AT506563A2

AT506563A2 - Pufferspeicher für den wärmeträger zumindest eines wärmeverbrauchers

Info

Publication number: AT506563A2
Application number: AT0014109A
Authority: AT
Inventors: Wilfried Waukmann
Original assignee: Wilfried Waukmann
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2009-10-15
Also published as: AT506563A3; DE102008017897A1

Description

Pufferspeicher für den Wärmeträger zumindest eines Wärmeverbrauchers, insbesondere Warmwasserspeicher eines Mehr-f ami1ienhauses

Die Erfindung betrifft einen Pufferspeicher für den Wärmeträger zumindest eines Wärmeverbrauchers, insbesondere Warmwasserspeicher eines Mehrfamilienhauses in einem Anschluss an Sonnenkollektoren, mit einem eine Wärmeisolierung aufweisenden, lastabtragenden Behältermantel, wobei die Wärmeisolierung aus vorgefertigten Wärmedämmsteinen besteht, die innen wärmeträgerdicht ausgebildet und insbesondere mit einer wärmeträgerdichten Folie abgedeckt sind.

Pufferspeicher werden benötigt, um Energie zu speichern, wenn deren Erzeugung und Verbrauch zeitlich differenzieren, sowie zur Aufnahme und Abdeckung von Lastspitzen z.B. von Solaranlagen oder Heizkesseln.

Als Wärmespeichermedium kommt vorwiegend Wasser zum Einsatz, grundsätzlich sind jedoch alle anderen Stoffe in ihren jeweils möglichen Aggregatszuständen einsetzbar (gasförmig, flüssig, gel-artig und fest), bzw. Kombinationen, die sich daraus ergeben (z. B. flüssig und fest).

Verwendet wird die so gespeicherte Energie prinzipiell für die Beheizung von jeglichen Arten von Gebäuden, unabhängig von deren Verwendung. Hierzu tun sich Möglichkeiten mittels Warmwasser-, Niedertemperatur- oder Luftheizung auf. Weitere Verwendungen außerhalb von Heizungssystemen in Gebäuden können angedacht werden, wie z. B. Prozesswärme für Gewerbe, Industrie, Land- und Forstwirtschaft, Wäschereien, Schwimmbäder, Stadien (Rasenheizung), Gastronomie (Küchen) , Hotellerie, Jiellnessbetriebe (Bäder, Saunen, etc.), Tankstellen (Autowaschanlagen), Pufferspeicher für Nah-bzw. Fernwärmenetze, etc.. Um diese oben angesprochenen ·· ♦ · ft ft tftf fff# ( ·········· • ff ff ft f · · • · t · · t ··· · · • ·· t t · t t » t 2

Anwendungen effizient zu garantieren, bedarf es einer großen Menge an gespeicherter Energie, was ein großes Speichervolumen nach sich zieht. Um dieses Speichervolumen anbieten zu können, benötigt man große Behälter, die in Hin-5 sicht auf ihre Abmessungen ein Problem darstellen.

Die bisherigen Systeme, die dem jetzigen Stand der Technik entsprechen, bergen große Nachteile im Bezug auf Kosten bzw. Realisierbarkeit, was sich aus diesen Abmessungen er-10 gibt.

Vorgefertigte Speicher, die kostengünstig produziert werden können, müssen bekanntermaßen allerdings aufwändig und somit kostenintensiv transportiert werden (Sonder- bzw. 15 Schwertransporte, schweres Gerät auf den Baustellen).

Der Zusammenbau auf den Baustellen von Segmenten, die kostengünstig transportabel sind („normaler LKW"), birgt e-benso große finanzielle Aufwendungen, da die endgültige 20 Montage auf der Baustelle zeit-, personal-, und kostenin tensiv ist, und ebenfalls meist schweres Gerät (Kräne, etc.) erfordert. Höhere Kosten entstehen, da zuerst die Segmente vorgefertigt werden müssen, was einen kostenintensiven Ressourceneinsatz bedeutet. Nach dem Transport 25 müssen die Segmente auf der Baustelle zusammengebaut wer den. Die Komponenten bei dieser Bauweise müssen mithin „zweimal" bearbeitet werden, bei der Fertigung im Werk und auf der Baustelle. 30 Aufgabe der Erfindung ist, einen Pufferspeicher der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass selbst großdimensionierte Pufferspeicher mit vergleichsweise geringem Herstellungs- und Transportaufwand zuverlässig realisierbar sind und vielfach unterschiedlichen Anwendungs-35 zwecken leicht angepasst werden können. 3 • ···· »

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, dass die Wärmedämmsteine Formsteine sind, die eine verlorene Schalung für vor Ort eingefüllten Beton als lastabtragenden Behältermantel ausbilden, wobei der Beton 5 auch ein betonähnlicher Füllwerkstoff sein kann, der be tonähnliche Eigenschaften aufweist.

