Größenbestimmung und Auswahl von SpeicherWassererwärmern

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1 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von SpeicherWassererwärmern Ausgabe 7/22 (A4.6.1)

2 Inhalt Inhalt 1 Buderus-Speicher Logalux zur Trinkwassererwärmung Warmwasserkomfort Planen für den Bedarfsfall Arbeiten mit der Planungsunterlage Bezeichnungen der Buderus-Speicher zur Trinkwassererwärmung Grundlagen Systeme der Trinkwassererwärmung Speichersystem Speicherladesystem Beheizungsarten für Speicher Beheizung mit Heizkessel Beheizung mit Fernwärme Beheizung mit Solaranlage Beheizung mit elektrischer Energie Beheizung mit Dampf Warmwasser-Temperaturregelung mit Regelgeräten Logamatic Warmwasserfunktionen der Heizkessel-Regelgeräte Logamatic Separate Regelgeräte Logamatic für Trinkwassererwärmung Regelgeräte Logamatic für Speichersysteme Regelgeräte Logamatic für Speicherladesysteme Speicher dimensionieren Grundsätzliche Hinweise Vorschriften und Richtlinien Verfahren zur Speicherauslegung Speicher auslegen mit der Bedarfskennzahl für Wohngebäude DIN 478 als Berechnungshilfe für Wohngebäude Bedarfskennzahl für Wohngebäude berechnen Speicherauswahl über die Bedarfskennzahl Beispiel Einfamilienwohnhaus Beispiel Mehrfamilienwohnhaus Speicher auslegen nach der Warmwasser-Dauerleistung Dauerleistungsdiagramm als Berechnungshilfe (Prinzipdarstellung) Berechnungsverfahren für Auslegung nach der Warmwasser-Dauerleistung Beispiel für Warmwassertemperaturen bis 65 C (Prinzipdarstellung) Beispiel Restaurant Beispiel Schlachthof (Warmwassertemperatur über 65 C) Beispiel dampfbeheizter Speicher Speicher auslegen für Warmwasser-Spitzenbedarf Berechnen der Warmwasser-Aufheizleistung Spitzenbedarf mit langer Aufheizzeit (über 2 Stunden) Berechnungsverfahren für lange Aufheizzeit Beispiel Industriebetrieb (Prinzipdarstellung) Beispiel dampfbeheizter Speicher Spitzenbedarf mit kurzer Aufheizzeit (bis 2 Stunden) Berechnungsverfahren für kurze Aufheizzeit Beispiel Sportlerheim Speicher auslegen mit Hilfe des Wärmeschaubildes Summenlinienverfahren Konstruktion eines einfachen Wärmeschaubildes Komplexes theoretisches Bedarfsprofil Speicher auslegen für ein Schwimmbad VDI-Richtlinie 289 als Berechnungshilfe Beispiel Hallenbad (Prinzipdarstellung) Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

3 Inhalt 4 Speicher auswählen Trinkwassererwärmung mit Buderus Heiztechnik Speicher für jeden Verwendungszweck Ausgewählte Merkmale und Besonderheiten der Warmwasserspeicher Logalux Auswahlhilfe für Warmwasserspeicher Logalux (ohne Solar- und Kleinspeicher) Stehende Speicher-Wassererwärmer Logalux ST, SU und SF (mit eingebautem Wärmetauscher) Abmessungen und technische Daten Logalux ST1 bis ST Leistungsdaten Logalux ST1 bis ST Abmessungen und technische Daten Logalux SU1 (W) bis SU3 (W) Leistungsdaten Logalux SU1 (W) bis SU3 (W) Abmessungen und technische Daten Logalux SU4 bis SU Leistungsdaten Logalux SU4 bis SU Abmessungen und technische Daten Logalux SF3 bis SF (mit eingebautem Wärmetauscher) Leistungsdaten Logalux SF3 bis SF (mit eingebautem Wärmetauscher) Leistungsdiagramme Logalux ST und SU Installationsbeispiele Logalux ST, SU und SF (mit eingebautem Wärmetauscher) Liegende Speicher-Wassererwärmer Logalux L und LT Abmessungen und technische Daten Logalux L135 bis L Leistungsdaten Logalux L135 bis L Abmessungen und technische Daten Logalux LT135 bis LT Leistungsdaten Logalux LT135 bis LT Abmessungen und technische Daten Logalux LT, L2T und L3T (ab 4 Liter) Leistungsdaten Logalux LT, L2T und L3T (ab 4 Liter) Leistungsdiagramme Logalux L und LT Installationsbeispiele Logalux LT und L2T (ab 4 Liter) Speicherladesysteme: WT-Set Logalux LAP mit Speichern Logalux SF und SU Abmessungen und technische Daten Logalux LAP mit Logalux SF und SU Leistungsdaten Logalux LAP mit Logalux SF und SU Leistungsdiagramme Logalux LAP mit Logalux SF und SU Installationsbeispiele Logalux LAP mit Logalux SF und SU Speicherladesysteme: WT-Set Logalux LSP mit Logalux SF und LF Abmessungen und technische Daten Logalux SF3 bis SF Abmessungen und technische Daten Logalux LF, L2F, L3F Abmessungen und technische Daten Logalux LSP mit Logalux SF und LF Leistungsdaten Logalux LSP mit Logalux SF und LF Leistungsdiagramme Logalux LSP mit Logalux SF und LF Installationsbeispiele Logalux LSP mit Logalux SF und LF Auslegungshilfen Korrekturfaktoren zur Speicherauslegung Bedarfsdeckung durch Dauerleistung Bedarfsdeckung durch Bevorratung für Spitzenzapfungen Bedarfskennzahl für Wohngebäude Richtwerte zum Ermitteln des Warmwasserbedarfs für Wohngebäude Warmwasserbedarf zentral versorgter Wohnungen (Formblatt nach DIN 478 Kopiervorlage) Mittelwerte für den Warmwasser- und Wärmemengenbedarf Schwimmhallen/Hallenbäder Sporthallen Gewerbe-/Industriebauten Fragebogen zur Größenbestimmung von Speicher-Wassererwärmern (Kopiervorlage) Anhang Stichwortverzeichnis Ihre Ansprechpartner Messpunkte für die Berechnungsgrößen Grundformeln Berechnungsgrößen Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 3

4 1 Buderus-Speicher Logalux zur Trinkwassererwärmung 1 Buderus-Speicher Logalux zur Trinkwassererwärmung 1.1 Warmwasserkomfort Planen für den Bedarfsfall Warmes Wasser, das praktisch immer und in jeder gewünschten Menge zur Verfügung steht, ist heutzutage längst zu einer Selbstverständlichkeit geworden. Um die Forderung nach jeder gewünschten Menge erfüllen zu können, ist allerdings eine sorgfältige Bedarfsanalyse für die Größenbestimmung eines Trinkwasserspeichers durchzuführen. Die Zuverlässigkeit dieser Bedarfsanalyse steigt, je mehr Eingangsdaten genannt werden können und je genauer diese sind. Das umfangreiche, moderne und zeitgemäße Speicher- Programm mit der entsprechenden Regelung von Buderus deckt im Prinzip alle Bedarfsfälle der Trinkwassererwärmung ab. Grundsätzlich besteht eine Wahlmöglichkeit zwischen stehenden und liegenden Speichern, und zwar unabhängig davon, ob ein Speichersystem oder ein Speicherladesystem vorgesehen ist. Diese Tatsache ist ein wichtiger Punkt in der Vorauswahl. Hierbei ist zu beachten: Welcher Aufstellplatz ist vorhanden? Welche Einbringmaße sind zu berücksichtigen? Welche Raumhöhe ist vorhanden? Darüber hinaus ist eine möglichst umfangreiche und exakte Kenntnis der zu planenden Trinkwassererwärmungsanlage anzustreben. Als Hilfestellung dazu ist diese Planungsunterlage konzipiert Arbeiten mit der Planungsunterlage Das Kapitel Grundlagen stellt die Systeme der Trinkwassererwärmung und die Beheizungsarten für Speicher mit der passenden Regelung für die Trinkwassererwärmung vor. Im Kapitel Speicher dimensionieren sind die Verfahren zur Speicherauslegung erläutert. Rechengänge sind zuerst vollständig theoretisch erklärt und sofort anschließend durch ein praktisches Beispiel veranschaulicht. So können Speicherauslegungen mit abweichenden Ausgangsdaten einfach nachvollzogen werden. Das Kapitel Speicher auswählen enthält neben den technischen Daten der einzelnen Speicherbaureihen Leistungsdatendiagramme und Installationsbeispiele zum hydraulischen Anschluss. Die Sammlung von Informationen für die Auslegung eines Speichers zur Trinkwassererwärmung stellt in den meisten Fällen das größte Problem dar. Neben einer Vielzahl von Tabellen mit Richtwerten für den Warmwasserbedarf wurde als spezielle Auslegungshilfe von Buderus ein Fragebogen entwickelt der das Sammeln dieser Daten erleichtern soll. Der Aufbau des Fragebogens ist auf Seite 29 dargestellt. Im Anhang sind auf der Ausklappseite die wichtigsten Berechnungsgrößen mit den dazugehörigen Grundformeln übersichtlich zusammengestellt. 4 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

