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Planung Schwerkraft-Heizung Pufferspeicher Solaranlage -Unklarheiten
BAU-Forum: Heizung / Warmwasser

Planung Schwerkraft-Heizung Pufferspeicher Solaranlage -Unklarheiten

Hallo Forumsteilnehmer!
Nachdem ich nun schon diverse Foren bzw. das ges. Internet zum o.g. Thema durchforstet habe, möchte ich mal meinen derzeitigen Planungs-, Kenntnisstand hier in Wort u. Bild darlegen in der Hoffnung auf Expertenrat und User-Erfahrungen.
Meine Ausgangsbasis ist eine seit 30 Jahren absolut tadellos funktionierende Schwerkraft-Warmwasserheizung mit einen gusseisernen Feststoffbrennkessel (ca. 25 kW) im Keller. Beheizt wird ein 2-Fam. -Haus mit kleinem Gewerbeanbau u. ein 300 l WW-Boiler zur zentralen WW-Versorgung. Schon im letzten Jahr habe ich im Zuge von Dacharbeiten 8 m² Solarflachkollektoren mit verbauen lassen die nun endlich in die Hausinstallation eingebunden werden müssen.
Zum Einsatz kommen sollen mindesten zwei 800 l Pufferspeicher davon einer als Kombispeicher mit Frischwassermodul. Diese Speicher möchte ich neben der Feststoffbrennkessel aufstellen und mittels Schwerkraft-Zirkulation laden u. entladen. Für die Solaranlage benötige ich eine Wmwälzpume  -  das ist mir klar. Aber auch die Trinkwasserversorgung soll über Schwerkraft zirkulieren. Das ist übrigens schon jetzt so vorhanden aus dem alten 300 l Boiler heraus gesteuert mit Magnetventil.
Des weiteren ist für den Kombispeicher eine el. Zusatzheizung geplant.
Gesteuert werden soll das ganze über Magnetventlile bzw. elektisch betriebene Kugelhähne mit div. Temperaturfühlern etc.
Hier habe ich die wenigsten Probleme da mein Fach.
Auf keinen Fall möchte ich aber an den Status meiner Schwerkraftheizung rütteln bzw. die Eigensicherheit der Anlage durch den Einbau von techn. Einrichtungen im vorhandenen Heizkreis (Umwälzpumpen, Merwege-Ventilen usw.) gefährden.
Zur besseren Veranschaulichung habe ich meinen derzeitigen Planungsstand zu Papier gebracht und Stelle die Zeichnung dann hier ein. Ich hoffe, dass das funktioniert (das Einstellen).
Und nun meine Fragen:
Liege ich richtig in der Annahme, dass bei Aufstellung der Pufferspeicher auf gleicher Höhe mit Heizkessel ich diese nicht zu 100 % Wärmekapazität aufgeladen bekomme da der Umlauf irgend wann stehen bleit da das Wärmeniveau in der Steigleitung (Kessel + Rohr nach oben) und im Fallstrang (hier der Puffereicher selbst) sich annähert?
Wie kann ich verhindern, dass wenn die Pufferspeicher Ihre Wärme an das Heizungssystem abgeben und der Heizkessel kalt ist (unbeheizt), dieser zum Heizkörper wird und meine mühsam gepufferte Energie sinnlos verbrät und dann obendrein noch durch den Schornstein nach draußen schickt. Wie kann ich dieses Rückwärtszirkulieren am Heizkessel unterbinden?
Ein drittes Problem habe ich mit der gewünschten Schwerkraftzirkulation in der Trinkwasserleitung. Beim diesem Kombispeicher sind ja die Anschlüsse f. Kalt u. Warmwasser von oben. Ich kann mir vorstellen, dass es da Probleme gibt einen Schwerkraftumlauf zu realisieren. Ich habe irgendwo was von einer Zirkulationslanze gelesen. Bekomme ich es damit irgendwie realisiert?
In freudiger Erwartung einer regen Diskussion verbleibend
Rainer Kampe

Anhang:

  • BAU.DE / BAU-Forum: 1. Bild zu Frage "Planung Schwerkraft-Heizung Pufferspeicher Solaranlage -Unklarheiten" im BAU-Forum "Heizung / Warmwasser"
Der Beitragsersteller hat versichert, dass der Anhang selbst erstellt wurde und keine Rechte verletzt.
  • Name:
  • Rainer Kampe

  1. In der Ruhe liegt die Kraft

    Alle, die sich mit Schwerkraftheizungen nicht so gut auskennen, sei der Link unten zum Nachlesen ermpfohlen. Das steht alles Grundsätzliche.
    Sie haben die Zeit und Geduld für Ihrer Heizungsanlage, und Ihre Motivation, diese Anlage so zu erhalten, wie sie ist, ist deutlich geworden.
    Ihre Bedenken zu der schlechten Pufferladung sind berechtigt, da das heiße Wasser gerne aufsteigen will, aber nicht unbedingt gerne waagerecht fließt. Neben der Temperaturdifferenz braucht es halt auch eine gewisse Höhe. Das wäre der erste Denkanstoß.
    Die unnötige Kesselerwärmung verhindern Sie am Besten durch ein passend dimensioniertes 3-Wege-Umschaltventil, manuell oder elektrisch gesteuert. Ohne Strom geht es auch mit einem Temperaturregler mit Kapillarrohr und Tauchfühler. Führungsgröße wäre dann die Kesselwassertemperatur (analog zu Rücklaufanhebungen bei Holzkesseln). Ein weiterer Link anbei.
    Zirkulationslanzen werden nicht in Tank-im-Tank Speichern, sondern in erster Linie in Frischwasser-Kombispeichern eingesetzt. Dazu der dritte Link. Die Lanze steckt mit einem T-Stück am Warmwasserausgang, sodass der Speicher, bzw. das Trinkwasserrohr im Speicher nicht abgekühlt wird. Diese Zirkulation bauen wir zwar immer mit modernen, stromsparenden Zirkulationspumen, aber ich könnte mir auch vorstellen, dass eine Schwerkraftzirkulation bis zu einer bestimmten Temperaturdifferenz möglich ist.
    Mit sonnigem Gruß ... Lb

