Das Schichtspeicher-Prinzip auf den Kopf gestellt

Hohe Warmwasser-Dauerleistung

Der Solarspeicher „Schichtungs-PD“ stellt das übliche Schichtspeicher-Prinzip zunächst auf den Kopf. Entgegen gängiger Bauweisen besteht der Speicher aus einer unteren Aufheizzone und einer da­rü­ber­liegenden Trinkwasser- und Heizungserwärmungszone. Die bei­den Zonen sind durch eine massive Kunststoffplatte voneinander ge­teilt. Für die Wärmeübertragung zwischen der Aufheiz- und der Trinkwasser-/Heizungserwärmungszone sorgt eine simple Konstruktion mit je einem Fall- bzw. Steigrohr. Über diese Strömungskanäle baut sich die Schichtung nach dem Prinzip der Schwerkraft auf: Abgekühltes Wasser sinkt nach unten in die Aufheiz-Pufferzone und verdrängt dadurch erwärmtes Heizwasser in den oberen Speicherbereich. Der Solar-Wärmetauscher im unteren Teil kühlt die Solarflüssigkeit so weit ab, dass diese stets mit tiefen Rücklauftemperaturen zum Kollektor zurückfließt und somit einen hohen Solarertrag gewährleistet. Der obere Speicherteil dient der Trinkwassererwärmung im Durchlaufprinzip sowie der Heizungsunterstützung. Ein zusätzlicher Wärmetauscher wirkt darin als Vorwärmstufe, so dass dieser Pufferspeicherteil oberhalb der Schichtungsronde auf tiefen Temperaturen gehalten wird. Die angeschlossene Solaranlage kann so besonders wirtschaftlich betrieben werden, gleichzeitig wird damit auch eine hohe Trinkwarmwassermenge erreicht.

Nutzbare Solarwärme auch bei geringer Einstrahlung

In einem Vortrag während einer Neuheitenpräsentation im Capito-Werk erläuterte der Entwicklungs- und Konstruktionsleiter Dipl.-Ing. Bernhard von Gradowski die Wirkungsweise des Schichtungs-Pufferspeichers im Detail. Mittels Thermografiekamera dokumentierte Versuche liefern den Beweis, dass auch eine Vorlauftemperatur von nur 50 °C im Solarkreislauf noch ausreicht, um im oberen Speicherbereich Heizwasser mit Nutztemperatur bereitzustellen.

„Damit ist auch bei geringer Sonneneinstrahlung noch Solarwärme für die Warmwasserbereitung nutzbar“, weiß Bernhard von Gradowski.

Die Haupt-Einsatzbereiche liegen überall dort, wo sowohl hohe Warmwasserleistungen als auch ein wirksamer Schutz vor Legionellenvermehrung in Verbindung mit höchstmöglicher Energieausnutzung gefordert sind.

Durchfluss-Trinkwassererwärmung ohne Verkalkungsgefahr

Der Pufferspeicher „2Zonen-PD“ eignet sich nach Angaben des Herstellers somit für den Einsatz in öffentlichen Warmwasserversorgungsanlagen wie beispielsweise Kasernengebäuden oder Sportstätten. Das Trinkwasser wird im Durchlaufprinzip über bis zu vier Wärmetauscher erwärmt, die im Tichelmannsystem miteinander verschaltet sind.

Jeder Wärmetauscher erreicht eine Warmwasserleistung von bis zu 40 kW, so dass mit einem Speicher bis zu 160 kW abgedeckt werden können. Für Großanlagen lassen sich mehrere 2Zonen-PD (350 bis 1000 l) modular zu einer Speicherbatterie zusammenstellen. Der Pufferbereich kann vollständig über den gesamten Inhalt durchgeladen werden. Die geschichtete Speicherentladung und regelbare Temperaturzonen verhindern Kalkablagerungen an den Rippenrohr-Wärmetauschern, so dass der Trinkwassererwärmer auch in Gebieten mit hoher Wasserhärte einsetzbar ist: Die Niedertemperaturzone wird auf 60 °C begrenzt, während die Hochtemperaturzone bis 95 °C durchgeladen werden kann.

Eine Patent-Lösung

Die Schichtungs-Speichersysteme der Capito Heiztechnik GmbH (www.capito-heiztechnik.de) ermöglichen durch das Zweizonen-Prinzip sowohl hohe Warmwasser-Dauerleistungen als auch tiefe Rücklauftemperaturen für den Wärmeerzeuger.

Für diese Schichtspeichertechnologie wurde der Carl Capito Heiztechnik GmbH im Jahr 2007 ein Europa-Patent verliehen. Die Patentierung erhielt das Unternehmen für eine Speicherkonstruktion mit zwei getrennten Pufferzonen für Aufheizung und Trinkwassererwärmung. Ziel der Entwicklung war zum einen, den Nutzinhalt ohne Rest-Kaltzone vollständig durcherwärmen zu können.

„Das Ergebnis ist eine Hochleistungsschichtung, durch die sowohl hohe Nutztemperaturen als auch tiefe Solar-Rücklauftemperaturen erzielt werden“, erklärt Dipl.-Ing. Bernhard von Gradowski.