Schichtspeicher / Abwärmenutzung

Hallo Leute,

Ich habe mal eine Frage bezüglich Schichtspeicher und Abwärmenutzung.

Verbraucher: 75°C (Heisswasser, insbesondere für Reinigung)

Wärmequellen: Einiges Abwärme von 35-45°C von Kompressoren und Kühlanlagen

Was ist nun sinnvoller:

1. Ein sehr grosser Schichtspeicher

Probleme die ich sehe: Wie verhindere ich eine durchmischung bei vielen Verbrauchern und Quellen (zbsp. bei hohen Volumenströmen), muss dann schon ein ziemlich guter Speicher sein.

2. Schichtspeicher für 75°C und ein separater Schicht/Pufferspeicher für die die Abwärme mit 35-45°C

Probleme sehe: Mehr Kosten, mehr Wärmeverlust, mehr Platz und Installation.

Vorteile: Sicherstellung das Vorläufe für die Kompressoren nicht zu kalt sind evtl. einfacher zu machen

Der Abwärme-Pufferspeicher könnte dann zbsp. als Wärmequelle für eine Wärmepumpe dienen welche den Schichtspeicher lädt.

Zusätzlich eine Rückkühlung

Dann die zweite Frage:

Hat man einen grossen Schichtspeicher, macht es dann Sinn zbsp. eine vorhandene 35-45°C Schicht mit einer Wärmepumpe als Wärme-Quelle und Vorlauf-Senke zu nutzen um dafür die 75°C Schicht zu speisen und das abgekühlte Wasser der Quell-Anschlüsse wieder unten einzuspeisen welches wiederum für Abwärme-Vorlauf genutzt werden kann.

Wärme-Simulationen von Schichtspeichern habe ich bis jetzt den Oskar gesehen. Sieht technisch ziemlich durchdacht aus, auch wenn ich mir vorstellen könnte, dass für viele Quellen/Verbraucher evtl. mehrere solcher Einspeise-Rohre sinnvoller wären damit sie sich nicht untereinander vermischen. Insbesondere wenn die Volumenströme etwas höher sind.

Grüsse und Danke

Hans Dampf:

Ja von den Wärmemassen die benötigt werden und den m3 pro h habe ich durch zahlreiche Berechnungen und Beispiele mittlerweile eine ungefähre Vorstellung was wann so ansteht. Wichtigstes Fazit: Hoher COP = hohe m3 an der Quelle, wenig Tempdifferenz.

Auch wenn das alles ziemlich Kaffeesatz-leserei ist, weil unsere Bedingungen nie gleich sind und die Auslegung deshalb eine sehr mühsame Angelegenheit ist. Deshalb die Fragerei bezüglich Speicher. Sind die genügend gross, effizient und Flexibel kann der Rest fast beliebig varieren, egal welche Technologie im Endeffekt für die Erzeugung verwendet wird. Falls nicht, ist das Konzept der Energieverschleuderung dafür simple Installation bei uns viel zu interessant.

@bluwin:

Ich kann keine sinnvollen Zahlen liefern, weil es schlicht keine sinnvolle Definitionen gibt. Wir haben keine Konstanten, ausser die Unkonstanz. - Gibt es das Wort überhaupt?

Etwas Hintegrundinfos:

Habe Planern schon viel Geld gegeben für die Ausarbeitung eines sinnvollen Konzeptes. Etwas das sie selbst, wir oder meistens beide Seiten tatsächlich umsetzen wollten, ist noch nie dabei rausgekommen. Einfach zu viele Verbraucher mit viel zu unregelmässigen Laufzeiten und Bedarf. WP's wären am Takten ohne Ende oder es bräuchte gute Kaskadensystem. Manche Verbrauchen möchten ein paar h ein paar hundert KW sehen und machen dann wieder ne Woche nix. Räume durchlaufen pro Jahr teilweise 4 Temperaturstufen von 0 bis 20°C mit Füllungen die von 50 - 300t Material gehen. Dabei soll der Wechsel möglichst schnell gehen. Also ein paar Tage sehr viel KW und dann Wochen fast nix. Also entweder speichern oder nach Bedarf produzieren und Abwärme als verschleudert ansehen. Bis jetzt war letzteres immer um ein vielfaches billiger.