5 Buderus-Speicher Logalux zur Trinkwassererwärmung Bezeichnungen der Buderus-Speicher zur Trinkwassererwärmung Speicherart Ausstattung Beheizung Heizflächenvarianten (Wärmetauscher) Heizmedium Leistung Speicherinhalt von bis Liter Bezeichnung (jeweils kleinster Speicher) H T 7 11 Logalux HT7 1) S 12 Logalux S12 1) F 3 Logalux SF3 L -1 3 Logalux SL3-1 2) -2 3 Logalux SL3-2 2) M 3 Logalux SM3 2) T 1 3 Logalux ST1 U 1 Logalux SU1 Logalux SU1 W 1) L Logalux L135 F 4 3 Logalux LF4 T Logalux LT135 N 4 3 Logalux LTN4 H 4 3 Logalux LTH4 D 4 3 Logalux LTD4 L2 F 8 Logalux L2F8 T N 8 Logalux L2TN8 H 8 Logalux L2TH8 D 8 Logalux L2TD8 L3 F Logalux L3F12 T N Logalux L3TN12 H Logalux L3TH12 D Logalux L3TD12 H Hängend L Liegend L2 Liegend (2 Speicher) L3 Liegend (3 Speicher) S Stehend F Fremdbeheizt (Ladesystem) L Schichten- Ladespeicher M Multivalent T Topausstattung U Universal -1 Thermosiphon- Wärmetauscher -2 Thermosiphon- Wärmetauscher und Glattrohr- Wärmetauscher D Dampf N Normalleistung H Hochleistung 1) Speicher (weiß) für Wandheizkessel (Siehe Planungsunterlagen zum Thema Gas-Brennwertkessel Logamax plus GB und Gas-Umlaufwasserheizer Logamax U ) 2) Speicher für Solartechnik (Siehe Planungsunterlage zum Thema Solartechnik Logasol ) 5/1 Übersicht der Bezeichnungen für Buderus-Speicher Logalux zur Trinkwassererwärmung Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 5

6 2 Grundlagen 2 Grundlagen 2.1 Systeme der Trinkwassererwärmung Speichersystem Funktionsprinzip Das Speichersystem ist in der Praxis häufig unter der Bezeichnung Speicher-Wassererwärmer bekannt. Der Speicher-Wassererwärmer ist im Prinzip ein Speichersystem als Einzelspeicher. Beim Speichersystem wird kaltes Trinkwasser (Kaltwasser) erwärmt und bis zur Entnahme bevorratet. Dazu hat der Speicher- Wassererwärmer einen Speicherbehälter mit integriertem Wärmetauscher ( 6/1). Der Wärmetauscher eines Speicher-Wassererwärmers ist stets im unteren Bereich des Speicherbehälters angeordnet, damit nach dem Schwerkraftprinzip das erwärmte, infolge des Dichteunterschieds leichte Trinkwasser von allein zum Warmwasser-Zapfstutzen aufsteigen und sich danach gleichmäßig im gesamten Speicherbehälter verteilen kann. Das Speichersystem kann mit einer relativ kleinen Heizleistung große Warmwassermengen für den Spitzenbedarf erzeugen und bevorraten. Unabhängig von der installierten Kesselleistung steht der gesamte Warmwasservorrat des Speicher-Wassererwärmers verzögerungsfrei zur Verfügung und kann in großer Menge gezapft werden. Nach dem Verbrauch eines Teils des gespeicherten Warmwassers kann der Speicher- Wassererwärmer nur noch die Warmwassermenge liefern, die der Warmwasser-Dauerleistung seines eingebauten Wärmetauschers entspricht. Beim Dauerleistungsbetrieb wird das einströmende Kaltwasser im Gegenstromprinzip mit der vollen Beheizungsleistung erwärmt. Wenn der Aufstellraum für einen großen Speicher- Wassererwärmer nicht geeignet ist oder der größte verfügbare Speicher-Wassererwärmer nicht ausreicht, sind auch mehrere stehende oder liegende Speicher- Wassererwärmer miteinander als Speichersystem kombinierbar, um ein größeres Speichervolumen zu erhalten (Parallelschaltung 7/1, Reihenschaltung 7/2). ❿ Ein spezieller Anwendungsfall ist der Anschluss mehrerer Speicher-Wassererwärmer an eine Heizzentrale. Hier lassen sich z.b. mit nur einem Wärmeerzeuger gleichzeitig unterschiedliche Warmwasser- Temperaturniveaus realisieren, wie z. B. C für den Duschbereich in einem Hotel und 7 C für die Küche. VH RH 6/1 Funktionsprinzip des Speichersystems mit einem Speicher- Wassererwärmer als Einzelspeicher Bildlegende AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt RH Rücklauf Heizmittel VH Vorlauf Heizmittel 1 Wärmeschutz 2 Speicherbehälter 3 Integrierter Wärmetauscher Beheizungsarten Mögliche Beheizungsarten beim Speichersystem sind: Heizkessel Fernwärme oder fernwärmeähnliches System (zentraler Wärmeerzeuger für mehrere Gebäude) Solarenergie (bivalente Beheizung für Trinkwassererwärmung) Elektrische Energie (Elektro-Zusatzheizung z. B. im Sommer) Dampf Welche Beheizung für ein Speichersystem zulässig ist, hängt vom integrierten Wärmetauscher ab. Je nach Typ des Speicher-Wassererwärmers kann das z. B. ein eingeschweißter oder austauschbarer Glattrohr- Wärmetauscher, ein austauschbarer Rippenrohr- Wärmetauscher aus den unterschiedlichsten Materialien, ein Elektro-Heizeinsatz oder das Abgasrohr eines direkt befeuerten Gas-Wassererwärmers sein (Beheizungsarten für Speicher Seite 12 ff.) AW EK 6 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

7 Grundlagen 2 Regelungszuordnung für Speichersysteme Die Regelung für ein Speichersystem hat immer das Ziel, eine bestimmte Speicher-Solltemperatur möglichst genau einzuhalten. Die Art der Regelung des Speichersystems hängt von der Beheizung ab und ist deshalb auch dort beschrieben. Bei der Beheizung mit einem Heizkessel ( Seite 12) oder mit einer Solaranlage ( Seite 16) sind Regelungen üblich, die mit (elektrischer) Hilfsenergie entsprechende Pumpen oder Motorventile im Heizkreis ansteuern. Die Planungshinweise zur Regelung bei der Beheizung mit Heizkessel gelten gleichermaßen auch bei der indirekten Beheizung mit Fernwärme (mittels Übergabestation) bzw. mit einer fernwärmeähnlichen Heizzentrale. Bei der direkten Beheizung mit Fernwärme ( Seite 14 f.) oder Dampf ( Seite 18) sind für den Heizkreis so genannte Temperaturregler ohne Hilfsenergie zu verwenden, die bei Heizmedium-Vorlauftemperaturen über 11 C noch die Funktion eines Sicherheitstemperaturbegrenzers (STB) haben. Für die Trinkwassererwärmung mit elektrischer Energie ( Seite 17) ist ein Thermostat mit Temperaturfühler erforderlich. Das spezielle Regelgerät hierfür hat neben dem Temperaturregler immer auch einen STB für eine eventuell notwendige Sicherheitsabschaltung. ❿ Die Buderus-Regelgeräte Logamatic zur Warmwasser-Temperaturregelung von Speichersystemen sind in Tabelle 2/1 zusammengefasst. Merkmale des Speichersystems Robuste, problemlos zu betreibende Anlagen Für alle Trinkwässer geeignet Leichte Regelbarkeit, genaue Temperaturhaltung, keine Überhitzung Zeitlich temperatursteuerbar, dadurch Reduzierung der Wärmeverluste Darstellung aller Komfortansprüche Speichersystem auch als Kombination mehrerer stehender oder liegender Speicher-Wassererwärmer realisierbar (Parallelschaltung 7/1, Reihenschaltung 7/2) Anschluss mehrerer Speicher-Wassererwärmer mit unterschiedlichen Temperaturniveaus (z. B. C für den Duschbereich in einem Hotel und 7 C für die Küche) an eine Heizzentrale mit nur einem Wärmeerzeuger möglich Leichte Reinigung bei lierten Speichern Größerer Platzbedarf als Elektro- oder Gas- Durchlaufsysteme ❿ Beim Speichersystem ist eine exakte Auslegung zu empfehlen, weil Planungsfehler wie z. B. Über- oder Unterdimensionierung zu Leistungsverlusten oder Komforteinbußen führen. Besonderheiten der Parallelschaltung Optimale Anpassung an spezielle räumliche Gegebenheiten Große Dauerleistung Speicher-Wassererwärmer können einzeln gewartet und gereinigt werden, d. h. ein Speicher-Wassererwärmer ist stets betriebsbereit ❿ Anschluss nach System Tichelmann beachten! Besonderheiten der Reihenschaltung VH RH 7/1 Funktionsprinzip des Speichersystems mit zwei Speicher- Wassererwärmern, hydraulisch parallel geschaltet (nach System Tichelmann ) Optimale Anpassung an spezielle räumliche Gegebenheiten Hohe Spitzenentnahme Größere Heizwasserauskühlung gegenüber Einzelspeicher, d. h. ideal für Beheizung mit Brennwertkessel oder Fernwärme VH RH 7/2 Funktionsprinzip des Speichersystems mit zwei Speicher- Wassererwärmern, hydraulisch in Reihe geschaltet Bildlegende ( 7/1 und 7/2) AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt RH Rücklauf Heizmittel VH Vorlauf Heizmittel AW EK AW EK Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 7

