Wärmespeicherelemente - dezentrale Speicherung

Schade, dass keine Links erlaubt sind.

Damit macht der Beitrag nicht viel Sinn.

Vielleicht erlauben die Moderatoren aber dies:  (Es ist keine Werbung und der Link ist seriös)

waermespeicher.n-bay   und dann noch das "de" dahinter.

Wäre lieb! Danke!

Veröffentlicht von: @aliobaba

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Schade, dass keine Links erlaubt sind.

Schade, dass keiner die Forenregeln und - Infos liest.

Steht nämlich alles drin, wie das geht.

Hier mal das Dokument als Diskussionsgrundlage:

http://waermespeicher.n-bay.de/waermespeicher.pdf

Ich glaube so eine ähnliche Diskussion hatten wir schon einmal. Ansich stellt sich die Frage, für welche Arten von Häusern sowas sinnvoll sein soll. In gut gedämmten Häusern oder Neubau ist sowas... naja, da hat man sowieso genügend Platz einberechnet, da kann auch im Keller nochmal so 1000 oder 2000l Wasservolumen stehen um genau das zu machen was dieses System erbringen soll. Also als eine Art Akku dienen.

Warmwasser macht man generell lieber zentral mit BWWP im Keller, da 2 Schläuche dran, selbst mit hohen Temperaturen und JAZ2 ist das besser als jeder Boiler und jeder DLE den es gibt. Da hohe Temperaturen reicht das auch für genügend Leute aus, auch Badewanne. Hier kann man auch wunderschön Überschüsse aus PV oder eben bei sehr geringen Strompreisen einmal mit der integrierten Wärmepumpe, aber auch mit dem integrierten Heizstab "parken".

Idealerweise hat ein Haus dermaßen wenig Heizbedarf, dass man am besten fährt ohne ein wasserführendes System. Gänzlich. Dafür Lüftungsanlage, Wärmerückgewinnung und anhebung bzw. Senkung mit einer Luft/Luftwärmepumpe.

Andernfalls nutzt man am besten die Speichermasse des Hauses. Das geht im Altbau mit Einfräsung für Fußbodenheizung in den Estrich oder Entkoppeln der Rohböden mit Dämmung und darauf dann Dünnschichtsysteme mit wenig Masse (wegen Statik), dafür aber schnelle Reaktionsdauer des Systems. Da das Optimum eine niedrige Vorlauftemperatur, mittlere Temperatur wie auch niedriger Hub bei einer Wärmepumpe ist, bietet sich ein großer Wasserbehälter im Keller mit einem Drei-Wege-Ventil zur Überschusseinspeisung der Wärme bei Strom-Niedrigkosten an. Aber wie hoch soll man da dimensionieren? Wenn die Wohnung noch 3kWh Wärme benötigt, die Wärmepumpe 9kWh liefern kann, kann nur 6kWh gespeichert werden pro Stunde. Bei 1000l sind das ca. 6°C Erhöhung der Speichertanktemperatur im Vergleich zur Vorlauftemperatur bei etwas schlechterem Wirkungsgrad. Andersrum kann man damit gerade einmal bei 3kWh Abnahme 2 Stunden lang ausgleichen.....

Wir brauchen also einen viel höheren Hub bei viel mehr Leistung! Ansich braucht man dafür entweder eine immens große Wärmepumpe, da aber der Strom ja, wie besprochen, "kostenlos" ist, ist es egal ob nun COP4, COP3 oder COP1. Denn wichtig ist vor allem, dass der Speicher beladen wird. In dem Falle wäre folgendes anzuraten:

Wenn Strom "kostenlos" ist, dann springt ein Durchlauferhitzer und eine Pumpe an, und lädt den Speicher mit 27KW auf! VL mit 30°C und 3kWh Wärmeabnahme des Hauses, Strom ist gerade billig. Also volle Möhre! 2 Stunden lang den Speicher füllen mit 27KW, sind 54KWh Strom kostenlos. Speicher hat nachher 84°C. Das reicht jetzt bei 3kWh weiterem Energieverbrauch für ungefähr 18 Stunden bis der Preis sich wieder der Null nähern kann. Strom ist länger teuer? Also den Puffer mit dem 3-Wege-Ventil umgehen, nur Wärme mit der Wärmepumpe erzeugen, die man benötigt. Usw. usf. Täglicher Stromtarif? Heute billig? Selbiges, vielleicht auch Nachtspeicheröfen. 8 Stunden aufladen, 16 Stunden entnehmen.

Dezentrale Wasserreservoirs müssen ebenfalls aufgeladen werden. Ich sehe hier keinen Vorteil.

