Aufbau Wärmespeicher mit Funktionskomponenten

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1. Microtherm Wärmedämmung (Front und Rückseite) basierend auf Siliziumdioxid. Wird aufgrund der hervor ragenden Dämmeigenschaften auch in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.

2. Speicherkernsteine (Feolit)

   Feolit ist ein häufig vorkommendes natürliches eisenhaltiges Mineral (Eisenoxid)

3. Heizelemente Edelstahl
   Hochtemperaturbeständige Edelstahl Rohrheizkörper zur Wärmeübertragung

4. Hartschalen -Wärmedämmung (Vermiculite)
   Natürlich vorkommendes faserfreies Material (Glimmerschiefer). Wird nahezu in allen Kamin öfen oder im Brandschutz eingesetzt.

5. Bediendisplay
   Einstellungen und Anzeigen

6. Netzanschlussklemmen
   Leistungsversorgung, Steuerleitun gen, Zubehöranschlussmöglichkeiten.

7. Lüfter für dynamische Warmluft
   Abgabe zur Raumtemperaturregelung Leise laufender Radialventilator zur Wärmeabgabe in Verbindung mit dem Raumtemperaturregler

8. Aufladeregler und Raumtemperaturregler integriert

   Regelung der Aufladung durch Vergleich des Soll Ladegrades mit der Ist-Ladung (Restwärme) Regelung der Raumtemperatur (Entladung) über integriertem Raumtemperatursensor.

9. Kernfühler Restwärmeerfassung
   Direkte genaue Messung der Kerntempera tur zum Vergleich der Restwärme mit dem Soll-Ladegrad im Aufladeregler.

10. Warmluft Mischraum
    Bimetall-Klappensteuerung für die Einstellung der Warm luft-Ausblastemperatur.

Funktionsprinzip Wärmespeicher

Wärmespeicher laden – überwiegend noch in der Nacht oder in den Morgenstunden durch vergünstigten Strom erzeugte Wärme im Speicherkern, um diese tagsüber an den Raum abzugeben.

Bei tieferen Außentemperaturen kann, je nach Lademodell, auch zu bestimmten Tageszeiten nachgeladen werden. Die Wärmeabgabe erfolgt dynamisch über einen Lüfter, der in Abhängigkeit der eingestellten Soll Raumtemperatur entsprechend angesteuert wird. Zusätzliche Wärme kann mit einer Zusatzheizung (Zubehör) erzeugt werden. Bei Verwendung einer zentralen Aufladesteuerung erfolgt die Aufladung in Abhängigkeit der Außentemperatur. Elektrische Wärmespeicher sind als Tagesspeicher dimensioniert. Durch das Speicherpotenzial können flexible Aufladezeiten im Smart Grid genutzt werden.

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Bei voll aufgeladenem Wärmespeicher erfolgt eine Wärmeabgabe auch über die Oberfläche des Gerätes und wird als angenehme Strahlungswärme empfunden. Nach einer Standzeit von 16 Stunden ist noch ein Wärmeinhalt von 60 % vorhanden. Die statische Wärmeabgabe über die Oberfläche ist bei richtiger Dimensionierung immer geringer als die benötigte Heizleistung, so dass keine unkontrollierbare Wärmeabgabe erfolgt und der Raum nicht überhitzt wird.

Der Hauptanteil der Wärmeabgabe erfolgt dynamisch über den geräteintegrierten Lüfter und kann mit einem elektronischen Raumtemperaturregler exakt an die benötigte Heizleistung angepasst werden. Die Raumtemperaturregelung kann mit Komfort- und Absenkzeiten programmiert werden und an die individuellen Anforderungen angepasst werden.

Die eingesetzte elektrische Energie wird also nahezu vollständig 1:1 in Wärmeenergie umgewandelt.