8 2 Grundlagen Speicherladesystem Funktionsprinzip Ein Speicherladesystem unterscheidet sich vom Speichersystem in erster Linie durch die Anordnung des Wärmetauschers zur Trinkwassererwärmung. Während beim Speichersystem in jedem Speicherbehälter ein Wärmetauscher integriert ist, hat das Speicherladesystem mindestens einen Wasserspeicher ohne integrierten Wärmetauscher. Im Unterschied zum Speichersystem, wo der integrierte Wärmetauscher den Speicherbehälter von unten nach oben erwärmt (Schwerkraftprinzip), wird beim Speicherladesystem der Wasserspeicher (ohne integrierten Wärmetauscher) mit erwärmtem Trinkwasser (Warmwasser) über eine Warmwasserladepumpe von oben nach unten beladen, d. h. geschichtet. Man spricht deshalb auch von einem Schichtenladespeicher (Schichtenladeprinzip). Aus der Anordnung des Wärmetauschers ergibt sich die grundsätzliche Unterteilung in: Speicherladesystem mit externem Wärmetauscher, d. h. Anordnung des Wärmetauschers außerhalb des Speicherbehälters (Wärmetauscher-Set Logalux LAP auf dem Speicher 1/1, Logalux LSP neben dem Speicher 1/2) Speicherladesystem mit internem Wärmetauscher, d. h. Anordnung des Wärmetauschers innerhalb eines Speicherbehälters, und zwar bei der Kombination von einem Speicher-Wassererwärmer mit integriertem Wärmetauscher und einem Wasserspeicher ohne Wärmetauscher ( 11/1) Wird bei der Zapfung so viel Warmwasser aus dem Speicher entnommen, dass die Regelung anspricht und die Warmwasserladepumpe einschaltet, sind zwei Fälle zu unterscheiden. 1. Ist die der Zapfmenge entsprechende Wärmeleistung kleiner als die maximale Übertragungsleistung des Wärmetauschers, wird das erwärmte Trinkwasser im Durchlauf über den Wärmetauscher erzeugt. Der Warmwasservorrat des Speichers bleibt erhalten, wird also gestreckt. 2. Steigt die der Zapfmenge entsprechende Wärmeleistung über die maximale Wärmetauscherleistung, wird auch der Warmwasservorrat des Speichers verbraucht. Bei weiterem Bedarf kann die der Übertragungsleistung (Dauerleistung) des Wärmetauschers entsprechende Warmwassermenge beliebig lange entnommen werden. Wenn der Aufstellraum für einen großen Wasserspeicher nicht geeignet ist oder der größte verfügbare Wasserspeicher nicht ausreicht, sind auch mehrere stehende oder liegende Wasserspeicher in Reihe oder parallel geschaltet mit einem Wärmetauscher als Speicherladesystem kombinierbar, um ein größeres Speichervolumen zu erhalten. ❿ Ein spezieller Anwendungsfall ist der Anschluss mehrerer Speicherladesysteme an eine Heizzentrale. Hier lassen sich z.b. mit nur einem Wärmeerzeuger gleichzeitig unterschiedliche Warmwasser-Temperaturniveaus realisieren, wie z. B. C für den Duschbereich in einem Hotel und 7 C für die Küche. Beheizungsarten Typische Beheizungsarten beim Speicherladesystem sind: Heizkessel (bevorzugt Brennwertkessel) Fernwärme oder fernwärmeähnliches System (zentraler Wärmeerzeuger für mehrere Gebäude) Die externen Wärmetauscher-Sets Logalux LAP und LSP haben Plattenwärmetauscher aus Edelstahl mit hoher Übertragungsleistung und eignen sich für beide Beheizungsarten. Das Wärmetauscher-Set LAP ist auch zur bivalenten Beheizung für stehende Speicher- Wassererwärmer Logalux SU verwendbar, wenn dessen integrierter Glattrohr-Wärmetauscher an eine thermische Solaranlage angeschlossen ist ( Seite 127 ff.). ❿ Allerdings darf bei den Wärmetauscher-Sets Logalux LAP und LSP die primärseitige Vorlauftemperatur maximal 75 C betragen. Bei Wasserhärten über 8 dh ist die Vorlauftemperatur sogar auf 7 C zu begrenzen, um eine Verkalkung der Plattenwärmetauscher zu vermeiden. Eine thermische Desinfektion des Speicherladesystems, d. h. die Erwärmung des Speicherinhalts auf 7 C ( Seite 25), ist bei Wasserhärten über 8 dh nur bedingt möglich. Beim Speicherladesystem mit internem Wärmetauscher ist außer der Beheizung mit Heizkessel oder Fernwärme auch eine Beheizung mit Dampf realisierbar ( Seite 11). Ein Elektro-Heizeinsatz (Zusatzausstattung) erwärmt den Wasserspeicher von unten nach oben, also nach dem Prinzip des Speichersystems. Er ist daher für ein Speicherladesystem nur als Zusatzheizung z. B. im Sommer sinnvoll. 8 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

9 Grundlagen 2 Regelungsmechanismen für Speicherladesysteme Da die Funktionsweise beim Speicherladesystem durch die Beladung (Erwärmung) von oben nach unten grundsätzlich anders als beim Speichersystem ist, muss bezüglich der Regelung eine Besonderheit beachtet werden. Diese Besonderheit ist darin begründet, dass beim Speicherladesystem die Warmwassertemperatur außerhalb des Speichers entsteht und vom Temperaturfühler im Speicher erst dann erkannt wird, wenn sie diesen erreicht. Somit hat der Temperaturfühler im Speicher keinen Einfluss auf die Warmwasser-Ladetemperatur. Man könnte ein Mengenbegrenzungsventil in den Sekundärkreis hinter dem Wärmetauscher einbauen und auf die errechnete Durchsatzmenge einstellen, damit exakt die gewünschte Warmwassertemperatur erzeugt wird. Wenn man die Wärmetauscherleistung und die Temperaturverhältnisse kennt, wäre dies möglich. Es gibt aber zwei Extremfälle, die beim Einschalten des Ladevorgangs herrschen können: der Speicher ist mit Kaltwasser (z. B. 1 C) gefüllt oder der Ladevorgang wird aktiviert, weil die Einschalt- Hysterese der Regelung dies verlangt (z. B. bei einer Hysterese von 5 K und einer Speicher-Solltemperatur von C beginnt die Nachladung bei 55 C). Im ersten Fall ist ein kleiner Volumenstrom einzustellen, denn es muss eine große Temperaturdifferenz von 1 C auf C überbrückt werden. Im zweiten Fall ist die Temperaturdifferenz mit 5 K sehr klein, so dass bei der fest eingestellten kleinen Durchsatzmenge bei entsprechend hoher Vorlauftemperatur eine zu hohe Warmwassertemperatur mit eventueller Verbrühungsgefahr die Folge wäre. Bei der Auswahl der Regelung müssen diese beiden Extremfälle berücksichtigt werden. Die Art der Regelung des Speicherladesystems hängt von der Beheizung ab und ist deshalb auch dort beschrieben. Die Funktionsweise ist jedoch prinzipiell dieselbe. Bei der Beheizung mit einem Heizkessel ( Seite 13) sind Regelungen üblich, die mit (elektrischer) Hilfsenergie entsprechende Pumpen oder Motorventile im Heizkreis ansteuern. Die Planungshinweise zur Regelung bei der Beheizung mit Heizkessel gelten gleichermaßen auch bei der indirekten Beheizung mit Fernwärme (mittels Übergabestation) bzw. mit einer fernwärmeähnlichen Heizzentrale. Bei der direkten Beheizung mit Fernwärme ( Seite 15) sind für den Heizkreis so genannte Temperaturregler ohne Hilfsenergie verwendbar, die bei Heizmedium-Vorlauftemperaturen über 11 C noch die Funktion eines Sicherheitstemperaturbegrenzers (STB) haben. ❿ Die Buderus-Regelgeräte Logamatic zur Warmwasser-Temperaturregelung von Speicherladesystemen sind in Tabelle 21/1 zusammengefasst. Merkmale des Speicherladesystems Schnelle Verfügbarkeit des Warmwassers Vollständige Erwärmung des gesamten Speicherinhalts Hohe Spitzenentnahme, denn nach entnommenem Speicherinhalt steht sofort die maximale Wärmetauscherleistung zur Verfügung Große Heizwasserauskühlung und dadurch niedrige Rücklauftemperaturen erreichbar, d. h. ideal für Beheizung mit Fernwärme und Kombination mit Brennwerttechnik Kleiner Druckverlust Leichte Reinigung des Speichers Wasserhärte beachten, um eine Verkalkung des Plattenwärmetauschers zu vermeiden Anlagenspezifische Planung von Wärmetauscherleistung und Speichergröße möglich Bei Wohnhäusern sind im Vergleich zum Speichersystem häufig kleinere Speicher verwendbar ❿ Bei der Planung ist zu beachten, dass Speicherladesysteme einreguliert werden müssen oder einer geeigneten Regelung bedürfen. Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 9

