Ingenieurbüro für Heizung- Solar-&Sanitärtechnik
Norbert Lohrmann
LEISTUNGEN
PLANUNGSLEISTUNGEN
Deutschland - eine Servicewüste?
Aber nicht mit uns!
Durch das Büro kann ich Ihnen Leistungen anbieten:
• Energieberatung und Bauherrninformation zur Findung eines effektiven Anlagenkonzeptes
• Planung von Heizungstechnik – Kesselanlagen, Niedertemperatur bis Dampfkessel
• Planung kompletter Wärmepumpen als Heizungs-, Warmwasser- und Technologieanlage (Sole und Luft)
• Sanitäranlagenplanung
• Reinraumplanung
• Planung Thermische Solaranlagen zur Warmwasserbereitung bis zur Vollsolarheizungen
• Planung von Wärmespeichersysteme – saisonal für Wärme und Kälte
Spezielle Solarplanungsleistungen
Auf Grund eigener Patente und Gebrauchsmuster kann ich Ihnen ein vollsolar beheiztes Gebäude planen und Sie beim Bau dieser Technik begleiten.
Durch diese Technik werden in der Praxis Betriebskosten (Heizung, Kühlung, Warmwassererzeugung) von 2,00 bis 0,00 €/m² erreicht und das bei Gebäudebaukosten um
die 1400,00 €/m².
Das Büro macht Ihnen gern ein entsprechendes Informations- und Kalkulationsangebot für Ihren Gebäudegrundriss.
Auch Teilanlagen wurden bereits realisiert. Durch Nutzung oben ge-zeigter Erdwärmetauschersonden (EWTS) können kostengünstige Wärmequellen für Sole-Wärmepumpen oder naturbetriebene Kaltwassererzeuger aufgebaut und für Klimatisierungszwecke betrieben werden.
Information
Die meisten Menschen verstehen unter Solarenergienutzung nur die Nutzung zur solaren Brauchwasserbereitung.
Die vorhandene Literatur geht meistens bei einer Nutzung zur Gebäudebeheizung von einer Unwirtschaftlichkeit aus.
Die Praxis hat aber gezeigt, dass solare Architektur und solare Gebäudeheizungen möglich sind und bei optimaler Planung auch sehr effektiv und wirtschaftlich arbeiten können.
1. Vorbemerkungen
Im Augenblick wird die Nutzung von konventionellen Energieträ-gern wie Erdgas, Kohle oder Heizöl in den Vordergrund gestellt.
Jahrzehntelang waren diese Energieträger Grundlage der Energiewirtschaft und der Industrie.
Zunehmend wird es der Bevölkerung, den Medien aber auch der Industrie, speziell den Energiefirmen bewusst, dass diese Energien endlich sind und sich schon, in einer für uns absehbaren Zeit erschöpfen.
Somit nicht mehr Grundlage der Energiewirtschaft sein können.
Durch die Energiewirtschaft der Industrieländer wurde der Treib-hauseffekt in den letzten 30 – 50 Jahren nachhaltig negativ beein-flusst.
Die vermehrten Anfragen zu solaren bzw. alternativen Energieanlagen zeigen neben dem Anstieg der Energiepreise und dem Erleben einer Klimakatastrophe in Deutschland und Europa dass ein allgemeines Umdenken begonnen hat.
2. Vorraussetzungen
Der größte Energielieferant auf der Erde ist nicht die Firma Shell oder Exxon, sondern die Sonne. Sie liefert das 10 000 fache des Weltenergiebedarfes auf die Erde und wird z.Z. nur zu einem Bruchteil genutzt.
Auf der Erde kommen etwas weniger als die bekannten 1367 W/m² an Solarleistung an. Die die Erde erreichende Globalstrahlung liegt in Deutschland bei ca. 1000 kWh/m² im Jahr.
In den südlicheren Ländern steigt diese Leistung bis 1700 kWh/m² an. Dieser Wert ist jahreszeitlich und auch geographisch stark unterschiedlich da die Leistung unter anderem vom Sonnenstand abhängt, der im Winter bei uns sehr flach liegt.
3. Nutzung
Die Nutzung dieser Globalstrahlung erfolgt solartechnisch durch Kollektoren.
Die einzelnen Typen unterscheiden sich nach Form, Beschich-tung, Material, Dämmung, Hydraulik und Verspiegelung.
Die Grundlage einer solaren Nutzung ist die Beherrschung der Speicherung. Erst die Speicherung vermag das Problem der zeitlichen Verschiebung vom solarem Anfall der Wärme und dem Bedarf an Heizwärme zu lösen. Dieser Speicher, der die Energie über eine Saison aufnimmt und sie bei Bedarf wieder abgibt nennt man einen saisonalen Speicher.
Die Speicher an sich unterteilt man in Massespeicher und physikalische Speicher, in Kurzzeit- und Langzeitspeicher (Saisonalspeicher) und in Niedrig-, Mittel- und Hochtemperaturspeicher.
Die weitere Betrachtung erfolgt für die physikalischen Massespeicher im Niedertemperaturbereich mit Langzeitspeicher-eigenschaften.
Neben dem Medium Wasser bietet sich das Erdreich als
kostengünstige Speichervariante an.
