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Ein Multifunktions- speichersystem mit der Natur zum Vorbild und der Technik für die Zukunft. Tel.: Fax: Funk: Geysir Puffer-

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Präsentation zum Thema: "Ein Multifunktions- speichersystem mit der Natur zum Vorbild und der Technik für die Zukunft. Tel.: Fax: Funk: Geysir Puffer-"—  Präsentation transkript:

1 Ein Multifunktions- speichersystem mit der Natur zum Vorbild und der Technik für die Zukunft. Tel.: Fax: Funk: Geysir Puffer- und Multifunktionsspeichersysteme 03771/ – / – /

2 Schichtleitbleche Schnittdarstellung Draufsicht Einschichtung der Energie Bild 1 Schnittdarstellung Seitenansicht Einschichtung der Rückläufe Bild 2 Das Funktionsprinzip Die Schichtung AUFGABE: Die thermische Energie verschiedenster Energiequellen so in den Speicher einzubringen, dass für die nachrangige Nutzung (Warmwasser, Heizung) der größtmögliche Effekt entsteht. LÖSUNG: Einsatzbezogen wird der Speicher mit der entsprechenden Anzahl von Anschlüssen versehen, die die Zuführung aller Wärmequellen ermöglichen. Diese Anschlüsse sind ihrer Funktion entsprechend mit Schichtleitblechen versehen. Während des Beladens im oberen Speicherbereich erzeugen diese eine schichtenweise Zirkulation / Rotation (Bild 1). Somit werden Verwirbelungen unterbunden. Im unteren Bereich dienen diese Bleche der thermischen Einschichtung. Je nach vorhandener Speichertemperatur steigt oder fällt das eintretende Wasser (Bild 2). Bei Speichern für den Wärmepumpeneinsatz ist für die exakte Temperaturtrennung zwischen Warmwasserzone und Pufferbereich eine Trennscheibe eingelagert. Trennscheibe

3 Das Funktionsprinzip Das Solarsystem AUFGABE: Die Solarenergie sollte vorrangig der Warm- wasserbereitung zur Verfügung stehen und danach heizungsunterstützend wirken. LÖSUNG: Die Solarenergie wird mittels eines Edelstahl- wellrohrwärmetauschers unter einer Kunststoffglocke eingeschichtet. Über ein Rohrsystem (Schichtleitsystem) mit verschiedenen Austrittshöhen und Eintauchtiefen wird die Energie zielgenau im Speicher eingelagert. Das längste Rohr erhält zusätzlich eine Haube für den thermischen Anstau, um schon bei geringer Einstrahlung die Warmwasserbereitung zu garantieren. Nach Sättigung der Warmwasserzone dient die Solarenergie der Heizungsunterstützung. Thermischer Anstau Leitkonstruktion Kunststoffglocke Edelstahlwellrohr- Wärmetauscher Solar Vorlauf Solar Rücklauf Warmwasserzone

4 Das Funktionsprinzip Die Warmwasserbereitung AUFGABE: Die Warmwasserbereitung als sensibelster Teil des ganzen Systems sollte hygienisch einwandfrei, leistungsorientiert und mit effektivster Energieausnutzung erfolgen und den Betrieb einer Gebäudezirkulation ermöglichen. Warmwasserzone Kaltwasser- eintritt Pufferspeicherwasser (für Heizung oder Warmwasserbereitung) Pufferspeicherwasser - aus der heißesten Zone - Gegenstrom zum Trinkwasser EPDM-Rohr Edelstahlwellrohr Trinkwasser Zirkulation Warmwasser austritt Zirkulationslanze Warmwasserzone

5 Das Funktionsprinzip Die Warmwasserbereitung Warmwasserzone Kaltwasser- eintritt Zirkulation Warmwasser austritt Zirkulationslanze Warmwasserzone LÖSUNG: Grundsätzlich erfolgt die Warmwasserbereitung im reinen Durchlaufsystem mittels eines weit gewellten, extra starken Edelstahlrohrs mit großer Oberfläche aber geringem Trinkwasserinhalt. Dadurch wird ein ständiger Wasseraustausch erreicht, welcher sauberes, frisches und keimfreies Trinkwasser in ausreichender Menge garantiert. Eingetragene Schmutzpartikel oder ausfallender Kalk werden vollständig ausgespült. Dieses System erfüllt alle gesetzlichen Anforderungen der Trink- wasserhygiene. (DVGW - Arbeitsblatt 551) Die Zirkulation: Ein in das Edelstahlwellrohr eingeschobenes Rohr (Zirkulationslanze) ermöglicht einen geschlossenen Kreislauf bei gleichzeitiger Deckung der Zirkulations- verluste ohne Zerstörung der Schichtung. Das Vorwärmsystem (MT): Dieses System erfüllt alle der oben genannten Anforderungen und ist vorwiegend für den Einsatz in bestehende Anlagen gedacht. Hier bildet es die optimale Ergänzung zu vorhandenen Warmwasserspeichern als Vorwärmstufe.