10 2 Grundlagen Speicherladesystem mit externem Wärmetauscher-Set Logalux LAP oder LSP Wärmetauscheranordnung auf dem Speicher Für diese Variante steht das Wärmetauscher-Set Logalux LAP (Ladesystem mit aufgesetztem Plattenwärmetauscher) in verschiedenen Größen zur Verfügung ( 1/1). Ein Wärmetauscher-Set Logalux LAP ist verwendbar für stehende Wasserspeicher Logalux SF oder für Speicher-Wassererwärmer Logalux SU ( Seite 127 ff). Für das Wärmetauscher-Set Logalux LAP beträgt die Mindest-Anschlussleistung (für die Auslegung der Primärkreispumpe): 2 für LAP 1.1/ für LAP 2.1/2.2 für LAP 3.1/3.2 ❿ Sofern ein gleichzeitiger Betrieb von Gebäudeheizung und Trinkwassererwärmung vorgesehen ist, sind diese Leistungen als Kesselzuschlag ( Seite 27 f.) einzuplanen. Wärmetauscheranordnung neben dem Speicher Für diese Variante steht das Wärmetauscher-Set Logalux LSP (Ladesystem mit seitlich angeordnetem Plattenwärmetauscher) in verschiedenen Größen zur Verfügung ( 1/2). Ein Wärmetauscher-Set Logalux LSP kann einen Einzelspeicher oder mehrere Speicher Logalux SF oder LF in Parallel- oder Reihenschaltung versorgen ( Seite 132 ff.). Das Wärmetauscher-Set Logalux LSP ist auf die Wärmeübertragungsleistung und den warmwasserseitigen Druckverlust auszulegen. Für die Beheizung über einen Temperaturregler ohne Hilfsenergie ist ein Regulierventil vorhanden, an dem die Fördermenge so eingestellt werden kann, dass die gewünschte Trinkwassertemperatur am Warmwasseraustritt vorhanden ist. Durchlaufende Warmwasserladepumpe Kleinerer Speicher Bei durchlaufender Warmwasserladepumpe ist der gesamte Speicherinhalt auf der gewünschten Temperatur, da bei jeder Entnahme der Speicher sofort wieder erwärmt wird. Hierdurch kann der Speicherinhalt etwas kleiner gewählt werden. Erfahrungsgemäß wird diese Variante gewählt ab Liter Speicherinhalt in Anlagen mit langen Bedarfsperioden, also ohne kurzzeitige Spitzenentnahmen. Nicht durchlaufende Warmwasserladepumpe Größerer Speicher Die nicht durchlaufende Warmwasserladepumpe läuft nur bei Bedarf, d. h. es wird erst ein Teil des Warmwassers entnommen oder ausgekühlt, bevor sie anläuft. Bei größerer Entnahmemenge ist der Speicher demnach etwas größer zu wählen, um einen ausreichenden Warmwasservorrat bereitzustellen. Dem gegenüber steht ein geringerer Stromverbrauch der nicht durchlaufenden Warmwasserladepumpe. 1/1 Funktionsprinzip eines Speicherladesystems mit externem Wärmetauscher-Set Logalux LAP auf dem Speicher VH RH 1/2 Funktionsprinzip eines Speicherladesystems mit externem Wärmetauscher-Set Logalux LSP neben dem Speicher Bildlegende ( 1/1 und 1/2) AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt RH Rücklauf Heizmittel VH Vorlauf Heizmittel RH VH AW EK AW EK 1 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

11 Grundlagen 2 Speicherladesystem mit internem Wärmetauscher Speicheranordnung Diese Variante eines Speicherladesystems ist zum Beispiel mit Speicher-Wassererwärmern Logalux LT (ab 4 Liter) und Wasserspeichern Logalux LF realisierbar. Die Kombination ist ein Speicherladesystem mit internem Wärmetauscher, weil der Wärmetauscher des Ladesystems sich innerhalb eines Speicherbehälters, nämlich im Speicher-Wassererwärmer Logalux LT, befindet. Es gibt aber bei dieser Kombination wie beim Speicherladesystem üblich mindestens einen Speicher ohne integrierten Wärmetauscher, und zwar den Wasserspeicher Logalux LF gleichen Inhalts, der mit erwärmtem Trinkwasser (Warmwasser) beladen wird ( 11/1). ❿ Bei diesem Speicherladesystem ist außer der Beheizung mit Heizkessel oder Fernwärme auch eine Beheizung mit Dampf realisierbar. Erforderlich ist hierfür die entsprechende Kombination von einem Speicher- Wassererwärmer Logalux LTD mit dampfbeheiztem Wärmetauscher und einem Wasserspeicher Logalux LF ohne Wärmetauscher. Funktionsweise Diese Speicherladesystem-Kombination nutzt für die Trinkwassererwärmung den integrierten Glattrohr- Wärmetauscher des unteren Speicher-Wassererwärmers Logalux LT. Die Warmwasserladepumpe fördert das zu erwärmende Wasser aus dem oberen Wasserspeicher Logalux LF in den Speicher-Wassererwärmer Logalux LT. Nach der Erwärmung wird das Warmwasser von oben nach unten in den Wasserspeicher Logalux LF eingespeist. Der Warmwasseraustritt ist am unteren Speicher- Wassererwärmer angeschlossen. Da gleichzeitig kaltes Wasser in beide Speicher strömt, wird warmes Wasser aus dem oberen Wasserspeicher Logalux LF in den unteren Speicher-Wassererwärmer Logalux LT gedrückt. Das in den unteren Speicher-Wassererwärmer Logalux LT einströmende Kaltwasser wird vom integrierten Wärmetauscher erwärmt und steht als Dauerleistung entsprechend der Übertragungsleistung des Wärmetauschers zur Verfügung. Besonderheiten Hohe Spitzenentnahme Geeignet bei allen Wasserhärten Gute Anpassung an unterschiedlichen Warmwasserbedarf und unterschiedliche Heizwasser-Volumenströme Außer Beheizung mit Heizkessel oder Fernwärme auch Beheizung mit Dampf möglich ❿ Die Warmwasserladepumpe ist entsprechend der Dauerleistung des Speicher-Wassererwärmers Logalux LT auszulegen. VH RH 11/1 Funktionsprinzip eines Speicherladesystems als Kombination von Speicher-Wassererwärmer Logalux LT (ab 4 Liter) mit darüber liegendem Wasserspeicher Logalux LF Bildlegende AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt PS2 Warmwasserladepumpe (Sekundärkreispumpe) RH Rücklauf Heizmittel VH Vorlauf Heizmittel PS2 EK AW Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 11

12 2 Grundlagen 2.2 Beheizungsarten für Speicher Beheizung mit Heizkessel Es spielt grundsätzlich keine Rolle, ob der Heizkessel mit Öl, Gas, elektrischer Energie oder festen Brennstoffen betrieben wird. Die Beheizungstemperaturen liegen in der Regel unter 11 C. Bei Temperaturen über 11 C ist ein zusätzlicher Sicherheitstemperaturbegrenzer für die Unterbrechung des Heizbetriebes vorzusehen. ❿ Die Planungshinweise zur Regelung bei der Beheizung mit Heizkessel gelten gleichermaßen auch bei der indirekten Beheizung mit Fernwärme (mittels Fernwärme Übergabestation) bzw. mit einer fernwärmeähnlichen Heizzentrale, bei der ein zentraler Wärmeerzeuger mehrere Gebäude versorgt. Speichersystem bei Beheizung mit Heizkessel Speicher Die konstruktive Voraussetzung für die Beheizbarkeit und Regelbarkeit der Buderus Speicher-Wassererwärmer ist der im unteren Bereich angeordnete Wärmetauscher. Er bewirkt mit einsetzender Beheizung eine Schwerkraftumwälzung des gesamten Speicherinhalts. Wichtige Kriterien für Speicher-Wassererwärmer sind deshalb die Art und die Größe der Heizfläche des Wärmetauschers. Die von Buderus angebotenen Speicher Logalux haben integrierte Wärmetauscher oder Einbaumöglichkeiten für zusätzliche Wärmetauscher, die optimal auf den jeweiligen Speicherinhalt abgestimmt sind. Ein Speichersystem zur Trinkwassererwärmung sollte so ausgelegt sein, dass die verfügbare Beheizungsleistung der Übertragungsleistung des integrierten Wärmetauschers entspricht. Ziel muss es sein, dass die Unterbrechung der Gebäudeheizung so kurz wie möglich ist und die Aufheizung des Speicherwassers ohne Takten des Heizkessels abläuft. Warmwasser-Temperaturregelung Die Regelung für ein Speichersystem hat immer das Ziel, eine bestimmte Speicher-Solltemperatur möglichst genau einzuhalten. Moderne Regelungen wie z. B. die Buderus-Regelgeräte Logamatic ermöglichen es, die Energie sinnvoll zu nutzen und die Anlagen wirtschaftlich zu betreiben ( Seite 19). Die Warmwasser-Temperaturregelung des Speichersystems übernimmt üblicherweise ein Heizkessel-Regelgerät Logamatic mit Warmwasserfunktion oder ein separates Regelgerät Logamatic für Trinkwassererwärmung ( 2/1). Eine Ladepumpe und ein Temperaturfühler Über einen Temperaturregler mit Warmwasser-Temperaturfühler als Tauchfühler im Speicher (alternativ als Anlegefühler) wird eine Speicherladepumpe oder ein Regelventil angesteuert, um die Speichertemperatur auf Sollwert zu halten. Die zulässige Abweichung vom Sollwert ist als Ein- und Ausschalt-Hysterese am Regelgerät einstellbar. Eine Rückschlagklappe in der Vorlaufleitung hinter der Speicherladepumpe unterbindet eine unerwünschte Auskühlung des Speichers über den Heizkreis. VH RH PS Logamatic KR 12/1 Prinzip der Regelung für ein Speichersystem mit einer Ladepumpe und einem Temperaturfühler AW Bildlegende Logamatic Heizkessel-Regelgerät Logamatic oder separates Regelgerät Logamatic für Trinkwassererwärmung ( 2/1) AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt FW Warmwasser-Temperaturfühler KR Rückschlagklappe PS Speicherladepumpe RH Rücklauf Heizmittel VH Vorlauf Heizmittel FW EK 12 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