Ein Wasserspeicher sollte als Schichtenspeicher ausgelegt werden und seinen Nutzen als Mittel- bzw. Hochtempera-turspeicher haben.
Wasserspeicher werden deshalb relativ schlank ausgeführt.
Die Güte des Speichers begründet sich neben seinem Preis/Leistungsverhältnis bei seinen Verlusten.
Hervorgerufen werden diese durch Wärmeleitung, Wärmestrah-lung und Konvektion.
Auf die Latentwärmespeicher mit chemischen Zusätzen (Parafin, Fett oder Salze) soll in diesem Beitrag nicht eingegangen werden. Sie erhalten dazu Informationen anderen Speicheranbietern.
4. Speicherung
In Verbindung mit meinem Planungsbüro wurden die Erdwärmetauschersonden (EWTS) entwickelt und zur Marktreife gebracht und in die breite Praxis eingeführt.
Diese EWTS sind eine technische Grundlage um Erdmassen in saisonale Speicher umzuwandeln.
Hersteller dieser EWTS ist die Firma Geosuntec Produktions GmbH und in Radeberg ansässig.
5. Innovative Wärmeversorgungssysteme
Der Autor versteht unter diesem Oberbegriff eine Kombination aus Solarsystem, einem saisonalen Speicher und einer auf eine Flächenheizung arbeitenden Sole-Wärmepumpe.
Kernstück dieses Systems ist ein intelligenter Solarsystem-verteiler (SSV).
- Durch eine konventionelle thermische Solaranlage (Größe ca. 5 – 10% der zu beheizenden Nutzfläche) wird im Sommer neben der Brauchwasserbereitung ein Heizungspufferspeicher und ein saisonaler Erdspeicher gefüllt. Nebeneffekt dieser Verschaltung ist der Wegfall der thermischen Kollektorbelastung im Sommer. Konventionelle Systeme schalten nach der Brauchwasserberei-tung ab und der Kollektor geht so in seine Stillstandstemperatur die 150 bis 200 °C erreichen können. Diese Temperatur belastet neben der Konstruktion (Dampfdruck 5-8 bar) die Wärmeträgerflüssigkeit. Dadurch leidet und altert die chemische Beständigkeit, die Korrosionsbeständigkeit und die Frostsicherheit.
- Nach dem Start der Wärmepumpe (Übergangszeit bzw. Brauchwasserbereitung an sonnenarmen Sommertagen) entzieht diese dem Erdspeicher einen Teil der eingelagerten Wärme. Nach einer entsprechenden Laufzeit kann die Temperatur bis unter 0°C fallen wodurch aber die Latentwärmeschwelle erreicht und genutzt wird.
- Gleichzeitig mit dem Sinken der Speichertemperatur nimmt das Leistungsabgabevermögen des Solarkollektors zu. Dadurch ist es der Solaranlage möglich Niedrigsttemperaturen (10 – 30°C) einer sinnvollen wirtschaftlichen Nutzung zuzuführen.
- Die Solaranlage erwärmt den saisonalen Erdspeicher immer wie-der! Sie hält ihn auf einem deutlicher höheren Temperaturniveau wie normal (Im Bild 17°C). Dies wiederum bewirkt ein deutliches Ansteigen der Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe, was sich auf die Senkung der Betriebskosten auswirkt. Die Jahresarbeitszahl steigt dabei ca. um den Wert von 1,0 (von 4,0 auf 5,0) und höher an.
Beeinflusst wird dieser Vorgang auch von der Wahl der Flächenheizung. Diese sollte so gestaltet werden, dass eine Vorlauftemperatur von 25 – 40°C gefahren werden kann.
Durch den Eintrag der solaren Wärme in den Heizungspufferspeicher wird, beginnend mit der Heizperiode die Vorlauftemperatur direkt, und bei Volllast die Rücklauftemperatur, angehoben bzw. beeinflusst.
In der Praxis haben sich dazu Kombispeicher (Pufferspeicher mit Innen liegendem Warmwasserbereiter) bewährt und durchgesetzt.
Nachlesbar ist diese Technik in der Baubeschreibung zum deutschen Gebrauchsmuster Nr. 298 01 126.3 und im Europapatent Nr. 99 101 043.0.
6. Fazit/Ausblick
Neben Einfamilienhäusern, Mehrfamilienhäusern und Gewerbeobjekten sind ganze Industrieanlagen oder Siedlungen an solche Wärmeversorgungssysteme koppelbar.
In Verbindung mit optimal dimensionierten Photovoltaikanlagen kann man, wie bereits erwähnt, Betriebskosten von 0,00 €/a erreichen bzw. sogar Kostenüberschüsse erzielen.
- Bei konsequenter Umsetzung und Weiterentwicklung dieser Heiztechnologie ist es nur eine Frage der Zeit, dass sich der Schwerpunkt von Heizöl und Erdgas auf alternative Energien verschiebt.
Dass dieses geschehen muß weiß jeder.
Dass es wirklich auch schon passiert zeigen die hohen und ansteigenden Zuwachsraten auf dem Solar- und Wärmepumpenmarkt.
Der Politik bleibt es vorbehalten diese Entwicklung zu unterstützen (Förderung und Forderung) weil meines Erachtens nach nur so ein effektiver Senkung des CO2 Aufkommens möglich ist.