Der Beton bzw. der betonähnliche Füllwerkstoff weist vorzugsweise eine Stahlbewehrung auf oder besitzt integrierte 10 Stahlfasern, die letztlich die Zugkräfte des Systems aufnehmen .

Die Stahlbewehrung enthält bevorzugt Ringanker und/oder Spiralanker, die sich in ihrer Gesamtheit um den gesamten 15 Mantelumfang des Pufferspeichers erstrecken und mithin die Radialkräfte des Systems aufnehmen.

Bevorzugt umfasst die Stahlbewehrung auch Vertikalanker, die sich in ihrer Gesamtheit über die gesamte Höhe eines 20 Pufferspeichers erstrecken und mithin große Bauhöhen eines statisch sicheren Pufferspeichers von gegebenenfalls mehr als 10m erlauben.

Der Beton ist bevorzugt schnell aushärtend, um große Bau-25 höhen eines Pufferspeichers in mehreren Gießstufen ohne großen Zeitverlust realisieren zu können.

Die Formsteine weisen bevorzugt zumindest radial innen und radial außen formschlüssige Nut-Feder-Verbindungen auf, 30 wobei im besonderen sowohl vertikale als auch horizontale Nut-Feder-Verbindungen vorgesehen sind, die in einer Gesamtanordnung aller Formsteine radial innen und radial außen eine geschlossene bündige Schalung ausbilden. Gleichwohl ist auch nur eine, nur in der Mitte liegende Nut-35 Feder-Verbindung möglich. 4 • t ·· ·· ·· ···· ···· ········ · · • · » · · · · · · · • · · · I «··· ·· • · · ·· · ·· · ι ·« · · ·· ·· · · *

Insbesondere besitzen die Formsteine zusätzliche Hohlräume („Zweikammersystem"), die mit schüttbarem Wärmedämmstoff auffüllbar sind. Derartige Hohlformsteine sind besonders leichtgewichtig und lassen sich leicht vor Ort verlegen, 5 bevor sie mit Wärmeschüttgut aufgefüllt werden, die gegebenenfalls mit einem Bindemittel versetzt werden und dann aushärten. Anstelle von schüttbarem Dämmstoff können auch Schaumdämmstoff und flüssige aushärtbare Dämmstoffe verwendet werden. 10

Die Formsteine eines vorgenannten Zweikammersystems können aus jedem beliebigen Baustoff bestehen, da die Dämmfunktion durch den einzufüllenden Dämmstoff gewährleistet werden kann (Dämmwerkstoff von Vorteil, aber nicht Bedingung). 15

Bevorzugte Ausführungsformen sehen.vor, dass die Formsteine zwei- oder mehrgeteilt ausgebildet sind, die mit Querstegen formschlüssig verbindbar sind. Die Querstege selbst können integrierter Bestandteil eines Formstein-Teils oder 20 ein separates Bauteil sein. Gegebenenfalls empfiehlt es sich, vor einem formschlüssigen Verbinden der Querstege mit der Innenschale und der Außenschale des Formsteins zumindest Teile der Stahlbewehrung in Hohlräumen vorzumontieren, die später mit Beton ausgegossen werden sollen. 25 Fixierungshilfen für die Stahlbewehrung können in den

Formsteinen vorgesehen sein.

Bevorzugt können im Außenmantel und gegebenenfalls im Dach integrierte Solarzellen ausgebildet sein.

Das Dach des Pufferspeichers kann grundsätzlich beliebig und insbesondere als Flachdach, Pultdach oder als Satteldach ausgebildet sein. 30 5 ·· ·· ·· ·· ···· ···· ··«····· · · • · · · · · t « · · • ·· ·· ···· ·· • · · · · · ·· ··

Die Formsteine sind zweckmäßigerweise handliche leichte Bausteine eines Stecksystems und besitzen in Draufsicht Bogenform und/oder Quaderform. 5 Auch ist denkbar, Formsteine größeren Formats mit einem höheren Gewicht zu verwenden. Die Handhabung dieser Formsteine erfolgt dann vorzugsweise mit einfachen Hebewerkzeugen beispielsweise für die Erstellung sehr großer Pufferspeicher . 10

Insbesondere sind die Formsteine schichtweise versetzt angeordnet, etwa nach Art einer bekannten (ringförmigen) Ziegelsteinmauer. 15 Untere Schichten an Formsteinen können durch zusätzliche

Bausteine gleicher oder ähnlicher Konfiguration verstärkt sein.

Der Pufferspeicher kennzeichnet sich bevorzugt durch eine 20 Zylinderform oder eine Vieleckform vielfach mit vertikaler

Symmetrieachse.

