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Wenn man Fachbegriffe
(Fachausdrücke) verwendet, dann sollten sie auch stimmen bzw. das
richtige ausdrücken. Komischerweise sind nicht einmal die Fachleute
aus Handwerk und Industrie in der Lage, die richtigen Fachbegriffe einzusetzen. |
So ist z. B. ein Gliedermaßstab
ein Zollstock, ein Schraubendreher ein Schraubenzieher,
erwärmtes Trinkwasser
kein Brauchwasser und eine Dämmung
ist keine Isolierung. Zoll ist die Bezeichnung für
ein Whitworthgewinde
und keine Nennweitenangabe (DN) und eine Wärmepumpe ist eine Kältemaschine.
So kann ein Klempner ein Heizungsbauer, Gas-Wasserinstalleur
(neu: Anlagenmechaniker für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik)
oder wirklich ein Klempner
sein. Auch sollte ein Fachmann zu einem Wasserzähler
nicht Wasseruhr sagen. |
Diese Begriffe haben
sich in unseren Sprachgebrauch derart eingenistet, dass das schon als
"normal" angesehen wird. So wird z. B. eine Beißzange
auch Kneifzange genannt. |
| . |
| So ist z. B. ........ |
Brauchwasser
(Nutzwasser) ist richtig ausgedrückt Nichttrinkwasser
oder Betriebswasser,
das für technische, gewerbliche oder landwirtschaftliche Anwendungen
dient, so z. B. auch Regenwasser. Nichttrinkwasser ist nicht für
den menschlichen Genuss vorgesehen, sollte jedoch einer gewissen Mindesthygiene
entsprechen. |
Trinkwasser
ist Süßwasser mit einem hohen Maß an Reinheit (festgelegt
in der Trinkwasserverordnung), das für den menschlichen Gebrauch
geeignet ist. Der Begriff "Kein
Trinkwasser" (Schild an Zapfstellen) bezeichnet
Trinkwasser, das aufgrund von Stagnation
aufgekeimt ist und nicht zum Duschen oder Trinken verwendet werden sollte. |
Genauso verhält
es sich mit dem Begriff "Boiler". In 99 % aller
Fälle ist hier mit Sicherheit ein Speicher gemeint. |
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Ein
Boiler (Kochendwassererwärmer,
Heißwasserautomat, Badeofen) ist in der Regel ein ungedämmter
Trinkwassererwärmer, der eine festgelgte Wassermenge
für eine Zapfstelle auf eine sehr hohe Temperatur
(80 bis 100 °C) erwärmt. Aufgrund der hohen Temperatur
wird dieser Trinkwassererwärmer Boiler (boil >
kochen, sieden) genannt.
Ein Boiler wird normalerweise in offener Ausführung
ausgeführt, das bedeutet, dass das Ausdehnungswasser
bei der Beheizung abtropft. Die Beheizung kann durch
Öl, Gas, festen Brennstoffen und elektrisch erfolgen.
Der Boiler hat die Vorteile, dass nur die Wassermenge
erwärmt wird, die auch wirklich ver-/gebraucht wird. Mit einem Badeofen
wird auch das Badezimmer zum Zeitpunkt der Nutzung (Baden
bzw. Duschen) auf eine höhere angenehme Raumtemperatur aufgeheizt.
Nachteilig ist, dass der Boiler rechtzeitig vor der Nutzung
beheizt werden muss (Ausnahme: Untertischgerät). Auch der Kalkausfall
auf Grund der hohen Temperatur ist nachteilig. |
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Kochendwassergerät Thermofix KL
Quelle: EHT Haustechnik GmbH / AEG
Kleinspeicher Huz 5 ÖKO DropStop
Quelle: EHT Haustechnik GmbH / AEG
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Bei den Kochendwassergeräten
bzw. Heißwasser-Kleinspeicher unterscheidet
man zwischen Geräten, die vor dem Gebrauch gefüllt
werden und Kleinspeicher, die als Unter- oder
Übertischausführung angeboten werden
und das Wasser beim Zapfvorgang erwärmen.
Ein Kochendwassergerät
ist ein Kunststoffbehälter (5 Liter), in
dem das Wasser schnell zum Siedepunkt aufgeheizt
wird. Das Zapfen des heißen Wassers erfolgt über eine
angebaute Armatur in klassischer Chrom- oder Kunststoff-Ausführung.
Das Gerät wird über der Küchenspüle
angeordnet. Die Temperaturen sind stufenlos
einstellbar, wobei das Gerät jeweils beim Erreichen
automatisch abschaltet. Außerdem gibt es
Geräte, die das kochende Wasser über eine Fortkochautomatik
mit akustischem Kochsignal heiß gehalten.
Mit einem Heißwasserspeicher
(wärmegedämmter 5-Liter-Niederdruckspeicher)
kann ohne lange Wartezeiten heißes Wasser
(je nach Hersteller 85 bis 100 °C) zubereitet werden. Zu den
Geräten muss eine passende Niederdruckarmatur
eingesetzt werden. Linksseitig und über einen Drück-Dreh-Mechanismus
kommt sofort das heiße Wasser, wobei die Armatur selbst
kühl bleibt. Auf der rechten Seite bietet ein Mischhebel
den gewohnten Temperaturkomfort von kalt bis warm. Die Geräte
werden unter der Küchenspüle angeordnet. Es gibt auch
Ausführungen für die Übertischanordnung.
Der Kleinspeicher Huz 5 ÖKO DropStop ist
ein offener Untertischboiler, der beim Aufheizen
nicht tropft. Der Grund dafür ist das patentierte
DropStop-System, das das Ausdehnungswasser im
Gerät speichert und beim nächsten Zapfvorgang wieder
abgibt. Dadurch werden hässliche Kalkablagerungen an Armaturen
und im Spülbecken wirksam reduziert.
Das Ausdehnungswasser, das beim Aufheizen entsteht,
wird in einem Zylinder mit flexibler
Kunststoffmembran gesammelt. Beim nächsten Zapfvorgang
entleert sich der Zylinder über die Düse wieder. Damit
ist der Raum für den nächsten Aufheizvorgang wieder
frei.
