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Technisches Gebiet
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Die hier beschriebene Erfindung gehört zum Gebiet von speichernden Wärmeerzeugungseinrichtungen zur Gewinnung von Wärme zur Trinkwarmwassererzeugung und Raumheizung, befeuert mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen unter Ausnutzung der latenten Wärme im Heizgas (Brennwerttechnik), unterstützt durch die Nutzung von Solarenergie.
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Stand der Technik und Mangel bisher bekannter Ausführungen
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Brennwertheizgeräte nach dem derzeitigen Stand der Technik bestehen aus dem eigentlichen Wärmeerzeuger, dessen Wärmetransportmedium Heizwasser ist, welches einen oder mehrere Heizkreis(-e) mit Wärme versorgt. Die Trinkwarmwassererzeugung erfolgt ebenfalls über Heizwasser in separaten Trinkwarmwassererzeugern (Speichersysteme, Speicherladesysteme etc.).
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In jedem Falle bestimmen die Rücklauftemperaturen des Heizwassers aus den jeweils zu beheizenden Verbrauchern (Heizkreis, Trinkwarmwassererzeuger) die Nutzung der sensiblen und latenten Wärme im Heizgas. Wird z. B. ein Heizkreis mit den Systemtemperaturen 50/40 (Vorlauf-/Rücklauftemperatur in °C) mit Heizwärme versorgt, so ist die Abkühlung der Heizgase im Heizgerät nur bis oberhalb der Rücklauftemperatur (hier > 40°C) möglich.
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Die Trinkwarmwassererzeugung erfolgt nach derzeitigem Stand der Technik nach einer der folgenden Betriebsweisen:
- • im Vorrangbetrieb, d. h. der Heizbetrieb wird für die Dauer der Trinkwarmwassererzeugung unterbrochen, wodurch die Effizienz des Heizbetriebes nicht von den möglichen niedrigen Rücklauftemperaturen der Trinkwarmwassererzeugung profitiert, oder
- • im Parallelbetrieb, bei dem die Wärmeversorgung von Heizkreis(-en) und Trinkwarmwassererzeugung gleichzeitig erfolgen, wobei die Wassermengen der Rückläufe aus Trinkwarmwassererzeugung und Heizkreisen vermischt werden und das mögliche niedrige Temperaturniveau des Rücklaufs aus der Trinkwarmwassererzeugung nur teilweise genutzt wird, oder
- • im Parallelbetrieb mit separater Niedertemperaturrücklauferfassung (bei Brennwertheizgeräten größerer Leistung). Bei solchen Brennwertheizgeräten sind zwei getrennte Rücklaufanschlüsse vorhanden, um Verbraucher mit geringen Rücklauftemperaturen separat dem Kessel zuführen zu können. Diese Geräte haben den Nachteil, dass der Niedertemperaturrücklauf immer aus Trinkwarmwassererzeugung und Heizkreisen gemischt werden muß, damit die entsprechenden Heizflächen des Wärmeerzeugers in beiden Betriebsarten (Trinkwarmwassererzeugung und Heizbetrieb) umströmt sind. Auch hier wird das mögliche niedrige Temperaturniveau des Rücklaufs aus der Trinkwarmwassererzeugung nur teilweise genutzt.
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Ferner zielen Geräte nach derzeitigem Stand der Technik darauf ab, die Trinkwarmwassererzeugung nur für kurze Zeit (ca. 15–30 Minuten) zu betreiben, um danach wieder für den Heizbetrieb verfügbar zu sein. Dies führt zu
- • deutlich höherer Nennleistung des Heizgerätes als für die Raumheizung erforderlich,
- • relativ kleinen Speichergrößen.