Den unteren Abschluss eines Pufferspeichers bildet bevorzugt eine plane untere Fundamentplatte aus Beton mit einer 25 oberen Wärmedämmschicht, wobei die Fundamentplatte selbst aus Wärmeisoliermaterial, insbesondere aus Wärmedämmbeton, bestehen und mithin auf eine zusätzliche Wärmedämmschicht verzichtet werden kann. Gleichwohl ist auch die Variante Wärmedämmbeton mit zusätzlicher Dämmung möglich. 30

Den oberen Abschluss eines Pufferspeichers bildet bevorzugt eine plane obere Deckplatte aus Beton mit einer unteren Wärmedämmschicht, wobei diese Deckplatte wie die Fundamentplatte auch selbst aus Wärmeisoliermaterial, vor-35 zugsweise Wärmedämmbeton, bestehen kann. Auch hier ist die 6 ·· ·· ·· ·· ···· ···· ······*· · · • ·· ·· · · · · · • · « · # · #·· · · • ·· · · · · · «·

Variante Wärmedämmbeton mit zusätzlicher Dämmung möglich.

Die Formsteine sind insbesondere aus Schaumglas, extrudiertem Polystyrol oder aus Leichtbeton gebildet. Grund-5 sätzlich ist jedoch jeder Wärmedämmwerkstoff denkbar.

Durch die Erfindung wird mithin ein neues System eines Pufferspeichers geschaffen, dessen Umsetzung in Hinsicht auf Kosten, Realisierbarkeit und Ressourceneinsatz (Gerä-10 te, Personal, etc.) vorteilhafter als bekannte Systeme ist.

Wesen der Erfindung ist, den Pufferspeicher aus einfachen, vorgefertigten Elementen vor Ort kostengünstig und effi-15 zient aufzubauen. Dazu werden insbesondere für die Her stellung des Mantels Formsteine, insbesondere Hohlformsteine, verwendet, welche gute Wärmedämmeigenschaften besitzen. Diese haben die Eigenschaft, ein sehr geringes Eigengewicht aufzuweisen, um einen möglichst einfachen, ins-20 besondere hündischen Aufbau zu gewährleisten, und werden als verlorene Schalung für den vor Ort einzufüllenden Beton verwendet. Dieser Beton übernimmt in späterer Folge die lastabtragende Funktion. Dadurch ist im Bereich des Mantels während der Bauphase kein weiteres Hilfsmittel, 25 wie z. B. eine Schalung oder eine andere Stützkonstruktion, von Nöten. Daraus ergibt sich eine hohe Zeit- und Kostenersparnis. Des Weiteren ermöglicht diese Bauweise auch den nachträglichen Einbau in Gebäude, da die Einzelteile problemlos durch kleine Öffnungen (Fenster, Türen, etc.) 30 eingebracht werden können.

Zwar kennt man nach dem Stand der Technik gemäß EP 1 132 691 Bl vor Ort fertigbare Pufferspeicher. Diese Pufferspeicher besitzen eine lastabtragende äußere Behälterwand 7 ·· ·· ·· ·· ···· ···· ········ · · ····*··· · · • · · · · ···· · · • ·· · · · · · » · in Form einer Betonwanne, die radial innen durch vorgefertigte Wärmedämmsteine ausgekleidet ist, die eine Wärmeisolierung ausbilden. Von Nachteil ist, dass für die Herstellung der Betonwanne eine Hilfsschalung von Nöten ist, um 5 den Beton überhaupt erst vergießen zu können, wobei die

Hilfsschalung nach der Aushärtung des Betons erst entfernt werden muss, bevor mit der Innenauskleidung der Wärmeisolierung begonnen werden kann. 10 Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben; es zeigen:

Figur 1 einen zylindrischen Pufferspeicher mit Fundament-15 platte in einer aufgebrochenen schematischen perspektivi schen Ansicht,

Figuren 2 bis 5 Teilschnitte durch den Mantel des Pufferspeichers, gesehen von der Seite sowie perspektivisch von 20 oben und von unten, nach Figur 1 mit Darstellung der

Stahlbewehrung,

Figuren 6 bis 9 Fundamentkonstruktionen des Pufferspeichers mit zwei und einer Fundamentplatte außerhalb und in 25 einem Erdreich,

Figuren 10 und 11 Dachkonstruktionen des Pufferspeichers mit zwei und einer Deckplatte, 30 Figuren 12 bis 15 Ausführungsformen von Grundrissen eines

Pufferspeichers nur unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Formsteinen (gerade/gebogen), und

Figuren 16 bis 32 diverse Ansichten von Formsteinen, ein-35 zeln und in einem Teilzusammenbau, gesehen von oben, in 8 ·· ·· ·· ·· ···· ···· ··*····· · · ········ · · »···«·· · « • ·· ·· · * · 9 9 unterschiedlichen Schichten, perspektivisch, einteilig, zweiteilig, dreiteilig, Ein- und Zweikammersystem.