13 Grundlagen 2 Speicherladesystem bei Beheizung mit Heizkessel Vorregelung der Heizwasser-Vorlauftemperatur Bei einem Heizkessel-Regelgerät Logamatic ist es prinzipiell möglich, die primärseitige Heizwasser-Vorlauftemperatur auf einen konstanten Wert über der Warmwasser-Solltemperatur einzustellen. Somit kann auf der Sekundärseite keine Warmwasser-Übertemperatur entstehen. Sollte die Vorregelung der Heizwasser-Vorlauftemperatur betriebsbedingt nicht möglich sein, ist eine Mischerregelung einzuplanen, um den Heizwasser-Volumenstrom und damit die Übertragungsleistung des Wärmetauschers zu begrenzen. Eine Ladepumpe und zwei Temperaturfühler Das Prinzip einer einfachen Warmwasser-Temperaturregelung des Speicherladesystems zeigt Schema 13/1. Die Kesselkreisregelung bleibt für die Warmwasser- Temperaturregelung unberücksichtigt. Kann die Vorlauftemperatur bzw. der Heizwasser-Volumenstrom mit der Heizkesselregelung nicht begrenzt werden, ist alternativ die Verwendung eines Temperaturreglers ohne Hilfsenergie möglich (Prinzip 15/1). Bei dieser einfachen Regelvariante ist der Anfahrzustand des Heizkessels problematisch. Wenn der Heizkessel z. B. im Sommer noch kein ausreichend hohes Temperaturniveau hat, würde eine zeitabhängig gesteuerte, also durchlaufende Warmwasserladepumpe während der gesamten Aufheizphase des Heizkessels das noch kalte bzw. unzureichend erwärmte Trinkwasser in den oberen Speicherbereich pumpen und dort den heißen Kopf des Speichers abkühlen. Eine Problemlösung ist die temperaturabhängige Regelung mit nicht durchlaufender Warmwasserladepumpe. Für die Ansteuerung der Ladepumpe PS2 (Sekundärkreispumpe) mit Einschaltfühler FW Ein und Ausschaltfühler FW Aus ist ein Regelgerät Logamatic 4117 für Trinkwassererwärmung verwendbar ( 21/1). Zwei Ladepumpen und drei Temperaturfühler Eine moderne Regelung der Warmwassertemperatur steuert zwei Ladepumpen mit Hilfe von drei Temperaturfühlern ( 13/2). Der Fühler FW2 in halber Speicherhöhe gibt bei Unterschreiten seiner Hysterese das Signal zum Einschalten des Heizkessels und der beiden Ladepumpen. Der Ausschaltfühler FW3 ist im unteren Bereich des Speichers platziert. Die Regelung vergleicht die am Referenzfühler FW1 gemessene Ladetemperatur mit der eingestellten Warmwasser-Solltemperatur und hält die Ladetemperatur mittels taktender Ansteuerung der Pumpen konstant. VH RH 13/1 Prinzip einer einfachen Regelung für ein Speicherladesystem mit einer Ladepumpe und zwei Temperaturfühlern; Vorlauftemperatur primärseitig konstant geregelt VH RH PS1 KR FW1 Logamatic PS2 Logamatic PS2 FW Ein FW Aus FW2 FW3 13/2 Prinzip einer modernen Regelung für ein Speicherladesystem mit zwei Ladepumpen (primär und sekundär) und drei Temperaturfühlern Bildlegende ( 13/1 und 13/2) Logamatic Heizkessel-Regelgerät Logamatic oder separates Regelgerät Logamatic für Trinkwassererwärmung ( 21/1) AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt FW Warmwasser-Temperaturfühler KR Rückschlagklappe PS1 Speicherladepumpe (Primärkreispumpe) PS2 Warmwasserladepumpe (Sekundärkreispumpe) RH Rücklauf Heizmittel VH Vorlauf Heizmittel AW ❿ Die Regelung mit zwei Ladepumpen und drei Temperaturfühlern macht eine Einregulierung der primärund sekundärseitigen Fördermengen überflüssig, verhindert im Anfahrzustand des Heizkessels ein Zerstören des heißen Kopfes im Speicher und schließt Übertemperaturen aus. Bei einer Reihenschaltung von mehreren Speichern kann der Einschaltfühler variabler angeordnet sein. Der Ausschaltfühler wird im letzten Speicher unten platziert. EK AW EK Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 13

14 2 Grundlagen Beheizung mit Fernwärme Ein wichtiger Gesichtspunkt für die Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit der Fernwärmeversorgung sind die Abnehmeranlagen. Durch große Temperaturdifferenzen zwischen Fernwärmevorlauf und -rücklauf, d. h. durch gute Auskühlung des Fernheizwassers in der Hausstation bzw. der Hausanlage, sollen niedrige Rücklauftemperaturen erreicht werden. ❿ In diesem Unterkapitel sind nur die Besonderheiten der Trinkwassererwärmung bei direkter Beheizung mit Fernwärme dargestellt. Für die indirekte Beheizung mit Fernwärme (mittels Fernwärme Übergabestation) bzw. mit einer fernwärmeähnlichen Heizzentrale gelten im Prinzip die gleichen Planungshinweise wie bei der Beheizung mit Heizkessel ( Seite 12 ff.). Speichersystem bei Beheizung mit Fernwärme (direkte Einspeisung) Speicherauslegung ❿ Der direkte Anschluss an das Fernwärmenetz über einen Temperaturregler ohne Hilfsenergie ist nur mit den Speicher-Wassererwärmern Logalux SF3 bis SF (mit eingebautem Rippenrohr-Wärmetauscher) oder Logalux LTN bzw. LTH möglich. Auslegungsgrundlage für Speicher-Wassererwärmer ist die DIN unter Berücksichtigung der Merkblätter der Arbeitsgemeinschaft Fernwärme (AGFW). In den Tabellen Warmwasser-Leistungsdaten und Leistungsdiagrammen der Buderus Speicher-Wassererwärmer Logalux sind die Leistungskennzahlen nach DIN 478 und die Warmwasser-Dauerleistungen für Heizwasser- und Warmwassertemperaturen nach AGFW-Grundlage angegeben ( Kapitel 4). Die Abweichungen nach den Anschluss- und Tarifbedingungen des jeweiligen Fernwärme-Versorgungsunternehmens (FVU) sind mit Hilfe von Diagrammen und Multiplikatoren für den entsprechenden Speichertyp und die erforderliche Hydraulik zu berücksichtigen. Wenn bei einer Speicherauslegung gemäß DIN 478 der maximale Wert für die Leistungskennzahl N L des Speichers in Anspruch genommen werden muss (nach der jeweiligen Tabelle Warmwasser-Leistungsdaten ), ist der Rücklauftemperaturbegrenzer bei einem Einzelspeicher um 5 K höher einzustellen, als in den technischen Anschlussbedingungen des jeweiligen FVU festgelegt. Die Begrenzung der Rücklauftemperatur bei Dauerleistung ist dadurch nicht in Frage gestellt. Wird die höhere Einstellung nicht zugelassen, ist als Auslegungsgrundlage eine um 5 K niedrigere Rücklauftemperatur zu berücksichtigen (z. B. statt 7/ C nur 7/ C). Warmwasser-Temperaturregelung Bei einem direkten Fernwärmeanschluss ist wegen des vorhandenen Heizmittel-Vordrucks ein Temperaturregler ohne Hilfsenergie (TRoH) ausreichend ( 14/1). Sobald am Fühler FTRoH des Temperaturreglers der Sollwert erreicht ist, fährt das Stellventil zu und sperrt den Heizmittelvorlauf ab. Bei der Festlegung des Stellventils sind die Technischen Anschlussbedingungen des FVU in bezug auf die zutreffenden Sollwertbereiche für die Thermostate und den Auslege-Differenzdruck zu berücksichtigen. Der verfügbare Differenzdruck ist entscheidend dafür, ob ein druckentlastetes oder nicht druckentlastetes Ventil zu verwenden sind. Jede Art der Verunreinigung beeinträchtigt die Dichtheit und damit die einwandfreie Funktion des Ventils. Aus diesem Grund ist es empfehlenswert, einen Schmutzfilter (SMF) einzubauen. Sicherheitseinrichtungen Bei einer Vorlauftemperatur über 11 C ist gemäß DIN 4753 ein Sicherheitstemperaturbegrenzer (STB) erforderlich. Er überwacht am Fühler FSTB die Warmwassertemperatur im oberen Teil des Speichers. Bei Einbau eines Rücklauftemperaturbegrenzers ist der Fühler FR unmittelbar am Rücklaufanschluss des Speichers anzuordnen. VH RH SMF TRoH FSTB FTRoH AW 14/1 Prinzip der Regelung für ein Speichersystem bei direkter Beheizung mit Fernwärme; z. B. Logalux SF mit eingebautem Rippenrohr-Wärmetauscher (Zusatzausstattung) Bildlegende TRoH Stellventil des Temperaturreglers ohne Hilfsenergie mit STB (erforderlich über 11 C Vorlauftemperatur) und Rücklauftemperaturbegrenzer (falls erforderlich) AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt FR Rücklauftemperaturfühler (falls erforderlich) FSTB Fühler Sicherheitstemperaturbegrenzer FTRoH Fühler des Temperaturreglers ohne Hilfsenergie RH Rücklauf Heizmittel SMF Schmutzfilter VH Vorlauf Heizmittel FR EK 14 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