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Dies lässt sich beispielhaft schon daran erkennen, dass trotz vieler Einfamilienhaus-Neubauten mit Wärmebedarf von unter 5 kW keine Kessel in dieser Leistungsklasse am Markt verfügbar sind, und zwar unabhängig vom Brennstoff (Gas, Öl, Biomasse). Mit Verweis auf die Anforderungen der Trinkwarmwassererzeugung werden nach derzeitigem Stand der Technik auch in diesen Fällen Geräte von mindestens etwa 10 kW Nennleistung installiert. Dies hat in Folge den Nachteil, dass der Modulationsbereich der Geräte (Bereich variabler Leistungsabgabe) nicht wie gedacht der Anpassung an witterungsabhängig unterschiedliche Heizleistungen dient, sondern nur dem Umschalten zwischen der Trinkwarmwassererzeugung im Volllastbetrieb und dem Heizbetrieb, wobei bereits der Auslegungsfall (= maximale erforderliche Heizleistung bei niedrigsten vorkommenden Außentemperaturen) häufig der kleinstmöglichen Geräteleistung entspricht. Eine Taktung des Gerätes bei geringeren erforderlichen Heizleistungen ist die Folge.
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Ein weiterer, erheblicher Nachteil des derzeitigen Standes der Technik bei kompakten Brennwertgeräten zur Raumheizung besteht darin, dass diese mit sehr kleinen Wasservolumina (wenige Liter) arbeiten, was sicherheitsrelevante, geräteinterne Maßnahmen sowie die Einhaltung von „Betriebsbedingungen” bei der Anlagenplanung erfordert. Eine dieser Maßnahmen ist die Begrenzung der Spreizung (Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur) zur Sicherstellung eines Mindestvolumenstroms. Dies steht aber im Widerspruch zu Effizienzsteigerungen bei der Trinkwarmwassererzeugung: Wird z. B. Trinkwasser von 10 auf 60°C erwärmt, fahren kompakte Kessel aller Hersteller eine begrenzte Temperaturspreizung von z. B. 20 bis 30 K (z. B. 80°C im Vorlauf, 50 bis 60°C im Rücklauf). Eine weitere Absenkung der Rücklauftemperatur ist demnach nicht möglich. Die niedrige Rücklauftemperatur aus der Trinkwarmwassererzeugung kann somit nicht zur weiteren Auskühlung der Heizgase und zur Ausnutzung deren latenter Wärme genutzt werden. Dies reduziert die Effizienz der Trinkwarmwassererzeugung erheblich. Dieser Nachteil gewinnt aktuell erheblich an Bedeutung, da der hohe Wärmeschutzstandard von Neubauten den relativen Anteil der für die Trinkwarmwassererzeugung jährlich benötigten Wärmemenge auf Werte in der Größenordnung 50% erhöht und dadurch die Gesamteffizienz der Anlage signifikant beeinträchtigt ist.
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Ein weiterer Nachteil solcher kompakter, mit kleinen Wärmetauscherflächen ausgestatteten Brennwertgeräte zur Raumheizung ist der hohe wasserseitige Druckverlust zur Erreichung einer turbulenten Durchströmung für bessere Wärmeübergänge, welcher wiederum hohe hydraulische Leistungen (und damit hohe elektrische Pumpenleistungen) erfordert.
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Solaranlagen arbeiten nach derzeitigem Stand der Technik nicht direkt auf den Wasserinhalt eines Wärmeerzeugers, sondern auf separate Speicher oder Speicherzonen mit geringeren Temperaturen, wodurch ein großer Platzbedarf sowie erhöhte Zusatzkosten für die Komponenten bestehen.
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Problemstellung
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Die Problemstellung bestand darin,
- • die geringe Effizienz von Brennwertheizgeräten insbesondere während der Trinkwarmwassererzeugung zu beheben,
- • das Potential eines hocheffizienten Wärmeerzeugerbetriebs bei der Trinkwarmwassererzeugung auch für einen effizienteren Heizbetrieb zu nutzen,
- • die in Neubauten ab 2009 gesetzlich vorgeschriebene Nutzung regenerativer Energien in Form von Solarenergie in das Gerät zu integrieren,
- • soweit möglich bekannte und bewährte Komponenten zu verwenden,
- • ein Gerät darzustellen, welches einfach ist in Aufbau, Regelbarkeit und Herstellung,
- • ein Gerät darzustellen, welches kompakter und preiswerter ist als Heizgeräte mit separaten Speichern für die Trinkwarmwassererzeugung und weiteren separaten Komponenten für die solare Trinkwarmwassererzeugung und Heizungsunterstützung (derzeitiger Stand der Technik).