 Die
Installation nicht-steckerfertiger Geräte
ist vom jeweiligen Netzbetreiber oder von einem eingetragenen
Fachbetrieb vorzunehmen, der Ihnen auch bei der
Einholung der Zustimmung des jeweiligen Netzbetreibers für
die Installation des Gerätes behilflich ist.
Kochendwassergerät
/ Kleinspeicher
- EHT Haustechnik GmbH / AEG
Kochendwassergeräte
/ Heißwasserautomaten - STIEBEL ELTRON
GmbH & Co. KG |
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Quelle:
Heatspan Inc. |
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Der
Badeofen ist ein nichtgedämmte Behälter,
der mit Öl, Gas, festen Brennstoffen und elektrisch beheizt
werden kann. Da die Temperatur bis ca. 100 °C erreichen kann,
wird der Badeofen auch "Boiler" genannt.
Er sollte aber nie über 80 °C erwärmt werden. Badeöfen
als Druckbehälter haben eine thermische Ablaufsicherung (TAS).
Die drucklosen Öfen verdrängen
bei der Aufheizung das Wasser nach dem Überlaufprinzip
zum Auslaufventil. Bei dem Aufheizen des Wassers dehnt es sich
aus und das überschüssige Wasser tropft über den
dauernd offenen Auslauf der Mischbatterie aus. Deshalb darf die
Verbindung zwischen Auslauf und Wasserbehälter nicht abgesperrt
werden.
Da der Badeofen nur für eine Badewannenfüllung
ausgelegt wird, hat er je nach der Füllmenge der Wanne einen
Inhalt von 80 bis 110 Liter. Das Wasser wird kurz vor
der Nutzung von Hand (Kohle, Holz) oder automatisch (Öl,
Gas, Strom) in Betrieb gesetzt. Da die Öfen nicht gedämmt
sind, wird das Badezimmer gleichzeitig aufgeheizt. Dies ist ein
Grund, warum diese Öfen, besonders als Bad-Zusatzheizung,
wieder eingesetzt werden. Hier kann dann eine Fußbodenheizung
als Grundlast betrieben werden und im Sommer bzw. in den Übergangszeiten
auf eine Heizung verzichtet werden.
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| Aufbau und Funktion |
Unter einem senkrecht
stehenden Wasserbehälter ist eine Brennkammer angeordnet,
wobei das Rauchrohr durch den Behälter geführt wird. Im unteren
Bereich des Wasserbehälters befindet sich eine Mischbatterie,
die bei dem Öffnen des WW-Auslaufventils kaltes Wasser in den Behälter
leitet und das heiße Wasser strömt in die Badewanne. Über
das Zumischen von kaltem Wasser wird die gewünschte Wasser- bzw.
Duschtemperatur erreicht. |
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Die Erwärmung
des Trinkwassers mit Gas begann
1894 mit den Patenten von Hugo Junkers
(Patentschrift zum "Flüssigkeitserhitzer"
und wies als Erster auf die Nutzung der Abgaswärme
mittels Kondensation hin. Das Junkers-Kalorimeter
erweist sich als die Grundlage des Junkers-Gasbadeofens)
und Johann Vaillant bekommt die Annahme des Patentes
für den "Gas-Badeofen - geschlossenes System".
Die ersten
Badeöfen wurden aus Kupferblech (ab 1894 von Vaillant
und Junkers) hergestellt. 1896 stellte Junkers in Dessau den ersten
wandhängenden Gas-Badeofen der Welt her. Vaillant bringt
1905 den Gas-Badeofen als wandhängendes Gerät
auf den Markt.
Die neueren Modelle
sind aus emailliertem Stahlblech oder Edelstahl.
Aber auch die Kupfer-Badeöfen kommen auf Antik getrimmt wieder
in Mode.
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Badeöfen |
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| Quelle:
Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG |
Quelle:
Bosch Thermotechnik GmbH - Junkers |
Quelle:
MH-Anlagentechnik GmbH |
Quelle:
Franz Kaldewei GmbH & Co. KG |
Quelle:
Radek Zavadil |
Quelle:
Eisenwerk Wittigsthal GmbH |
Quelle:
Buderus-Museum |
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Trinkwasser-Sicherheitsventil |
Vor jedem geschlossenen
Trinkwassererwärmer (TWE/Speicher) ist ein Membran-Sicherheitsventil
entsprechend DIN 1988 und 4753, Teil 1 und TRD 721 einzubauen. Diese Armatur
öffnet selbsttätig bei dem Überschreitung eines festgelegten
Betriebsüberdruckes (6, 8, 10 bar) und nach einer Druckabsenkung
schließt es wieder selbsttätig. |
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Sicherheitsventil-Nennweiten |
Quelle:
SYR - Hans Sasserath & Co. KG |
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Jeder geschlossene
Trinkwassererwärmer muss mit mindestens
einem Sicherheitsventil ausgerüstee werden (Ausnahme:
Durchflußerwärmer mit einem Nennvolumen <
3 l). Bis 5000 l Nennvolumen dürfen nur federbelastete
Membransicherheitsventile verwendet werden. Die Nennweite
der Sicherheitsventile richtet sich nach dem Nennvolumen des
Speichers. |
Für
den Einsatz von Sicherheitsventilen in geschlossenen Trinkwassererwärmungsanlagen
gelten folgende Vorgaben: |
- die Sicherheitsventile
müssen in die Kaltwasserleitung eingebaut werden
- zwischen Sicherheitsventil
und Wassererwärmer dürfen keine Absperrarmaturen,
Verengungen oder Schmutzfänger liegen
- es muss gut zugänglich
sein
- es muss in der Nähe
des TWE's angeordnet sein
- die Zuleitung zum
Sicherheitsventil muß mind. die Nennweite des Ventils
haben
- Abblaseleitung vorsehen
- die Mündung
der Abblaseleitung muß sichtbar und mit einem Abstand
von 20 – 40 mm über einen Entwässerungsgegenstand
oder einem Einlauftrichter innerhalb des Gebäudes
angeordnet sein
- Korrosionsschutz und
Einfriergefahr bei der Abblaseleitung beachten
- Sicherheitsventil
möglichst oberhalb des TWE's anbringen, damit beim
Austausch nicht der Speicher entleert werden muss (aber
keine Stagnationsleitung)
- in der Nähe
der Abblaseleitung bzw.am Sicherheitsventil ist ein Schild
anzubringen mit folgender Aufschrift:
|
Während
der Beheizung kann aus Sicherheitsgründen Wasser
aus der Abblaseleitung austreten!