Hallo!

Interessantes Konzept. Als langjähriger Betreiber einer Warmwasser-Solarkollektors habe ich mir auch schon einige Gedanken zu dem Thema gemacht. Natürlich gibt es auch schon reichlich Lösungen, denen allen gemeinsam ist, dass man möglichst viel von einer Substanz benötigt, die eine möglichst hohe Wärmekapazität hat. Oder alternativ eine Substanz verwendet, die bei Phasenübergängen viel Wärme aufnehmen und freigeben kann (Wachs, Salzgemische, ...). Wasser ist meistens der Stoff der Wahl, weil es preiswert und einfach zu handhaben ist. Allerdings braucht man große Mengen, wenn man nennenswerte Energievorräte speichern möchte.

Und dabei sehe ich hier das größte Problem, vor allem bei Altbauten. „In der Wand“, so wie das hier propagiert wird, lassen sich nachträglich keine großen Wasserbehälter unterbringen, vor allem nicht bei altbautypischen dünnen Wänden. Da ist es wesentlich einfacher, einen oder mehrere große Behälter dort anzubringen, wo die Wärme erzeugt bzw. ins Haus eingeleitet wird (Heizraum, Technikraum). Bei uns sind das insgesamt 1.200l Wasser in zwei Behältern, jeweils mit diversen Wärmetauschern. Mit einer zentralen Regelung für alles. Zentral installiert ohne weitere Baustellen in jedem Zimmer. Nur ein einzelner Raum, den ich frostfrei halten muß, wenn im Winter das Haus ein paar Tage oder Wochen leersteht. Keine Behälter in den Wänden, die bei Frost die ganze Wand sprengen, wenn aus irgendeinem Grund (z.B. mehrtägiger Stromausfall, wenn im Winter das Haus eine Weile leersteht) die Heizung ausfällt. Ich weiß wie Wasserschäden aussehen, darum würden mir kein großen Mengen Wasser in die Wände kommen!

Viele Grüße

Maximilian

Ich weiss nicht wo du wohnst, aber dass dein Haus von innen auf unter 0°C bei den Innenwänden kommen könnte halte ich für... unwahrscheinlich. Außer du reißt auch alle Fenster auf.

Nette Brainstorming Session!

Da unser RMH mit einem Wärmebedarf von 5500 kWh Gas inkl WW (etwa 4 kWh Gas pro Tag, bleiben also grob 4000 kWh) und einer Heizlast so im Bereich 1 bis max. 2 kW keinen so richtig sinnvollen Betrieb einer immer zu großen Wärmepumpe zuläßt, hab ich mir auch mal überlegt, wie es mit einem 300er Kunststoffrohr als Speicher/zusätzlicher Heizfläche wäre, vom Keller bis zum Dach mit entsprechenden Durchbrüchen 😉 Ne passende zentrale Ecke gäbe es sogar und könnte als Schacht für andere Sachen mit dienen. Alternativ zu einer Art Betonkernaktivierung/Wandheizung der Innenwände in Verbindung mit einer Erneuerung der Elektroverteilung ...  Temperatur wäre ja nicht so hoch, wenn man es mit ner WP beschicken will. Wird aber wohl eher auf ne Split-Klima Lösung hinauslaufen, wenn die PV mit Speicher endlich angemeldet ist und ich meinem Elektriker mit was ner Unterverteilung dafür kommen kann. Im Neubau würde ich einfach Betonkernaktivierung (sofern man noch mit Beton baut ...) oder entsprechende Stampflehmwände machen, wenn überhaupt noch wassergeführt ... Wenn es ein großer Wasserspeicher sein soll vielleicht den Keller in die warme Hülle und Platz für sagen wir 20cm Wasser am Boden schaffen? Nachteil ist der Wärmeverlust dort ... Oder halt nen Satz IBC Tanks ... Weniger Oberfläche/Volumen. Muß ja alles auch statisch funktionieren und die Ertüchtigung diesbezüglich soll kein Vermögen kosten ... Meinem jüngst gebohrten Brunnen im Garten mit Tauchpumpe (kein Lärm mehr) hab ich auch nen Temperatursensor auf Höhe der Pumpe verpaßt, etwa ein Meter unter Wasserspiegel. Aktuell so 10.6 Grad, ansteigend auf etwa 11.8 Grad wenn ich ne Weile pumpe und dann vermutlich Wasser von weiter oben nachströmt. Da würde ich als Spielkind natürlich auch gerne Wärme rauspumpen, auch wenn die Wasserqualität nicht so prickelnd ist und es natürlich mit fertigen WP finanziell völliger Blödsinn ist. Vielleichts wirds mal ein kleines Gewächshaus mit Temperierung 😉

Herzlichen Dank für die Antworten!

