Hallo, in diesem Video geht es um die
Wärmeverluste von Wasserwärmespeichern.
Hier eine Grafik dazu, für eine
beispielhafte Speicherbaureihe der
Firma Viessmann. Sie sehen hier zum
einen klassisch wärmegedämmte
Speicher mit Hartschaumdämmung.
Das geht hier von Speichergrößen
ab 160 Liter oder 200 Liter Volumen,
die zwischen 1 und 1,5 Kilowattstunden
pro Tag an Wärmeverlusten liegen,
bis hoch auf nicht ganz 1000 Liter,
circa 950 Liter,
mit 2,5 Kilowattstunden Verlusten pro Tag.
Sie sehen eine zweite Baureihe nämlich,
mittlerweile gibt es auch Speicher, die
Vakuumdämmpaneele einsetzen,
also nicht mehr nur normale
Hartschaum- oder Weichschaumdämmung.
Sie sehen man kann die Speicherwärmeverluste
mit dieser Art von Dämmung etwa um
30 % bis 35 % reduzieren.
Wenn man diese Größenordnung von
Speicherverlusten ansieht,
ist es wichtig zu wissen, wie das gemessen wird.
Gemessen wird nach der
DIN EN 15332.
Der Speicher wird dabei auf 60 Grad aufgeheizt.
Die Temperatur des Raumes, in dem der Speicher steht,
sind 20 Grad Celsius.
Und das Entscheidende ist,
dass die Rohranschlüsse des Speichers
alle verstopft sind und
auch wärmegedämmt sind.
Und der Speicher wird elektrisch beheizt.
Weil die Rohranschlüsse
wärmegedämmt sind
und kein Rohr angeschlossen ist,
vernachlässigt man automatisch die Einrohrzirkulation
an diesen Speicheranschlüssen.
Und dass diese Wärmeverluste durch
Einrohrzirkulation nennenswert groß sind,
haben die meisten nicht
auf dem Schirm.
Was ist das überhaupt, Einrohrzirkulation?
Das erkennt man hier an diesem Bild.
Wenn man so einen Rohranschluss hat,
dann kühlt sich Wasser in diesem Rohr ab.
Das Wasser sinkt ab. Das kühle Wasser
sinkt an den Boden des
Rohres und strömt dann über
das Rohr in den Speicher.
Und wenn kaltes Wasser hier diesen Weg nimmt,
dann muss auch Wasser nachströmen.
Das kommt hier aus dem Speicher in
den oberen Bereich des Rohres.
Es kommt also eine solche
Konvektionsströmung zustande und
das wird auch nicht verhindert durch so ein Ventil,
was hier eingesetzt werden kann oder
durch einen Rückflussverhinderer.
Diese Bauteile bremsen die Zirkulation nur wenig,
weil es diesen metallischen Wärmeleitungskontakt gibt.
Das Resultat ist letztlich,
dass so ein Rohr wie eine Kühlrippe wirkt
und zusätzliche
Wärmeverluste mit sich bringt.
Zudem wird dadurch die Temperaturschichtung im
Speicher beeinflusst,
weil ja dann auch in höheren Speicherschichten,
wo es eigentlich warm sein und bleiben soll,
kaltes Wasser eintritt.
Was kann man dagegen tun?
Dieser Anschluss ist der Normalfall.
Ich habe zumindest noch keinen Heizungskeller gesehen,
und keinen Speicher gesehen, wo
das nicht so angeschlossen war.
Das ist die Abhilfemaßnahme: das Rohr
sollte in einem solchen
z-förmigen Anschluss angeschlossen sein
oder mit so einem Siphon,
gerade wenn man einen Speicheranschluss hat,
der oben am Speicherkopf installiert ist.
Und der Effekt ist hier deutlich zu sehen.
Bei einem solchen geraden
Rohranschluss breitet sich
diese Wärme im Rohr
bis mehrere Meter aus.
Hier die Temperatur, wenn man 90 Grad
im Speicher hat, dann hat man
hier bei einem solchen senkrechten
Anschluss mehrere Meter Ausbreitung
dieser Temperatur ins Rohr rein.
Bei einer solchen
z-förmigen Anschlusssituation, sieht man
hier, ist die Ausbreitung der Temperatur
in das Rohr deutlich geringer, sie beträgt
nur noch etwa 20 Zentimeter.
Wenn man das jetzt quantifiziert
dann haben wir zunächst hier den
Wärmeverlust ohne Abhilfemaßnahmen.