  2. Hallo u. sorry, dass ich erst jetzt antworte!

    erst einmal Danke f. Ihre Antwort.
    Geduld u. Motivation kann ich bestätigen aber Zeit ...
    Das mit der Höhe sehe ich auch so. Die beiden Töpfe 1 m höher platziert u. Problem Nr. 1 wär gelöst. Aber dafür bekomme ich Probleme beim Entladebetrieb der Puffer. Warmwasser "bergab" will auch nicht so recht.
    Außerdem habe ich da sowieso kein Spielraum. Die Pünktchenlinien stellen Kellerdecke u. Fußboden dar.
    Das mit den waagerecht fließen sehe ich eigentlich nicht so.
    In der vorh. Heizung reicht die ca. 1,20 m Anlaufhöhe Ofenmitte bis oberer Verteiler aus um so ca. 12 m waagerecht an der Kellerdecke entlangführende Leitungsstrecke zu überwinden. Erst danach folgen die vertikalen Steigstränge zu den Heizkörpern, die ihrerseits dann den Umtrieb weiter beschleunigen.
    Nein , das Problem wird sein, dass mit zunehmender Erwärmung des Speichers die Grundvoraussetzung für die Erzeugung der Umtriebes, das unterschiedliche spez. Wassergewicht (wichte) zwischen Vorlauf (Ofenmitte bis oberer Veteiler) u. den gegenüberliegenden Rücklauf/Fallstrang (hier der Speicher selbst) immer kleiner wird, bis schließlich die Zirkulation zum stehen kommt.
    Meiner Einschätzung nach werden ca. 30-40 % der Wärmekapazität des Speichers so ungenutzt bleiben.
    Was tun  -  ist da die Frage. Ich habe hier ein Fachbuch zum Thema vorliegen. Da wird leider
    nur kurz erwähnt, dass es , wie beim Entleeren z.B. eines Aquariums mit einem Stück Schlauch (Auslaufpunkt liegt tiefer als Ansaugpunkt), auch in der Wärmetechnik diese Möglichkeit gibt. Das wird übrigens dort als Wärmepumpe bezeichnet aber leider nicht beschrieben. weiß da jemand drüber Bescheid? .
    Ansonsten bleibt mir nur noch eine Speicherladepumpe die ich aber als Strahlpumpe im Vorlauflauf integrieren möchte. (Hier in älteren Forumsbeiträgen schon beschrieben.)
    Zum Problem Zirkulation der WW-Trinkwasserleitung sehe ich überhaupt keine Möglichkeit das mit diesen Speicher (WW u. KWAbk.-Anschluss oben) zu realisieren da ich hier überhaupt keine Anlaufhöhe zur Verfügung habe. Übrigens ist das ein Frischwasser-Kombispeicher kein Tank in Tank (schlecht gezeichnet). Ich werde also einen Speicher einplanen, der den KW-Anschluss weiter unten hat. Leider sind mir hier wieder durch die geringe Raumhöhe (1,85) enge Grenzen gesetzt. Aber wer sucht der findet. Vielleicht kann mir auch jemand hier einen Tipp geben.
    Die härteste Nuss bleibt wohl der Wärmeverlust bei Pufferentladung durch den Heizkessel.
    Die Idee m. den thermisch gesteuerten Ventilen ist eine Möglichkeit wobei ich Bedenken habe, in den vorh. Heizkreis (Heizkessel-Heizkörper) mit irgendwelchen techn. Gerätschaften einzugreifen u. so die Eigensicherheit des Systems gefährde. Der Kessel verfügt über keine thermische Ablaufsicherung, sondern sein "Notausgang" bei Überhitzung stellt das offene Ausdehnungsgefäß auf dem Dachboden dar, wohin im Havariefall die überschüssige Hitze (Wasserdampf) entweichen kann.
    Und wehe der Weg dorthin ist versperrt ...
    Eine Möglichkeit schwirrt mir seit heute durch den Kopf:
    Bei Pufferspeicherentladebetrieb wird die Rücklaufverbindung Heizkessel Pufferspeicher elektr. abgesperrt. Dazu muss aber eine "Umleitung" für den Rücklauf von den Heizkörpern zu den
    Pufferspeichern um den Heizkessel herum erstellt werden. (Zeichnung grüne Linie).
    Welche Strömungskräfte wirken jetzt im Kessel?
    Das ist einerseits das durch Abkühlung schwerer werdene Wasser im Kessel u. seiner Vorlaufleitung
    welches nach unten drängt.
    Da aber Wasser bei Abkühlung nicht nach oben will, wirkt das Stück "stillgelegter Heizungsrücklauf rechts neben d. Kessel als Bremse u. hebt die Umtriebskräfte im diesem Bereich
    auf.
    Ploblem gelöst?
    schönen Abend noch
    Rainer Kampe

    Anhang:

    • BAU.DE / BAU-Forum: 1. Bild zu Antwort "Hallo u. sorry, dass ich erst jetzt antworte!" auf die Frage "Planung Schwerkraft-Heizung Pufferspeicher Solaranlage -Unklarheiten" im BAU-Forum "Heizung / Warmwasser"
    Der Beitragsersteller hat versichert, dass der Anhang selbst erstellt wurde und keine Rechte verletzt.
    • Name:
    • Rainer Kampe

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