RoterFuchs schrieb:
"Warmwasser macht man generell lieber zentral mit BWWP im Keller,..."
Der Vorteil von der dezentralen Speicherung ist aber, dass es keine(!) Wärmeverluste gibt, da die Wärmeenergie, die die Speichereinheiten abgeben ja sogleich der Raumheizung dienen. Und Räume warm zu halten ist ja gerade der Zweck dieser Wärmespeicherung. Dennoch kann man aus diesen dezentralen Speicherelementen jederzeit auch recht schnell die enthaltene Wärmeenergie abrufen, wenn schneller aufgeheizt werden soll (zum Beispiel am Morgen vor dem Aufstehen), nämlich einfach dadurch, dass man die Zirkulation des Heizwassers gezielt in Gang setzt, um so Wärme aus diesen Speicherelementen zu ziehen.
Und wenn man an die vielen Möglichkeiten denkt, Wasserbehälter in Wohnräumen unauffällig unterbringen zu können, dann hat man schnell ein beachtlich großes Speichervolumen zur Verfügung. Und damit ist der Temperaturhub für eine Wärmepumpe viel effektiver zu handeln, da auch mit geringeren Speichertemperaturen relativ große Energiemengen gespeichert werden können.

"Roter Fuchs" spricht auch den geringen Wärmebedarf moderner Häuser an. Aber auch bei einem geringen Wärmebedarf muss einigermaßen kontinuierlich geheizt werden, eben auch dann, wenn eine externe Energiequelle gerade teuer ist. Geringer Wärmebedarf und perfekte Isolierung der Außenwände ist natürlich immer von Vorteil. Gut isolierende Wände enthalten aber auch viel Luft, haben also auch eine geringe Wärmespeicherkapazität. Wasser hat gegenüber Beton sogar eine über vierfach(!) höhere Wärmespeicherkapazität, die auch bei einem KfW-40 Haus genutzt werden könnte, um Wärmeenergie dann zu "tanken", wenn diese gerade wenig oder sogar gar nichts kostet.

Einen weiteren Aspekt möchte ich hier auch noch zu bedenken geben: Derartige dezentrale Wärmespeicher haben ja auch eine relativ große Oberfläche für den direkten Temperaturaustausch mit den Wohnräumen, was einer niedrigen Vorlauftemperatur des Heizwassers zu Gute kommt, was dann wiederum die Effektivität einer Wärmepumpe steigert. Ich behaupte mal, es ist sehr viel einfacher, einige solche Speichereinheiten in diversen Räumen unter zu bringen und diese ganz einfach an vorhandene Heizkörper anzuschließen, als nachträglich eine Bodenheizung einzubauen.

Jeden Deiner dezentralen Wärmespeicher anzuschließen bedeutet aber halt auch einiges an Aufwand&Kosten für die Verlegung der Rohre ... Nehmen wir mal ne Wand von 4 Metern Breite, 2.5m Höhe und sagen wir, wir opfern 10cm + was oben drauf kommt, dann ist da ein Kubikmeter, macht 1.16 kWh/Kelvin, müßte ich bei unserem Haus also um 21 Grad überhöht heizen, um ne Heizlast von einem kW einen Tag bereitstellen zu können. Beton hat 0.72 kWh/K, also auch nicht soviel schlechter. Unsere Kalksandstein Wände 0.63 kWh/K, d.h. ne Wandheizung einer Innenwand mit ggf. etwas Dämmung drauf, damit die Wärme langsamer abgegeben wird ist auch nicht soweit weg von.

@Aliobaba

Du magst in der Wohnung keine Wärmeverluste haben, aber was ist wenn draußen anfängt die Sonne zu scheinen und deine Räume dann wegen den Tanks in den Wänden überheizen? Du könntest in den Tanks also höchstens Raumtemperatur als Pufferspeichermedium benutzen, ist die Temperatur da um 5°C höher wird schon die Abstrahlwärme die Räume mitheizen....

Du kannst auch anders schnell an Wärme kommen: Anstatt Fußbodenheizung oder Heizkörper kann man Klimaanlageninnengeräte nehmen und per Lüfter den Raum beheizen. Warm in 5 Minuten. Die Pumpe tut ihr übriges.

Und damit ist der Temperaturhub für eine Wärmepumpe viel effektiver zu handeln, da auch mit geringeren Speichertemperaturen relativ große Energiemengen gespeichert werden können.