Bei Kälte sehe ich das meiste Potential in einem grosszügigen, gut gedämmten Eisspeicher und die Nutzung der Latent-Energie bei gleichbleibender Temperatur. Daran hätte sogar eine WP freude. Problem ist da nur zu wissen wie es aktuell um den Speicher tatsächlich steht. Temperatur wäre einfach grundsätzlich zu tief für die meisten Anforderungen-->Ineffizient, dafür total simpel in der Technik. Oder aber teilweise in Ad- oder Absorption via heisser Quelle. Aber auch ein Schichtspeicher wäre evtl. interessant, da dann halt wieder mit den gleichen Problemen wie mit der Wärme.

Bei Wärme wäre das grösste Potential wohl in einem entsprechend grossen, funktionierenden Schichtspeicher. Das Problem mit der Kontrolle sehe ich aber auch. Auch die Dienstleister wollten sich noch nie die Finger an einem Einspeicherprinzip verbrennen. Vor allem weil die korrekte Schichtung sehr komplex ist auch wenn einem die Speicherhersteller etwas anderes verklickern wollen. Die Realität ist wohl eine andere. Zumindest im Industriebereich.

Mein Ziel ist es herauszufinden ob ich die Wärme/Kälte irgendwie sinnvoll speichern und abrufen kann und ein entsprechendes Konzept zu erstellen wie die jeweiligen Temperaturbereiche bedient werden könnten ohne das die notwendige Installation in Selbstmord ausartet. Da wäre meine Stromspitzen geglättet - die machen mittlerweile 20% der Stromrechnung aus - und die Prozesssicherheit wäre auch höher. (Grosszügige Speicher = mehr Zeit für die Techniker zur Reparatur im Fehlerfall)

1. Ob es funktionierende grosse Schichtspeicher gibt die für grosse Volumenströme geeignet sind. Fals es die nicht gibt, ob es da Möglichkeiten/Beispiel für einen funktionierenden Selbstbau gibt

2. Ob es sinnvoll ist eine WP im gleichen Schichtspeicher zugleich als Quelle und Senke zu verwenden um den grossen Tieftemp-Bereich in hohe Temp zu verwandeln oder ob das unkontrollierbar ist, weil die tiefsten Schichten im Speicher dann ja kälter werden und es dadurch unnötige Vermischung gibt wenn der Niedertemp-Bereich nur noch klein ist bis die WP abgeschaltet wird.

Grösse: 30m3 oder mehr, sonst bringts nicht so viel. Entsprechend gedämmt, damit nicht eine Wärmequelle schon 1h pro Tag für die Wärmeverluste arbeiten muss. So hoch wie irgendwie möglich (über alle Stockwerke).

Bei einem erlaubten Diff von 20°C und +- funktionierender Schichtung wärens immerhin +-700kwh Wärme bei 30m³ im gleichen Speicher.

Hauptvorteil dürfte sein, das man wenige Zu- und Abläufe pro Speicher hat wenn es mehrere sind. Zumindest wenn nicht der halbe Speicher voller Einschicht-Rohre sein soll wenn dieser Schlank ist. Allerdings wird das ganze dann schnell kostspielig mit vielen Speicher

Eventuell könnte man ja auch die hohen m3/h und die Verbraucher mit extremen Schwankungen brechen. Also Entschleunigung über einen zusätzlichem Wärmetauscher + separatem kleinen Puffervolumen wo Vermischung egal oder sogar erwünscht ist. Puffertank dient dann nur der Pumpe des eigentlichen Schichtspeichers als Regler bzw. Verlangsamung der notwendigen Regelgeschwindigkeit damit diese nicht ständig hoch und runter fährt und der Verbraucher seine allenfalls notwendige stabile Vorlauftemperatur bekommt.

Den WT dann direkt in den Rücklauf des Verbrauchers legen und entsprechend grosszügig dimensionieren. Die Quelle des WT müsste für die Entschleunigung einfach eine höhere Temperaturdifferenz oder grosszügige Tauscherflächen aufweisen. Je grösser die Schwankungen des Verbrauchers, desto grösser sein eigener "Mischtank". Was meint ihr?

Irgendwie scheint mir das nicht ganz trivial zu sein damit das am Ende korrekt für alle Varianten funktioniert. Weder mit einem noch mit mehren Speichern. In die Luft verblasen ist da schon deutlich einfacher.