6 Das Funktionsprinzip Die Warmwasserbereitung Warmwasserzone Kaltwasser- eintritt Zirkulation Warmwasser austritt Zirkulationslanze Warmwasserzone Unabhängig vom Beladezustand des Speichers und schon bei niedrigen Temperaturen (40°C) wird nutzbares Trinkwarmwasser erzeugt. Über das benannte Edelstahlwellrohr (MT) wird hier ein Mantel geschoben, welcher die Funktion eines Gegenstromwärmetauschers erfüllt. Kaltes Wasser fließt im Edelstahlwellrohr nach oben und Heizungswasser von der heißesten Stelle des Speichers nach unten, um sich ausgekühlt (ca. 15°C) am tiefsten Punkt einzulagern. Dies erfolgt vorwiegend ohne Elektroenergie, im Schwerkraftsystem. Nur bei Spitzenzapfungen oder bei geringen Speichertemperaturen wird eine Ladepumpe modulierend zugeschaltet. Durch die enorme Ausnutzung des Heizmediums (Pufferwasser) ist es möglich die Voluminas der Warmwasser-Zone dem tatsächlichen Bedarf anzupassen. Somit steht für den Heizbetrieb mehr Energie zur Verfügung. Besonders im Betrieb mit einer Wärmepumpe wird durch die direkte Beladung der Warmwasser-Zone bei geringen Temperaturen (45°C ausreichend) eine enorme Steigerung der Leistungszahl erreicht.

7 Das Funktionsprinzip Die Zirkulationslanze Ein in das Edelstahlwellrohr (MT) eingeschobenes Rohr (Zirkulationslanze) ermöglicht einen geschlossenen Kreislauf bei gleichzeitiger Deckung der Zirkulationsverluste ohne Zerstörung der Schichtung.

8 Das Funktionsprinzip Der Zirkulationswärmetauscher Zirkulationswärmetauscher zur Deckung großer Zirkulationsverluste, eingelagert im heißesten Teil des Speichers und Entnahme der Energie ohne Zerstörung der Schichtung. Desinfektion des Verteilnetzes mit 70°C möglich.

9 Das Funktionsprinzip Der Zirkulationswärmetauscher -WP Zirkulationswärmetauscher für den Wärmepumpenbetrieb für Großanlagen. Zirkulationszone begrenzt durch E Zirkulationswärmetauscher zur Deckung großer Zirkulationsverluste, eingelagert im heißesten Teil des Speichers und Entnahme der Energie ohne Zerstörung der Schichtung. Elektroenergie nur zur Deckung der Zirkulationsverluste. Desinfektion des Verteilnetzes mit 70°C möglich. Bei Zapfung erfolgt die Warmwasserbereitung nur durch die von der WP erzeugten Energie. mit Elektroaufheizung

10 Das Funktionsprinzip Der Zirkulationswärmetauscher -WP Zirkulationswärmetauscher für den Wärmepumpenbetrieb für Großanlagen. Zirkulationswärmetauscher zur Deckung großer Zirkulationsverluste, eingelagert im heißesten Teil des Speichers und Entnahme der Energie ohne Zerstörung der Schichtung. Die hierfür notwendige Energie wird mit hohem COP durch eine Zirkulationswärmepumpe bereitgestellt. Desinfektion des Verteilnetzes mit 70°C möglich. Bei Zapfung erfolgt die Warmwasserbereitung nur durch die von der WP erzeugten Energie. mit Zirkulationswärmepumpe

11 Das Funktionsprinzip Elektroeinspeisung - PV Kaltwasser- eintritt Zirkulation Warmwasser austritt E Fühler Zirkulationslanze Warmwasserbereitung AUFGABE: Die Warmwasserbereitung als sensibelster Teil des ganzen Systems sollte hygienisch einwandfrei, leistungsorientiert und mit effektivster Energieausnutzung erfolgen und den Betrieb einer Gebäudezirkulation ermöglichen. LÖSUNG: Die Warmwasserbereitung erfolgt im reinen Durchlauf- system mittels eines weit gewellten, extra starken Edelstahlrohrs mit großer Oberfläche aber geringem Trinkwasserinhalt. Über das benannte Edelstahlwellrohr wird ein Mantel geschoben, welcher die Funktion eines Gegenstromwärmetauschers erfüllt. Kaltes Wasser fließt im Edelstahlwellrohr nach oben und Heizungswasser von der heißesten Stelle des Speichers nach unten, um sich ausgekühlt (ca. 15°C) am tiefsten Punkt einzulagern. Dies erfolgt vorwiegend ohne Elektroenergie, im Schwerkraftsystem. Nur bei Spitzenzapfungen oder bei geringen Speichertemperaturen wird die Pumpe P1 modulierend zugeschaltet. F1 P2 P1