Die Wände sind auch Energiespeicher.

Ich behaupte mal, es ist sehr viel einfacher, einige solche Speichereinheiten in diversen Räumen unter zu bringen und diese ganz einfach an vorhandene Heizkörper anzuschließen, als nachträglich eine Bodenheizung einzubauen.

Ich behaupte mal, wenn man an jeden vorhandenen Heizkörper einen Lüfter anbringt, dass damit die Vorlauftemperatur viel niedriger gestellt werden kann, als man es mit zusätzlicher Speichermasse durch einen Wärmespeicher der seine Abwärme an den Raum abgibt, schaffen kann.

Hallo!

Veröffentlicht von: @aliobaba

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Ich behaupte mal, es ist sehr viel einfacher, einige solche Speichereinheiten in diversen Räumen unter zu bringen und diese ganz einfach an vorhandene Heizkörper anzuschließen, als nachträglich eine Bodenheizung einzubauen.

Wenn das die einzigen Alternativen sind vielleicht schon. Wenn aber die Alternative eines zentralen Warmwasserspeichers besteht, dann würde ich die trotzdem vorziehen. Vielleicht ist unsere Wohnsituation ja auch speziell, denn unser Haus ist ziemlich klein. Die Wand- und Bodenflächen werden für Möbel und Einrichtungsgegenstände gebraucht, die Flächen für die Wasserspeicher würden dafür verlorengehen, es sei denn, sie wären in die Wände eingbaut.

Was ich auch noch zu bedenken gebe sind heiße Sommer. Wenn es mehrere Tage hintereinander tagsüber 35°C und mehr hat, heizt sich das Haus, alle Wände und alles, was darin ist, auf diese Temperatur auf. Abkühlung gibt es dann erst nach Sonnenuntergang, wenn man plötzlich seine dünnen und kaum isolierten Wände zu schätzen lernt. Wenn jetzt aber tausende von Litern Wasser mit 35°C im Haus verteilt sind, gibt es auch nachts keine Abkühlung mehr...

Grüße

Maximilian

Welches Problem soll dieser Speicher lösen?
Wer ist die Zielgruppe für so einen Wärmespeicher?

"Gerade moderne Niedrigenergiehäuser haben nur geringe physikalische
Massen, um Wärmeenergie zu speichern. Es finden sich aktuell kaum Lösungsansätze, die über den
vertrauten und relativ großen zentralen Warmwasserspeicher im Heizraum hinaus gehen."

Der zentralen Warmwasserspeicher ist nicht die Lösung, er ist das Problem.
Wird der Warmwasserspeicher vom selben Wärmerzeuger beliefert, die auch für die Heizung verwendet, fällt die Heizung während dieser Zeit aus, wird der Fußboden kalt.
Das lässt sich aber durch 'ne Zeitscheibensteuerung abstellen.

"Ob diese "Erfindung" nun der echte "Burner" ist, weiß ich nicht. Und ob man so etwas vermarkten kann, weiß ich auch nicht; ich kann dies jedenfalls sicherlich nicht. "

Ob das bei der Höhle der Löwen reinkommen würde, weiß ich nicht, ich glaube aber eher nicht.
Der MDR mit einfach genial würde, aber sicherlich darauf anspringen.

Herzlichen Dank für die lebhafte Diskussion! Sehr interessant und macht viel Spaß 🙂

@JensDecker:

„Jeden Deiner dezentralen Wärmespeicher anzuschließen bedeutet aber halt auch einiges an Aufwand&Kosten für die Verlegung der Rohre ...“

Soo viel Aufwand für die Verlegung ist da gar nicht nötig: Es würde ja genügen, an einen beliebigen Heizkörper je ein T-Stück an den Zulauf und ein T-Stück an den Ablauf dazwischen zu schalten. Dann hat das Wärmespeichersystem ja bereits einen direkten Anschluss an das Wassersystem der vorhandenen Heizungsanlage. Und die Speicherelemente können dann ja an der Wand "in Serie" angebracht und verbunden werden, so dass lediglich oben unter der Decke ein Rohr für den Zulauf und ein Rohr für den Ablauf angebracht werden muss. Den Estrich für eine Fußbodenheizung raus zu reissen ist da viel aufwändiger.

„... , dann ist da ein Kubikmeter, macht 1.16 kWh/Kelvin, müsste ich bei unserem Haus also um 21 Grad überhöht heizen, um ne Heizlast von einem kW einen Tag bereitstellen zu können. Beton hat 0.72 kWh/K, also auch nicht soviel schlechter...“

Der Unterschied ist erheblich größer: Ich habe folgende Daten für die spezifische Wärmespeicherkapazität:
Beton ca. 0,88 kJ/(kg*K) und Wasser: ca. 4,2 kJ/(kg*K)
Die Wärmespeicherung mit Wasser ist deshalb erheblich effektiver.