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Lösung des Problems
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Der grundlegende Gedanke ist ein Gerät, welches auf dem Prinzip eines direktbefeuerten Wasserspeichers beruht. Darauf basierend waren zu integrieren:
- • Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe mit kleinstmöglicher Brennerleistung und modulierender Betriebsweise zur Erreichung langer Brennerlaufzeiten,
- • Mindestens zwei Temperaturzonen (Warm- und Kaltzone)
- • Abgaswärmetauscher in der unteren Kaltzone des Speichers zur Nutzung der sensiblen und insbesondere latenten Wärme im Heizgas (Brennwerttechnik),
- • Möglichkeit der Auskopplung von Trinkwarmwasser und Heizwärme,
- • Möglichkeit der Nutzung von thermischer Solarenergie.
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Der Speicher kann Trinkwasser oder alternativ – z. B. aus hygienischen Gründen – Heizwasser bevorraten, mittels welchem in einem weiteren Wärmetauscher beliebiger Bauart (z. B. integrierter Wärmetauscher nach dem Durchflußprinzip oder externer Wärmetauscher als sogenannte Frischwasserstation) Trinkwarmwasser erzeugt wird. In beiden Fällen wird die untere Speicherzone (Kaltzone) ausgekühlt: im ersten Falle durch kaltes Trinkwasser, welches bei Trinkwarmwasserzapfung nachströmt, im zweiten Falle durch Heizwasser, welches durch Wärmetausch mit nachströmendem kaltem Trinkwasser rückgekühlt wurde. Das Grundprinzip, sowohl dem Abgaswärmetauscher als auch dem Solarwärmetauscher kaltes Speichermedium zum Wärmeaustausch und zur hocheffizienten Energieausnutung anzubieten, bleibt in beiden Fällen bestehen.
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Durch kleinstmögliche Brennerleistung erfolgt die Aufheizung der Kaltzone sehr langsam, so dass für lange Zeiträume (viele Stunden, idealerweise bis zur nächsten Spitzenzapfung mit erneuter Auskühlung der Kaltzone) eine Abkühlung der im Abgaswärmetauscher abwärtsströmenden Heizgase bis unterhalb der Heizkreis-Rücklauftemperaturen möglich ist. Damit arbeiten Brenner und Solaranlage erstmals nach dem gleichen Prinzip: Die Aufheizung des Speichermediums wird durch lange Ladezeiten und geringe Wärmeerzeugerleistungen erreicht. Die niedrigen Temperaturen der Kaltzone lassen bei Betrieb des Brenners eine weitgehende Abkühlung der Heizgase und damit eine hohe Wärmeausnutzung des Brennstoffs (Heizperiode) ebenso zu wie einen effizienten Betrieb der Solaranlage durch geringe Systemtemperaturen (Sommerbetrieb), und zwar unabhängig davon, ob sich das Gerät im Heiz- oder Trinkwarmwasserbetrieb befindet. Es ist dann möglich (und beabsichtigt), dass das Heizgas im Heizbetrieb eine niedrigere Temperatur als der Heizkreis-Rücklauf erreicht. Aufgrund der großen Wassermengen, die den Brennraum und den Wärmetauscher zur Auskühlung der Heizgase in der Kaltzone des Speichers umgeben, können sicherheitstechnische Maßnahmen zur Zwangsdurchströmung des Wasserraums entfallen. Stattdessen wird das Schwerkraftprinzip zur wasserseitigen Umströmung der Wärmetauscher unter Fortfall elektrischer Hilfsenergie (Pumpenleistung) genutzt. Große Wärmetauscherflächen sind realisierbar.
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Folgende Maßnahmen werden in dem hier beschriebenen Gerät kombiniert:
- 1. Die Brennerleistung wird auf eine kleinstmögliche Leistung, entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf für die Raumheizung, begrenzt. Leistungszuschläge für die Trinkwarmwassererzeugung können minimiert werden, da das Gerät große Wärmemengen vorhält. Brennerstarts werden minimiert.
