 Schema des Systems
mit Latentwärmepumpe
Quelle:
Permasolar GmbH
SuperSolarWärmepumpe
Quelle:
Permasolar GmbH
Heißwasserspeicher
des Systems mit Latentwärmepumpe
Quelle:
Permasolar GmbH 
TS-Kollektor
des Systems mit Latentwärmepumpe
Quelle:
Permasolar GmbH
|
|
| Das
Besondere an der Wärmepumpe sind die Wärmetauscherplatten,
die die sonst benötigten Erdkollektoren ersetzen. Diese
Edelstahlplatten werden mit dem Wasser aus der einfachen
Regenwasser-Zisterne (Niedertemperaturspeicher) berieselt
und entziehen ihm Wärme bis zur Vereisung. Dies entspricht
dem Direktverdampferprinzip und ist besonders Energieeffizient.
|
| Sobald
eine bestimmte Eisdicke erreicht ist werden die Platten
mit Heißgas aus dem Verdichterteil der Wärmepumpe
ganz kurz erwärmt und das Eis fällt in die Zisterne.
Der Vorgang beginnt von neuem und erlaubt so die Latentwärme
des Wassers konsequent zu nutzen. |
| Der
Energiebetrag, der so gewonnen wird, beträgt 93.000
Watt pro m3. Das entspricht dem
Betrag den man erhält, wenn man einen m3
Wasser von 80 auf 0 Grad abkühlt. Diese Energie wird
zusätzlich zur Energie aus der Bodenwärme und
der solaren Erwärmung gewonnen. |
Das ist das Besondere an der Latent-Wärmepumpe
und der Grund warum mit relativ kleinen, unisolierten
Wasserspeichern und Solarkollektoren ganze Häuser
so günstig beheizt werden können. Deshalb klappt
das auch im Altbau - wo man sonst vom solaren Heizen abrät.
|
| Vorteile der Wärmepumpe
|
| Wärmepumpen
sind heutzutage ausgereifte Systeme. Es wird kaum noch passieren
das ein Hersteller auf einmal eine Wärmepumpe präsentiert
die viel besser ist als die anderer Hersteller. Die Vorteile
der Latent-Wärmepumpe ergeben sich aus den patentierten
Modulen und der Kombination mit den anderen Systemteilen. |
-
die Wärmepumpe
arbeitet stets im idealen Modus
-
im Gegensatz
zu erdgestützten Wärmepumpen gibt es in unserem
System keine Rücklauftemperaturen unter 0 Grad
- auch nicht im tiefsten Winter
-
wann immer
die Sonne scheint erhält die Latent-Wärmepumpe
solar vorerwärmtes Wasser - gerade im Winter
-
die Wärmepumpe
arbeitet auf den Pufferspeicher und taktet deshalb kaum
(es entfällt der Hauptalterungsfaktor für
eine - gegenüber herkömmlichen Systemen erreicht
die Latent-Wärmepumpe i.d.R. nicht einmal 50% der
Betriebs-stunden - sie wird sehr lange halten
|
| Da
die Wärmepumpe in der Regel außerhalb des Hauses
steht (über der Eiszisterne) braucht sie einen kleinen
„Schutzraum“ in Form eines kleinen Garten-häuschens
oder etwas ähnlichem, das den Zweck erfüllt (es
reichen wetterfeste Styropurplatten). Es muß isoliert
sein. |
| Der Niedertemperaturspeicher,
die Eis-Zisterne |
| Alle
Speicher sind drucklose Wasserspeicher. Nur der Heißwasserspeicher
ist gedämmt, das heißt die technischen Anforderungen
sind gering, es gibt keine gefährlichen Chemikalien.
Dies lässt eine Vielzahl von (günstigen) Bauformen
zu. |
| Einige
alte Häuser haben noch Jauchegruben, alte Zisternen,
große alte Stahltanks usw... nutzen Sie die ! Sie
können oftmals sinnvoll in das System integrieren,
um damit Ihr Haus zu beheizen. |
| Die
einfachsten Lösungen waren bislang auch die besten
und kostengünstigsten. Betonzisternen oder gebrauchten
Tanks aus der Lebensmittelindustrie, neuen Tanks, Betonwannen
mit GFK, isolierten Containern usw. Im Verhältnis zu
den Kosten einer Teifenbohrung konnte so sehr viel gespart
werden. |
| Bei
Neubauten werden die Speicher gleich von vorneherein mit
dem Haus geplant und teilweise integriert. |
| . |
|
| . |
Der Hochleistungskollektor
wurde speziell für die direkte Heizungsunterstützung
und zur Niedertemperatur-nutzung konzipiert. Der Vakuumröhrenkollektor
mit beeindruckendem Wirkungsgrad arbeitet nach dem „Heat-Pipe“-Prinzip.
