Boiler - Speicher |
ein
kurzer Erklärungsversuch |
nach dem
Motto > ein Boiler beulert und ein Speicher speichert :>)) |
Vielleicht hat jemand eine bessere Erklärung, dann hier meine E-Mail Geschichte
der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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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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Badeofen
mit Konvektionsklappe -
Anton Eder GmbH |
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Badeofen
mit gleichzeitiger Raumheizung
- Eisenwerk Wittigsthal GmbH |
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Öl-Badeofen
- ZEBA Gerätebau GmbH |
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Trinkwasser-Sicherheitsventil |
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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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Allgemeines
zu Sicherheitsventilen - SHKwissen |
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Kaltwasseranschluss |
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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.
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Ein Wasseranschluss nach DIN 1988 hat folgende Bauteile: | |||||||||||||||||||||
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In kleineren Anlagen werden die vorgeschriebenen Bauteile in einer Sicherheitsgruppe zusammengefasst. | |||||||||||||||||||||
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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. |
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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. |
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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. |
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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. |
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Bei den Ventilen in der Trinkwasserinstallation sollte folgendes Hinweisschild angebracht werden: | |||||||||||||||||||||
Während
der Beheizung kann aus Sicherheitsgründen Wasser aus der Abblaseleitung
austreten! Nicht verschließen! |
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Entspannungstopf | |||||||||||||||||||||
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Dezentrale Erwärmung |
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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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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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Wärmespeicher -
Haase |
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Speicher-Spezialist
- Austria Email AG |
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Speicher
- Wassererwärmer - Viessmann Deutschland GmbH |
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Speicher
für alle möglichen Einsätze
- Jura Therm GmbH |
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Dimensionierungshilfe
Warmwasser-Speicher (DiWa)
- Buderus - Bosch Thermotechnik GmbH |
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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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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. |
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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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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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SUN
SAVE Standardspeicher - ein multifunktionaler druckloser
Pufferspeicher |
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Mischarmatur |
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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. |
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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 - Honeywell
GmbH |
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Thermostatisches
Mischventil - Danfoss GmbH |
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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. |
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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. |
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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. |
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Um diese Werte zu erreichen, muss ein gutes Dämmkonzept vorliegen . Dieses besteht aus | |||||||||||||||||||||
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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. |
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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. |
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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. |
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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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Datenschieber
- Trinkwasserzirkulation - Oventrop |
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Schemensammlung
- Solarbayer® GmbH |
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Hinweis!
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