Neuheiten von der SHK-Essen 2014: Wärmespeicher Link3

13. Mrz. 2014 von Olof E. Matthaei

Schnittschema-HSSL

Die SHK Essen

Messen sind der Ort, wo Neuigkeiten verbreitet werden. Die SHK, eine regionale Fachmesse für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik, die im März in Essen stattfand, hat meine Erwartungen in dieser Hinsicht nur bedingt erfüllt. Mein Interesse waren Wärmespeicher und deren Regelung, weil die Speicherung und ein vernünftiges Management der Wärmeströme die Effizienz eines Heizsystems bedingen. (Vergleiche hierzu auch den Fachbeitrag Energiespeicher – Der Drehpunkt für Energie-effiziente Systeme)

Zwei interessante Neuigkeiten

Beim Durchgang fand ich nur zwei bemerkenswerte Neuheiten, die mich spontan begeisterten. Dies waren das Dynamic ValveTM von Danfoss und der Schichtspeicher von Link3.

Beim Danfoss-Ventil handelt es sich um ein Heizkörperventil, das nicht nur voreinstellbar ist, sondern das sich automatisch auch auf verschiedene Betriebszustände einstellt. Erreicht wird dies durch einen zusätzlich im Ventil untergebrachten Schieber, der durch den Differenzdruck gegen eine Feder geschoben wird. Erreicht wird damit, dass auch bei einer Änderung des Drucks über dem Ventil der Volumenstrom konstant bleibt. Der Druck ändert sich im System ständig, weil Ventile mehr oder weniger schließen und damit zusätzlichen Druck in das System bringen. Dadurch erhöht sich der Druck (wenn kein Differenzdruckregler am Strang eingesetzt ist) und der Volumenstrom über den noch offenen Ventilen erhöht sich. Damit geht Ventilautorität verloren.

Sehr eindrucksvoll war die Darstellung auf der Messe, bei der vier Standardventile (RA-N) und vier dynamische Ventile (RA-DV) nebeneinander arbeiteten. Durchflussanzeigen signalisierten den Volumenstrom im jeweiligen Teilstrang. Sobald eines der Heizkörperventile geschlossen wurde, veränderten die Standardventile den Durchfluss durch ihren Teilstrang, während die dynamischen Ventile augenscheinlich ohne Zeitverzögerung den voreingestellten Volumenstrom konstant hielten. Ergänzt wird diese Vereinfachung des hydraulischen Abgleichs durch die Möglichkeit, ein Differenzdruckmessgerät auf das Ventil aufzuschrauben (Einsatz entfernt) und so den Druck über dem hydraulisch ungünstigsten Heizkörper zu messen und an der Umwälzpumpe einzuregulieren. Die Voreinstellung muss dann nur noch über die berechneten Volumenströme (Raumheizlast, gewählte Spreizung) erfolgen und das System wird in den meisten Betriebszuständen ordentlich und sparsam arbeiten.

Schichtspeicher mit integrierter Frischwasserstation

Die zweite Neuigkeit, von der ich hier berichten möchte, ist ein Schichtenspeicher der Firma link3 aus St. Marienkirchen in Österreich. Mit wenig aufwändiger Technik (Slogan der Firma: high tech, low components) wird eine Opimierung der Speichernutzung durch geschickte Schichtung erreicht. Das Bild am Anfang dieses Artikels zeigt einen solchen Speicher. Wenn Sie darauf klicken erhalten Sie die Systemskizze direkt vom Hersteller. Der Speicher ist in verschiedene Zonen unterteilt, die verschiedene Funktionen erfüllen. Zunächst gibt es eine horizontale Dreiteilung mit beruhigten Einläufen und Überströmöffnungen. Sämtliche Zuführungen kommen ausschließlich von unten. Dadurch werden Konvektionsströme an den Anschlüssen vermieden und die Schichtung wird sehr sauber gehalten.

Weiter gibt es eine konzentrische Dreiteilung mit einer Mittelzone in der die Solarwärme unten, also im potenziell kühlsten Bereich, eingeführt wird, dann aber ihrer Temperatur entsprechend aufsteigt und sich korrekt einschichtet. Die Dichteunterschiede des verschieden warmen Heizungswassers reichen für die Trennung aus. (Dies erinnert an den Solvis-Speicher, der dann jedoch noch zusätzliche Membranen hat, um die Strömung zu beeinflussen.) Die zweite Zone ist die eigentliche Speicherzone und als dritte kommt noch die Wärmetauscherzone für die Trinkwasser-Erwärmung in der Außenzone dazu. Dieser Bereich ist von den inneren Zonen thermisch gedämmt. Wird Warmwasser gezapft, dann sinkt aufgrund der Abkühlung des Speichermediums das Heizungswasser ab. Ohne Pumpenantrieb findet also eine Umschichtung aus dem oberen, wärmsten Speicherdrittel in das unterste, kälteste Speicherdrittel statt. Das kalte Trinkwasser läuft unten ein und wird im Gegenstrom bis auf nahezu das Temperaturniveau des oberen Speicherdrittels erwärmt.

Durch die tatsächlichen Temperaturdifferenzen reguliert sich dieses Systems selbst. So wie es aus der Fußbodenheizung bekannt ist, die durch die nur geringe Übertemperatur selbstregulierend wirkt, so funktioniert das auch in dem link3-Speicher. Bei kleiner Zapfmenge wird nur wenig Wärme entnommen und es gibt nur einen kleinen Antrieb für den Volumenstrom von oben nach unten. Bei großer Zapfmenge findet mehr Umschichtung im Speicher statt.

Eine weitere interessante Lösung in den Link3-Speichern: Die Temperaturmessung findet in einem von oben nach unten durch den Speicher reichenden Rohr an vier Punkten statt. Auf diese Weise werden weitere Manteldurchdringungen für Fühler vermieden und es werden Erkenntnisse über den Speicherzustand gewonnen, die für die weitere Ansteuerung von Wärmeerzeugern genutzt werden. Die vier Fühler waren auch in den Prüfungen des Speichers vorteilhaft, weil tatsächlich der Ladezustand sehr genau abgebildet werden konnte. Es zeigte sich in diesen Versuchen eine um ca. 35-50 % höhere Ausnutzung gegenüber den Normberechnungen.

Der link3-Speicher hat mich als effizienter Speicher in Heizsystemen deutlich überzeugt und ich wünsche dem jungen Unternehmen um den Erfinder und Geschäftsfüher Robert Laabmayr viel Erfolg im Aufbau des Vertriebs. Für Deutschland wird die Vertretung durch Heinz Brandt in Schwerte übernommen. Der Verkauf erfolgt im dreistufigen Vertrieb über den Großhandel.


Bildnachweise:
„Schnittschema-HSSL“, Quelle: link3.at

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