Nicht verschließen! |
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Kaltwasseranschluss |
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| . |
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Ungünstige
Anordnung des
Sicherheitsventls, weil zur Wartung der Speicherentleert
werden muss |
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Falsche
Anordnung des
Sicherheitsventls, weil in der Leitung Stagnationswasser
entsteht |
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Der Kaltwasseranschluss
an einem druckfesten Trinkwassererwärmer (Speicher)
sollte immer über der höchsten Stelle des Speichers
angeordnet sein, damit bei der Wartung des Sicherheitsventils der Inhalt
nicht entleert werden muss. Der Grund, dass das Sicherheitsventil nicht
regelmäßig gewartet wird, liegt meistens in der falschen Anordnung.
|
| Ein Wasseranschluss nach DIN 1988
hat folgende Bauteile: |
- 2 Absperrventile
- Rückflußverhinderer
- baumustergeprüftes Membran-Sicherheitsventil
mit Ausblaseleitung in einen Trichter (offener Auslauf)
- Manometeranschluss
- Prüfventil
- Druckminderventil (> 6 bar Wasserdruck
- eine Anordnung am Hauswasseranschluss ist sinnvoller)
|
| In kleineren Anlagen werden
die vorgeschriebenen Bauteile in einer Sicherheitsgruppe
zusammengefasst. |
| |
Die Sicherheitsgruppe
dient zur Absicherung von druckfesten Trinkwassererwärmern
nach DIN 4753 Teil 1, DIN 1988 und DIN EN 1488. Es handelt
sich um Kompaktarmaturen, bei denen alle zur Absicherung geforderten
Armaturen wie Rückflussverhinderer, Absperrventile, Prüfstutzen
und Membransicherheitsventil zusammengefasst sind. Das Sicherheitsventil
schützt den nachgeschalteten Wassererwärmer durch
selbsttätiges Öffnen und Schließen. Der Rückflussverhinderer
verhindert das Rückdrücken, Rückfließen
und Rücksaugen von verunreinigtem Wasser. |
| Funktion
der Sicherheitsgruppe
|
Zuerst wird
der Rückflussverhinderer durchströmt.
Dabei wird bei Durchfluss ein Ventilkegel gegen eine Federkraft
in Offenstellung gedrückt. Das nachgeschaltete Sicherheitsventil
ist ein direkt wirkendes Sicherheitsventil.
Das heißt, einer Öffnungskraft wirkt eine mechanische
Kraft (Feder) entgegen. Die Absperrventile
dienen dazu, den Rückflussverhinderer zu prüfen
bzw. zu warten. |
|
|
| Abblase-,
Ausblase- und Tropfleitungen |
Abblaseleitungen
(Ausblase- oder Tropfleitung) von Sicherheitsventilen
müssen so bemessen und verlegt sein, dass die statischen,
dynamischen (Reaktionskräfte) und
thermischen Beanspruchungen sicher aufgenommen werden
können. Die Zuleitung und Abblaseleitung dürfen nicht absperrbar
sein und keine Formstücke (z. B. Winkel) oder Schmutzfänger
enthalten, die den vorgeschriebenen Querschnitt verengen. Die Leitungen
müssen sichtbar und offen in einem
Trichter
mit Geruchsverschluss (Siphon) einmünden. In thermischen
Solaranlagen wird die Abblaseleitung in einen Auffangbehälter
geführt. Dabei muss das Wasser oder der Dampf
gefahrlos abgeführt werden können. Bei Ventilen
in kleinen Heizungsanlagen und an Trinkwasser-Sicherheitsventilen kann
der Trichter auch direkt am Ventil angebracht sein, damit eine Undichtigkeit
sofort erkannt wird und die folgende Leitung als Tropfleitung ausgelegt
werden kann, die dann in ein Waschbecken geführt werden muss. Da
austretende Wasser muss grundsätzlich in das Abwassersystem abgeleitet
werden. |
Die Leitung
muss schallgedämpft befestigt sein. Es darf keine
Winkelverschraubung eingebaut werden. Bei dem Einbau eines Trichters
direkt am Ventil spricht man von einer Tropfleitung,
die dann mit Gefälle zu Abfluss geführt wird.
Außerdem darf keine Luft in der Zuleitung zu dem
Sicherheitsventil stehen, deshalb werden sie zunehmend auf einer Kesselsicherungsgruppe
mit Entlüfung montiert. |
Im Abblasesystem darf sich keine
Flüssigkeit ansammeln können. Falls die Gefahr des Einfrierens besteht, muss die Leitung entsprechend geschützt (Dämmung und Rohrbegleitheizung) sein.
Die Abblaseleitung ist mindestens in Nennweite des Ventilausgangs mit durchgehendem Gefälle zu verlegen. Sie darf maximal 2 Bögen enthalten und 2 m lang sein. Sind über 2 m Länge erforderlich,
muss die Leitung um eine Dimension vergrößert werden. Achtung: Mehr als 3 Bögen und 4 Meter Länge sind unzulässig. Die Mündung der Abblaseleitung muss frei, überprüfbar und so verlegt sein,
dass eine Gefährdung von Personen ausgeschlossen ist. Der Ausfluss muss 20 - 40 mm über einem Entwässerungsablauf oder einem Ablauftrichter innerhalb des Gebäudes enden. Mündet die
Abblaseleitung über einem Trichter, ist es unabdingbar, dass dessen Ablaufleitung mindestens den doppelten Querschnitt des Ventileingangs hat dem Gefälle zu verlegen. |
|
Trichter
für Heizungsventile |
Quelle:
Flamco Wemefa GmbH |
|
TW-Sicherheitsventil
mit offenem Auslauf |
Quelle:
SYR - Hans Sasserath & Co. KG |
|
Wenn
bei Sicherheitsventilen auch ein Austritt
von ausgasenden und verdampfenden
Flüssigkeiten, z. B. Heißwasser oder
Dampf, zu erwarten ist, dann müssen in unmittelbarer
Nähe des Ventils Entspannungseinrichtungen
(Entspannungstopf)
mit ausreichender Größe angeordnet werden.
