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Vitofriocal Eisspeichersystem
1.1 Funktionsprinzip
Eisspeicher
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Der Eis-Energiespeicher ist ein stahlbewehrter Betonbehälter, der im
Erdreich eingelassen wird und mit Wasser als Energiespeicherme-
dium befüllt wird. Der Eis-Energiespeicher dient als Energiequelle für
eine Sole/Wasser Wärmepumpe. Dabei entzieht die Wärmepumpe
dem Eis-Energiespeicher die benötigte Energie zur Raumbeheizung
und Trinkwassererwärmung.
Hierbei wird zunächst dem flüssigen Wasser Energie entzogen.
Beim weiteren Energieentzug gefriert das Wasser zu Eis und es wird
zusätzliche Energie durch den Phasenwechsel in Form von Kristalli-
sationsenergie der Wärmepumpe zur Verfügung gestellt.
Zur Regeneration des Eis-Energiespeichers wird Energie über die
Solar-Luftabsorber und über das umgebende Erdreich zugeführt.
Falls die Wärmepumpe zur Raumkühlung eingesetzt wird, kann die
dem Gebäude entzogene Wärme in den Eis-Energiespeicher abge-
leitet werden.
Im Eis-Energiespeicher befinden sich ein patentiertes Wärmetau-
schersystem, bestehend aus Entzugs- und Regenerationswärmetau-
scher:
■ Entzugswärmetauscher:
Der Entzugswärmetauscher ist Teil des Primärkreises der Wärme-
pumpe. Über den Entzugswärmetauscher entzieht die Wärme-
pumpe dem Eis-Energiespeicher die Energie, die über den Kälte-
kreis in die Heizungsanlage übertragen wird.
■ Regenerationswärmetauscher:
Der Regenerationswärmetauscher ist Teil des Absorberkreises.
Über den Regenerationswärmetauscher wird dem Eis-Energie-
speicher vom Solar-Luftabsorber Energie zugeführt, der Eis-Ener-
giespeicher wird regeneriert.
Der Eis-Energiespeicher und die darin befindlichen Wärmetauscher
sind so konzipiert, dass die Wärmetauscher vollständig einfrieren
können, ohne Schaden zu nehmen.
100
80
0
0,58 Wh/(kg·K)
Um Wasser von 80 °C auf 0 °C abzukühlen, kann eine Wärme-
menge von 1,163 Wh/(kg·K) x 80 K = 93 Wh/kg entzogen werden.
VIESMANN
4
93 Wh/kg
93 Wh/kg
1,163 Wh/(kg·K)
Wasser als Energiespeichermedium
In der Heiztechnik ist Wasser ein oft eingesetztes Wärmespeicher-
medium. Wasser ist ungiftig, überall verfügbar und hat eine hohe
spezifische Wärmekapazität.
Spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität gibt an, welche Wärmemenge 1 kg
eines Stoffs zugeführt werden muss, damit sich dieser Stoff um 1 K
erwärmt. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt
1,163 Wh/(kg·K).
Die gleiche Wärmemenge muss einem Stoff zur Abkühlung entzo-
gen werden.
Phasenübergang
Beim Phasenübergang ändert sich der Aggregatzustand, z. B. von
flüssig zu fest (Kristallisation).
Die Temperatur, bei der dieser Phasenwechsel eintritt, hängt vom
Stoff ab.
Während des Phasenwechsels bleibt die Temperatur des Stoffs kon-
stant, bis der Stoff vollständig kristallisiert ist. D. h. bis das gesamte
Volumen von z. B. Wasser vollständig zu Eis gefroren ist.
Wasser gibt während des Phasenwechsels von flüssig nach fest
eine Kristallisationsenergie von 93 Wh/kg ab (siehe folgendes Dia-
gramm).
Nutzbare thermische Energie
Temperaturniveaus unterhalb der Raumtemperatur sind normaler-
weise nicht zur Erwärmung von Trink- und Heizwasser nutzbar.
Mit einer Wärmepumpe ist es möglich niedrige Temperaturniveaus
zur Wärmegewinnung zu nutzen.
Energiemenge
Spezifische
Wärmekapazität
Wird dem auf 0 °C abgekühlten Wasser weiter Energie entzogen,
bleibt die Temperatur solange konstant auf 0 °C, bis das Wasser
vollständig zu Eis gefroren ist. Während dieses Phasenwechsels von
flüssig zu fest kann dem Wasser ebenfalls eine Wärmemenge von
93 Wh/kg entzogen werden.
Vitofriocal Eisspeichersystem
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