Warmwasserspeicher berechnen

  • Hallo zusammen,
    ich weiß es gibt schon viele Themen dazu, aber mein "Problem" ist etwas komplexer. Ich möchte einen Heizanlage mit 400kW installieren und dort 10 Häuser dranhängen, deren Speicher soll in 3min aufgeladen sein. So das ein „Durchgang“ 30min dauert. In diesen 30min muss der Speicher eine Leistung von 15kW abgeben. Die Temperatur beträgt 70 Grad Celsius und soll max. auf 50 Grad fallen in diesen 30min.


    Danke schon mal für eure Hilfe

  • ich habe mal etwas berechnet
    1000L*20K*4182/3600=23,2KWh


    das heißt für mich ich brächte eine 464,66KWh Heizung um den Speicher in 3min laden zu können


    welchen Stoff könnte ich an Stelle von Wasser nutzen der eine bessere Wärmekapazität hat?
    kann man überhaupt einen 1000L Tank so schnell aufladen?


    danke für eure hilfe

  • Zitat

    welchen Stoff könnte ich an Stelle von Wasser nutzen der eine bessere Wärmekapazität hat?

    Alles außer Wasser kannst Du vergessen. Wasser ist/hat


    • eine sehr gute spez. Wärmakapazität im Vergleich zu vielen anderen Stoffen, ausser vielleicht zu Wasserstoff :whistling:
    (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Spezifische_Wärmekapazität)
    • gut zu transportieren und zu "handeln"
    • preiswert
    • rel. ungefährlich
    • rel. leicht


    Die Liste liese sich sicher noch fortsetzen.
    Ergo: Als Medium kommt nur Wasser infrage.


    Den Rest musst Du Dir mal von den Spezis vorrechnen lassen und auch, ob die Sache halbwegs "unblutig" realisierbar ist.


    Servus iPille

  • Hallo,

    Ich möchte einen Heizanlage mit 400kW installieren und dort 10 Häuser dranhängen, deren Speicher soll in 3min aufgeladen sein.


    Also das mit den 400Kw und den 10 Häusern, das ist schon klar, aber warum muß der jeweilige Speicher in 3 min. aufgeladen sein? ?(

    In diesen 30min muss der Speicher eine Leistung von 15kW abgeben. Die Temperatur beträgt 70 Grad Celsius und soll max. auf 50 Grad fallen in diesen 30min.


    Wozu wird die Wärme den entnommen? Heizung oder Brauchwassererwärmung - immer gleichmässig oder saisonal unterschiedlich?

    kann man überhaupt einen 1000L Tank so schnell aufladen?


    Kann man sicherlich, genauso wie es nicht verboten ist mit einer Taucherausrüstung Berg zu steigen. Aber ob es sinnvoll ist? ?(


    10 Speicher von 1000Ltr haben zusammen mehr Verluste wie ein 10.000Ltr Speicher. (Nebenbei sind sie auch Teurer)
    Wie weit liegen die Häuser den auseinander?


    Beispiel aus meinem Betrieb: 500Kw Pelletskessel und 100.000Ltr Pufferspeicher speisen mittels regelbarer Umwälzpumpe eine Versorgungsleitung, die sich vom ersten bis zum letzten Abzweig immer mehr verjüngt. Funktioniert bestens.
    Der Kessel "belädt" den Puffer je nach Witterung mit mehr oder weniger Wärme, aber immer mit mehr oder weniger gleichhohen Vorlauftemperaturen, wird kein oder wenig Wärme abgefordert geht sie halt in den Pufferspeicher, wird mehr warmes Wasser gefordert, so wird halt heißese Wasser aus dem Speicher mit angesaugt.


    Gruß Dachsgärtner

  • Speicher soll in 3min aufgeladen sein.


    Ja, ja


    eine Methode wär Zauber, ist wenn man es kann relativ Billig
    Nachteil nur sehr wenige können es und die wos können machens nicht umsonst.