An diesen Entspannungseinrichtungen sind Öffnungen
ausreichenden Querschnittes sowohl zur Ableitung
des entspannten Dampfes (Gases) als auch
zur Ableitung der Flüssigkeit
vorzusehen. An Sicherheitsventilen, bei denen durch Austreten
des Mediums, z.B. auch durch die offene Haube, direkt
oder indirekt Gefahren für die Personen oder die
Umgebung entstehen können, müssen geeignete
Schutzvorrichtungen angebracht werden. |
Der Querschnitt
der Ventilzuleitung darf nicht kleiner
sein als der Eintrittsquerschnitt des
Sicherheitsventils. Der Querschnitt der
Abblaseleitung darf nicht kleiner als
der Austrittsquerschnitt des Sicherheitsventils
sein, also in der Regel mindestens eine Nennweite
größer. Der Durchmesser und
die Länge der Abblaseleitungen und die Bauteile (Bogen,
Schalldämpfer) bestimmen den Eigengegendruck.
Diese Teile sind so zu bemessen und zu verlegen, dass
der vom Hersteller für das Sicherheitsventil angegebene
zulässige Gegendruck nicht überschritten wird. |
Der Druckverlust
in der Ventilzuleitung darf beim größten,
abgeführten Massenstrom 3 % der Druckdifferenz zwischen
dem Ansprechdruck und dem Fremdgegendruck nicht überschreiten.
Voraussetzung für eine ungestörte Funktion bei
diesem Druckverlust ist, dass die Schließdruckdifferenz
des eingebauten Sicherheitsventils mindestens 5 % beträgt. |
Die Nennweiten
der Zuleitungen und Abblaseleitungen
von Sicherheitsventilen werden mit Hilfe
von Tabellen bzw. Diagramme
der Ventilhersteller ausgelegt. |
Ein Abblasen
(Tropfen) des Ventils
wird bei Heizungs- Kühl- und Solaranlagen als Fehler
bei der Druckhaltung angesehen, da die
Anlage Flüssigkeit verliert und zum Ausfall führen
kann. |
|
|
Aber
Sicherheitsventile in dem Kaltwasseranschluss
an dem Trinkwassererwärmer (Speicher, große
Frischwasserstation bzw. Durchlauferwärmer) können bzw. müssen
bei der Aufheizung abtropfen, da sich das Wasser ausdehnt
und es zu einem zu hohem Druck führen kann. Erst der Einbau eines
Druckminderers kann, und eines Membranausdehnungsgefäßes,wird,
ein Abtropfen verhindern. |
| Bei den Ventilen in der Trinkwasserinstallation
sollte folgendes Hinweisschild angebracht werden: |
Während
der Beheizung kann aus Sicherheitsgründen Wasser aus der Abblaseleitung
austreten!
Nicht verschließen! |
| Entspannungstopf |
| |
Wärmeerzeuger
mit einer Nennwärmeleistung > 300 kW
und/oder in Anlagen > 100 °C müssen
nach der DIN EN 12828 mit Entspannungstöpfen
ausgestattet werden. Sie werden in die Ausblaseleitung
von Sicherheitsventilen eingebaut und dienen zur Trennung
von Dampf und Wasser.
Am Tiefpunkt des Entspannungstopfes muss eine Wasserabflussleitung
angeschlossen werden, die austretendes Heizungswasser
gefahrlos und beobachtbar abführen kann. Die Ausblaseleitung
für Dampf muss vom Hochpunkt des
Entspannungstopfes ins Freie geführt
werden.
|
Auf den
Einbau des Entspannungstopfes darf verzichtet werden, wenn
zusätzlich je Wärmeerzeuger ein weiterer STB und
ein weiterer Druckbegrenzer eingebaut werden. |
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Entspannungstopf |
Quelle:
Reflex Winkelmann GmbH |
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Ablauftrichter
mit Geruchsverschluss |
Quelle:
Geberit Vertriebs GmbH |
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TW-Sicherheitsventil
mit offenem Auslauf |
Quelle:
SYR - Hans Sasserath & Co. KG |
|
Alle
Abblase-, Ausblase-, Tropf-
und Überlaufleitungen in Trinkwasser-
und Wasserheizungssystemen müssen "offen" und
sichtbar in einen Ablauftrichter mit einem
Siphon
(Geruchsverschluss)
geführt werden, damit austretenden Wasser in das Abwassersystem
geleitet werden kann. Flüssigkeiten
aus Solar- und Kühlanlagen mit
Frostschutz oder Korrosionschutzmittel
werden in ausreichend große Auffangbehälter abgeleitet,
da sie nicht in das Abwassersystem geleitet werden dürfen. |
Besonders
die Wässer, die aus Sicherheitsventilen
von Trinkwasser- und Heizungsanlagen oder
über eine thermischen Ablaufsicherung (TAS)
in größeren Mengen austreten können, sollten
zwingend einen Anschluss an das Abwassersystem haben, damit
es nicht zu Wasserschäden kommt. Immer
wieder findet man Anlagen, in denen die Sicherheitsventile
(TW und Heizung) keine Abblaseleitung, also auch keinen Anschluss
an ein Abwasserrohr haben. Hier hier können größere
Wassermengen unkontrolliert in den Raum austreten, was in
Wohnräumen, im Keller oder auch im Dachgeschoss zu ärgerlichen
Überschwemmungen führen kann. |
Diese Ablauftrichter
gibt es mit einem seperaten oder integrierten
Geruchsverschluss (Siphon). |
Abblaseleitungen,
die von einem Sicherheitsventil mit angebautem Trichter
kommen, müssen in ein Waschbecken geführt werden,
um das Wasser in den Abfluss zu leiten. |
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Quelle:
Airfit GmbH & Co. KG |
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|
Dezentrale Erwärmung |
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Kochendwassergerät |
Quelle:
AEG |
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In der Praxis
gibt es viele Fälle, in denen eine zentrale Trinkwassererwärmung
nicht wirtschaftlich ist. Wenn z. B. in einem Gäste-WC
oder in gewerblichen Räumen an den Entnahmestellen einer
Teeküche und an Handwaschbecken warmes Wasser zur Verfügung
zu stellen ist, dann bietet sich ein einfaches Kochendwassergerät
über der Spüle oder ein 5 Liter-Elektrospeicher
über bzw. unter dem Waschtisch an. |
Auch im Wohnungsbau
bieten sich deratige Lösungen für weit entferntliegende
oder selten genutzte Entnahmestellen an. |
Probleme
mit alten Anlagen gibt es dann, wenn die zentrale Anlage zurückgebaut
werden soll. Das bedeutet, dass alle Warmwasser- und Zirkulationsleitungen
total aus dem System rausgenommen werden müssen. |
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Untertischgerät |
Quelle:
Stiebel Eltron |
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Doppelmantelspeicher |
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Trinkwassererwärmer
(Speicher) |
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Pufferspeicher |
Quelle:
B & R Haustechnik |
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Ein Speicher
ist eine Einrichtung zur Lagerung von Energie, Material
oder Information (nicht verwenden und aufbewahren). So z.