15 Grundlagen 2 Speicherladesystem bei Beheizung mit Fernwärme (direkte Einspeisung) Direkte Regelung des Heizmittel-Volumenstroms Bei einem direkten Fernwärmeanschluss ist stets ein bestimmter Vordruck vorhanden. Deshalb ist keine Primärkreispumpe erforderlich, sondern ein Temperaturregler ohne Hilfsenergie (TRoH) ausreichend ( 15/1). Für den Fühler FTRoH des Temperaturreglers ohne Hilfsenergie ist eine Fühlertasche möglichst dicht am Warmwasseraustritt auf der Sekundärseite des Wärmetauschers vorzusehen. Er ist auf eine konstante Ladetemperatur eingestellt. Das eigentliche Stellglied zur Regelung des Heizmittel-Volumenstroms befindet sich auf der Primärseite im Heizmittelvorlauf. ❿ Um die vom Fernwärmeversorger vorgegebene Heizmittel-Temperaturdifferenz sicherzustellen, ist für die Mengenregulierung im Sekundärkreis ein Taco-Setter einzuplanen. Eine Ladepumpe und zwei Temperaturfühler Auf der Sekundärseite wird ein Regelgerät Logamatic 4117 bzw SPI 142 für Trinkwassererwärmung verwendet ( 21/1), das mit Einschaltfühler FW Ein und Ausschaltfühler FW Aus die Warmwasserladepumpe PS2 (Sekundärkreispumpe) steuert. Nach dem Unterschreiten der Einschalt-Hysterese am Fühler FW Ein schaltet das Regelgerät Logamatic die Warmwasserladepumpe PS2 ein, die kaltes Speicherwasser über den Wärmetauscher zum Fühler FTRoH des Temperaturreglers ohne Hilfsenergie fördert. Der Fühler öffnet das Stellventil TRoH und gibt die Beheizung frei. Bei maximalem Heizmittel-Volumenstrom überträgt der Wärmetauscher sofort die maximale Leistung und die Warmwasser-Ladetemperatur auf der Sekundärseite des Wärmetauschers beginnt zu steigen. Sobald der eingestellte Wert der Warmwasser-Solltemperatur überschritten ist, beginnt der Regler langsam zu schließen und verringert dadurch den Heizmittel- Volumenstrom bzw. die Übertragungsleistung, bis er die Stellung erreicht hat, wo die Warmwasser-Ladetemperatur der eingestellten Solltemperatur entspricht. Hat der Speicher am Ausschaltfühler FW Aus ebenfalls die Solltemperatur erreicht, ist der Ladevorgang abgeschlossen und die Regelung schaltet die Ladepumpe ab. VH RH SMF TRoH FR FSTB Logamatic FTRoH PS2 SA FW Ein FW Aus 15/1 Prinzip der Regelung für ein Speicherladesystem mit einer Ladepumpe und zwei Temperaturfühlern bei direkter Beheizung mit Fernwärme (Einspeisung über Temperaturregler ohne Hilfsenergie) Bildlegende Logamatic Regelgerät Logamatic 4117 oder SPI 142 für Trinkwassererwärmung ( 21/1) TRoH Stellventil des Temperaturreglers ohne Hilfsenergie mit STB (erforderlich über 11 C Vorlauftemperatur) und Rücklauftemperaturbegrenzer (falls erforderlich) AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt FR Fühler Rücklauftemperaturbegrenzer (falls erforderlich) FSTB Fühler Sicherheitstemperaturbegrenzer FTRoH Fühler des Temperaturreglers ohne Hilfsenergie FW Warmwasser-Temperaturfühler PS2 Warmwasserladepumpe (Regelung der Laufzeit temperaturabhängig über Regelgerät Logamatic 4117 oder SPI 142) RH Rücklauf Heizmittel SA Einregulierventil, z. B. Taco-Setter SMF Schmutzfilter VH Vorlauf Heizmittel AW ❿ Die Regelung beruht auf dem Prinzip einer temperaturgesteuerten, nicht durchlaufenden Warmwasserladepumpe ( Seite 1). Für eine zeitgesteuerte, d. h. durchlaufende Warmwasserladepumpe kann auf ein Regelgerät Logamatic für Trinkwassererwärmung verzichtet werden. Mit der durchlaufenden Warmwasserladepumpe wird vermieden, dass sich beim Starten der Anlage die Rohrleitungen und der Wärmetauscher erst erwärmen müssen. Der Speicher ist hierbei immer vollständig erwärmt. Dem gegenüber stehen die höheren Stromkosten für den Pumpenbetrieb. EK Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 15

16 2 Grundlagen Beheizung mit Solaranlage Bivalente Speicher-Wassererwärmer Ideal für die Beheizung mit einer thermischen Solaranlage sind bivalente Speicher mit zwei eingebauten Wärmetauschern. Der Heizkessel wird nur bei fehlender solarer Leistung über den oberen Wärmetauscher zugeschaltet ( 16/1). Eine andere Möglichkeit ist die solare Beheizung eines Standspeichers, dem z. B. ein externer, konventionell beheizter Wärmetauscher nachgeschaltet ist ( 16/1). Das nachrüstbare Buderus Wärmetauscher-Set Logalux LAP ist hierfür sehr gut geeignet ( Seite 127 ff.). Es ist aufsetzbar auf einen Speicher-Wassererwärmer Logalux SU mit bivalenter Beheizung über den integrierten Glattrohr-Wärmetauscher. ❿ Für die Nutzung der Solaranlage sowohl zur Trinkwassererwärmung als auch zur Heizungsunterstützung hat Buderus spezielle Kombispeicher entwickelt, die außer dem Speicherbehälter für die Trinkwassererwärmung auch einen Heizungspuffer enthalten. Regelung bei Beheizung mit Solaranlage Der Betrieb einer thermischen Solaranlage, d. h. das Einschalten der Solarkreis-Umwälzpumpe, ist nur dann sinnvoll, wenn die Temperatur im Sonnenkollektor höher ist als die des Speichers. Da bei thermischen Solaranlagen nicht die exakten Temperaturen, sondern nur die Temperaturdifferenz entscheidend ist, findet hier eine Temperaturdifferenz-Regelungen Verwendung. Diese elektronischen Solar-Regelungen erfassen mit Halbleiter-Temperaturfühlern die Temperaturdifferenz zwischen Sonnenkollektor und Speicher. Reicht bei einer Warmwasseranforderung die Kapazität des solar beheizten Speichers nicht aus, ist die Nachheizung des Trinkwassers durch einen konventionellen Wärmeerzeuger erforderlich. Für eine kombinierte Heizkessel-Solar-Regelung hat Buderus spezielle Funktionsmodule für das bewährte modulare Regelsystem Logamatic entwickelt. So kann z. B. das Solar-Funktionsmodul FM 244 nach dem Einbau in ein Heizkessel-Regelgerät Logamatic 217 eine Solaranlage mit einem Verbraucher (Speicher) regeln. Das Solar-Funktionsmodul FM 443 für eine Solaranlage mit zwei Verbrauchern ist über Steckverbindung in ein beliebiges digitales Regelgerät des modularen Regelsystems Logamatic 4 integrierbar. ❿ Bei solarer Beheizung von Speichern ist es sinnvoll, die Laufzeit einer Zirkulationspumpe auf ein Minimum zu begrenzen. RH VH AW VS FSS1 RS VH FW RH EK AW FSS2 FSS1 VS RS VH FW RH EK VS FSS1 RS FW Logalux SM3, SM4, SM Logalux SL3-2, SL4-2, SL-2 Logalux LAP1.1, LAP2.1, LAP3.1 Logalux SU4-, SU-, SU7-, SU- 16/1 Hydraulische Anschlüsse der bivalenten Solarspeicher mit oberem Wärmetauscher bzw. aufgesetztem Wärmetauscher-Set Logalux LAP zur konventionellen Nachheizung Bildlegende AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt FSS1 Speichertemperaturfühler unten (Solaranlage) FSS2 Schwellenfühler oben (Solaranlage) FW Warmwasser-Temperaturfühler (konventionelle Nachheizung) RH Rücklauf Heizmittel (konventionelle Nachheizung) RS VH VS Speicherrücklauf (Solaranlage) Vorlauf Heizmittel (konventionelle Nachheizung) Speichervorlauf (Solaranlage) ❿ Ausführliche Beschreibungen enthält die Buderus- Planungsunterlage zur thermischen Solartechnik. 16 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