    Das ganze liest sich sehr theoretisch, ist selbiges also Real gefragt oder so mehr
    für ettliches Papier was später in einer gehoben Lehranstalt vorgelegt wird :glaskugel:


    So

    das heißt für mich ich brächte eine 464,66KWh Heizung um den Speicher in 3min laden zu können



    Ja das ist schon wieder das Wörtchen Laden, wie sollte das zu verstehen sein


    Als Vorder- Hinter- oder Seitenlader


    In diesen 30min muss der Speicher eine Leistung von 15kW abgeben.


    und ausladen auch noch, also des ganze paßt net zam
    mach mal den Eklärbär für was das so gut sein soll :popcorn:

  • Hallo,
    dann versuche ich mal den "Erklärbär" ;)


    Es soll gebaut werden, aber es muss sich am Ende auch lohnen.
    Bin jetzt auf Paraffin gestoßen mit einer Wärmekapazität von 2094.


    "laden" heißt Pufferspeicher füllen. Es sollen ja 10 Häuser an das Einrohrnetz angeschlossen werden und ich rechne mit einer entnahme von 30kw. Im Umkehrschluss muss der Speicher nach 30 min wieder gegüllt werden und dieser Zyklus darf dann nur 3min dauern.


    Wärme wird entnommen für Heizung oder Brauchwasser


    Die Häuser sind zu weit auseinander, deshalb muss jedes Haus seinen eigenen Speicher bekommen.




  • Bin jetzt auf Paraffin gestoßen mit einer Wärmekapazität von 2094


    Ja, die sog. Latentspeicher habe über den Daumen die doppelte Wärmespeicherfähigkeit pro m³ wie Wasser, sie sind aber recht teuer, und da wird das mit dem Laden in 3 Min sicher nix, weil den Wasserspeicher kann ich "laden" indem ich oben heißes Wasser hereinpumpe und unten kühleres abführe. Beim Latentspeicher muß ich aber über einen innenliegenden Wärmespeicher das Medium (Paraffin) erst erhitzen, wobei es seinen Agregatszustand ändert...
    ...das kann je nach WT auslegung dauern.

    Es sollen ja 10 Häuser an das Einrohrnetz angeschlossen werden


    Blöde Frage: Sind die Häuser eher Ringförmig angelegt? Dann würde ein Einrohrsystem mit den damit verbundenen Nachteilen Sinn machen

    Die Häuser sind zu weit auseinander, deshalb muss jedes Haus seinen eigenen Speicher bekommen.


    Eigener WW-Speicher oder sagen wir mal eher WW-Bereitung ist schon klar, aber jedes Haus ein eigener Pufferspeicher mach meiner Meinung nach nur dann sinn wenn später mal eine Solaranlage mit integriert werden soll.

  • Die spez. Wärmespeicherkapazität von Paraffin ist jedenfalls deutlich geringer als die von Wasser ( ca. 2 zu 4 kJ/(kg•K) ).
    ..
    Ausserdem muss man beachten, in welchem Temperaturbereich man arbeiten will.


    Wenn man um den Schmelzpunkt des jeweiligen Mediums herum arbeiten will (Wasser 0°C; Paraffin 40...70°C) um die für diesen Vorgang notwendige Wärmemenge auszunutzen, dann sieht es für Paraffin schon besser aus (Wasser ist hier nur 50% besser). Dafür reden wir über abs. unterschiedliche Kosten bei der Anschaffung.