- 2. Das Speichervolumen wird deutlich vergrößert bzw. so bemessen, dass Bedarfsspitzen (insbesondere des Trinkwarmwasserbedarfs) über das Speichervolumen und nicht über die Wärmeerzeugerleistung gedeckt werden (mindestens eine Spitzenzapfung wird komplett bevorratet). Dadurch ist es möglich, den Speicher mit geringsten Brennerleistungen über lange Laufzeiten nachzuladen.
- 3. Eine angeschlossene Solaranlage kann bei entsprechender solarer Einstrahlung die Brennerleistung bzw. die Betriebszeiten des Brenners reduzieren, bzw. den Brennerbetrieb überflüssig machen, und somit weiteren Brennstoff einsparen.
- 4. Der Speicher enthält eine untere Kaltzone. Der Brenner befindet sich etwa in mittlerer Höhe des Speichers und bildet die untere Begrenzung der Warmzone, in der die Heizgase den überwiegenden Teil ihres Wärmeinhalts an das Speichermedium abgeben (in der Warmzone können sich, z. B. je nach Anordnung der Temperaturfühler für Heiz- und Trinkwarmwasserbetrieb, Schichtungen mit unterschiedlichen Temperaturen ergeben). Mit der Restwärme der Heizgase wird in einem Rohrwendel-Wärmetauscher (Abgaswärmetauscher), der sich in der unteren Kaltzone befindet und innerhalb des Speichermediums nach Möglichkeit keine Verbindungen (Schweißnähte etc.) aufweist, ständig kaltes Speichermedium vorgewärmt. Dadurch ist der Betrieb des Gerätes immer hocheffizient, und zwar unabhängig davon, ob es sich im Heiz- oder Trinkwarmwasserbetrieb befindet. Ebenfalls auf diese Kaltzone arbeitet ein Wärmetauscher beliebiger Bauart (integriert oder extern) zur Einkopplung von Wärme, die in Solarkollektoren beliebiger Bauart erzeugt wurde.
- 5. Heizwärme wird (je nach Speichermedium direkt oder mittels mindestens eines Wärmetauschers) aus der Warmzone ausgekoppelt. Der witterungsgeführte Betrieb, d. h. die Absenkung der Vorlauftemperatur mit steigender Außentemperatur, kann über Mischer erfolgen. Der Wärmetausch zwischen Heizgas und dem Speichermedium in der Kaltzone bleibt davon unberührt, d. h. die Abkühlung der Heizgase erfolgt weiterhin in Abhängigkeit der Temperatur des Speichermediums in der Kaltzone.
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Erläuterung anhand dreier Ausführungsbeispiele (mit Bezug zu 1a, 1b, 2a und 2b)
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Aufbau:
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Zentrales Bauteil ist zunächst ein Wasserspeicher [2] mit hochwirksamem Wärmeschutz [3] zur Bevorratung von zu erwärmendem Speichermedium [1]. Darin sind untergebracht:
- • ein Feuerraum [5] mit Gebläsebrenner [4], durch den oberhalb seiner Position im Speicher eine definierte Solltemperatur des Speichermediums gehalten wird,
- • ein Rohrwendel-Wärmetauscher (Abgaswärmetauscher) [6] zum Wärmetausch des Heizgases mit dem Speichermedium in der unteren Kaltzone (das Heizgas wird danach über den Kondensatabscheider 9 in das Abgassystem [10] geführt),
- • ein Wärmetauscher [8] zur Einkopplung von Wärme aus einer solarthermischen Anlage [20, 21] über entsprechende Anschlüsse [22] in die Kaltzone (alternativ sind andere Bauarten und Anordnungen (z. B. extern) möglich).
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Die 1a und 1b zeigen das Gerät in Ausführungsvarianten, in denen Trinkwasser als Speichermedium verwendet wird. In diesem Falle ist mindestens ein weiterer Wärmetauscher zur Auskopplung von Heizwärme aus dem oberen Speicherbereich erforderlich [7]. Bei Zapfung von Trinkwarmwasser an einer oder mehreren Zapfstellen [23] strömt kaltes Trinkwasser über einen unteren Anschluß [11] nach und tritt über einen oberen Anschluß [12] aus der Warmzone des Speichers aus (Beispielhaft ist der Anschluß einer Zirkulationsleitung [13] mit Zirkulationspumpe [19] in der Speichermitte gezeigt; der Anschluß erfolgt an dieser Stelle, um die Kaltzone nicht unerwünscht zu erwärmen).