12 Das Funktionsprinzip Elektroeinspeisung - PV Kaltwasser- eintritt Zirkulation Warmwasser austritt Zirkulationslanze E Fühler Speicherbeladung AUFGABE: Die durch die Sonne erzeugte, überschüssige Elektroenergie (PV) kann mittels Elektroheizkörper in thermische Energie gewandelt und sollte geschichtet in einen Multifunktionsspeicher eingelagert werden. LÖSUNG: Im oberen Bereich des Speichers befindet sich eine E-Patrone. Bei Erreichen einer Solltemperatur (ca. 65°C) an Fühler F1 fördert die Pumpe P2 aus dem unteren Bereich des Speichers über den Gegenstrom- Wärmetauscher durch die Pumpe P1 hindurch kaltes Wasser auf die heiße obere Zone, welches somit erwärmt wird. Dieser in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden PV- Energie sich wiederholende Vorgang ermöglicht eine exakte Schichtung des Speichers. P2 P1 F1

13 PV-Ertragsoptimierung Bestand Nachrüstung MTL-PV Energiemanagementsystem welches vielstufig E-Patronen ansteuert mit Elektroaufheizung

14 PV-Ertragsoptimierung Bestand Nachrüstung MTL-WP Energiemanagementsystem zur Ansteuerung einer modulierenden Wärmepumpe mit bedarfsgerechter Zuschaltung eines Spitzenlastwärmeerzeugers mit Wärmepumpe

15 PV-Ertragsoptimierung Bestand Nachrüstung MTL-WP-PV Energiemanagementsystem zur Ansteuerung einer modulierenden Wärmepumpe oder einer vielstufigen E-Patrone zur Erzeugung hoher Speichertemperaturen bedarfsgerechte Zuschaltung eines Spitzenlastwärmeerzeugers mit Wärmepumpe u. Elektroaufheizung

16 Das Funktionsprinzip Wärmepumpendirektkondensation - KWP Im Zuge zunehmender Einspeisung von Ökostrom entwickeln sich Wärmepumpen zu einem der ökologisch effizientesten Wärmeerzeuger. Trotzdem benötigen herkömmliche Wärmepumpen nicht unerheblich elektrische Energie, um die gewonnene Wärme dem Heizbetrieb (Pufferspeicher) oder der Warmwasserbereitung (Warmwasserspeicher) zuzuführen. Für die Warmwasserbereitung selbst werden hohe Temperaturen erforderlich, welche mit höherem Stromverbrauch der Wärmepumpe einhergehen. Diese Nachteile werden durch den direkten Wärmeübergang - Direktkondensation - der durch die Wärmepumpe erzeugten Energie an das Heizungswasser weitestgehend eliminiert.

17 Das Funktionsprinzip Wärmepumpendirektkondensation - KWP LÖSUNG: Ein in einem Multifunktionsspeicher eingebauter Wärmetauscher dient der Verflüssigung des Kältemittels der Wärmepumpe und somit der direkten Wärmeübergabe an das Heizungswasser. Der Einbau dieses Wärmetauschers ist konstruktiv so gelöst, dass das vom Wärmepumpenkompressor erzeugte ca. 65°C – 75°C warme Heißgas in der Warmwasserzone des Speichers abgelagert wird. Der weiterführende Wärmetauscher übergibt dann im Pufferbereich die Energie an das Heizungswasser. Hier kommt es durch interne Gegenströmung zur Kondensation und Unterkühlung des Kältemittels.

18 Das Funktionsprinzip Wärmepumpendirektkondensation - KWP Vorteile : Einsatz von Elektroenergie nur für die systemrelevanten Verbraucher wie Kompressor, Solepumpe bzw. Ventilator Luftwärmetauscher. Durch die Heißgasablagerung in der Warmwasserzone wird die Warmwasserbereitung ein „Abfallprodukt“ des Heizbetriebes. Die hier erzielten Temperaturen größer 60°C ermöglichen in Verbindung mit dem geschützten Trinkwasserlade- system im Durchflussgegenstromprinzip legionellenfreies und in ausreichender Menge verfügbares Trinkwarmwasser. Der Betriebszustand Wärmepumpe Warmwasser- bereitung stellt sich nur noch bei großer Warmwasserbereitung bzw. im Sommerbetrieb ein. Die enorme Unterkühlung des Kältemittels, fast auf Temperatur Rücklauf Heizung, führt zwangsläufig zu einer Steigerung der Arbeitszahl (COP). Fazit: die Direktkondensation ermöglicht eine höhere Jahresarbeitszahl

