Erneuerbare Energien

Fit für heute, morgen und übermorgen

Donnerstag, 02.02.2023

Frischwasserstationen und Heißwasserpuffer.
Quelle: Genath
Frischwasserstationen und Heißwasserpuffer.

Quellenspeicher als Zwischenlager

Der COP leidet nur in Maßen unter dieser Hochtemperatur. Denn die Wärmepumpe bezieht die Umweltenergie aus dem Quellenspeicher, den die PVT-Anlage aufheizt. Dessen Temperatur geht bis 20 °C hinauf, je nach Ertrag der PVT-Module. Die speisen selbst bei relativ niedrigen Außentemperaturen ein – und erhalten Unterstützung vom Elektroheizstab am Quellenspeicher: Bei jedem einzelnen dieser Wasserdepots setzt Giersch unten einen PV-Heizstab mit einer modulierenden Leistung bis 3 kW und einem Anschluss an die PV-Seite der Dachabsorber ein. Wenn die Wärmepumpe steht und die Sonne scheint, springt die elektrische Heizung an und schiebt das solare Angebot in die Behälter.

Laut Giersch bewegt sich der COP, je nach Temperatur des Inhalts und der Heizungsvorlauftemperatur, zwischen 4 bis hinauf zu 8,5. Wepner: „Das ist dokumentiert. »Duo-Hybrid« ist ein System für heute, morgen und übermorgen. Unsere Software ist so aufgestellt, dass wir alle Volumenströme erfassen können, alle Temperaturen, gleichgültig, ob vom Gasgerät, von der Wärmepumpe, vom Quellenspeicher, ferner die Solarerträge und anderes. Daraus errechnen wir die COPs und die Jahresarbeitszahlen. Das alles erledigt unsere »Giersch-Control«.“ Die Regelungstechnik der „Duo-Hybrid“-Heizungen konzipierte für Giersch die Firma MCC aus Kamen. MCC hat sich auf Systemtechniken spezialisiert, die vor allen Dingen im regenerativen Bereich sowohl für das Handwerk als auch für die Industrie Strom und Wärme intelligent koppeln.

Die Thermoweiche entkoppelt die Wärmepumpen- und Gas-Kaskade hydraulisch. Dies sorgt für eine bessere Schichtung in den Speichern.
Quelle: Genath
Die Thermoweiche entkoppelt die Wärmepumpen- und Gas-Kaskade hydraulisch. Dies sorgt für eine bessere Schichtung in den Speichern.

Regeneration selbst in der Nacht

Die einzelnen PVT-Module generieren jeweils bis zu 320 W Strom und bis zu 750 W Thermie. Die ersten drei Blöcke versorgen 72 Module und den letzten Wohnblock 90 Module. Die Dächer sind auf der Ost- wie auch auf der Westseite belegt. Geringe Verschattung durch Bäume im Quartier nimmt der Bauherr in Kauf. Der schöne Baumbestand sollte ohne Kürzung erhalten bleiben. Bei PVT-Kollektoren reduzieren sich ohnehin die Einbußen, weil die Module auch als Luftabsorber arbeiten.

Mit Zustimmung der Wohnungsbaugesellschaft betreibt Giersch die „Duo-Hybrid“-Systeme in der Bürgeler Straße in Fechenheim auch als Versuchsanlage. Ohne Glykol darf das Vorlaufwasser zur Wärmepumpe, das sie sich aus dem Quellenspeicher holt, nicht kälter als 10 °C sein. Die Wärmeübertrager in der Wärmepumpe könnten sonst bei bestimmten Betriebszuständen einfrieren. In einer der Gebäudezeilen zirkuliert dagegen Wasser mit Glykol zwischen Speicher und Wärmepumpe, sodass der Kreislauf bis in den Minusbereich hinuntergefahren werden darf.

Wie gesagt, die PVT-Module fungieren auch als Luftkollektoren. Sie laden sich somit selbst ohne direkte Sonneneinstrahlung auf, wenn es die Temperaturen zulassen: Bei einer Außentemperatur wenige Grad über null und einer Quellenspeichertemperatur um null findet ebenfalls über Nacht eine Regeneration der Puffer statt. Die Temperaturerhöhung verlängert die Laufzeit der Wärmepumpe, die Brennwertheizung hält sich also noch zurück. In Fechenheim vergleichen deshalb Giersch und die Nassauische Heimstätte die Betriebsergebnisse der 10-Grad-Gebäude mit der Null-Grad-Ausführung.

Die vier Quellenspeicher mit einem Inhalt von jeweils 800 l sind spezielle Kältespeicher – Kälte im Sinne von Niedertemperaturwärme. Unten ist jeweils ein PV-Heizstab integriert.
Quelle: Genath
Die vier Quellenspeicher mit einem Inhalt von jeweils 800 l sind spezielle Kältespeicher – Kälte im Sinne von Niedertemperaturwärme. Unten ist jeweils ein PV-Heizstab integriert.

Hydraulische Besonderheit

In jeder Heizzentrale stehen neben den vier Quellenspeichern noch drei Heiz-/Warmwasserpuffer. Die Platzverhältnisse erzwangen diese Aufteilung der Volumina. Für die Hydraulik der Heizungspuffer ließ sich Giersch eine besondere Schaltung einfallen, um die Wärmepumpe auf maximale Laufzeit zu bringen. Das verlangt, dass sie jederzeit auch Niedertemperatur einspeisen kann, mithin die Wärme im Puffer sauber geschichtet ist.

Weiterführende Informationen: https://www.giersch.de/

Von Bernd Genath
Düsseldorf
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