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Thermoskannen fürs Haus

Innovative Vakuum-Speicher – minimale Energieverluste für maximale Effizienz

Einsatzbereich der VSI-Speicher im Einfamilienhausbereich sind in erster Linie Sonnenhäuser, die über großvolumige Speicher eine möglichst hohe Deckungsrate bei der thermischen Versorgung des Gebäudes mit Solarenergie erzielen wollen. Bild: Sirch

VSI-Speicher lassen sich problemlos auch außen aufstellen. Die Isolierwirkung leidet nicht darunter. Bild: Hummelsberger

Schematischer Aufbau des VSI-Speichers von Hummelsberger: Klar zu erkennen ist die Tank-in-Tank-Situation und der Ringspalt, der mit Perlit gefüllt ist, um die Wärmestrahlung zu unterbinden. Der Ringspalt ist evakuiert. Hummelsberger hat zudem ein neues Schichtenladungssys­tem entwickelt in Form eines Schichtenbaums. Bild: Hummelsberger

 

Die Vakuum-Superisolation (VSI) verspricht bis zu fünfmal bessere Dämmwerte als herkömmliche Speicher. Sie sind interessant für Bauherren, die hohe solare Deckungsraten bei der Wärmeversorgung ihres Hauses erreichen wollen.

In Miniaturform hat jeder seinen eigenen Vakuum-Speicher schon zu Hause: Die gute alte Thermoskanne dürfte in nahezu jedem Küchenschrank stehen. Der Aufbau von vakuumsuperisolierten Speichertanks (VSI-Speichern) ist mit dem der Kannen vergleichbar. Es handelt sich um Speicher-in-Speicher-Systeme, die aus einem Innen- und einem Außentank aus Stahl bestehen. Zwischen den beiden Tanks befindet sich ein Hohlraum, Ringspalt genannt. Dieser ist bei den VSI-Speichern 20 cm dick und evakuiert. Das Vakuum reduziert die Luftwärmeübertragung des Speichers auf fast null. Um auch die Wärmestrahlung zu unterbinden, wird der evakuierte Ringspalt mit einem Absorber verfüllt, meist mit Perlit oder mit einem Füllstoffmix mit einem Anteil Perlit. Das Vulkangestein hat sich als sehr effektiv bei der Unterbindung von Wärmestrahlung erwiesen, da es sie absorbiert und remittiert.
Den VSI-Speichern gelingt dadurch der Sprung in eine neue Dämm-Dimension. „In der Theorie sind Werte bei der Wärmeleitfähigkeit von unter 0,005 W/(m K) denkbar, in der Praxis sind aktuell 0,008 W/(m K) möglich. Im Vergleich zur herkömmlichen Mineralwolle, die sich im Mittel bei ca. 0,040 W/(m K) bewegt, liegen wir damit um den Faktor Fünf besser“, sagt Michael Rieder, Geschäftsführer bei der Sirch Tankbau-Tankservice Speicherbau GmbH aus Kaufbeuren.

Zwei Anbieter am Markt
Sirch und die Schlosserei Hummelsberger aus Mühlendorf am Inn sind derzeit die einzigen Unternehmen am Markt, die VSI-Speicher bauen und anbieten. Hummelsberger fertigt derzeit Vakuum-Pufferspeicher von 2200 bis 50 000 l, Sirch von 1000 bis 60 000 l. Sirch hat zwar schon einen Speicher mit 1000 l Volumen realisiert. Doch sowohl der preisliche Unterschied zum „Standardspeicher“ als auch die zu erreichenden Dämmwerte bei kleiner Oberfläche sprächen bei der aktuellen Technik für große Vakuumspeicher ab ca. 5000 l Inhalt, sagt Rieder.
Große VSI-Speicher sind deshalb hauptsächlich für Bauherren interessant, die mit 50 bis über 90 % enorme solare Deckungsraten bei der Wärmeversorgung ihres Hauses erreichen möchten. Bei Mehrfamilienhäusern können VSI-Speicher aber auch in Kombination mit gewöhnlichen Feuerungen eine mögliche Option sein, die es wert ist, durchkalkuliert zu werden: „Die wärmeerzeugende Quelle, aus welcher der Vakuum-Pufferspeicher befüllt wird, ist grundsätzlich variabel“, sagt Jürgen Melzer, Geschäftsführer bei Hummelsberger.
Außerdem könnten die Speicher außerhalb des Gebäudes und sogar versenkt aufgestellt werden, was sie auch für Sanierungsprojekte von größeren Heizanlagen interessant mache, da am Gebäude baulich nicht eingegriffen werden müsse. Nach Angaben von Melzer benötigt man in der Regel dafür eine 20 bis 30 cm dicke Fundamentplatte und wasserdicht gedämmte Leitungen zum Gebäude. Ansonsten wären keine speziellen Vorkehrungen zu treffen. Besondere Anforderungen an die Installation beziehungsweise den Heizkreislauf bestehen bei der Verwendung von VSI-Speichern nicht. Wie für jeden anderen Speicher auch gibt es eine Montageanleitung.

Eine Frage der Qualität
Vakuumbeaufschlagte Behälter müssen unter anderem hinsichtlich der Qualität der Schweißnähte höhere Anforderungen erfüllen als normale Stahltanks. Beide Vakuum-Speicherhersteller besitzen ihre Referenzen und Expertisen. Hummelsberger beispielsweise hat sich für das Schweißen vakuumbeaufschlagter Behälter, wie diese etwa für Linde-Gase verwendet werden, einen Namen gemacht. Die konkrete Entwicklung des Vakuum-Pufferspeichers erfolgte dann in Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern). Dabei wurde auch ein neues Schichtenladungssystem entwickelt. Vom Hauptrohr des Schichtenbaums zweigen dabei je nach Speichergröße 4 bis 8 Auslassrohre ab, an deren Öffnungen spezielle Klappen angebracht sind. Diese werden nur durch den physikalischen Auf- bzw. Abtrieb des vorbeiströmenden Wassers geöffnet. Je nach dessen Dichte und des bereits in der jeweiligen Schicht eingelagerten Wassers, bleiben die Klappen geschlossen. Dies soll für eine sauberere Temperaturschichtung im Speicher sorgen und die Durchmischung von heißem und kaltem Wasser verhindern.
Sirch forscht seit 2012 im Gemeinschaftsprojekt „StoEx – storage external“ mit dem ITW Stuttgart an der Entwicklung großvolumiger, preiswerter Warmwasserspeicher mit hocheffizienter Dämmung zur Außenaufstellung. Das Projekt wurde Ende 2015 abgeschlossen. Die Auswertungen sind noch in vollem Gange. Inhalte des Projekts waren unter anderem Materialuntersuchungen zum Füllmaterial für die Ringspalte und zur transparenten Wärmedämmung. Das sind Materialien, die dämmen und zugleich Licht durchlassen können. Im Labor wurde an möglichen Schichtbe- und -entladesystemen gearbeitet. Außerdem untersuchten die Projektpartner, wie sich Speicher im Langzeitbetrieb von bis zu 50 Jahren verhalten. „Insgesamt sind wir sehr mit der Zusammenarbeit, den Ergebnissen und Erkenntnissen zufrieden“, deutet Sirch-Chef Michael Rieder an. Die Ergebnisse sollen spätestens im Juni dieses Jahres präsentiert werden.

Autor: Dittmar Koop
http://vakuum-pufferspeicher.de

www.sirch.com

 


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