Archiv - Sammlung von interessanten technischen Lösungen,
Fachbeiträgen & Tipps
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Hydraulische Weiche |
Systemtrennung |
Aufbau:
Je nach Anlagengröße Behälter oder Pufferspeicher.
Vorteile:
- Keine Trennung des
Wärmeträgermediums
- Hydraulische Entkopplung bei unterschiedlichen
Volumenströmen
- Kesselkreis verfügt
immer über eine konstante Durchflussmenge
Anwendung:
z. B. bei
Hackschnitzelanlagen > 100 kW zur Einbindung eines Pufferspeichers als
hydraulische Weiche etc.
Quelle: Elco |
Aufbau:
Zwei mechanisch vollständig getrennte Kammern (z.
B Wärmetauscher).
Wärmeres Medium der
Primärseite überträgt die Wärmeenergie über das Metallgehäuse an das Medium im
Sekundärkreislauf.
Die
Übertragungsleistung ist abhängig von:
- Wärmeträgermedium, Fließgeschwindigkeit
- Übertragungsleistung
(größte Leistung nur bei gegenläufiger
Fließrichtung auf der Primär- und
Sekundärseite)
Vorteil:
Absolute hydraulische
Trennung Medium Kesselkreis und Heizkreis.
Anwendung:
Wichtig bei Fußbodenheizung mit nicht diffusionsdichten Leitungen, Solaranlagen
und Fernheizungen.
Quelle: Elco |
Einzelraumthermostat zum Nachrüsten in Fußbodenheizungen
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Kombiniertes
Verteilersystem für Warmwasser und Zirkulation
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Nach EnEV 2002 § 12 sind Fußbodenheizungen bei bestehenden
Gebäuden, die vor Inkrafttreten der Verordnung erstellt wurden, mit selbsttätig
wirkenden Einrichtungen zur raumweisen Regelung der Raumtemperatur oder mit
Einrichtungen zur raumweisen Anpassung der Wärmeleistung an die Heizlast
auszustatten.
Das RVV-Regelventil regelt selbsttätig und hält die
Raumtemperatur konstant ohne Fühlerleitung.
Einbau im Rücklaufverteiler>
Bild.
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Bei konventionellen Lösungen wird die Zirkulationsleitung neben
der Warmwasserleitung verlegt Nachteil: erheblicher Montageaufwand, größer
Platzbedarf, zusätzliche Isolierung und mehr Zubehör.
Das neue VWZ-Verteilersystem
>
Bild
(111 k) vereinfacht die Verlegung, indem die Zirkulationsleitung
nicht mehr neben, sondern durch die Warmwasserleitung gezogen wird. Die flexible
Zirkulationsleitung besteht aus PEOC-Kunststoff.
Vorteil: geringer Platzbedarf, kürzere Montagezeiten, weniger
Isolierung und Zubehör.
Quelle: DEGEN GmbH & Co.
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Absenkung der Rücklauftemperatur bei
Brennwertkesseln
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Bei einer Absenkung der
Rücklauftemperatur von 45°C auf unter 30°C erreicht man einen um 5%
höheren Nutzungsgrad des Brennwertkessels. Erst bei 30°C RL-Temperatur
übergibt das Rauchgas den Großteil seiner Enthalpie in Form von Kondensat an den
Heizungsvorlauf > Grafik.
Brennwerttechnik bedeutet, je kühler das Wasser ist, dass zum
Kessel zurückfließt, desto mehr Wärme kann den Abgasen entzogen werden und desto
größer ist die Brennwertnutzung.
Heiße Abgase können viel mehr Wasser festhalten als kältere.
Die entscheidende Größe ist der
Taupunkt (=100% relative Feuchte, Sättigung mit Wasser).
Ergo tröpfelt im Kondensationsfall nur der Überschuss jenseits
der 100% r. F. heraus. Lediglich diese freigesetzte latente Energie kommt bei
Brennwertanlagen dem Kesselnutzungsgrad zugute. D. h., sobald das Abgas weniger
als 100% r. F. hat, kondensiert nichts mehr aus.
Ein weiterer Einflussfaktor auf
dem Taupunkt ist die Luftzahl λ. Sie gibt den Luftüberschuss bei der
Verbrennung an.