17 Grundlagen Beheizung mit elektrischer Energie Eine Elektro-Zusatzheizung kann die Trinkwassererwärmung sicherstellen, wenn aus besonderen Gründen der Wärmeerzeuger vollständig abgeschaltet werden muss. ❿ Der Betrieb einer Elektro-Zusatzheizung ist nur über einen Umschalter Elektro-Zusatzheizung/Heizkessel zulässig. Bei der Planung von Elektroheizungen sind die Vorschriften der örtlichen Elektro-Versorgungsunternehmen (EVU) zu beachten. Elektro-Heizeinsatz Ein Elektro-Heizeinsatz ist für den Einbau im unteren Bereich des jeweiligen Speicherbehälters konzipiert. Dadurch erwärmt er das Speicherwasser nach dem Schwerkraftprinzip unabhängig vom gewählten System der Trinkwassererwärmung. Einige Speicherbaureihen von Buderus sind mit einem Elektro-Heizeinsatz kombinierbar. Ein nachträglicher Einbau ist möglich. ❿ Die Elektro-Heizeinsätze für die Speicher-Baureihen Logalux SU, SF und LF sind mit Regelgerät und Sicherheitstemperaturbegrenzer ausgerüstet. Zur Ansteuerung der Elektro-Heizeinsätze für die liegenden Speicher-Wassererwärmer Logalux LT ab 4 Liter sind die Regelgeräte Logamatic SPE vorgesehen ( 2/1). Sie enthalten alle erforderlichen Schütze und Sicherheitseinrichtungen (Lieferumfang ohne Sicherungen). Elektrisches Ladesystem Beim elektrischen Ladesystem LSE befindet sich der Heizeinsatz nicht im Speicherbehälter, sondern ist in einer Bypass-Leitung zwischen Speichervorlauf und Speicherrücklauf integriert. Das elektrische Ladesystem ist daher nur für Speicher-Wassererwärmer mit eingebautem Glattrohr-Wärmetauscher geeignet. Weil sich die Heizelemente beim elektrischen Ladesystem nicht in sauerstoffreichem Trinkwasser, sondern im Heizwasser befinden, ergeben sich im Vergleich mit einem Elektro-Heizeinsatz folgende Vorteile: Keine Verkalkung der Heizelemente Keine Korrosion der Heizelemente Erhöhte Betriebssicherheit Längere Lebensdauer ❿ Das elektrische Ladesystem LSE ist komplett zusammengebaut und verdrahtet in zwei Varianten (LSE ohne Gehäuse; LSE_V mit Gehäuse) und jeweils drei Leistungsgrößen lieferbar. Es ist geeignet und nachrüstbar in Verbindung mit dem Buderus-Regelsystem Logamatic 2, 3 und 4 (mit Logamatic HS 421 erst ab Version 6.12, jedoch nicht mit Logamatic HW 421), sofern das verwendete Regelgerät mit einer Warmwasser-Temperaturregelung über Speicherladepumpe (im Speichersystem) ausgestattet ist. PS KR AW KR AW Warmwasseraustritt EK Kaltwassereintritt FW Warmwasser-Temperaturfühler KR Rückschlagklappe LSE Elektrisches Ladesystem LSE PS Speicherladepumpe RS Rücklauf Speicher VS Vorlauf Speicher LSE VS RS FW EK 17/1 Elektrisches Ladesystem LSE in einer Bypass-Leitung zwischen Speichervorlauf und Speicherrücklauf zur Beheizung über den integrierten Glattrohr-Wärmetauscher des Speicher-Wassererwärmers; Betrieb nur bei ausgeschaltetem Heizkessel möglich Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 17

18 2 Grundlagen Beheizung mit Dampf Anforderungen Für die Auslegung von Trinkwasser-Erwärmungsanlagen zur Beheizung mit Dampf ist die VDI-Richtlinie 235 Vermeidung von Schäden in Warmwasserheizanlagen zu beachten. Auf dieser Grundlage wurde auch das Buderus Arbeitsblatt K 8 zusammengestellt ( Katalog Heiztechnik 22/1 Teil 1, Seite 1417 ff.). Hier sind Hinweise für die Wasseraufbereitung zur Dampferzeugung zu finden. Kondensatableitung Bei der Beheizung mit Dampf ist sicherzustellen, dass das anfallende Kondensat frei abfließen kann. Dies ist notwendig, um einen Kondensatrückstau im Wärmetauscher zu verhindern. Regelung Für die Beheizung mit Dampf ist ein Temperaturregler ohne Hilfsenergie ausreichend ( 18/1, Pos. 6). Bei der Auswahl des Speicher-Wassererwärmers ist darauf zu achten, dass ein Temperaturfühler (Pos. 7) für diesen Regler installiert werden kann. Das ist möglich bei den stehenden Speicher-Wassererwärmern Logalux SF mit eingebautem Dampf-Wärmetauscher (Zusatzausstattung in Vorbereitung) und bei den liegenden Speicher- Wassererwärmern Logalux LTD, L2TD bzw. L3TD mit austauschbarem Glattrohr-Wärmetauscher für Dampfbeheizung. Besteht eine Kombination aus mehreren dampfbeheizten Speicher-Wassererwärmern, ist jeder Speicher einzeln zu regeln. ❿ Sollte der Speicher nicht für Dauerleistung, sondern für Bevorratung konzipiert sein, ist bei den liegenden Speicher-Wassererwärmern Logalux LTD, L2TD bzw. L3TD zur vollständigen Durchwärmung des Speichers eine Bypass-Leitung mit Pumpe (Pos. 4) zwischen Warmwasseraustritt und Kaltwassereintritt vorzusehen. Für die Ansteuerung der Bypass-Pumpe ist ein Regelgerät Logamatic SPI 122 bzw. SPZ 122 verwendbar ( 2/1). EZ AW AW Warmwasseraustritt AKO Kondensataustritt ED Dampfeintritt EK Kaltwassereintritt EZ Zirkulationseintritt 1 Regulierventil 2 Absperrorgan 3 Rückschlagklappe 4 Bypass-Pumpe 5 Temperaturfühler für Bypass-Regelung 6 Temperaturregler ohne Hilfsenergie 7 Fühler Temperaturregler 8 Schwimmer-Kondensatableiter mit automatischer Entlüftung (Weitere Armaturen 126/1) EK AKO Logamatic SPI ED 18/1 Bypass-Leitung (hervorgehoben) bei liegenden Speicher-Wassererwärmern Logalux LTD mit Dampf-Wärmetauscher; Ansteuerung der Bypass-Pumpe über Regelgerät Logamatic SPI 122 (Vorlage 126/1) 18 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

