2 Pufferschichtspeicher SolvisStrato

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1 2 Pufferschichtspeicher SolvisStrato 2.1 Einsatz und Aufbau Der Pufferschichtspeicher SolvisStrato (Bild rechts) ist speziell für Solaranlagen entwickelt worden. Er bildet das Kernstück des Solvis Low-Flow-Systems für Kollektorflächen ab 15 m² und ist universell einsetzbar: Für solare Trinkwassererwärmung, für die solare Deckung von Wärmeverlusten in Schwimmbädern, für Solaranlagen mit zusätzlicher Heizungsunterstützung sowie in Heizsystemen mit Brennwertnutzung oder Fernwärme zur optimalen Ausnutzung niedriger Rücklauftemperaturen. Der Pufferschichtspeicher SolvisStrato ist ein roher Stahlbehälter (Wandstärke 2,5 bis 3 mm) für geschlossene Systeme. Der Speicher ist komplett vormontiert und mit folgenden Anschlüssen ausgerüstet: Ein selbstregelnder langer Schichtenlader (Solarvorlauf), ein selbstregelnder kurzer Schichtenlader (Heizungsrücklauf), Pufferschichtspeicher SolvisStrato ein langes Steigrohr zur Entladung (Vorlauf WW-PWÜ), ein Steigrohr mit Prallblech für Nachheizung und Heizungsvorlauf, ein Anschluss mit Prallblech für vermischungsfreien Zulauf (Solarrücklauf), ein Anschluss mit Prallblech zum Befüllen und Entleeren, auch verwendbar zur Rücklaufanbindung eines Feststoffkessels oder Durchflusssystems zur Trinkwassererwärmung, seitliche Anschlüsse für die Entnahme zur Trinkwassererwärmung und für den Anschluss eines Kessels, Entlüftungsanschluss oben. Dieser Aufbau erlaubt eine universelle Anbindung und eine Vielzahl von Anlagenvarianten, die im Folgenden beschrieben werden. Der Pufferschichtspeicher SolvisStrato ist ein energetisch optimierter Speicher: Zum einen besitzt er eine besonders gute Speicherschichtung. Weiterhin zeichnet er sich durch minimale Wärmeverluste aufgrund des geschlossenen 110 mm starken Isoliermantels (Melaminharzschaumstoff mit Polysterolhülle) aus. Durch Anwendung der Low-Flow- Technologie sind die Rohrquerschnitte des Solarkreises im Vergleich zu herkömmlichen Solaranlagen kleiner, wodurch Material eingespart wird. Vorteile für Sie Selbstregelnde, wartungsfreie Schichtladung durch einfachste Ausnutzung der Physik. Minimale Wärmeverluste aufgrund geschlossener Isolierung des gesamten warmen Speicherbereichs. Hohe Montagefreundlichkeit. Entlastung der Umwelt: Ersatz fossiler Energie durch solare Energie und Materialeinsparung. P12 Technische Änderungen vorbehalten