    Mal ein Zitat aus der Wiki (http://de.wikipedia.org/wiki/Latentwärmespeicher):


    "Ein Rechenbeispiel soll die Größenordnungen verdeutlichen. Zur
    Beheizung eines gut gedämmten Hauses mit einem Energiebedarf von
    100 kWh/(m²·a) und 89 m² Wohnfläche werden 890 Liter Heizöl oder 890 m³ Erdgas benötigt. Das entspricht einem Jahres-Wärmebedarf von 32.000 MJ. Um diese Wärmemenge im Sommer durch Solarabsorber
    zu erzeugen, werden bei angenommenen 100 Sonnentagen und einem Ertrag
    von 4 kWh/(m²·d) etwa 23 m² Solarabsorberfläche nötig. Um die durch
    Solarabsorber im Sommer erzeugte Wärmemenge von 32.000 MJ für den
    Winter in Form von Latentwärme zu speichern, werden ca. 200 m³ Paraffin
    in einem Tank benötigt. Im Jahre 2008 sind einzelne, mit Paraffin
    gefüllte Kleinbehälter in einem Wassertank üblich. Die 200 m³
    entsprechen einem Rundtank mit 8 Meter Höhe und einem Durchmesser von
    gut 5,6 Meter. Mit den in einen solchen Tank passenden ca. 200.000
    Litern Heizöl könnte das gleiche Haus allerdings 225 Jahre lang beheizt
    werden."


    Da muss aber ein ganz spitzer Bleistift her, um die Sache (schön-) zurechnen ?(


    Servus iPille

  • Bevor Ihr hier weiter über technisch bezahlbar nicht machbare Ladezeiten von 3 Minuten nachdenkt.
    Ich denke das der Fragesteller einfach von einem falschen Gedanken ausgeht.
    Selbst wenn die Häuser immer?? 30 KW ziehen, muss ein Speicher nicht innerhalb von 3 Minuten nachgeladen werden,
    die Nahverorgungsleitung sollte entsprechend ausgelegt werden um 30KW bzw. eine höhere Leistung dauerhaft gewährleisten zu können.
    Dazu braucht man natürlich die nutzbare Temperaturspreizung die die Häuser anbieten können,
    70°C VL Versorgungsleitung und 50°C RL aus dem Haus bedingen so höhe Schüttmengen das es schon problematisch wird.
    Bei 30°C RL aus dem Haus sind die benötigen Mengen bereits wesentlich geringer.


    Die Puffer, falls dann nochbenötigt, in den jeweiligen Häusern können mit dem Überschuß aus der Versorgungsleitung gefüllt werden,
    daraus werden dann die Spitzenlasten versorgt die die Nahversorgungsleistung kurzzeitig nicht bringen kann, wenn diese so ausgelgt ist.
    Schon ist man von der 3 Minuten Vorgabe weit weg!
    Zumal ein Haus eine sehr träge Masse ist die auch mal 30 Min. ohne Heizwärme auskommt ohne das Probleme auftreten, man muss die Energie danach dann halt nur nachfüllen.


    In der Heizzentrale steht dann ein entsprechend großer Puffer der genügend Reserve bereitstellt um unvorhergesehene Kapazitäten decken zu können.
    Die Nahversorgungsleitungen müssen anhand der Vorgaben geplant werden, eine Ringleitung wäre machbar muss aber den benötigten Energiemengen gerecht werden können.
    Da muss sich aber eine Anlagenplaner der das entsprechende KnowHow hat drum kümmern, alleine wegen der Regressforderungen wenn da was nicht klappt.


    Es wäre für eine genauere Betrachtung erst eimal wichtig mehr Infos zu haben.
    Warum wird dauerhaft 30Kw verbraucht?
    Tag wie Nacht, Sommer wie Winter?
    Was sind das für Liegenschaften? Wohnungen, Industrie oder Büros?
    Wie weit auseinander stehen diese? Nahversorgungsleitungen können bei entsprechender Planung genau wie Fernwärme sehr weite Strecken überwinden!
    Wie ist die WW-Versorgung geplant, Puffer oder Frischwasseranlage?
    Dämmstatus bzw. spezifische Energieverbräuche der jeweiligen Liegenschaften.

  • Ich hab auch mal gerechnet:




    10x1000l, delta t = 20K, cP = 4185Ws/kgK




    Wärmeinhalt Q der 10 Speicher: 10000kg * 20K * 4185Ws/kgK = 837000000Ws, Ladezeit t = 180s -> P = Q/t = 4650kW.