19 Grundlagen Warmwasser-Temperaturregelung mit Regelgeräten Logamatic Warmwasserfunktionen der Heizkessel-Regelgeräte Logamatic Warmwasserfunktionen Die Heizkessel-Regelgeräte Logamatic 217, 4111 und 4211 sowie das Funktionsmodul FM 441 (Zusatzausstattung für digitale Regelgeräte Logamatic 4 ) sind für die Warmwasser-Temperaturregelung von Speichersystemen ausgelegt. Das Regelsystem Logamatic bietet hierzu unter anderem folgende Funktionen: Nachlauf der Speicherladepumpe zur Nutzung der Restwärme für weitere Trinkwassererwärmung Sommersparschaltung zum Betrieb des Heizkessels nur für die Speicherladung (Verringerung des Bereitschaftswärmeaufwandes) Zeitschaltfunktion für Zirkulationspumpe und automatische thermische Desinfektion ( Seite 25; nicht bei Logamatic 217) Zeitraum für Speicheraufheizung frei wählbar, um unnötige Speicherladungen (z. B. nachts) zu vermeiden (nicht bei Logamatic 217) Uhr-Optimierung für Warmwasservorrang mit dem Regelsystem Logamatic 4 Mit der Funktion Uhr-Optimierung ist nur noch der Endzeitpunkt ➌ festzulegen, an dem Räume und Trinkwasser warm sein sollen. Ausgehend von diesem Zeitpunkt berechnet die Regelung die Einschaltzeitpunkte für die Heizung ➋ und für die Trinkwassererwärmung ➊. Die Aufheizung des Speicher-Wassererwärmers ist zum Einschaltzeitpunkt der Heizung ➋ beendet. ϑ Bildlegende ϑ Temperatur t Zeit Kurven a Trinkwassertemperatur b Raumtemperatur ➊ ➋ ➌ 19/1 Schaltoptimierung des Regelsystems Logamatic 4 in Verbindung mit Uhr-Optimierung für Warmwasservorrang Zeitpunkte ➊ Einschaltzeitpunkt für die Trinkwassererwärmung ➋ Einschaltzeitpunkt für die Heizung ➌ Endzeitpunkt (gewünschte Warmwasser- und Raumtemperatur) a b t Separate Regelgeräte Logamatic für Trinkwassererwärmung Da die Regelung der Warmwassertemperatur in den meisten Fällen von den modernen Regelgeräten der Heizkessel übernommen wird, ist die Anwendung separater Regelgeräte für Trinkwassererwärmung auf wenige Bereiche begrenzt. Die Verwendung eines separaten Regelgerätes Logamatic für Trinkwassererwärmung kommt in folgenden Fällen in Betracht: Der Heizkessel arbeitet als Konstant-Heizkessel Der Speicher wird in Kombination mit einem Ladesystem betrieben und die Erweiterung eines digitalen Regelgerätes Logamatic 4 mit dem Funktionsmodul FM 4 ist nicht möglich Es ist eine Elektro-Zusatzheizung angeschlossen Mehrere Speicher einer Anlage sollen getrennt geregelt werden (unterschiedliche Speichertemperaturen oder Nutzung zu verschiedenen Zeiten) Das Regelgerät übernimmt ergänzende Aufgaben (z. B. steuert ein Regelgerät Logamatic SPI die Inertanode der Speicher Logalux LF und LT ab 4 Liter) ❿ Eine Übersicht der Regelgeräte Logamatic zur Warmwasser-Temperaturregelung getrennt nach Speichersystemen und Speicherladesystemen enthalten die Tabellen 2/1 und 21/1. Die Regelgeräte Logamatic SPI 141 sind nicht für die Kombination mit wandhängenden Gas-Brennwertkesseln Logamax plus oder Gas-Umlaufwasserheizern Logamax vorgesehen. Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22 19

20 2 Grundlagen Regelgeräte Logamatic für Speichersysteme Regelung Speicher Beheizungsart Funktionen und Ausstattung Logamatic Logalux Bodenstehende Heizkessel-Regelgerät mit Bedieneinheit für je einen Heizkreis und Warmwasserkreis 217 ST, SU, L oder LT (LT 3 l) Heizkessel Warmwasser-Temperaturregelung mit Ansteuerung einer Speicherladepumpe; hierzu ausgestattet u. a. mit einem Warmwasser-Temperaturfühler, einem Warmwasser-Temperaturregler bis 9 C, Anschlussmöglichkeit für eine Speicherladepumpe, einem Schalter für Handbetrieb, einem Sommersparschalter, einer Warmwasser- Vorrangschaltung, einem potenzialfreien Ausgang, Pumpen-Nachlaufschaltung Achtung: Nur Wechselstrompumpen und keine E-Zusatzheizung anschließbar! Logamatic Funktionsmodul FM 441 Logamatic 4115 Logamatic SPI 122 SPZ 122 SPEI 122 SPEZ 122 Logamatic SPI 13 SPZ 13 SPEI 13 SPEZ 13 Logalux ST, SU, L oder LT (LT 3 l) Logalux ST, SU, L oder LT (LT 3 l) Logalux ST, SU, L oder LT (LT 3 l) Logalux LT ( 4 l) Logalux LT ( 4 l) Wandhängende Heizkessel mit Regelgerät Logamatic 4111; bodenstehende Heizkessel mit Logamatic 4211 Wandhängende Heizkessel mit Regelgerät Logamatic 4112 oder 4313; bodenstehende Heizkessel mit Logamatic 4311, 4312 oder 4313; Konstant- Heizkessel; Heizkessel ohne WW-Temperaturregelung; Fernwärme mit indirekter Einspeisung bei Vorlauftemperatur bis max. 11 C Konstant- Heizkessel; Heizkessel ohne Warmwasser- Temperaturregelung; Fernwärme mit indirekter Einspeisung bei Vorlauftemperatur bis max. 11 C Beheizung wie bei Logamatic SP 122, jedoch für Vorlauftemperaturen über 11 C mit Sicherheitstemperaturbegrenzer (STB) Heizkessel-Regelgerät mit Bedieneinheit für je einen Heizkreis und Warmwasserkreis Warmwasser-Temperaturregelung mit Ansteuerung einer Speicherladepumpe; hierzu ausgestattet u. a. mit einem Warmwasser-Temperaturfühler, einem Warmwasser-Temperaturregler bis 9 C, Anschlussmöglichkeiten für eine Speicherladepumpe und eine Zirkulationspumpe, einem Schalter für Handbetrieb, einem Sommersparschalter, einer Warmwasser-Vorrangschaltung, einem potenzialfreien Ausgang, Pumpen-Nachlaufschaltung Funktion thermische Desinfektion und Fehlermeldungen (an Bedieneinheit oder über Logamatic Fernwirksystem im Klartext) Achtung: Warmwasser-Temperaturregelung für Speichersystem nicht nutzbar bei Erweiterung mit Funktionsmodul FM 4 für Speicherladesystem ( 21/1)! Nur Wechselstrompumpen und keine E-Zusatzheizung anschließbar! Funktionsmodul als Zusatzausstattung oder zur Nachrüstung im modularen Regelsystem Logamatic 4 für einen Heizkreis und einen Warmwasserkreis Warmwasser-Temperaturregelung mit Ansteuerung einer Speicherladepumpe; hierzu ausgestattet wie Logamatic 4111 und 4211 Funktion thermische Desinfektion und Fehlermeldungen (am Regelgerät Logamatic oder über Logamatic Fernwirksystem im Klartext) Achtung: Alternativ zu Funktionsmodul FM 4 ( 21/1)! Nur ein Modul pro Regelgerät möglich! Nur Wechselstrompumpen und keine E-Zusatzheizung anschließbar! Ansteuerung einer Speicherladepumpe und eines motorisch betriebenen Drei- Wege-Mischventils zur Regelung der Warmwassertemperatur bei einer Heizwasser- Vorlauftemperatur bis maximal 11 C Ausgestattet mit Warmwasser-Temperaturfühler, einem Warmwasser-Temperaturregler bis 9 C, einem Schalter für Handbetrieb, einem Sommersparschalter, einer Warmwasser-Vorrangschaltung, einem potenzialfreien Ausgang, Pumpen-Nachlaufschaltung und einem Umschalter Elektro-Zusatzheizung/Heizkessel Nachrüstbar mit einem Sicherheitstemperaturbegrenzer (Zusatzmodul ZM 436) für Heizwasser-Vorlauftemperaturen über 11 C Achtung: Nur Wechselstrompumpen verwendbar! Ansteuerung einer Speicherladepumpe und einer Inertanode, mit Sommersparschaltung und Thermometer für Logalux LT 4 bis LT 1 (Zusatzausstattung anstelle der Grundausstattung Logamatic SPI 11) Logamatic SPZ 122 Regelgerät wie Logamatic SPI 122, jedoch zur Ansteuerung von zwei Inertananoden für Logalux LT 2 bis LT 3 (Zusatzausstattung anstelle der Grundausstattung Logamatic SPZ 11) Logamatic SPE 122 Regelgerät wie Logamatic SPI 122 bzw. SPZ 122, jedoch zusätzlich ausgestattet zur Ansteuerung einer Elektro-Zusatzheizung mit Umschalter Elektro-Zusatzheizung/Heizkessel, Drucktaster Schnellaufheizung über Elektro-Zusatzheizung sowie allen erforderlichen Leistungsschützen und Sicherheitseinrichtungen (außer Sicherungen) für eine Anschlussleistung von 12 (einstufig) bzw. 24 (zweistufig) Achtung: Bei Mehrfachspeichern Logalux L2T oder L3T ist nur ein Regelgerät Logamatic SP 122 erforderlich, für übrige(n) Speicher reicht Logamatic SP 11 der Grundausstattung! Regelgeräte wie Logamatic SP 122, jedoch zusätzlich mit Ansteuerung eines motorisch betriebenen Drei-Wege-Mischventils zur Regelung einer vorgegebenen Vorlauftemperatur (ohne Sommersparschalter) 2/1 Anwendungsmöglichkeiten und Funktionen der Regelgeräte Logamatic zur Warmwasser-Temperaturregelung von Speichersystemen 2 Planungsunterlage Größenbestimmung und Auswahl von Speicher-Wassererwärmern 7/22

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