B. ein Pufferspeicher, der Energie aus
einer thermischen Sorlaranlage speichert, die evtl. gar
nicht genutzt wird oder ein Speicher, der Trinkwasser
über einen schlechten Wirkungsgrad erwärmt und
für einen evtl. Abruf bereithält. |
Man unterscheidet
zwischen der Speicherung von erwärmtem Trinkwasser
und Heizungswasser. |
Jede Speicherung
von Energie hat mehr oder weniger Verluste,
die mit erheblichen Aufwand minimiert werden müssen.
So sind die Verluste durch falsche oder zu wenig Dämmung
und durch falsch betriebene Speicheranlagen erheblich. |
Ein Vorteil
der Speicher ist, dass über verschiedene Wärmequelle
Energie eingebracht werden können. So z. B. durch Kesselanlagen
(Öl, Gas, feste Brennstoffe), thermische Solaranlagen,
Wärmepumpen (Luft, Wasser), Geothermie und auch über
elektrische Beheizung. |
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Die
einfachste Bauart eines Speichers ist der Doppelmantelspeicher,
der schon zu Zeiten der Schwerkraftheizung
eingesetzt wurde, weil er geringe heizungsseitige Widerstände
hat und das gesamte Speicherwasser voll durchwärmt. Diese Speicher
wurden aus verzinktem Stahlbech hergestellt, was den
Einsatz von Kupferrohren problematisch machte (Fließregel).
Die heutigen Speicher sind in der Regel aus emailiertem Stahlblech
oder Edelstahl. |
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Heutzutage werden
diese Speicher in Thermosiphon-Systemen
eingesetzt. Hier durchströmt der Wärmeträger
(Wasser, Wasser-Glykol-Gemisch) aufgrund des Schwerkraftprinzips
den Doppelmantel.
Im Kollektor (Absorber) erwärmt sich die Flüssigkeit und
verringert dabei ihre Dichte und bekommt gegenüber der kalten
Flüssigkeit im Doppelmantel einen Auftrieb. Die warme Flüssigkeit
steigt in den Doppelmantel und gibt dort die Wärme an das Trinkwasser
ab. Die Temperatur fällt ab und und die Flüssigkeit strömt
zurück zum Kollektor (Absorber). Deswegen muss der Speicher
immer über dem Kollektor (Absorber) angeordnet sein.
Der Einsatz in Anlagen mit Kaminofen
und Wassertasche
kann dieser Speicher auch eingesetzt werden, wenn kein Stromanschluss
vorhanden ist (z. B. Ferienhaus, Berghüttte). Dabei übernimmt
der Speicher in Verbindung mit einer Thermischen
Ablaufsicherung (TAS) oder als offene
Anlage die Sicherheitseinrichtungen. |
|
| |
In dem Thermosiphonspeicher
(Schichtenladespeicher) wird das Funktionsprinzip
ausgenutzt, dass warmes Wasser eine geringere
Dichte hat als kaltes und daher leichter ist und nach oben steigt.
Um den Wärmetauscher (Solar- oder Heizungsanlage)
ein Wärmeleitrohr angeordnet. Das Wärmeleitrohr
ist unten mit einer Öffnung versehen, durch die das zu erwärmende
Trinkwasser einströmt. Das Wasser erwärmt sich und steigt im
Wärmeleitrohr nach oben, ohne sich mit dem umgebenden kälteren
Wasser im Speicher zu vermischen. Im oberen Bereich dieses
Wärmeleitrohrs sind in regelmäßigen Abständen Ausströmöffnungen
mit temperaturgesteuerten Rückschlagklappen eingesetzt,
durch die das erwärmte Wasser in die Schicht des Speichers mit gleicher
Temperatur gelangt. |
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| Thermosiphonspeicher
- Trinkwasser |
Thermosiphonspeicher
für Heizungs- und Trinkwasser |
| Quelle:
Bosch Thermotechnik GmbH |
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| Wärmespeicher -
Haase
Tank-in-Tank-Speicher - ACV |
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In dem Thermosiphonspeicher
(Schichtenladespeicher) wird das Funktionsprinzip
ausgenutzt, dass warmes Wasser eine geringere
Dichte hat als kaltes und daher leichter ist und nach oben steigt.
