheizkessels mit einem Pufferspeicher erfolgt die Verbrennung bei Volllast, dem optimalen Betriebspunkt. Die nicht unmittelbar zu Heizzwecken benötigte Wärme wird zwischengespeichert und nach Abbrand der Kesselbefüllung an den Heizkreis abgegeben. So wird der Pufferspeicher zur wesentlichen *) Michael Gröne, Produktmanager Buderus Deutschland der BBT Thermotechnik GmbH, Wetzlar Systemkomponente: Der Festbrennstoffkessel kann unter Volllast arbeiten, ohne dass die Wohnung oder das Haus überhitzt. Der Kessel muss seltener beschickt werden und eine vollautomatische Betriebsweise ab Pufferspeicher ist möglich. Durch die Ergänzung mit einem Pufferspeicher ist ein Festbrennstoffkessel im Betrieb fast genauso komfortabel wie ein Öl- oder GasHeizkessel. Bei kleineren Anlagen kommen überwiegend Pufferspeicher mit einem Volumen von 500 bis 1000 l zum Einsatz. Werden größere Volumina benötigt, bietet sich die Kombination mehrerer Speicher an. Grundsätzlich gilt: Der Speicher sollte von den Abmessungen her möglichst hoch und schlank sein. Am höchstgelegenen Anschluss erfolgt die Entnahme für den Vorlauf zu den Verbrauchern und am tiefstgelegenen Anschluss mit der niedrigsten Temperatur die Entnahme für den Rücklauf zum Holzheizkessel. Die Vorlaufeinspeisung des Kessels sollte im oberen Anschlussbereich erfolgen, die Rücklaufeinspeisung der Verbraucher im unteren Anschlussbereich. Ziel ist es, eine bestmögliche Schichtung im Pufferspeicher und damit eine möglichst lange Nutzung des höchsten Temperaturniveaus zu erreichen. Die reine Betrachtung der gespeicherten Wärmemenge erlaubt allerdings keine Rückschlüsse auf eine effiziente Nutzung dieser Energie. So hat zum Beispiel ein Puffervolumen von 1000 l eine gespeicherte Wärmeenergie von 41 kWh, bezogen auf 20 °C Umgebungstemperatur und eine gleichmäßige Heizwassertemperatur von 55 °C (Q = m · c · Dt). Die Wärmeenergie ist jedoch für einen Verbraucher, der eine Temperatur von mehr als 55 °C benötigt, nicht nutzbar. Wäre jedoch mit den oben gegebenen 41 kWh eine idealisierte Schichtung vorhanden, bei der 500 l auf 80 °C und die übrigen 500 l bereits auf 30 °C abgekühlt wären, könnte der Verbraucher über den Pufferspeicher versorgt werden. Beispielsweise bei der Konstruktion des Buderus Pufferspeichers Logalux PR wurde auf ein wirksames und praxistaugliches Rücklaufeinspeisesystem geachtet: Der Rücklauf des Heizkreises mündet zunächst in den Einspeisekanal – von dort strömt das Gas-Brennwertheizkessel mit Sonnenkollektoren und Kombispeicher zur solaren Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung. ikz-praxis · Heft 9/2007 Sanitär einer Vermischung des erwärmten mit dem kälteren Speicherwasser. Durch diese Funktion wird im oberen Speicherbereich schnell die notwendige Temperatur erreicht, ein Nachheizen durch den Öl- oder Gas-Heizkessel ist deutlich seltener erforderlich. Heizen mit Sonne und/oder Holz: Speicher gibt es für jeden Bedarf. Wasser wegen der unterschiedlichen Dichte genau in den Bereich des Speichers, der die gleiche Dichte und damit auch die gleiche Temperatur hat. Das höchste Temperaturniveau kann in Pufferspeichern mit diesem temperatursensiblen Rücklaufeinspeisesystem in typischen Betriebsfällen doppelt so lange bereitgestellt werden wie ohne Einspeisesystem. Aufgrund des integrierten Einspeisesystems und einer separaten Anschlussmöglichkeit kann auch eine Solaranlage über einen externen Plattenwärmetauscher zur Heizungsunterstützung an den Pufferspeicher angeschlossen werden. Das System sorgt dabei für gezielte Temperatureinspeisung der Solarwärme. Bivalente Speicher Die bivalenten Speicher für Trinkwassererwärmung eignen sich optimal bei der Kombination eines Heizkessels mit einer thermischen Solaranlage. Sie verfügen über zwei Wärmetauscher, der untere ist mit der Solaranlage und der obere mit dem Heizkessel verbunden. Wenn die Sonnenenergie nicht ausreicht, um den aktuellen Warmwasserbedarf zu decken, geht der Heizkessel in Betrieb. Eine besondere Technik kennzeichnet hier die Thermosiphonspeicher beim Logalux SL von Buderus: Durch die Schichtenladetechnik (auch Thermosiphonprinzip genannt) erwärmt die Sonnenenergie das Wasser, das vom unteren Teil des Speichers durch das Wärmeleitrohr nach oben steigt. Das erwärmte Wasser tritt dann über eine Öffnung mit Schwerkraftklappe an jener Position im Wärmeleitrohr aus, an der das Temperaturniveau innerhalb und außerhalb gleich ist. Es kommt also nicht zu Aufladevorgang eines Solarspeichers mit Thermosiphon­ technik. Heft 9/2007 · ikz-praxis Kombispeicher Kombispeicher sind die Alleskönner unter den Warmwasser-Speichern. Sie bevorraten sowohl das Heizwasser als auch das Trinkwasser und sind deshalb optimal geeignet zur Einbindung von mehreren unterschiedlichen Wärmeerzeugern in ein System – zum Beispiel Gas- oder Öl-Heizkessel, Festbrennstoffkessel und thermische Solaranlage. Kombispeicher sind durch ihre Konstruktion platzsparend. Das Warmwasser kann auf zwei Arten bereitgestellt werden: Entweder sind sie mit einem integrierten Warmwasser-Speicher (Logalux PL../2S) auch mit der oben beschriebenen Schichtladetechnik oder (wie der Frischwasser-Kombispeicher Duo FWS) mit einem Edelstahlwellrohr-Wärmetauscher zur Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip ausgestattet. Der Duo FWS hat mit seinen rund 7 m2 Wärmetauscherfläche eine sehr hohe Warmwasserzapfleistung, obschon nur 38 l Trinkwasser gespeichert werden. Der Solar-Wärmetauscher erwärmt sowohl das Trinkwasser als auch das Wasser im Pufferteil, das dann zur Heizungsunterstützung verwendet wird. Zusammenfassung Angesichts der Vielzahl unterschiedlicher Speicher für nahezu jede Anforderung lassen sich praktisch alle Wünsche erfüllen: Vom einfachen Speicher bis hin zum Kombispeicher mit besonders innovativer M Technik. B i l d e r : BBT Thermotechnik GmbH (Buderus Deutschland), Wetzlar www.buderus.de