Elektronische Aufladeregelung

Signalbereitstellung durch Zentralsteuergerät mit Außentemperaturmessung

Das Ladegrad-Steuersignal des Zentralsteuergerätes wird auf die Eingangsklemmen des digitalen elektronischen Aufladereglers im Wärmespeichers geführt. Das Steuersignal kann als DC-Gleichspannungssignal oder als AC-Wechselspannungssignal, abhängig von der Bauart des Zentralsteuergerätes, bereitgestellt werden. Im Wärmespeicher vergleicht ein elektronischer Aufladeregler das Soll-Ladegradsignal mit dem Ist-Ladegrad, der durch einen internen Restwärmefühler gemessen wird. Die erforderliche Aufladung wird dann entsprechend zugeschaltet. Die Tabelle zeigt die möglichen Steuersignale beim Betrieb mit zentraler Aufladesteuerung.

Anlagenplanung: Planungskriterien

Austausch, Modernisierung, Effizienzsteigerung

Anlagen mit Zentralsteuergerät

Alle Wärmespeichertypen sind für diesen Einsatz geeignet

Welches Steuersignal liegt vor?
Im Betrieb mit Zentralsteuergerät wird der Soll-Ladegrad entsprechend der Außentemperatur und weiterer Einstellwerte drahtgebunden an die Wärmespeicher übertragen.
Das Steuersignal wird abhängig vom Steuergerätetyp als DC-Kleinspannungssignal (0,91…1,43V) an die Wärmespeicher-Klemmen A1+, A2- oder als getaktetes AC-Wechselspannungssignal (230~ 0…80% ED Einschaltdauer) an die Wärmespeicher-Klemmen A1~, A2~ angeschlossen. Die % ED für Altanlagen (z.B. 68%) sind über das Menü P9 am Display einstellbar.

Beispiel Zentralsteuergeräte ZW05 DCU

Anlagenplanung: Planungskriterien für VFE-Einsatz

Überprüfung vorhandener Anlagenkomponenten für Aufladung und Raumtemperatur
Überprüfung vorhandener Steuerungssysteme und Signale
Überprüfung der elektrischen Installation

• Ist eine witterungsgeführte Aufladesteuerung vorhanden? ja/nein

• Welches Steuersignal wird verwendet?

• AC intermittierendes Wechselspannungssignal mit ED (0-80%) oder

• DC Gleichspannungssignal (0,91…1,43V)

• Überprüfung des Steuersignales an die Wärmespeicher

• Überprüfung des EVU-Ansteuersignales

• Überprüfung der Fühlerwerte Außentemperatur

• Welcher Raumtemperaturreglertyp ist vorhanden

• Funktioniert die Signalbereitstellung vom Raumtemperaturregler

• Ist eine Dauerphase für die Versorgung des integrierten Auflade-/Entladereglers verfügbar?

Planungsbeispiel VFE

Betrieb mit externem Auflade-Zentralsteuergerät und externem Raumtemperatur-Regler für Entladung

Auflade-Zentralsteuerung
Das Auflade-Zentralsteuergerät ist in der Elektroverteilung installiert. Über einen drahtgebundenen Außenfühler wird die Außentemperatur gemessen und daraus der zur Witterung passende Ladegrad der Wärmespeicher ermittelt.
Dieser Soll-Ladegrad wird drahtgebunden dem Wärmespeicher zur Verfügung gestellt. Am Auflade-Zentralsteuergerät können dazu zahlreiche Einstellungen, Korrekturen und Anpassungen vorgenommen werden, teils für den Endbenutzer, teils für den Installateur zugänglich.
Das Steuersignal für den Ladegrad kann entweder als Gleichspannungs-DC Signal (0.91…1,43V) oder als intermittierendes 230V Wechselspannungssignal-AC (0…80 % ED) bereitgestellt werden.