Um den Wärmetauscher (Solar- oder Heizungsanlage)
ein Wärmeleitrohr angeordnet. Das Wärmeleitrohr
ist unten mit einer Öffnung versehen, durch die das zu erwärmende
Trinkwasser einströmt. Das Wasser erwärmt sich und steigt im
Wärmeleitrohr nach oben, ohne sich mit dem umgebenden kälteren
Wasser im Speicher zu vermischen. Im oberen Bereich dieses
Wärmeleitrohrs sind in regelmäßigen Abständen Ausströmöffnungen
mit temperaturgesteuerten Rückschlagklappen eingesetzt,
durch die das erwärmte Wasser in die Schicht des Speichers mit gleicher
Temperatur gelangt. |
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|
| Thermosiphonspeicher
- Trinkwasser |
Thermosiphonspeicher
für Heizungs- und Trinkwasser |
| Quelle:
Bosch Thermotechnik GmbH |
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Ein Lastausgleichsbehälter
(LAB) nimmt die überschüssige Energie
auf, wenn der Wärmebedarf (Heizlast) unter die minimale Kesselleistung
absinkt. Das kann bei allen Brennstoffen der Fall sein, die nicht
sofort die Wärmeabgabe stoppen
können, so z. B. Pellet- und Holzkessel
(Ausbrand), die ohne Pufferspeicher in Betrieb sind,
Aber auch Öl- und Gaskessel, die
noch einige Zeit von den heißen Wärmeübergabeflächen
im Kessel Wärme an das Heizungswasser abgeben. |
|
|
Quelle:
Windhager Zentralheizung Schweiz AG |
|
Diese Behälter
sind so in den Kesselkreislauf eingebunden, dass sie über dem Kessel angeordnet sind. Dadurch wird keine elektrische Hilfsenergie (Schwerkraftwirkung)
zum Aufladen benötigt. Wird zu einem späteren Zeitpunkt
wieder mehr Wärme benötigt, kann diese gespeicherte
Energie genutzt werden. Auf diese Weise werden die Brennerstarts bzw. das Takten (Kuhschwanzheizung)
deutlich reduziert und somit elektrische Zündenergie eingespart und der Verschleiß minimiert.
Wenn keine Pufferspeicherlösung notwendig
ist (modulierende Betriebsweise), werden Bereitschaftsverluste
verringert, was den Anlagen-Wirkungsgrad erhöht. |
Diese Art der Einbindung eines größeren
Wasservolumens wurde schon vor 30 Jahren (Einbindung
in die TW-Erwärmung oder kleiner Pufferspeicher) bei
der Einführung der Niedertemperatur-Ölkesseln angewendet. Aber auch in Anlagen mit geringen Wasserinhalt
und/oder niedrigen Systemtemperaturen ist eine "Pufferung"
der Wärme sinnvoll, weil es bei jedem unnötigen
Brennerstart zu einem erhöhten Schadstoffausstoß kommt.
In Wärmepumpenanlagen können diese Behälter bei einem geringen Wasserinhalt der Anlage sinnvoll sein, aber Pufferspeicher sind in der Regel überflüssig. |
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Brennerstarts |
Quelle:
Windhager Zentralheizung Schweiz AG |
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Quelle:
Windhager Zentralheizung Schweiz AG |
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Die VarioWIN mit Lastausgleichsbehälter sind so in den Kesselkreislauf eingebunden, dass sie über
dem Kessel angeordnet sind. Dadurch wird
keine elektrische Hilfsenergie (Schwerkraftwirkung)
zum Aufladen benötigt. Wird zu einem späteren Zeitpunkt
wieder mehr Wärme benötigt, kann diese gespeicherte
Energie genutzt werden. Auf diese Weise werden die Brennerstarts
bzw. das Takten (Kuhschwanzheizung)
deutlich reduziert und somit elektrische Zündenergie
eingespart und der Verschleiß minimiert.
Wenn keine Pufferspeicherlösung notwendig
ist (modulierende Betriebsweise), werden Bereitschaftsverluste
verringert, was den Anlagen-Wirkungsgrad erhöht. |
Diese Art der
Einbindung eines größeren
Wasservolumens wurde schon vor 30 Jahren (Einbindung
in die TW-Erwärmung oder kleiner Pufferspeicher) bei
der Einführung der Niedertemperatur-Ölkesseln
angewendet. Aber auch in Anlagen mit geringen Wasserinhalt
und/oder niedrigen Systemtemperaturen ist eine "Pufferung"
der Wärme sinnvoll, weil es bei jedem unnötigen
Brennerstart zu einem erhöhten Schadstoffausstoß
kommt.
In Wärmepumpenanlagen können diese Behälter bei einem geringen Wasserinhalt der Anlage sinnvoll sein, aber Pufferspeicher sind in der Regel überflüssig. |
|
|
Brennerstarts |
Quelle:
Windhager Zentralheizung Schweiz AG |
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Schichtungspufferkessel |
1 -Halsstutzen
für Trinkwarmwasser-Wärmetauscher
2 - Brennkammer mit Brennkammereinsatz
3 - Solar-Halsstutzen
4 - Solar-Schichtungssytem
5 - Öl- oder Gasbrenner |
Quelle:
CARL CAPITO Heiztechnik GmbH |
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Der Pufferspeicher
mit eingebauter Brennkammer kann verschiedene
Wärmequellen nutzen. Bei dem Betrieb eines
Öl- oder Gasbrenners
wirkt der Puffer wie ein Lastausgleichsbehälter,
wodurch ein Takten
aufgrund der höheren Leistung des Brenners (ab 20 kW)
reduziert wird (geringerer Schadstoffausstoß
durch längere Brennerlaufzeiten). Die Kesselleistung
wird benötigt, um eine ausreichende Trinkwassererwärmung
über den im oberen Teil des Puffers
eingebauten Wärmetauscher (Durchlauferwärmer
bzw. Frischwasserstation) zu gewährleisten.
Diese Art der Trinkwassererwärmung minimiert
die Legionellenproblematik.