2 2.2 Bewährtes Konzept: Das Schichtenladeprinzip Der Pufferschichtspeicher SolvisStrato basiert auf dem bewährten Konzept der selbstregelnden Beladung mit den patentierten Schichtenladern. Ein wesentliches Kennzeichen dieses Speichers ist eine strenge Schichtung in drei Bereiche: Oberer Bereich: Warmwasserpuffer-Bereich, Bevorraten des heißen Wassers für die Trinkwassererwärmung Mittlerer Bereich: Heizungspuffer-Bereich, witterungsgeführtes Beladen für die Versorgung von Heizkreisen Unterer Bereich: Solarpuffer-Bereich, Bevorraten eines Wasservolumens zur Erwärmung durch die Solaranlage Der mit selbstregelnden Schichtenladern ausgerüstete Pufferschichtspeicher legt die solar erzeugte Wärme temperaturorientiert ohne Verzögerung und ohne Vermischungsverluste im Speicher ab. Mit hoher Effizienz wird die solare Wärme in einem externen Plattenwärmeübertrager an das Speicherwasser abgegeben, das im Schichtenlader nach oben steigt. Dort schichtet es sich seiner Temperatur entsprechend selbstregelnd auf der Höhe gleicher Speichertemperaturen ein: heißes Wasser oben, warmes Wasser darunter. Dieses einzigartige Schichtenladeprinzip ist nur in Low- Flow-Anlagen realisierbar. Dabei bedeutet Low-Flow, dass der Volumenstrom im Solarkreis im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen (High-Flow) auf rund ¼ reduziert ist. Die Vorteile Low-Flow-Verfahren gegenüber High-Flow sind: Weniger Wärmeverluste aufgrund kleinerer Rohrleitungsquerschnitte bei gleicher Dämmung. Kleiner dimensioniertes Solarausdehnungsgefäß. Geringerer Stromverbrauch, weil kleinere Pumpen verwendet werden. Die Vorteile des Schichtenladeprinzips des SolvisStrato werden deutlich, wenn man den von der Universität Stuttgart (ITW) durchgeführten Vergleich der Entladung verschiedener Speicher betrachtet (Seite 7). Dargestellt wird der Temperaturverlauf des fortlaufend gezapften Warmwassers und der Temperaturverlauf in unterschiedlichen Speicherhöhen. Es zeigt sich, dass nur der Solarschichtspeicher SolvisIntegral, der auf dem Schichtenladeprinzip des SolvisStrato aufbaut, während des Zapfvorganges eine nahezu konstante Warmwassertemperatur von 43 C aufweist, bis ab ca. 900 Litern die Temperatur abnimmt und bei Litern die Temperatur auf 30 C so weit abgesunken ist, dass der Versuch beendet wurde. Die anderen Speichertypen unterschreiten die 43 C-Grenze im besten Fall bereits nach 550 Litern gezapften warmen Trinkwassers. Der Solarschichtspeicher SolvisIntegral hat 1996 in einem anderen Vergleichstest am schwedischen Solar Energy Research Center (SERC) mit Abstand am besten" abgeschnitten (Seite 8). Damit ist die Effizienz der Beladung bis an die physikalisch machbare Grenze optimiert und die höchstmögliche Solarenergienutzung garantiert. Alle Anschlüsse sind zur einfachen Montage unten aus dem Speicherboden bis vor die Isolierung gezogen. Sie können variabel seitlich (rechts oder links) weitergeführt werden. Wärmeverluste durch seitliche Anschlüsse, die über die gesamte Behälterhöhe verteilt sind, werden so vermieden. Die 110 mm starke Melaminharz-Isolierung (schwer entflammbar B1) mit stabilem Polystyrol-Mantel sorgt für geringste Wärmeverluste. Das Prinzip des Solvis-Schichtenladers Nutzervorteile Solarer Mehrertrag um bis zu 10% durch genaue, temperaturorientierte Schichtung. Hoher solarer Deckungsgrad ( mit Abstand bester Speicher" siehe SERC-Vergleichstest, Seite 8). Low-Flow-Prinzip: besserer Wirkungsgrad und schnellere Montage. Zusätzlich bei SolvisVital-Systemen: Bestes Warmwasser-Zapfverhalten (S. 7, Solarspeicher im Vergleich ) 6 P12 Technische Änderungen vorbehalten 01.08

3 2.2.1 Solarspeicher im Vergleich Die Güte eines Schichtenspeichers wird durch drei wesentliche Charakteristiken beschrieben: Bei Entladung: Schnelle Auskühlung des untersten Speicherbereichs (bewirkt gesteigerte Solarerträge). Bei Beladung: Schnelle Einlagerung des heißen Wassers auf der Ebene gleicher Temperatur, insbesondere der Nutztemperatur, lange Bevorratung (bewirkt reduzierte konventionelle Nachheizung). Im Betriebsverlauf: Flexible aber definierte Temperaturschichtung im mittleren Speicherbereich (bewirkt eine schnellere Reaktion auf dynamische Anforderungen). Wie hervorragend das Schichtenladeprinzip von Solvis funktioniert, beweist ein Test, 1998 durchgeführt vom ITW in Stuttgart. Dabei wurde das Entladeverhalten des Solarschichtspeichers SolvisIntegral mit dem anderer Speichertypen verglichen. Die Ergebnisse sind auf den SolvisStrato mit SDN-Systemen übertragbar, da der SolvisIntegral auf das Schichtenlade-Prinzip des SolvisStrato aufbaut. Die Diagramme rechts zeigen den Verlauf der Warmwasseraustrittstemperatur und die Temperaturen im Speicher in vier verschiedenen Speicherhöhen von oben (100%) nach unten (0%). Vor dem Zapftest wurden alle Speicher vollständig auf 60 C aufgeheizt. Der Zapfvolumenstrom lag bei allen Speichern bei 10 l/min oder 600 l/h. Setzt man zur Beurteilung des Warmwasserkomforts eine Temperaturgrenze von mindestens 43 C am Warmwasserausgang an, lassen sich folgende Ergebnisse ableiten: Der Vergleich der Kombispeicher beim Zapftest zeigt deutliche Unterschiede im Warmwasserkomfort und im Schichtungsverhalten. Der Kombispeicher SolvisIntegral mit dem außenliegenden Warmwasserbereiter mit Plattenwärmeübertrager und drehzahlgeregelter Pumpe schneidet am besten ab. Die Schichtstabilität ist deutlich ausgeprägter und zeigt keine Vermischung beim Zapfen. Es zeigt sich eine hohe Ausnutzung der Wärmekapazität. Dadurch ist täglich mehr Solarenergie speicherbar. Der kalte Rücklauf aus dem Plattenwärmeübertrager wird ausschließlich in den unteren Speicherbereich geführt und kann dadurch mit hohem Wirkungsgrad von der Solaranlage erwärmt werden. Vergleich verschiedener Solarspeicher (Quelle: Universität Stuttgart (ITW) 1998) P12 Technische Änderungen vorbehalten