Ein moderner Vormischbrenner begnügt sich mit 30% Luftüberschuss
(λ=1,3). Bei einem Luftdruck von 1013 Millibar und 50% relative Luftfeuchte
stellt sich hier eine Taupunkttemperatur von 55°C ein.
Man sollte also Brenner einsetzen, die mit möglichst kleiner
Luftzahl arbeiten,
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um so möglichst hohe Taupunkttemperaturen zu erreichen.
Die garantieren selbst bei höheren RL-Temperaturen noch eine
Teilbrennwertnutzung.
Die Erklärung findet man im
Mollier-Diagramm (h, x -Diagramm), wenn man annimmt, dass 1 g Wasser pro kg
trockene Luft etwa identisch sind mit 1 g Wasser pro kWh. (Bei der Verfeuerung von
Erdgas verbrennen je 1 kg Erdgas 10 kg Luft oder 100 g Erdgas plus 1 kg Luft
ergibt beim Verbrennen 1 kWh Wärme)
Bei 57°C RL-Temperatur
kondensieren nur einige Tropfen Wasserdampf aus dem Abgas. Entsprechend niedrig
wäre auch der der Wärmegewinn.
Bei ca. 45°C fallen schon
ca. 45 g Kondensat an, das sind 1/3 der Verdampfungswärme. Die ursprünglichen
nach der Verbrennungsgleichung 16% Wasserdampf im Abgas haben sich auf absolut
ca. 10% verflüchtigt und damit die Taupunkttemperatur von 57°C auf 52°C
heruntergesetzt. Der Kondensationsprozess erlischt.
Bei 40°C RL-Temperatur
werden dem Rauchgas fast 70 g/ kWh (von theoretisch 120 g) entzogen.
Erst bei 30°C übergibt das
Rauchgas einen Großteil seiner Enthalpie von 105 g Kondensat pro kWh an den
Heizungsvorlauf.
(Quelle: www.ruhrgas.de)
Bericht 7.9.03
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Optimaler Einsatz von Brennwerttechnik, selbst im Altbau und
bei Zweikreisanlagen
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Für Altbausanierungen gibt es eine Fußbodenheizung
(z. B.: Wirsbo-Velta/ Minitec >
Bild) mit einer
Gesamtaufbauhöhe von nur 15 mm.
Die 9,9 x 1,1 mm PEX-a Rohre werden bündig in
einer Noppenmatte gehalten. In den Noppen und Zwischenräumen der Folie
eingestanzte Löcher ermöglichen ein gutes Einfließen der Ausgleichsmasse und für
eine direkte Verbindung mit dem Untergrund. Auf Grund der geringen Masse
reduziert sich auch die Aufheizzeit und verbessert die Regelung.
Hohe Kondensationsgewinne lassen sich auch dann noch erreichen,
wenn in einigen Räumen noch Radiatoren (Zweikreisanlage) hängen.
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Ein Mehrwege-Mischverteiler >
Hydraulikschema
dagegen macht den heißen Rücklauf des des Radiatorenkreises
(Hochtemperaturkreis) zum Vorlauf des Fußbodenheizkreises
(Niedertemperaturkreis).
Dadurch beträgt die Rücklauftemperatur nur noch 30°C, statt
42-45°C. Das bedeutet beachtliche 5% mehr Wirkungsgrad.
(Quelle: www.velta.de, www.baunach.net)
Bivalente Mischerstation mit 4-Wege-Mischerverteiler
Beispiel Hydraulikschema mit Funktionsbeschreibung für
Brennwertkessel > Bild
(178k).
(Quelle: DEGEN GmbH & Co.)
(Bericht 8.9.03 |
Verwendung
alter vorhandener Festbrennstoffkessel zum
Beiheizen mit Holz in Kombination mit einem Öl-/Gaskessel |
Variante 1 |
Eigener Bericht 20.4.02
Es gibt immer noch viele Öl- und Gasheizungen mit
parallel geschaltetem alten Feststoffkessel (Kohlekessel, Holzkessel), bei denen
wegen gestiegener Energiepreise der alte Kessel wieder häufiger zum Heizen mit
Holz verwendet wird.