In Figur 1 ist ein Pufferspeicher 1 für den Wärmeträger 5 zumindest eines Wärmeverbrauchers, insbesondere Warmwas serspeicher eines Mehrfamilienhauses in einem Anschluss an Sonnenkollektoren, mit einem eine Wärmeisolierung aufweisenden, lastabtragenden Behältermantel gezeigt, wobei die Wärmeisolierung aus vorgefertigten Wärmedämmsteinen be-10 steht, die innen wärmeträgerdicht ausgebildet und insbe sondere mit einer wärmeträgerdichten Folie 2 abgedeckt sind.

Die Wärmedämmsteine sind Formsteine 3, die eine verlorene 15 Schalung für vor Ort eingefüllten Beton 4 als lastabtra genden Behältermantel ausbilden, wobei der Beton auch ein betonähnlicher Füllwerkstoff sein kann.

Der Beton 4 bzw. der betonähnliche Füllwerkstoff weist ei-20 ne Stahlbewehrung 5 gemäß den Figuren 2 bis 5 auf oder be sitzt integrierte Stahlfasern.

Die Stahlbewehrung enthält Ringanker 6 und/oder Spiralanker und besitzt ferner Vertikalanker 7. 25

Jeder Ringanker 6 erstreckt sich in seiner Gesamtanordnung als ein geschlossener horizontaler Ring in einem später mit Beton 4 auszugießenden Hohlraum einer Schicht an Formsteinen 3 und übernimmt später zugbeansprucht die Radial-30 kräfte des mit Wasser gefüllten Pufferspeichers. Nicht veranschaulichte Spiralanker erstrecken sich spiralförmig über die gesamte Höhe des Pufferspeichermantels. Die Vertikalanker 7 erstrecken sich in ihrer Gesamtheit vertikal über die gesamte Höhe des Pufferspeichermantels und über-35 nehmen zugbeansprucht später Vertikal- und Scherkräfte des Systems, wodurch große Bauhöhen an Pufferspeichern von ·· ·· ·· ···· ····

·· • · · · · · · • · · · · · · • · ··« · · 9 mehr als 10m bei guter statischer Sicherheit realisierbar sind.

Der Beton 4 ist schnell aushärtend ausgebildet, so dass 5 Gießzyklen an Beton ohne größere Wartezeit zu bewerkstel ligen sind.

Die Formsteine 3 weisen zumindest radial innen und radial außen formschlüssige Nut-Feder-Verbindungen 8, 9 auf. 10

Sowohl vertikale als auch horizontale Nut-Feder-Verbindungen 8, 9 bilden in einer Gesamtanordnung aller Formsteine radial innen und radial außen eine geschlossene bündige Schalung aus. 15

Die Formsteine 3 sind handliche Bausteine eines Stecksystems .

Ersichtlich besitzen die Formsteine 3 in Draufsicht Bogen-20 form. Sind zusätzlich gerade Formsteine 3 in Quaderform vorgesehen, lassen sich unterschiedliche Pufferspeicherkonfigurationen realisieren, wie dies insbesondere in den Figuren 12 bis 15 veranschaulicht ist. 25 Die Formsteine 3 sind schichtweise versetzt angeordnet, wie dies beispielsweise in den Figuren 2 bis 5, 18 bis 20 und 23 ersichtlich ist.

Auch können die Formsteine 3 neben den Hohlräumen für Be-30 ton 4 Hohlräume 17 besitzen, die mit schüttbarem Wärme dämmstoff auffüllbar sind, wie dies insbesondere den Figuren 21 bis 24 zu entnehmen ist.

Die Formsteine 3 können einteilig beispielsweise gemäß den 35 Figuren 16 bis 24, zweiteilig beispielsweise gemäß den Figuren 25 bis 28 oder mehrgeteilt, beispielsweise dreige- 10 ·· ·· ·· ·· ···· ···· ········ · · ········ · · • · · · · · ··· « · • ·· ·· · ·· t · tt ·· ·· ·· ·· · teilt gemäß den Figuren 29 bis 32 ausgebildet sein, die über Querstege 18 formschlüssig verbunden bzw. verbindbar sind. 5 In der zweiteiligen Variante ist der Quersteg 18 fest mit einem Formstein-Teil verbunden, wobei das freie Ende des Querstegs 18 mit dem anderen Formstein-Teil formschlüssig, beispielsweise durch Schwalbenschwanzführung verbunden werden kann. 10

In der dreiteiligen Variante ist der Quersteg 18 ein separates Bauteil und besitzt bevorzugt an beiden Längsenden eine Schwalbenschwanzführung, über die der Quersteg 18 mit beiden Formstein-Teilen formschlüssig verbunden werden 15 kann.

