Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Problematik der Legionellen-Keime, die in klassischen Solarspeichern gute Wachstumsvoraussetzungen finden, erfordert neue, hygienische und dennoch effiziente und kosteng\u00fcnstige Speicherkonzepte.
\nGegenstand des Entwicklungsprojektes ist ein Warmwasser-Schichtenspeicher, der durch sein Funktionsprinzip die Wasserhygiene garantiert bei gleichzeitig effizienter Nutzung der Solarw\u00e4rme. Herzst\u00fcck des drucklosen Kunststoff-Speichers sind Naturumlauf-W\u00e4rmetauscher, die ohne den Betrieb von Umw\u00e4lzpumpen eine geschichtete Be- und Entladung erm\u00f6glichen. Das Brauchwasser wird dabei im Durchlauf erw\u00e4rmt. Bei der Konstruktion sollen umweltvertr\u00e4gliche Materialien verwendet werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt wurde in zwei Phasen bearbeitet. Inhalt der ersten Phase (Juli 94 bis Mai 95) war die Entwicklung des Systems von der Grundfunktion zu einem den anfangs definierten Anforderungen entsprechenden Ger\u00e4t. Schwerpunkte dieser Entwicklungsphase waren: materialkundliche und experimentelle Untersuchung des Polypropylentanks, Materialauswahl und geometrische Optimierung der D\u00e4mmung, Untersuchung und Dimensionierung der W\u00e4rmetauscher mit den dazugeh\u00f6renden Leitstrukturen und geeigneten Vorrichtungen zur Str\u00f6mungsf\u00fchrung, Untersuchung von Vorrichtungen zur Regelung des Speicherwasserstroms durch die Thermosiphontauscher, Entwicklung einer f\u00fcr den Speicher optimierten Regellogik mit Hilfe experimenteller Untersuchungen und Simulationsrechnungen, Langzeittests von Funktionsmustern im realen Einsatz.
\nDie sich anschlie\u00dfende zweite Entwicklungsphase (bis September 96) hatte als Schwerpunkt die fertigungsorientierte Ausarbeitung der Konstruktion des Speichers. Die Werkzeuge f\u00fcr die Komponenten wurden in Abstimmung mit den Herstellern konstruiert und gebaut. Nach Behebung diverser Probleme wurden die Komponenten f\u00fcr eine Nullserie von 15 Speichern hergestellt. Der Gro\u00dfteil der Nullserienspeicher wurde mit Me\u00dftechnik ausgestattet und im realen Einsatz oder auf Pr\u00fcfst\u00e4nden interessierter Firmen getestet. Aufbauend auf den Ergebnissen der Nullserienentwicklung und -tests wurde die Konstruktion f\u00fcr die Serienfertigung \u00fcberarbeitet und optimiert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der Speicherbeh\u00e4lter mit 500 l Inhalt wird als \u00fcberdruckloser Tank in korrosionsfreier und langlebiger Kunststoffbauweise ausgef\u00fchrt. Das Be- und Entladesystem garantiert stabile Temperaturschichtungen. Zur Isolation wird ein in dieser Anwendung neuartiger recyclingf\u00e4higer Kunststoffschaum (expandiertes Polypropylen) verwendet, der bei Herstellung, Benutzung und Entsorgung \u00f6kologisch unbedenklich ist. Dank des leicht demontierbaren Aufbaus und der Verwendung weniger unterschiedlicher Materialien ist eine Wiederverwendung der Komponenten oder das R\u00fcckf\u00fchren in den Stoffkreislauf m\u00f6glich. Das geringe Gewicht und die abnehmbaren Isolationshalbschalen erleichtern die Installation des Speichers. Wegen der Trennung von Brauchwasser und Speichermedium findet an den Ripprohrw\u00e4rme-tauschern au\u00dfen keine Verkalkung statt.
\nDie Beladung des Speichers erfolgt \u00fcber den Solarw\u00e4rmetauscher, der spiralf\u00f6rmig auf dem Boden des Beh\u00e4lters liegt. Die Rippenrohrspirale befindet sich in einem Kunststoffgeh\u00e4use. Das kalte Speicherwasser kann in dem W\u00e4rmetauschergeh\u00e4use direkt auf nutzbare Endtemperatur erw\u00e4rmt werden und durch ein Rohr in den oberen Speicherbereich gelangen, wo es sofort nutzbar ist. Die Logik des neu entwickelten Solarreglers basiert auf zwei Lademodi: Topladung bei Nutztemperatur und bei niedrigeren Temperaturen Vorw\u00e4rmung des Speicherwassers im unteren Drittel durch ein hierf\u00fcr entwickeltes Beladeventil.
\nDie Erzeugung von warmem Wasser erfolgt in einem analog aufgebauten W\u00e4rmetauscher, der sich oben im Speicher befindet und in einem Abstr\u00f6mrohr das abgek\u00fchlte Speicherwasser nach unten f\u00fchrt.
\nDurch die starke Umstr\u00f6mung der Rippenrohrspiralen werden sehr gute W\u00e4rme\u00fcbertragungswerte erreicht. Die geschichtete Be- und Entladung ist \u00e4u\u00dferst vermischungsarm.