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Die 1a zeigt das Gerät in der Ausführung, bei der die Heizkreis-Vorlauftemperatur unterhalb der Trinkwarmwassertemperatur (Sollwert) liegt. Hier wird die Heizwärme ausschließlich aus dem Trinkwarmwasser der Warmzone über mindestens einen Wärmetauscher [7] ausgekoppelt (hier beispielhaft in integrierter Anordnung dargestellt). Die 1b zeigt das Gerät, bei dem die Heizkreis-Vorlauftemperatur höher ist als die Trinkwarmwassertemperatur (Sollwert). Hier ist der Feuerraum [5] direkt mit dem Heizmedium umgeben, welches den/die Heizkreis(-e) [14, 15] mit Wärme versorgt, und welches über eine äußere Wandung überschüssige Wärme an das Speichermedium (Trinkwasser) abgibt.
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Die 2a und 2b zeigen Ausführungsvarianten, in denen Heizwasser (geschlossener Kreislauf) als Speichermedium verwendet wird. In diesem Falle kann Heizwärme als Heizwasser direkt entnommen und z. B. einem Heizkreisverteiler [14, 15] zugeführt werden. Trinkwarmwasser wird in diesem Falle über mindesten einen Wärmetauscher erzeugt. Die 2a zeigt dazu einen externen Wärmetauscher [26] (sogenannte Frischwasserstation). Die 2b zeigt einen in den Speicher integrierten Wärmetauscher zur Trinkwarmwassererzeugung im Durchflußprinzip ([26] in 2b, aus Gründen der Übersichtlichkeit im unteren Teil aufgeschnitten dargestellt).
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Ferner sind in 1a, 1b, 2a und 2b
- • die Heizkreise beispielhaft dargestellt durch eine Heizkreispumpe [17], einen Mischer [16], einen Heizkörper mit Thermostatventil [18] sowie einen Verteiler [14, 15], können jedoch auf beliebige Weise ausgeführt sein,
- • die Komponenten der thermischen Solaranlage vereinfacht und beispielhaft dargestellt durch einen Solarkollektor [21], eine Solarstation mit Umwälzpumpe, Druckabsicherung etc. [20] sowie einem Wärmetauscher [8]; der Solarkreis wird in diesem Beispiel mit einem eigenen, geschlossenen Kreislauf betrieben,
- • eine oder mehrere beliebige Zapfstelle(-n) für Trinkwarmwasser beispielhaft dargestellt durch eine Dusche [23].
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Funktion:
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Zunächst wird ein flüssiger oder gasförmiger Brennstoff in einem Gebläsebrenner [4] verbrannt, wobei Heizgase entstehen, deren sensible und latente Wärme es maximal auszunutzen gilt.
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Das hier beschriebene Gerät ist dadurch charakterisiert, dass die Heizgase zunächst einen Großteil der Heizwärme im Feuerraum [5] an das umgebende Medium abgeben und die obere Warmzone auf Solltemperatur erwärmen, dann nach Verlassen des Feuerraums in einem Abgaswärmetauscher ([6], z. B. Rohrwendel, Prinzip einer Nachschaltheizfläche) im Speichermedium abwärts geführt werden, wobei die im Heizgas enthaltene Restwärme auf das Speichermedium in der unteren Kaltzone übertragen wird. Dieses wird dabei vorgewärmt und bewegt sich durch das Schwerkraftprinzip aufwärts. Die Heizgase werden dabei so weit wie möglich auf das Temperaturniveau der Kaltzone abgesenkt, und zwar unabhängig davon, ob sich das Gerät im Heizbetrieb befindet oder Trinkwarmwasser nachheizt.
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Zum einen wird so das Quer- bzw- Gegenstromwärmetauscherprinzip für einen guten Wärmeübergang angewandt, zum anderen verlassen die Heizgase den Abgaswärmetauscher an einer tief im Speicher angeordneten Stelle, wo deren Abkühlung nahezu auf das Temperaturniveau der Kaltzone möglich ist.