Untere Schichten an Hohlformsteinen können durch zusätzliche Bausteine gleicher oder ähnlicher Konfiguration verstärkt sein. 20

Der Pufferspeicher 1 gemäß Figur 1 besitzt Zylinderform und ist ausschließlich durch gebogene Formsteine 3 aufgebaut . 25 Im Außenmantel und gegebenenfalls im Dach des Pufferspei chers können integrierte Solarzellen ausgebildet sein.

Das Dach ist grundsätzlich als Flachdach, Pultdach oder als Satteldach ausgebildet, im besonderen Ausführungsbei-30 spiel nach Figur 1 als Flachdach.

Der Pufferspeicher 1 gemäß Figur 1 besitzt eine plane untere Fundamentplatte 10 aus Beton mit einer oberen Wärme-dämmschicht 11 gemäß den Figuren 6 und 8 außerhalb oder 35 teilweise innerhalb eines Erdreichs 25. Hierbei kann die Fundamentplatte gemäß den Figuren 7 und 9 selbst aus Wär- 11 ·· ·· ·· ·· ···· ···· ········ · · ····♦··· · · • · · · « ·· · · • · · · · · · · ·· ·· ·· ·· ·· ·· · meisoliermaterial 12, insbesondere aus Wärmedämmbeton, bestehen.

In Flachdachausbildung besitzt der Pufferspeicher 1 gemäß 5 Figur 1 eine plane obere Deckplatte 13 aus Beton mit einer darunter liegenden Wärmedämmschicht 14 gemäß Figur 10 mit Ausbildung eines zentralen Durchgangs 20, wobei die obere Deckplatte selbst aus Wärmeisoliermaterial 15, vorzugsweise aus Wärmedämmbeton, gemäß Figur 11 bestehen kann. 10

Die Formsteine 3 sind aus Schaumglas, extrudiertem Polystyrol oder aus Leichtbeton ausgebildet.

Ersichtlich übernimmt der Beton die auftretenden Druck-15 kräfte, während die Bewehrung die auftretenden Zugkräfte übernimmt. Die Bewehrung könnte auch spiralförmig verlegt werden (keine horizontale und vertikale Bewehrung mehr).

Es kann auch Beton mit integrierten Stahlfasern verwendet werden, ein sogenannter Faserbeton, bei dem dann auf die 20 Bewehrung verzichtet werden kann. Ebenso sind andere Füll werkstoffe denkbar, die ähnliche Eigenschaften wie Beton aufweisen.

Bei Betonguss steigt bekanntlich der Schalungsdruck linear 25 mit der Höhe an, so dass bei einem einzigen Füllvorgang etwa eine Höhe von ca. 2 bis 3 Meter Beton vergossen werden kann. Werden besondere Formsteine verwendet, die einem höheren Schalungsdruck standhalten, können auch höhere Höhen bei einem einzigen Füllvorgang mit Beton vergossen 30 werden. Die entstehende Arbeitsfuge stellt kein Problem dar, da der Beton nur eine lastabtragende und keine dichtende Funktion übernimmt. Des Weiteren kann dieses Problem auch mit schnellaushärtendem Beton gelöst werden. Hierbei sind Aushärtezeiten von ca. 2 Stunden realistisch, bekannt 35 als sogenannter Rapidbeton. Nach einem Füllvorgang kann wieder „bei Null" begonnen werden. Eine Fertigstellung ei- 12 • φ φφ φφ φφ φφφφ ···· Φφφφφφφφ · · • · · Φ Φ Φ Φ φ · · • · · · · 9 ··« φ · • Φ Φ · 9 · Φ Φ φ φ φφ φφ ΦΦ ΦΦ ·· · nes Pufferspeichers mit ca. 10m Höhe innerhalb eines Tages ist durchaus realistisch.

Ebenfalls wäre denkbar, dass die Formsteine so konstruiert 5 sind, dass mit einfachen Mitteln (Stecksystem, zusätzliche

Elemente, etc.) die Kammern der unteren Lagen verstärkt werden können. Damit können in einem Arbeitsschritt größere Höhen als beispielsweise 3m betoniert werden. 10 Ebenso ist die Verwendung von „starken" - wenn auch kostspieligeren - Formsteinen in den unteren Lagen möglich. Auch bei dieser Lösung können größere Höhen in einem Arbeit sschritt realisiert werden. 15 Hinsichtlich der Bodenkonstruktion sei erwähnt, dass der

Pufferspeicher 1 in Gebäude ein- bzw. an Gebäude angebaut sein kann. Die Fundamentplatte wird hierbei vorzugsweise zeitgleich mit dem Gebäudefundament hergestellt und ist gegebenenfalls Teil des Gebäudefundaments. Die entspre-20 chende senkrechte Bewehrung, die sogenannten Vertikalan ker, werden beim Pufferspeichermantel beim Betonieren berücksichtigt.