Raumtemperatur-Regler
Der Raumtemperatur-Regler ist für die bedarfsgerechte Entladung der gespeicherten Wärmeenergie erforderlich. Ein oder mehrere Wärmespeicher in einer Wohnung oder einem Raum können mit einem zentral angeordneten Raumtemperatur-Regler betrieben werden. Bei Unterschreiten der eingestellten Solltemperatur wird der Lüfter im Wärmespeicher eingeschaltet und befördert Raumluft durch die Luftkanäle im Speicherkern. Die erwärmte Luft wird dann über den Warmluft-Mischraum an den Raum abgegeben. Nach erreichen der Soll-Raumtemperatur wird der Lüfter vom Raumtemperatur-Regler automatisch wieder abgeschaltet.

Betrieb mit externem Auflade-Zentralsteuergerät und integriertem Raumtemperatur-Regler für Entladung

Auflade-Zentralsteuerung
Das Auflade-Zentralsteuergerät ist in der Elektroverteilung installiert. Über einen drahtgebundenen Außenfühler wird die Außentemperatur gemessen und daraus der zur Witterung passende Ladegrad der Wärmespeicher ermittelt.
Dieser Soll-Ladegrad wird drahtgebunden dem Wärmespeicher zur Verfügung gestellt. Am Auflade-Zentralsteuergerät können dazu zahlreiche Einstellungen, Korrekturen und Anpassungen vorgenommen werden, teils für den Endbenutzer, teils für den Installateur zugänglich.
Das Steuersignal für den Ladegrad kann entweder als Gleichspannungs-DC Signal (0.91…1,43V) oder als intermittierendes 230V Wechselspannungssignal-AC (0…80 % ED) bereitgestellt werden.

Raumtemperatur-Regler integriert in VFE Gerät
Der integrierte Raumtemperatur-Regler hat die Einstellmöglichkeit von Tages- und Wochenprogrammen für Komfort-und Absenkzeiten. Eine offene Fenster Erkennungsfunktion (auch deaktivierbar) kann den Energieverbrauch zusätzlich reduzieren.
Eine Bediensperre kann unerwünschte Bedienungen vermeiden.
Eine optional (Zubehör) eingebaute Zusatzheizung kann aktiviert und angesteuert werden.

Betrieb mit integrierter Aufladeautomatik und integriertem Raumtemperatur-Regler für Entladung

Anlagen ohne Zentralsteuergeräte

Die TAB (Technische Anschluss Bedingungen) der Energieversorger fordern eine außentemperaturgeführte Aufladesteuerung für die Installation von elektrischen Wärmespeichern.
Eine Anlagenmodernisierung ist möglich, entweder durch:
Nachrüstung einer Zentralsteueranlage
oder
Einsatz von modernen VFE-Wärmespeichern mit geräteintegrierter Aufladeautomatik. Der passende Soll-Ladegrad der Wärmespeicher wird hier unabhängig von einer externen Aufladesteuerung automatisch im Gerät ermittelt.

Einsatz von VFE Wärmespeicher

Integrierte selbstlernende Aufladeautomatik

Der passende Soll-Ladegrad der Wärmespeicher wird hier unabhängig von einer externen Aufladesteuerung automatisch im Gerät ermittelt. In diesem Betriebszustand arbeiten die Wärmespeicher vollkommen autonom und werten verschiedene Einflussfaktoren für die Bereitstellung des erforderlichen
Wärmeinhaltes aus. Die benötigte Ladezeit wird dabei unter Auswertung des Benutzerverhaltens, der Veränderung der Raumtemperatur und einer Saisonkurve errechnet und laufend optimiert. Berücksichtigt werden der gewünschte Verlauf der Raumtemperatur mit Komfort- und Absenkzeiten, das Taktverhalten des integrierten Raumtemperaturreglers und damit der jeweilige Wärmebedarf. Die noch vorhandene Restwärme aus dem Vortag sowie vorgenommene Änderungen an den Sollwerten tragen ebenfalls zur kontinuierlichen Optimierung und Anpassung des erforderlichen Wärmeinhaltes bei.

Rechtliche Hinweise Impressum