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 - IBS INGENIEURBÜRO FÜR HAUSTECHNIK SCHREINER -

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Letzte Bearbeitung: 13.12.2011 19:33    IBS HEIZUNG/ GRUNDLAGEN/ LÖSUNGEN & TIPPS

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Archiv Sammlung von Lösungen, Fachbeiträgen und Tipps

Hydraulische Weiche; Systemtrennung; Einzelraumthermostat zum Nachrüsten in Fußbodenheizungen; Kombiniertes Verteilersystem für Warmwasser und Zirkulation; Absenkung der Rücklauftemperatur; Brennwerttechnik im Altbau; Verwendung alter Festbrennstoffkessel.

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

Kombiniertes Verteilersystem für Warmwasser und Zirkulation

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.

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.

Absenkung der Rücklauftemperatur bei Brennwertkesseln

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,

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

Optimaler Einsatz von Brennwerttechnik, selbst im Altbau und bei Zweikreisanlagen

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.

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.

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).

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.

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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*) nicht mehr aktuell

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