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Auf dieselbe Kaltzone des Speichers arbeitet ein weiterer Wärmetauscher zur Einkopplung von Wärme aus einer solarthermischen Anlage beliebiger Bauart [8]. Das erwärmte Speichermedium bewegt sich auch hier durch das Schwerkraftprinzip aufwärts. Die eventuell erforderliche Aufheizung des Speichermediums auf die zu erreichende Endtemperatur erfolgt erst in der oberen Warmzone (etwa ab Höhe des Feuerraums [5]), und zwar mit dem überwiegenden Teil der Brennerleistung. Dort wird das Speichermedium [1] auf Solltemperatur gehalten.
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Grundsätzlich bestehen zwei Möglichkeiten zur Heizwärmeauskopplung:
Ausführungsvariante in 1: Der Speicher bevorratet Trinkwasser, welches bei Zapfung an mindestens einer Zapfstelle [23] über einen oberen Anschluß [12] warm aus dem Speicher austritt über einen unteren Anschluß [11] kalt nachströmt. Heizwärme wird über mindestens einen weiteren Wärmetauscher [7] aus der oberen Warmzone (1a), oder auch aus einem den Feuerraum umgebenden Heizwasserraum (1b) ausgekoppelt. Die möglichen Anordnungen und Bauarten dieses Wärmetauschers werden von der zu erreichenden Heizkreis-Vorlauftemperatur bestimmt und sind in 1a und 1b beispielhaft und vereinfacht dargestellt. Eine witterungsabhängige Einstellung der Heizwasser-Vorlauftemperatur(-en) kann über einen oder mehrere Mischer [16] erfolgen.
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Ausführungsvariante in 2: Der Speicher bevorratet Heizwasser. Die Trinkwarmwassererzeugung erfolgt über mindestens einen weiteren Wärmetauscher [26]. Die 2a zeigt hier beispielhaft und vereinfacht einen extern angebrachten Plattenwärmetauscher, der hier eine sogenannte Frischwasserstation symbolisiert. Bei Trinkwarmwasserzapfung wird warmes Heizwasser über den oberen Anschluß [24] primärseitig in diesen Wärmetauscher gepumpt. Es ist darauf zu achten, dass niedrige Rücklauftemperaturen in die untere Kaltzone des Speichers zurückgeführt werden [25]. Sekundärseitig tritt kaltes Trinkwasser in diesen Wärmetauscher ein [11], verlässt den Wärmetauscher erwärmt [12] und strömt zu der bzw. den Zapfstelle(-n) [23]. 2b zeigt hier beispielhaft und vereinfacht einen in den Speicher integrierten Wärmetauscher zur Trinkwassererzeugung im Durchflußprinzip. Dabei tritt kaltes Trinkwasser über den unteren Anschluß [11] in den integrierten Wärmetauscher ein und wird über einen oberen Anschluß [12] entnommen.
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In diesen Fällen, die in 2a und 2b gezeigt sind, kann die Heizwärme zur Raumheizung direkt, d. h. ohne Wärmetauscher, aus der Warmzone des Speichers durch Entnahme des Speichermediums ausgekoppelt werden [14, 15]. Der Heizkreis-Rücklauf kann durch verschiedene Maßnahmen in unterschiedlicher Höhe – je nach Temperatur – in den Speicher zurückgeführt werden, hier beispielhaft dargestellt durch einen Einspeiseschacht (auch ein externes Umschaltventil zur Einschichtung des Rücklaufs in verschiedene Speicherhöhen ist möglich). Auch in diesen in 2a und 2b gezeigten Ausführungsvarianten kann eine witterungsabhängige Einstellung der Heizkreis-Vorlauftemperatur(-en) über einen oder mehrere Mischer [16] erfolgen.
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Das Gerät wird damit als Brennwertgerät betrieben, wobei die Heizgastemperaturen deutlich unter denen derzeitiger Brennwertgeräte – und insbesondere häufig unterhalb der Rücklauftemperaturen des Heizsystems – liegen.