19 Die Typen und ihre Anwendungen Neuanlagen MTL Multifunktionsspeicher mit TW-Ladesystem Einsatz Holz-, ÖL-, Gasbrennwerttechnik wie MTL, jedoch mit Solarschichtsystem MTLS

20 Die Typen und ihre Anwendungen Neuanlagen – Wärmepumpe (WP) MTL-WP Multifunktionsspeicher mit TW-Ladesystem speziell für den Einsatz mit einer Wärmepumpe mit oder ohne zusätzlicher Energiequelle wie MTL-WP, jedoch mit Solarschichtsystem MTLS-WP

21 Neuanlagen – Kälteanlage (K) P-K Pufferspeicher mit einem in der unteren Zone des Speichers eingelagerten Wärmetauscher zur direkten Einlagerung (Verflüssigung) der Abwärme aus einer Kälteanlage. wie P-K, jedoch mit Trinkwasser-Vorwärmsystem wie P-K, jedoch mit Trinkwasser-Ladesystem MT-K MTL-K Die Typen und ihre Anwendungen

22 Neuanlagen – Fernwärmenetz (FW) MTL-FW Durch den Einbau eines zusätzlichen Wärmetauschers ist der Anschluss an ein Fernwärmenetz mit Systemtrennung möglich. Die Positionierung dieses Wärmetauschers ermöglicht zusätzlichen Pufferspeicherbetrieb für die Fernwärme. wie MTL-FW, jedoch zusätzlich solare Trinkwassererwärmung und solare Heizungsunterstützung MTLS-FW Die Typen und ihre Anwendungen

23 Neuanlagen MTLS-WP-REG Viele Erdkollektoren, Tiefbohrungen oder Brunnen sind am Ende einer Heizperiode ausgekühlt. Eine Solaranlage, welche im Sommer Überschuss erzeugt, kann durch einen Wärmetauscher (REG) ihren Überschuss in die Erde abführen. Dies ermöglicht eine schnellere Reaktivierung der Wärmequelle Wärmepumpe bei gleichzeitig enorm steigender Energieeffizienz.

24 Nachrüstvarianten für bestehende Anlagen Die Typen und ihre Anwendungen P MT MTS Pufferspeicher allgemein bzw. mit kommunizierenden Anschlüssen zum Multifunktionsspeicher. Multifunktionsspeicher mit Trinkwassererwärmung, Einsatz in Holzheiztechnik bzw. als Vorwärmung bei bestehenden Kessel- Speicherkombinationen. Multifunktionsspeicher mit Trinkwassererwärmung und Solarschichtsystem. Einsatz bei bestehenden Kessel-Speicherkombinationen zur TW-Vorwärmung und Heizungsunterstützung.

25 Baugrößen Technische Beschreibungen Kleinere Bauhöhen sind ohne Mehrpreis jederzeit möglich

26 Technische Beschreibungen Das System: basiert als Grundkörper auf einem Pufferspeicher 3 bar; 95°C Anschlüsse: sind ihrer Funktion entsprechend positioniert und zur thermischen Schichtung mit Leitblechen versehen, dabei freie Wahl in Dimensionierung und Position Isolierung: Polyesterfaservlies mit Verkleidung aus reißfesten Polyestergewebe und Hakenverschlußleiste; nach der Installation montierbar; Energieeffizienzklasse: Mantelisolierung 150mm (ab 1500 ltr. Inhalt 200mm); oder alternativ Energieeffizienzklasse: Mantelisolierung 100mm zur deutlichen Minimierung der Wärmeverluste ist die Dämmdichte am Deckel 200mm und am Boden 50mm Farbe: weiß, gelb, silbern, rot, blau Fühlerleiste: Am Behälter zur exakten Positionierung der Temperaturfühler und gut zugänglich hinter der Verschlußleiste Abmessungen: Behälterdurchmesser ab 400 mm in Rastern zu 50 mm bis 2000 mm; Höhe dem Aufstellraum angepasst bis max mm Die Warmwasserbereitung: Das Trinkwassersystem ist in jeder Betriebssituation legionellenfrei. Die Schütt- bzw. Spitzenleistung ist dem Einsatz des Speichers angepasst; bis NL40

27 Technische Beschreibungen Das Solarsystem: Kann bis Kollektorflächen von 60 m² eingesetzt werden und dient der Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung Das Regelsystem: Auf Wunsch wird ein Regelsystem geliefert, welches in der Lage ist Einzelfunktionen oder auch die Komplettanlage (Wärmeerzeuger und Verbraucher) zu steuern. Alle Regler sind anlagespezifisch programmiert und müssen nur noch entsprechend des beigestellten Schaltschemas installiert werden.

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