Sie sehen hier in der Grafik die
Watt pro Kelvin
Wärmeverlust bei
unterschiedlichen Situationen. Der rote Balken
zeigt die Verhältnisse bei 90 Grad Celsius im Speicher,
der grüne Balken bei 65°C und der blaue bei 40°C
Speichertemperatur
für die Konstellation mit einem
seitlichen Speicheranschluss
über Kupferrohr der Größe 22
Millimeter Außendurchmesser und
1 Millimeter Wanddicke.
Das Rohr ist horizontal verlegt
und ist wärmegedämmt,
mit "100 % Rohrdämmung", d.h.
die Rohrdämmdicke ist gleich dem
Rohrdurchmesser.
Wenn man jetzt keine Maßnahmen ergriffen hat,
dann hätten wir zum Beispiel an dem grünen Balken
also bei 65 Grad Celsius
Speichertemperatur einen
Wärmeverlustkoeffizient von 0,24 Watt pro Kelvin.
Wenn man 24 Stunden betrachtet,
also einen Tag
mit einer Temperaturdifferenz
zum Aufstellraum von 45 Kelvin,
also 65 Grad Celsius im Speicher, 20 Grad im Aufstellraum,
dann kommt da eine (Verlust-) Energiemenge
von 0,26 Kilowattstunden pro Tag raus.
Wenn man dann 4 Rohranschlüsse hat,
dann sind das in Summe
1 Kilowattstunde.
Und 4 Rohranschlüsse kommen schnell zustande,
zum Beispiel zwei für
die Beheizung über ein Heizgerät,
zwei für die Beheizung durch eine Solaranlage,
zwei für Trinkwarmwasser und
zwei für Heizung - schon hat man acht Rohranschlüsse.
Gut, die sind
natürlich auch manchmal teilweise durchströmt,
- und wenn die durchströmt sind,
hat man keine Einrohrzirkulation.
Man kann nur die Zeit messen und berücksichtigen,
wo es keine Durchströmung gibt.
Also eine mittlere Abschätzung der
Größenordnung: eine Kilowattstunde pro Tag!
Und wenn man sich das noch mal vergegenwärtigt,
was hatten wir hier an Norm-Wärmeverlusten am Speicher?
Eine Kilowattstunde ! - ja,
eine Kilowattstunde Verluste hatten Speicher
in der Größenordnung von 200 Litern,
für die ist das also eine Verdopplung,
ein nennenswerter Beitrag. Aber auch bei
größeren Speichern mit
Normwärmeverlusten von 2 oder 2,5
Kilowattstunden pro Tag: es kommt
eine Kilowattstunde hinzu (Verluste aus Einrohrzirkulation).
Das ist ein nennenswerter Beitrag,
den man auf dem Schirm haben sollte.
Ja, und die Abhilfemaßnahme ist wie
gesagt dieser z- oder Siphon-förmige
Anschluss hier. Dazu einige Beispiele,
das sieht man hier auch in
der Grafik. Wenn man zum Beispiel hier
einen Rückflussverhinderer oder eine
Konvektionsbremse einsetzt, dann geht das
schon etwas zurück.
Das wäre also wie so ein Ventil,
wobei die Konvektionsbremse in der Regel
dann nicht metallisch ist.
Die Grafik zeigt Siphon-Anschlüsse in verschiedenen Längen
mit 12,5 cm oder 25 cm und 36 cm
das ist hier dieses Maß S,
das wirkt sich unterschiedlich aus.
Die Wirkung des Siphons ist gut und je länger es ist,
umso mehr nimmt der Verlustkoeffizient ab.
Aber eine weitere Verlängerung bringt dann
nicht mehr so viel und deshalb sind
hier die Empfehlungen so,
dass man das nicht
auf die Spitze treibt, sondern
dass man irgendwann sagt, jetzt ist es gut
und bei einem 18 x 1 Kupferrohr
reichen 21 Zentimeter z-Anschluss,
also Absenkung des
Anschlusses
bis es in die Horizontale geht.
Diese Maße können weiter
reduziert werden, wenn man ein Rohr wählt,
was die
Wärme nicht so gut leitet,
z.B. ein Chrom-Nickel-Edelstahl-Rohr
oder ein Kunststoffteil. Man sieht das hier,
der Chrom-Nickel-Siphon mit 11 Zentimeter
ist deutlich besser nochmal
als der mit Kupfer,
sogar besser als der mit Kupfer bei 36 Zentimetern.
Das heißt, hier kann
man dieses Maß,
was das Rohr nach unten abgesenkt wird,
reduzieren.
Ja, das war es zum Thema Wärmeverluste
von Wärmespeichern. Haben Sie in Zukunft
die Einrohrzirkulation auf dem Schirm
und reduzieren Sie sie.