In der Praxis sieht man z. T. nicht zulässige
abenteuerliche Systemkonstruktionen für die Einbindung ohne jeglichen
Sicherheitsstandart.
Die auftretenden Probleme in der Übergangszeit, wie Rauch- und
Geruchsbelästigung, Teer, Ruß, häufige Nachlegeintervalle, hoher Holzverbrauch,
schlechte Abgaswerte usw. durch Schwelbrand, können aber weitestgehend unter
Verwendung des alten Kessels durch den Einbau eines Wärmespeichers gelöst werden
>
Hydraulikschema
Diese Lösung eignet sich für Kesselleistungen bis max. 28 kW, in Verbindung mit
Öl oder Gas und für Heizraumhöhen ab ca. 1,80 m. und speziell nur
für reine Volllastkessel, nicht unbedingt für moderne leistungs- und
feuerungsgeregelte Holzvergaserkessel.
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Für den Öl- / Gaskessel ergibt sich durch die Verbindung mit dem
Wärmespeicher eine wesentliche Verringerung der Brennerintervalle (Intervallheiztechnik
mit Calo bloc Wärmespeicher) und somit eine
Einsparung von Öl/ Gas.
Der Wärmespeicher (500 oder 1000 l) eignet sich sehr gut
für eine Erweiterung mit einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung und
Heizungsunterstützung.
So optimale Ergebnisse wie beim Einsatz eines
Holzvergaserkessel mit Puffer werden natürlich nicht ganz erreicht, da u. a. die
Brennraumgeometrie des alten Feststoffkessels auf Kohle oder Koks ausgelegt ist
und nicht auf Holz.
Wer also nur über kleine Holzmengen verfügt und
sowieso einen zweiten Brennstoff zur Ergänzung benötigt, kann mit dieser Lösung
komfortabel eine Menge Öl/ Gas einsparen, ohne alle 2 h Holz nachzulegen (im Winter je nach
Außentemperatur nur 1-3 mal pro Tag, im Sommer für die Warmwasserbereitung für
ca. 3 Personen nur 1-2 mal pro Woche).
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Variante 2 |
Variante 3 |
Aktualisierung Varianten 2 und 3 /13.12.02
Der Festbrennstoffkessel wird mit einen
ausreichen dimensionierten Pufferspeicher kombiniert und die Regelung des
vorhandenen Öl/ Gaskessels mit einigen kleinen Änderungen genutzt.
Die Lösung ist sehr einfach und billig, aber
nicht besonders empfehlenswert für große Öl/ Gaseinsparungen und mit einigen
Nachteilen behaftet, aber immer noch besser als eine Lösung ohne Puffer.
Moderne Gebläse- oder Vergaserkessel lassen sich
später nicht nicht ohne totalen Umbau (hoher Kostenaufwand) integrieren.
Erforderliche Heizraumhöhe für einen 1000 l-
Puffer: ca. 2,24 m. Der Einbau einer externen thermischen Ablaufsicherung
(Sicherheitswärmetauscher, bei Stromausfall zum Schutz des Kessels gegen
Überhitzung) ist unbedingt zu empfehlen.
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Diese Lösung ist die optimale und
z. Z. modernste Variante für einen geplanten späteren Einbau (aus
finanziellen Gründen u. a.) eines modernen Vergaserkessel und Einsparungen von
Öl/ Gas von 60 bis 100%.
Der vorhandene Feststoffkessel wird kombiniert mit einer kompatiblen
Systemlösung,
bestehend aus: ausreichend dimensionierten Puffer,
moderner und möglichst kompatiblen Regelung für alle Komponenten
sowie einer kompatiblen erweiterbaren Hydraulik.
Der Einbau einer
externen thermischen Ablaufsicherung (Sicherheitswärmetauscher, bei Stromausfall
zum Schutz des Kessels gegen Überhitzung) ist unbedingt zu empfehlen.
Die
Raumhöhe für die Aufstellung der Puffer ist zu beachten.
Sie können später ohne Probleme und Umbaukosten jeden x-beliebigen Holzkessel in
diese Systemlösung integrieren.
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