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Wärmepumpenspeicher
Wärmepumpen benötigen einen möglichst konstanten Durchfluss und LWWP einen Energiespeicher zum Abtauen, der bei der Auslegung festgelegt wird. Deswegen bestehen viele Wärmepumpenhersteller auf den Einbau eines Wärmepumpen-Puffer.
Der Wärmepumpenspeicher ohne Wärmetauscher bzw. Lastausgleichsbehälter (LAB) wird zur Ansammlung bzw- Pufferung von warmen, heißem oder kaltem Wärmeträger, der von einer Wärmepumpe oder einen Öl-Niedertemperaturkessel erzeugt wird, eingesetzt. Er kann auch in Heizsystemen als kleiner Pufferspeicher eingesetzt werden und wirkt auch als hydraulischer Ausgleich und verhindert das häufige Ein- und Ausschalten (Takten -Kuhschwanzheizung) der Wärmepumpe oder des Ölkessels durch die Vergrößerung des Anlagenvolumens (z. B. bei einer Systemtrennung im Primärkreislauf). |
Wärmepumpenpufferspeicher WPPS
Quelle: ThermoFlux Deutschland GmbH |
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Die ThermoFlux Wärmepumpenpufferspeicher WPPS 30/50/80/100 bieten eine hervorragende Lösung zur Wärmespeicherung und Volumenvergrößerung in Heizungsanlagen. Sie können sowohl an der Wand als auch am Boden montiert werden.. Die ~25 mm starke PU-Dämmung sorgt dafür, dass die Wärme effizient gespeichert bleibt, bis sie benötigt wird, was die Energieeffizienz der gesamten Heizungsanlage maximiert. Der robuste Stahlmantel des Speichers ist pulverbeschichtet und bietet in Kombination mit der hochwertigen PVC-Verkleidung nicht nur eine ansprechende Optik, sondern auch Langlebigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Die Montage kann sowohl an der Wand als auch am Boden erfolgen, und die kompakten Maße erleichtern den Einbau selbst in kleinen Räumen. Durch die flexible Muffenanordnung und die abnehmbare Hartschaum-PU-Isolierung wird die Installation zusätzlich vereinfacht. |
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Die Ladung
eines Warmwasserspeichers (Trinkwassererwärmung)
kann herkömmlich über einen in dem Speicher eingebauten Wärmetauscher
(Rohrbündel) oder durch einen externen Plattenwärmetauscher
(PWT) erfolgen. |
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Schichtladespeicher
verkürzen die Aufheizzeit des Warmwassers |
Quelle:
Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG |
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Ein Schichtenspeicher,
der über einen externen Plattenwärmetauscher geladen
wird , stellt schon nach kurzer Aufheizzeit eine Nutztemperatur
zur Verfügung. |
Bei diesem
System entnimmt eine Umwälzpumpe das
Wasser aus dem unteren, kälteren Speicher-bereich und
speist das über den PWT aufgeheizte
Wasser oben in den Speicher (Obenladung)
und schichtet entsprechend der Ladezeit das warme Wasser ein.
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Dadurch steht
schon nach kurzer Zeit warmes Wasser in brauchbarer
Temperatur zur Entnahme zur Verfügung. Die Art der Ladung
ist besonders bei kleineren Heizleistungen, so z. B. bei modellierende
Brennwertthermen mit geringer Maximal-Leistung, Wärmepumpen
oder thermischen
Solaranlagen, von Vorteil. |
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| Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass gegenüber der Rohrschlangenwärmeübertragung
die Speichergröße kleiner gewählt werden
kann. Dadurch werden auch die Bereitschaftsverluste und
Legionellenproblematik reduziert. |
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Druckloser
Pufferspeicher |
Quelle:
Dipl.-Ing. Winfried Hesse |
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Bei dem drucklosen
Pufferspeicher befindet sich der Wasserdruck
nicht im eigentlichen Speicher, sondern sich nur in den Rohrleitungen.
Dieser Speicher lässt sich einfacher in bestehende Gebäude
wegen der oft engen Türen und Treppenabgänge einbauen.
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Hierfür
wird ein im Keller geschweißter Tank verwendet. Dieser
Wärmespeicher für Heizung und Warmwasser ist ein
sehr einfach zu erstellender Kunststofftank mit 4.000 bis
6.000 Litern Inhalt (z. B. 1,5m x 1,5m und 2m hoch fassen
gut 4.000 Liter). So wird ein kompaktes und größeres
Volumen hergestellt. |
| Mit Wärmeleitkörper
und Doppeltrichter schichtet dieser Speicher warmes Wasser
oben ein und führt kaltes nach unten. Als weiteren wesentlichen
Vorteil wird mit dieser Technik die Bildung bzw. Vermehrung
von Bakterien (Legionellen) im warmen Wasser verhindert. |
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Mischarmatur |
Eine thermostatische
Mischarmatur wird dann notwendig, wenn das erwärmte
Trinkwasser eine hohe Speichertemperatur hat. Dies ist besonders
der Fall, wenn der Speicher über eine thermische
Solaranlage aufgeheizt wird. Aber auch in Mehrfamilienhäusern
muss die Speichertemperatur aus hygienischen
Gründen auf > 60 °C gehalten werden.
Diese Armatur regelt die Wassertemperatur zu den Zapfstellen auf ca.
40 °C runter. |
Die Armatur
kann zentral am Trinkwassererwärmer oder dezentral
vor den Zapfstellen eingebaut werden. Eine dezentrale Anordnung wird immer
dann notwendig, wenn in der Anlage Zapfstellen vorhanden sind, die eine
höhere Warmwassertemperatur verlangen (z. B. Küchen). |
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Thermostatischer
Wassermischer mit Verbrühschutz |
Quelle:
Honeywell GmbH |
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Der im Ausgangsstutzen
zentral angeordnete hochempfindliche Thermostat steuert eine
Regulierhülse, die in Abhängigkeit der Mischwassertemperatur
den Zustrom von Kalt bzw. Warmwasser regelt. Der Steuerkolben
besitzt auf der Kalt- und Warmwasserseite Weichdichtungen,
die einen dichten Abschluss auf der Warmwasser-seite bei Ausfall
der Kaltwasserversorgung, unter Voraussetzung, dass die Warmwassertemperatur
min. 10 K höher ist als die eingestellte Mischwassertemperatur
und eine Unterbrechung der Kaltwasserzufuhr bei Ausfall der
Warmwasserversorgung.