    Du brauchst also fast 5MW um 10000l Wasser in 3min von 50°C auf 70°C zu erwärmen. Da sind die Verluste noch nicht drin und du weißt nicht ob der 1000l Speicher nicht vielleicht unter 50°C abkühlt.






    Dein Konzept versteh ich auch nicht ganz. Du willst mit 1 Wärmeerzeuger die 10 Speicher laden und die sollen dann zur Beheizung dienen???



    Hab ich das so richtig verstanden???


    Warum stehen die Häuser für 1 großen Speicher zu weit auseinander, aber nicht für 1 Wärmeerzeuger???





    Sinnvoller ist es da, wie hier schon erwähnt wurde, ne Heizzentrale möglichst zentral aufzustellen und dann die Häuser über ein Nahwärmenetz zu versorgen.



    In der Zentrale gibts dann n BHKW (oder mehrere), nen Pufferspeicher und nen Spitzenlastkessel (oder mehrere).


    In den Häusern hängt dann ne Übergabestation, die das Hausnetz vom Nahwärmenetz hydraulisch trennt.





    Vor kurzem hab ich auch von kalter Fern/Nahwärme gelesen und ein ehemaliger Prof. hatte diese Idee in ner Projektarbeit vorgestellt.



    Dort zirkuliert im Nahwärmenetz kein (von mir aus) 70°C warmes Wasser, sondern nur 15 oder 20°C warmes Wasser.


    In den Häusern gibt es dann keine Übergabestation, sondern eine Wärmepumpe, die das Nahwärmenetz als Wärmequelle nutzt. Wenn die WP elektrisch angetrieben werden, könnte man den bspw. von einem BHKW erzeugten Strom an die Bewohner verkaufen. Man müsste natürlich genau rechnen, wegen Wärmebedarfszeiten und den BHKW-Laufzeiten, wie die zusammenfallen.


    Wenn man dann das BHKW noch mit Biogas betreiben kann, speist man den Überschuss vergütet nach EEG ein.





    Ich hoffe ich hab hier kein Müll geschrieben ;)




    Aber sollte das alles so machbar sein, sollte sich nat. n Planungsbüro damit befassen. Das ist klar.






    tschau

  • Bei uns hat ein Betreiber einer Biogasanlage ebenfalls ein Nahwärmenetz aufgebaut.


    Er hat ca. 500 kW elektrische Leistung, daher vermute ich ca. 750 kW thermisch. Ein Teil davon wird für die Anlage selbst benötigt, so daß etwa die hier geforderten 400 kW für das aufgebaute Nahwärmenetz zu Verfügung stehen.


    Mittlerweile sind ca. 25 Häuser unterschiedlicher Größe an diese Versorgung angeschlossen.


    Gelöst wurde es folgendermaßen:
    Ringleitung mit (wenn nötig) Stichleitungen zu den einzelnen Häusern. Die Länge der Ringleitung dürfte geschätzt ca. 1 km betragen.
    In jedem Haus eine Übergabestation, welche aus Pufferspeichern zwischen 600 l und 1000 l mit Wärmetauschern bestehen. Die Wärmetauscher dienen zur hydraulischen Trennung der Haussysteme vom großen Kreislauf.


    Wenn ein Puffer z.B. unter 70 C° fällt, dann öffnet sich ein Ventil und der Puffer wird geladen. Wenn er wieder 80°C hat, dann schließt das Ventil. Da es äußerst unwahrscheinlich ist, daß alle Puffer zur gleichen Zeit leer sind, funktioniert dieses System bereits den zweiten Winter absolut problemlos.
    Direkt am Ventil beim Puffer hängt der Wärmemengenzähler zur Abrechnung der einzelnen Gebäude.


    Von daher halte ich die riesigen Leistungen, welche der Fragesteller gefordert hat für absolut überflüssig.
    Bei Interesse bitte bei mir private melden, ich kann dann eventuell einen Kontakt zum Betreiber vermitteln.


    mfg
    Solardachs