Die Wärmedämmung kann sowohl aus Platten, aber auch aus 25 schüttbarem Wärmedämm-Material bestehen, sofern sie eine ausreichende Druckfestigkeit aufweist. Ist der Pufferspeicher 1 gemäß den Figuren 8 und 9 ins Erdreich eingebaut, kann eine Betonplatte mit darüber liegender Wärmedämmung vorgesehen sein oder als Fundamentplatte Wärmedämmbeton 30 ohne zusätzlicher Wärmedämmung verwendet werden.

Hinsichtlich der Dachkonstruktion sei erwähnt , dass - ist der Pufferspeicher 1 in Gebäude eingebaut bzw. an Gebäude angebaut - das Dach des Gebäudes den Witterungsschutz des 35 Pufferspeichers übernehmen kann. Daher ist keine Dicht- 13 ·· ·· ·· ·· ·«·· ·«·· ·«·····♦ · · ········ · · • ·· · I « ··« · · • · · ·· · · ♦ · · ·· t« ·· ·· «· · funktion am Kopfteil des Pufferspeichers gegen Witterung (Regen, Schnee, etc.) notwendig.

Auch hier gibt es wieder die Konstruktion mit Betonplatte 5 und darunter liegender Wärmedämmung sowie die Lösung mit Wärmedämmbeton ohne zusätzliche Wärmedämmung. Des Weiteren ist ein Zugangsschacht 20 zu Wartungs- und Kontrollzwecken erforderlich. 10 Die Kopfplatte muss nicht unbedingt aus Beton bestehen. Es sind auch andere Konstruktionen (z. B. aus Holz oder Stahl) mit entsprechenden Wärmedämmeigenschaften denkbar.

Grundsätzlich muss nicht einmal eine fixe Kopfplatte bei 15 einem Pufferspeicher vorhanden sein. Denkbar ist auch eine

Kopfplatte, die auf dem Wärmeträgermedium schwimmt und dennoch die Wärmedämmfunktion sowie die Wartungsöffnung beinhaltet. 20 Auch kann eine fixe Kopfplatte und eine auf dem Wärmeträ- germedium schwimmende Dämmung vorgesehen sein.

Hinsichtlich der Formsteine sei erwähnt, dass die lastabtragende Struktur nicht unbedingt radial außen gelegen 25 sein muss, und die Wärmedämmung innen. Grundsätzlich ist bei erfindungsgemäßen Varianten auch eine gleichmäßige Aufteilung denkbar (lastabtragende Struktur mittig), aber auch die lastabtragende Struktur innen, und die Wärmedämmung außen. 30

Wie bereits erwähnt, werden bevorzugt Formsteine mit Nut-und Federsystem verwendet. Insbesondere können Formsteine mit Nut- und Federsystem mit einer Kammer gemäß den Figuren 16 bis 20 oder mit vorzugsweise zwei Kammern 17, 4 35 verwendet werden, wie dies beispielsweise den Figuren 21 bis 24 zu entnehmen ist. Bei letzterer Konstruktion ist 14 14 ·· ··

• · • · • · • · · • · · t f · • * · ein zweiter Ring 21 mit Hohlräumen 17 ausgebildet, welcher nach der Montage vor Ort mit schüttbarem Dämmstoff aufgefüllt wird. Der Beton 4 wird in die anderen Hohlräume radial außen eingefüllt. Die Gewichtseinsparung gegenüber 5 der Nichtringvariante ermöglicht ein noch geringeres Bau teilgewicht bzw. bei gleichem Gewicht größere Bauteilabmessungen.

Im besonderen können, wie bereits angesprochen, die Form-10 steine mit Nut- und Federsystem zweiteilig ausgebildet sein, wie dies den Figuren 25 bis 28 zu entnehmen ist. Diese Konstruktion ermöglicht grundsätzlich die Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe, z.B. Wärmedämmstoff für die Innenschale und z.B. Beton für die Außenschale (Betonober-15 fläche, Waschbetonoberfläche => dadurch bereits fertige