@RoterFuchs:

Zum Thema überheizen: "Du könntest in den Tanks also höchstens Raumtemperatur als Pufferspeichermedium benutzen,..."

Diese Anlage muss natürlich mit einer Elektronik gesteuert werden, die dann durch den Steuerungsalgorithmus natürlich dann nicht aufheizt, wenn ein Heizen wegen der Außentemperaturen nicht mehr nötig ist. Die direkte Wärmeabgabe muss durch die Dicke einer Isolierung der Speicherelemente intelligent angepasst werden. Ein Überheizen dürfte auf diese Weise in den Monaten November bis Mai kaum passieren. Und in den anderen Monaten ist die Heizung dann ohnehin ausgeschaltet.

"Ich behaupte mal, wenn man an jeden vorhandenen Heizkörper einen Lüfter anbringt, ..."

So ein Lüfter kann aber nicht dazu beitragen, dass z.B. günstige Heizenergie (z.B. um die Mittagszeit) so gespeichert wird, dass diese Energie dann in den (z.B.) Abendstunden abgegeben wird. Und dieser Effekt ist ja "das Gelbe vom Ei" meiner Überlegungen.

@maximillianh:

"Die Wand- und Bodenflächen werden für Möbel und Einrichtungsgegenstände gebraucht, die Flächen für die Wasserspeicher würden dafür verlorengehen, es sei denn, sie wären in die Wände eingebaut....."

Zentrale Wasserspeicher brauchen von vorne herein Platz. Und man MUSS dieses Speichereinheiten ja nicht an einer Wand anbringen, wenn der Platz knapp ist. Ich denke da an manche Stellen in einer Wohnung, die Platz bieten ohne dass dieser Platz dann für das Wohnen fehlt: Eine gemütliche Fensterbank, am Boden einer Eckbank im Esszimmer, unter einer Treppe, unter der Sitzfläche der Eck-Couch im Wohnzimmer, unter einem Bett (natürlich mit entsprechender Isolierung 😉 , als Sockel eines Couch-Tisches , in einer ungenutzten Ecke eines Raums usw. usw.

"Was ich auch noch zu bedenken gebe sind heiße Sommer"

Wie schon oben gesagt: Außerhalb der Heizperiode ist natürlich auch dieses Heizsystem vollständig deaktiviert.

@ "und mehr":

"Welches Problem soll dieser Speicher lösen?" .... "Der zentralen Warmwasserspeicher ist nicht die Lösung, er ist das Problem."

Eben! Genau deshalb diese DEZENTRALE Lösung.

"Wird der Warmwasserspeicher vom selben Wärmerzeuger beliefert, die auch für die Heizung verwendet, fällt die Heizung während dieser Zeit aus, wird der Fußboden kalt."

Den Warmwasserspeicher für das Brauchwasser habe ich in dieses Heizsystem überhaupt nicht mit einbezogen - kann man aber natürlich. Durch eine elektronische Steuerung ist das Heizen des Brauchwassers völlig von der Raumheizung getrennt.
Und jeder Fußboden wird kalt, wenn das Heizsystem ausfällt. das ist hier nicht anders.

"Wer ist die Zielgruppe für so einen Wärmespeicher? "

Zielgruppe sind moderne Häuser mit effektiver Isolierung und tatsächlich auch Bestandsbauten, da nur relativ wenige "Rohrverlegearbeiten" notwendig sind, denn in älteren Häusern mit zentraler Heizung sind ja in allen Räumen Heizkörper, durch die ein Anschluss an die bestehende Heizung relativ einfach möglich ist.

Und nochmal Danke für Eure Ideen und Gedanken zu diesem Thema!!

Die Verrohrung ist natürlich nur dann einfach, wenn die Speicher in der Nähe der Heizkörper sind, wobei ich selbst da Zweifel habe, ist ja oft ziemlich beengt und wegen sagen wir jeweils 300 oder 500 Liter Volumen 3h Arbeiten + Material geht auch gut ins Geld, von den Arbeiten drum rum mal ganz abgesehen, wenn die nicht DIY gemacht werden ... Bei meinen Wärmekapazitäten hab ich die Werte pro Kubikmeter angegeben, Volumen ist interessanter als Masse und da reduziert sich dann halt der Vorteil von Wasser wieder deutlich.