4 2.2.2 Dynamischer Vergleichstest Solarsysteme (SERC) Im Rahmen von Messungen wurde 1996 vom schwedischen Solar Energy Research Center (SERC) der Solarschichtspeicher SolvisIntegral mit neun anderen Solarspeichern verglichen. Die Speicher wurden jeweils mit einem 10 m² großen Flachkollektor gleichen Fabrikats betrieben und mit einem gleichen Zapfprofil belastet. Dabei schnitt der SolvisIntegral, bezüglich eines solaren Deckungsgrades von 92,7 Prozent, mit Abstand am besten" ab. Das System zeichnete sich dadurch aus, dass es die höchsten Werte für die dem Schichtspeicher zugeführte Solarenergie und die geringsten Werte für die benötigte Zusatzenergie aufweist. Die Ergebnisse sind auf den SolvisStrato mit SolvisDirekt-Systemen übertragbar, da der SolvisIntegral auf das Schichtenlade-Prinzip des SolvisStrato aufbaut. In der folgenden Tabelle bedeuten: SOL die pro Tag dem Speicher zugeführte Menge Solarenergie [kwh] EL die dem Speicher pro Tag zugeführte Menge Zusatzenergie (elektrisch) [kwh] SF Solar Fraction, solarer Deckungsgrad [%] Vergleichsmessungen an verschiedenen Solarspeichern 8 P12 Technische Änderungen vorbehalten 01.08

5 2.3 Technische Daten Die folgenden Tabellen und Zeichnungen geben einen Überblick über die wichtigsten Abmessungen und Kennwerte des SolvisStrato Volumenangaben, Speicheraufteilung und Wärmeverluste Technische Daten SR-656 SR-756 SR-956 SR-1456 SR-1856 Nennvolumen [l] tatsächliches Volumen [l] Speicheraufteilung Warmwasser-Bereitschaftsvolumen [l] Heizungspuffervolumen [l] Solarvolumen [l] Wärmeverlust, ca. [W/K] 2,37 2,53 2,99 3,81 4,52 Betriebsbereitschaftsverlust* [kwh/d] 2,56 2,73 3,24 4,11 4,88 * nach DIN 4753 T8, bei 65 C im Speicher und 20 C im Aufstellraum. H Vorderansicht des SolvisStrato Einbauten des SolvisStrato P12 Technische Änderungen vorbehalten

6 2.3.2 Abmessungen Technische Daten SR-656 SR-756 SR-956 SR-1456 SR-1856 Durchmesser ohne Isolierung d [mm] mit Isolierung D [mm] passt durch 80-cm-Tür Fußkreis-Durchmesser F [mm] Höhe ohne Isolierung* h [mm] Höhe mit Isolierung H [mm] Kippmaß ohne Isolierung k [mm] Gesamt-Gewicht ca. - [kg] Höhe der Anschlüsse Heizungsvor- und -rücklauf und Entleerung - [mm] Ladeanschlüsse a [mm] Entlüfteranschluss oben - [mm] Muffe G 1½ IG für unten [mm] E-Heizstab oben [mm] Mindestabstand nach vorn - [mm] Mindestabstand zu Seite und nach hinten - [mm] Überstand der Rohranschlüsse über d Ü [mm] * Maße ohne den Fußstopfen. Mit Fußstopfen + 5 mm dazurechnen Speicher-Kippmaß (links) und Ansicht von oben (rechts) 10 P12 Technische Änderungen vorbehalten 01.08

7 2.3.3 Ausstattung Technische Daten Material Behälter Entlüftermuffe oben Entlüfterrohr unten Solarvor- und -rücklauf (Stahl) Anschluss Heizungsvor- und -rücklauf (Stahl) Heizungsvorlauf innen Heizungsrücklauf innen Befüll- und Entleerungsstutzen (mit Prallplatte) Muffe für Kesselanschluss Solarwärmeübertrager Entladewärmeübertrager für alle Größen SolvisStrato der Baureihe xx6 St 37-2, außen grundiert, innen roh G 1½ IG G ½ IG, (mit Enlüfterstopfen für Schlauchanschluss) 28 mm (Schichtenlader im Solarvorlauf) 28 mm (Schichtenlader im Heizungsrücklauf) Kunststoffsteigrohr (PP) 50 x 4,6 mm mit Prallblech oben Schichtenlader mit 2 bzw. 5 Klappen und T-Stück oben 28 mm G 1½ IG extern (bauseits) extern (bauseits) System SD: Vorlauf WW-PWÜ System SD: System SD: PWÜ Ansicht der Anschlüsse Betriebsdaten Technische Daten für alle Größen SolvisStrato der Baureihe xx6 max. Betriebsdruck Behälter 3 bar max. Temperatur 95 C max. Volumenstrom über jede Schichtladelanze l/h Heizwasserseitiger Druckverlust kein messbarer Druckverlust Qualifikationen Kurzbezeichnung Erläuterung Europapatent Schichtenlade-Prinzip Solarspeicher im Vergleich (ITW 1998) Effektivster Speicher (Seite 7) Vergleichstest SERC 1996 Mit Abstand bester Speicher (Seite 8) P12 Technische Änderungen vorbehalten