Außenoberfläche möglich) . Ebenso ist hier das bereits angesprochene System mit zwei Kammern gemäß den Figuren 21 bis 24 möglich. 20 Die Formsteine mit Nut- und Federsystem können, wie be reits gesagt, insbesondere dreiteilig nach den Figuren 29 bis 32 ausgebildet sein. Diese Konstruktion bietet den Vorteil, dass das Verbindungselement ein eigenes Bauteil, ein Quersteg 28, ist, wodurch die Teil-Formen für die Her-25 Stellung der Formsteine einfacher gestaltet sind und leichter mit Stahlbewehrung bestückt werden können. Ebenso ist auch hier das vorerwähnte System mit zwei Kammern möglich. 30 Hinsichtlich der Abdichtung sei erwähnt, dass die Abdich tung an der Innenseite durch Folien 2 (Foliensack), Bitumenbahnen, Anstriche (Kunstharz, etc.), Bleche (Stahl, E-delstahl und Nichteisenmetalle) , Aufspritzen von Werkstoffen, Schleuderguss oder Blaskörper (wie Kunststofffla-35 sehe), bzw. aus Kombinationen der eben erwähnten Materialien erreicht werden kann. Die Abdichtung muss nicht zwin- 15 • ψ ·· 9· ♦· ···· ···» ········ · · »······· · · • · · *4 · «»· » · « #· · · · ♦ · · t ·· ·· ·· Ι· Μ · gend die gesamte Innenoberfläche des Pufferspeichers umfassen. Die Deckelfläche kann auch weggelassen werden.

Hinsichtlich der Bodenplatte sei ferner erwähnt, dass die 5 Bodenplatte auf Grund ihrer Größe zweckmäßigerweise vor

Ort (vorwiegend aus Beton) hergestellt wird. Denkbar wäre aber auch die Verwendung von Fertigteilen, soweit diese kostengünstig transportiert werden können. 10 Was die Wärmedämmung über der Bodenplatte betrifft, kann grundsätzlich hier jede Wärmedämmung verwendet werden, die eine ausreichende Druckfestigkeit aufweist. Vorzugsweise sollte jedoch ein Werkstoff verwendet werden, der selbst kein Wasser aufnimmt, wie z.B. Schaumglas oder extrudier-15 tes Polystyrol.

Die Formsteine selbst sind bevorzugt leichtgewichtige, leicht transportable, vorgefertigte Wärmedämmwerkstoffe, wie z.B. - wie bereits gesagt - aus Schaumglas, extrudier-20 tem Polystyrol oder Leichtbeton, und zwar in einer Ausfüh rung entweder plan (Verbindung dann z.B. mittels Kleber oder Mörtel), oder in Nut-Feder-Ausführung, sowie in anderer diverser Steckverbindungs-Ausführung, oder in einer Ausführung mit zusätzlichen Verbindungselementen. Zusätz-25 lieh können die Formsteine die exakte Positionierung der für den Beton notwendigen Bewehrung übernehmen, z.B. Fixierungshilfen besitzen, wie Schlitze oder Klötze, was wiederum eine deutliche Zeitersparnis bei der Montage mit sich bringt. Des Weiteren können die Formsteine so ausge-30 führt werden, dass die Montage von Anbauteilen, etc. einfach möglich ist, wie zum Beispiel der Anschluss von Solarzellen auf der Außenhaut und/oder dem Dach des Pufferspeichers. Die ein-, zwei- oder mehrteiligen Formsteine können auch aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. 35 16 16 ·· ##·· «··· ·· ·· • · • · • · • · · · · · « • · · · ♦ · ♦ • < - ··' · ·

Als Pufferspeicherformen kommen in Betracht: rund, eckig, oval, stehend, liegend, sowie unterschiedliche Dachaufbauten. Aus statischen Gründen ist grundsätzlich eine runde Form vorzuziehen, da sie eine gleichmäßige Belastung des 5 Mantels gewährleistet.

Die Wärmeentnahme bzw. WärmeZuführung erfolgt direkt oder indirekt (über Wärmetauscher). 10 Als Einbausituation kommen in Betracht:

Eingebaut in Gebäude, angebaut an Gebäude, komplett im Erdreich, freistehend, Kombinationen der oben erwähnten Varianten (insbesondere Erdreich und freistehend). 15

Auch kann ein separate Außenhaut vorgesehen sein:

Anstrich, Putz, Glas, Holz und Holzwerkstoffe, alle Metal-20 le, Kunststoffe, Ton, Lehm, (kann auch komplett entfallen z.B. bei Einbau in Gebäude).

Der Pufferspeicher kann mit einem Zusatznutzen realisiert sein: 25

Verwendung des Pufferspeichers als Träger für z.B. Solaranlagen (Wärme und Fotovoltaik), auch direkt in Außenhaut integriert, wenn Pufferspeicher zumindest teilweise im Freien. Ebenso wäre eine zusätzliche lastabtragende Funk-30 tion des Pufferspeichers denkbar (z. B. als Säule, Funda ment für ein Gebäude, wenn komplett im Erdreich).