Er erntet von morgens bis abends und bei diffusem Licht. |
|
|
Der Kollektor ist
besonders effektiv in der Übergangszeit und im Winter durch die
exzellente Verwertung von Niedertemperatur-Erträgen. Immer dann
wenn der Wärmebedarf am höchsten ist. So kann auch der Betrieb
der patentierte Solar-Wärmepumpe aktiv unterstützt werden. |
Durch den runden
Absorber werden selbst schräg einfallende Sonnenstrahlen in Wärme
umgewandelt. Bei problematischer Ausrichtung der Dachfläche kann
selbst diffuses Licht ein Maximum des Sonnenlichts in Wärme umwandeln. |
Es geht bei dem
System um Solarkollektorflächen (> 10 m2).
Um der statistischen Verteilung der Sonneneinstrahlung ein "Schnippchen"
zu schlagen, wurden die "Akku"-Schichtenspeicher entwickelt.
So sind Speicherhöhen von 160 cm möglich. |
Akku`s passen in
jeden Keller/Technikraum und erlauben es bis zu 7 Tage ohne Sonne zu
überbrücken. Das die Sonne länger als 5 Tage nicht scheint
ist schon relativ selten. Wenn Sie dann scheint ernten die Kollektorflächen
auf Vorrat und müssen nicht abschalten weil etwa der Puffer zu
klein ist. |
Im Sommer erzeugen
die Kollektoren Überschüsse. Im System werden die Kollektoren
im Sommer automatisch gekühlt und deshalb weniger beansprucht.
Überhitzung, Überdruck, Denaturierung der Solarflüssigkeit
- all das gibt es bei diesem System nicht. Die Kollektoren werden nie
übermäßig belastet. Sie halten viel länger. |
|
| Kristallisationswärme |
| Wenn Wasser seinen
Aggregatzustand von flüssig nach
fest (Eis) ändert, wird Kristallisationswärme
(Erstarrungswärme) freigesetzt. Dabei ist aufgrund
des Energieerhaltungssatzes die freiwerdende Energie gleich groß
wie die für das Schmelzen des Wassers aufzuwendende Energie (Schmelzwärme).
Um einen Liter Eis zu schmelzen, ist etwa die gleiche Wärmemenge
erforderlich, wie z. B. einen Liter Wasser von 0 auf 80° C zu erhitzen.
So entsprechen z. B. die Umwandlung von 126 Liter (0,126 m³) Eis
von 0 °C in Wasser von 0 °C ca. der Heizkraft eines Liters Heizöls. |
|
Anlage
mit EisSpeicher |
Quelle:
isocal HeizKühlsysteme GmbH |
|
| SolarEis-System |
Die physikalische
Grundlage der Kristallisationswärme
wird bei dem "Heizen mit Eis"
(SolarEis-System) zugrunde gelegt. Das Wärme-
und Kälteversorgungssystem nützt
zur Regenaration die verschiedenen frei
verfügbare Energien, wie z. B. die Wärme
aus thermischen
Solaranlagen (und/oder SolarLuft-Kollektor)
und der Erdwärme. |
Das patentiertes
SolarEis-System (Fa. isocal GmbH) besteht aus
einem unterirdisch eingebrachten EisSpeicher
mit einer speziellen Wärmetauscheranordnung, einer
Wärmequelle zur Regeneration,
einem Regler und einer Wärmepumpe.
|
Mit diesem System
kann das Heizen und Kühlen
kombiniert werden. |
|
|
|
EisSpeicher
mit Wärmetauscher |
Quelle:
isocal HeizKühlsysteme GmbH |
|
Der Speicher wird
bei Inbetriebnahme einmalig mit Wasser
befüllt. Er speichert die zugeführten Energie
in Form von latenter Wärme ein und
nutzt die hohe Kristallisationsenergie des Wassers beim
Gefrieren zu Eis. Beim Entzug von latenter Energie aus dem
Speicher wird Eis gebildet und der Speicher energetisch
wieder entleert. Bei dem Regenerieren des
Speichers wird dem Speicher latente Wärmeenergie wieder
zugeführt und das vorhandene Eis schmilzt dabei ab.
|
|
|
vereister
EisSpeicher |
Quelle:
isocal HeizKühlsysteme GmbH |
|
|
Zu dem Entladen
des Speichers werden Kompressions- oder Absorptionswärmepumpen
eingesetzt. Sie entnehmen dem Speicher die benötigte latente
Heizenergie bei konstant ca. 0° C. Das
den Speicher umgebende "warme" Erdreich wird als externe
Speichermasse genutzt und vergrößert zeitweilig
die Speicherkapazität. |
Das System kann
auch zum aktiven Kühlen im Sommer verwenden werden.
Zur Nutzung als Kühlquelle muss eine kleine Umwälzpumpe eingebaut
werden, die den Kaltwasserkreislauf zwischen Gebäude
und Eisspeicher aufrecht erhält. Die Kühlung kann über
Flächen oder eine Lüftungsanlage erfolgen. |