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In der Zirkulationsleitung
muss ein Rückflussverhinderer eingebaut
werden, der verhindert, dass an den Zapfstellen Kaltwasser
über die Zirkulationsleitung beigemischt wird. |
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Schnitt
durch den thermostatischen Wassermischer |
Quelle:
Honeywell GmbH |
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Einbaubeispiele
einer Mischarmatur |
Quelle:
Honeywell GmbH |
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| Thermostatischer
Wassermischer mit Verbrühschutz - Honeywell
GmbH
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Wärmedämmung
eines Speichers |
Eine wirkungsvolle
Wärmedämmung von Trinkwasser- und
Pufferspeichern ist besonders wichtig, um die mit mehr
oder weniger Aufwand und Kosten erzeugte bzw. "geerntete" Wärme
über einen längeren Zeitraum möglichst verlustfrei zu speichern.
Dies trifft gerade dann zu, wenn die eingespeicherte Wärme nicht
am gleichen Tag genutzt werden kann. Auch die Hinweise (sogar von Fachleuten),
dass die Wärmeverluste dem Haus unmittelbar zugute kommen, rechtfertigen
eine nachlässige Dämmung nicht, da die Wärme unkontrolliert,
nicht regelbar an Räume, die nicht unbeding beheizt werden sollen,
abgegeben wird. |
So nutzt
z. B. die beste thermische Solaranlage oder Wärmeerzeugungsanlage
nichts, wenn der Warmwasser- und/oder Pufferspeicher hohe Wärmeverluste
hat. Ein Speicher zur kombinierten Warmwasser-bereitung und Heizungsunterstützung
muss so effizient gegen Wärmeverluste gedämmt werden, dass die
Wärme auch 5 Tage später noch genutzt werden kann. |
In vielen Fällen
reicht die vom Hersteller angebrachte Dämmung nicht aus. Auch sollte
bedacht werden, dass Rohrleitungs- und Anschlussverluste,
aber auch eine falsche hydraulische Anbindung, zu erheblichen
Verlusten führen können. Über die noch vertretbaren
Verluste wird in Fachkreisen immer wieder gestritten. Allgemein
besteht die Meinung, dass ein Speicher mit 60 °C max.
4 K und mit 90 °C max. 6 K
in 24 Stunden abkühlen darf. |
| Um diese Werte zu erreichen, muss
ein gutes Dämmkonzept vorliegen .
Dieses besteht aus |
- Dämmmaterial der Speicherwandung
- Bodendämmung
- Anschlussdämmung
- Rohrleitungsdämmung
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Die üblichen
Dämmaterialien für Speicher bestehen PU-Weichschaum,
PU-Hartschaum, Melamin (Harzschaum), EPP (Partikelschaumstoff) und EPS
(Polystyrol > Styropor). Die Wärmeleitfähigkeit
von PU-Weichschaum ist um bis zu knapp 60 %, die von PU-Hartschaum und
Melamin um bis zu 10 % und die von EPP um bis zu 25 % größer
als die von EPS. Eine Aluminiumfolie vermindert den Strahlungsaustausch
zwischen der Speicherwandung und der Dämmung. Viele Speicher, die
in Eigenbau nachträglich verkleidet und gedämmt werden, bekommen
eine Dämmung aus Schüttdämmstoffen (Einblasdämmstoffe)
z. B. Zelluloseflocken, Silikatleichtschaum, Steinwolle-, Perlit- oder
EPS-Granulat. |
Der Speicherboden
kann mit zu einem Wärmeverlust des Speichers (bis
zu 25 %) beitragen. Im ungedämmten Keller oder in Räumen
außerhalb der beheizten Gebäudehülle können auch
bei gut schichtenden Speichern verhältnismäßig große
Wärmeverluste zum Fußboden entstehen. Die Wärmeverluste
über den Speicherboden kommen zu einem großen Teil aus der
Wärmeleitung über die Stahlfüße
oder den Standring. Deswegen sollten diese wenigstens
aus Kunststoff bestehen. Besser wäre auf jeden Fall
eine tragfähige Dämmplatte unter dem Speicher. |
Dass auch
die Speicheranschlüsse und Armaturen
mit dicken Dämmaterial bzw. Dämmschalen versehen werden, sollte
selbstverständlich sein. So kann eine Verschraubung oder ein Ventil
aufgrund der großen Oberfläche etwa die Wärmemenge eines
2 bis 5 m langen ungedämmten Rohres abgeben. Studien über dieses
Thema sind in Arbeit. |
Alle vom
Speicher abgehenden Rohrleitungen sollten während der Stillstandszeit
möglichst nicht warm werden. Das kann nur erreicht
werden, wenn in den Rohren keine Mikrozirkulation (Eigenzirkulation)
entsteht. Hier wirkt eine gute dicke Wärmedämmung dem Effekt
entgegen. Aber je nach den Gegebenheiten muss trotztdem eine Schwerkraftbremse,
ein Thermosiphon
oder Magnetventile eingesetzt werden. Viele Speicherhersteller
haben schon in die Speicheranschlüsse solche Bremsen
eingebaut, die aber je nach dem auftretenden Umtriebsdruck
der Anlage nicht wirksam sind. |
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Elektro-Warmwasserspeicher
(5 Liter) gibt es als Untertisch- oder Übertisch-Ausführung,
sowie mit und ohne Armatur. Sie haben stufenlos einstellbare
Temperaturbereiche zwischen 30 C° und 85 C°, eine
Nennleistung von 2 kW und eine Nennspannung von 230 V. |
Diese Geräte
dürfen nur mit Niederdruck-Armaturen
betrieben werden, da es sich um drucklose Speicher handelt,
bei denen das Ausdehnungswasser über die Armatur abtropft.
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