Der Herstellungsablauf eines erfindungsgemäßen Pufferspeichers 1 vor Ort im Bereich eines Wohngebäudes oder dergleichen ist grundsätzlich wie folgt: 35 17 17 ·· ·# * ··* • · ·· tut • · • · • · • · • · ·· ·· ·· • · * · · · · • · · · · · · 4 · · * * · • · fl · · ·

Herstellen der Fundamentplatte - Versetzen der Hohlformsteine und gleichzeitiges Verlegen der Bewehrung bis auf maximal mögliche Betonierhöhe 5 - Ausgießen der Hohlräume mit Beton - Wiederholung der beiden vorgenannten Vorgänge, bis gewünschte Höhe des Pufferspeichers erreicht Herstellen der Kopf- bzw. Dachkonstruktion Einbringen einer zusätzlichen Wärmedämmung am Boden, 10 falls gewünscht - Einbringen einer zusätzlichen Wärmedämmung am Kopf, falls gewünscht - Einbringen der Abdichtung radial innen Herstellen einer Außenhaut, falls gewünscht 15

Die Formsteine werden in einer Variante einer Arbeitsabfolge auf maximal mögliche Betonierhöhe versetzt, und danach der Beton eingefüllt. Denkbar ist es auch, die Formsteine in einem Schritt bis auf die gewünschte Höhe zu versetzen, und 20 dann den Beton jeweils nur bis zur maximal möglichen Höhe einzufüllen. Des Weiteren ist es auch möglich, den Beton während des Versetzens der Formsteine, sowie deren Bewehrung (falls erforderlich), einzufüllen. 25

Claims

1 ···· ···· • · · ♦ # ·· Patentansprüche 1. Pufferspeicher (1) für den Wärmeträger zumindest eines Wärmeverbrauchers, insbesondere Warmwasserspeicher eines 5 Mehrfamilienhauses in einem Anschluss an Sonnenkollekto ren, mit einem eine Wärmeisolierung aufweisenden, lastabtragenden Behältermantel, wobei die Wärmeisolierung aus vorgefertigten Wärmedämmsteinen besteht, die innen mit einer wärmeträgerdichten Folie (2) oder dergleichen 10 abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmsteine Formsteine (3) sind, die eine verlorene Schalung für vor Ort eingefüllten Beton (4) als lastabtragenden Behältermantel ausbilden, wobei der 15 Beton auch ein betonähnlicher Füllwerkstoff sein kein.

2. Pufferspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton (4) bzw. der betonähnliche Füllwerkstoff 20 eine Stahlbewehrung (5) aufweist oder integrierte Stahl- fasern besitzt.

3. Pufferspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 25 dass die Stahlbewehrung Ringanker (6) und/oder Spiralan ker enthält.

4. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 30 dass die Stahlbewehrung Vertikalanker (7) besitzt.

5. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton (4) schnell aushärtend ausgebildet ist. 35 2 • · · I • ·· · ···· • · · · • · ···· · · ·· · · · · ·

6. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formsteine (3) zumindest radial innen und radial außen formschlüssige Nut-Feder-Verbindungen (8, 9) 5 aufweisen.

7. Pufferspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl vertikale als auch horizontale Nut-Feder-10 Verbindungen (8, 9) vorgesehen sind, die in einer Gesamtanordnung aller Formsteine radial innen und radial außen eine geschlossene bündige Schalung ausbilden.

8. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Formsteine (3) handliche Bausteine eines Stecksystems sind.

9. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Formsteine (3) in Draufsicht Bogenform und/oder Quaderform besitzen.

10. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 25 dadurch gekennzeichnet, dass die Formsteine (3) schichtweise versetzt angeordnet sind.

11. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 30 dadurch gekennzeichnet, dass die Formsteine (3) Hohlräume (17) besitzen, die mit schüttbarem Wärmedämmstoff auffüllbar sind.

12. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, 35 dadurch gekennzeichnet, dass die Formsteine (3) zwei- oder mehrgeteilt ausgebil- det sind, die mit Querstegen (18) formschlüssig verbindbar sind.

13. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass untere Schichten an Formsteinen durch zusätzliche Bausteine verstärkt sind.

14. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch Zylinderform oder Vieleckform mit vertikaler Symmetrieachse .

15. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenmantel und gegebenenfalls im Dach integrierte Solarzellen ausgebildet sind.

16. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach als Flachdach, Pultdach oder als Satteldach ausgebildet ist.

17. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein plane untere Fundamentplatte aus Beton (10) mit einer oberen Wärmedämmschicht (11) vorgesehen ist, oder selbst aus Wärmeisoliermaterial (12), insbesondere aus Wärmedämmbeton, besteht.

18. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine plane obere Deckplatte aus Beton (13) mit einer unteren Wärmedämmschicht (14) vorgesehen ist, oder selbst aus Wärmeisoliermaterial (15), vorzugsweise Wär- • 0 0 0 ••0 0 ····

4 medämmbeton, besteht.

19. Pufferspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, 5 dass die Formsteine (3) aus Schaumglas, extrudiertem Po lystyrol oder aus Leichtbeton gebildet sind.