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Die Effizienz dieses Gerätes (im Sinne eines geringen Brennstoffverbrauchs im Verhältnis zur erzeugten Nutzwärmemenge) ist umso besser,
- • je geringer die Brennerleistung ist,
- • je größer das Speichervolumen ist,
- • je größer der Trinkwarmwasserbedarf im Verhältnis zum Heizwärmebedarf ist,
- • je länger die Brennerlaufzeiten sind,
- • je niedriger die Temperatur in der unteren Kaltzone bleibt, insbesondere in Zeiten hoher Heizleistung (in der zudem kein Solarertrag zu erwarten ist),
- • Je mehr solare Wärme zur Erreichung der Solltemperatur genutzt werden kann.
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Vorteile des Gerätes:
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- • Das Gerät zeichnet sich durch einfachen, nachvollziehbaren Aufbau aus.
- • Das Gerät vereint Wärmeerzeuger (Heizkessel), Trinkwarmwasserspeicher und Solarspeicher und besitzt dadurch einen sehr geringen Platzbedarf.
- • Obwohl die Einkopplung solarthermischer Energie nur über einen einzelnen Wärmetauscher erfolgt, ist der solare Ertrag sowohl für die Trinkwarmwassererzeugung als auch für die Heizungsunterstützung nutzbar.
- • Das Gerät benötigt keine aufwändige Regeltechnik.
- • Das Gerät kann weitgehend unter Verwendung bereits verfügbarer Einzelkomponenten dargestellt werden.
- • Der zu erwartende Verkaufspreis dürfte unterhalb dem einer Kombination der Einzelgeräte Brennwertkessel + Trinkwarmwasserspeicher + Solarspeicher liegen, dagegen ist eine deutliche Effizienzsteigerung zu erwarten (Mehr Effizienz ohne Mehrinvestition).
- • Hinsichtlich der sicherheitstechnischen Anforderungen und Betriebsbedingungen ist dieses Gerät im Vergleich zu kompakten Wärmeerzeugern nach dem Stand der Technik anspruchslos.
- • Durch die geringe Brennerleistung ist der Brennstoffverbrauch selbst bei nicht optimaler Einstellung nach oben begrenzt.
- • Das Gerät benötigt aufgrund geringster Druckverluste wenig hydraulische Leistung und damit wenig elektrische Hilfsenergie.
- • Es sind nur wenige Pumpen erforderlich.
- • Bei der Auslegung der Heizanlage für ein Gebäude muß nicht zwingend Wert gelegt werden auf geringe Systemtemperaturen (Fußbodenheizung), da die Abgastemperatur wesentlich von der Temperatur in der Kaltzone, und diese wiederum vom Trinkwarmwasserbedarf bestimmt wird.
- • Aufstellung und Installation sind sehr einfach. Angeschlossen werden lediglich
– Kaltwasserzulauf (Trinkwasser) und Trinkwarmwasserentnahme (ggf. Zirkulation),
– Heizungsvor- und Rücklauf,
– Solarkreisvor- und Rücklauf
– Elektrischer Anschluß (Regelung)
– Abgasrohr
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Speichermedium
- 2
- Speicherwandung
- 3
- Wärmeschutz
- 4
- Gebläsebrenner
- 5
- Feuerraum
- 6
- Abgaswärmetauscher
- 7
- Wärmetauscher Heizwasser
- 8
- Solarwärmetauscher
- 9
- Kondensatabscheider
- 10
- Austritt Abgas/Anschluß an Abgassystem
- 11
- Eintritt Trinkwasser (kalt)
- 12
- Austritt Trinkwarmwasser
- 13
- Eintritt Zirkulation
- 14
- Heizungsvorlauf
- 15
- Heizungsrücklauf
- 16
- Mischer für witterungsgeführten Betrieb
- 17
- Heizkreispumpe
- 18
- Heizkörper, symbolisch für beliebige Wärmeübergabe an Raum
- 19
- Zirkulationspumpe (optional)
- 20
- Solarpumpengruppe
- 21
- Solarkollektor
- 22
- Anschluß Solarkreis an Solarwärmetauscher
- 23
- Zapfstelle Trinkwarmwasser
- 24
- Vorlauf Trinkwarmwassererzeugung
- 25
- Rücklauf Trinkwarmwassererzeung
- 26
- Wärmetauscher zur Trinkwarmwasserbereitung
- 27
- Temperatursensible Rücklaufeinspeisung