\nAuf den Einsatz eines Regelorgans zur Anpassung des Speicherwasserstroms an die aktuelle Warmwasserzapfrate wurde verzichtet, um das System nicht kompliziert und st\u00f6ranf\u00e4llig zu machen. Daher ergeben sich in Abh\u00e4ngigkeit vom Ladezustand des Speichers und der Zapfrate unterschiedliche Temperaturen des im Warmwasserw\u00e4rmetauschers abgek\u00fchlten abstr\u00f6menden Speicherwassers.
\nDer Speicher wird \u00fcber einen weiteren W\u00e4rmetauscher mit der Heizungsanlage gekoppelt und kann zur Heizungsunterst\u00fctzung genutzt werden. Hierf\u00fcr wurden unterschiedliche Integrations- und Regelkonzepte entwickelt und getestet. Zwei Regler-Serien (CONTROL 500 und CONTROL 600) beinhalten eine an die Schichtenladevorrichtung angepa\u00dfte Solarladelogik sowie Funktionen f\u00fcr die Heizungsintegration.
\nAm FhG-ISE wurde 1995 ein Funktionsmuster des Speichers vermessen. Am ITW der Universit\u00e4t Stuttgart wurde 1998 ein Serienspeicher vermessen. Au\u00dferdem wurden dort das Speichersystem modelliert (TRNSYS) und Jahressimulationen durchgef\u00fchrt. Die Anwendung als Kombispeicher (kombinierte Brauchwassererw\u00e4rmung und Heizungsunterst\u00fctzung) brachte gute Ergebnisse.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Neuentwicklung CONUS 500 wurde auf Fachtagungen, bei vielen Vortr\u00e4gen, auf Messen (u.a. ISH) und in zahlreichen Fachver\u00f6ffentlichungen vorgestellt. Diese \u00d6ffentlichkeitsma\u00dfnahmen werden fortgef\u00fchrt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mit dem neu entwickelten Solarspeicher CONUS 500 wurde ein System geschaffen, das sich deutlich von herk\u00f6mmlichen Speichern unterscheidet, insbesondere in der hygienischen Warmwasserbereitung im Durchlauf und in der geschichteten Solarbeladung. Gegen\u00fcber vergleichbaren Speichern mit indirekter Warmwasserbereitung erm\u00f6glicht es eine h\u00f6here Ausbeute an Solarenergie.
\nDer Speicher ist in der Fachwelt und bei einschl\u00e4gigen Solarfirmen auf gro\u00dfes Interesse gesto\u00dfen. Die Vermarktung erfolgt \u00fcber ein Vertragsh\u00e4ndlernetz, die Speicher, Regler und Zubeh\u00f6r \u00fcber Heizungsbau- und Installationsbetriebe vertreiben. Preislich liegt der CONUS 500 vergleichsweise g\u00fcnstig.
\nDer CONUS 500 wird seit mittlerweile \u00fcber 3 Jahren in Serie gefertigt. Es wurden bis Fr\u00fchjahr 1999 weit \u00fcber 1000 Speicher dieses Typs verkauft. F\u00fcr die Fertigung der Einzelkomponenten des Speichers sind Spezialfirmen beauftragt. Die Montage zum fertigen Produkt erfolgt in einer eigens hierf\u00fcr eingerichteten Produktionshalle in L\u00f6rrach. Mehrere Arbeitspl\u00e4tze, unter anderem f\u00fcr behinderte Mitarbeiter, wurden und werden hierdurch geschaffen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Problematik der Legionellen-Keime, die in klassischen Solarspeichern gute Wachstumsvoraussetzungen finden, erfordert neue, hygienische und dennoch effiziente und kosteng\u00fcnstige Speicherkonzepte. Gegenstand des Entwicklungsprojektes ist ein Warmwasser-Schichtenspeicher, der durch sein Funktionsprinzip die Wasserhygiene garantiert bei gleichzeitig effizienter Nutzung der Solarw\u00e4rme. Herzst\u00fcck des drucklosen Kunststoff-Speichers sind Naturumlauf-W\u00e4rmetauscher, die ohne den Betrieb von […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[56,47,51,52,53],"class_list":["post-20118","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-baden-wuerttemberg","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"05616\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"\u00d6kologisches Bauen (1998)\nInnovationen f\u00fcr die Umwelt - Solarschichtenspeicher aus Kunststoff","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-05616.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"206.981,69","dbu_projektdatenbank_firma":"CONSOLAR Energiespeicher- undRegelungssysteme GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Gewerbestr. 7","dbu_projektdatenbank_plz_str":"79539","dbu_projektdatenbank_ort_str":"L\u00f6rrach","dbu_projektdatenbank_p_von":"1994-07-22 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"1999-08-03 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"5 Jahre","dbu_projektdatenbank_telefon":"07621\/42228-30","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Baden-W\u00fcrttemberg","dbu_projektdatenbank_foerderber":"8","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20118","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20118\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":33121,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/20118\/revisions\/33121"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20118"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20118"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20118"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}