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StoEx - Entwicklung großvolumiger, preiswerter Warmwasserspeicher mit hocheffizienter Dämmung zur Außenaufstellung

Lilien in einer Vase
Vakuum-gedämmter Warmwasserspeicher
der Firma Sirch im Solarhaus Münster

Solarthermische Anlagen zur Trinkwassererwärmung und Heizungs-unterstützung sind in Deutschland seit längerem etabliert und verzeichnen stark ansteigende Absatzzahlen. Zum weiteren Ausbau des Anteils der thermischen Solartechnik an der regenerativen Wärmebereitstellung ist u. a. eine deutliche Erhöhung der solaren Deckungsanteile von heute bis zu 30 Prozent des Gesamtwärmebedarfs von Gebäuden in Neubauten sowie bei Renovierungen im Bestand notwendig. Langfristige Zielsetzung ist dabei das „Solar-Aktiv-Haus“, welches seinen Wärme- und Kältebedarf vollständig durch Solarthermie abdecken kann. Hierzu sind großvolumige, hocheffiziente und gleichzeitig preiswerte Warmwasserspeicher unabdingbar. Insbesondere die verlustarme Speicherung von Wärme zur Raumheizung über mehrere Monate ist in diesem Zusammenhang ein vielversprechender Ansatz. Jedoch ist die Aufstellung von großvolumigen Warmwasserspeichern innerhalb der Gebäudehülle mit diversen Schwierigkeiten und Nachteilen verbunden.

Ziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung einer Baureihe von Warmwasserspeichern mit einem Volumen von etwa 5 bis 100 m³ zur Aufstellung außerhalb des Gebäudes. Die spezifischen Kosten (incl. Wärmedämmung) sollen ca. 750 €/m³ bis 900 €/m³ Wasservolumen betragen. Zusätzlich wird die thermische Leistungsfähigkeit der Speicher durch eine Kombination innovativer Konzepte gegenüber heute üblichen Produkten signifikant gesteigert.

Das Hauptaugenmerk der Entwicklung liegt auf einer möglichst weitgehenden Reduzierung externer und interner Verluste des Speichers. Externe Verluste sind Wärmeverluste durch die Speicherhülle. Diese sollen durch den Einsatz hocheffizienter Dämmmaterialien und -techniken um mindestens Faktor 5 gegenüber konventionell gedämmten Warmwasserspeichern reduziert werden. Hierzu werden die Technologien „Vakuumdämmung“ und „Transparente Wärmedämmung“ untersucht und adaptiert. Interne Verluste sind Verluste an effektiv nutzbarer Wärme (sog. Exergie-Verluste) durch Vermischung von Wasser unterschiedlicher Temperatur innerhalb des Speichers. Durch die Untersuchung mittels PIV (Particle Image Velocimetry) und Auswahl geeigneter Vorrichtungen zur thermisch geschichteten Be- und Entladung werden die internen Verluste der zu entwickelnden Warmwasserspeicher ebenfalls weitestmöglich reduziert.

Ein weiteres wichtiges Entwicklungsziel ist die Zugänglichkeit des Speicherinneren, selbst bei doppelwandigen Speicherkonstruktionen mit Vakuumdämmung. Hierdurch werden die Möglichkeit der Reparatur des Speichers sowie dessen Anpassbarkeit an geänderte Systemrandbedingungen sichergestellt.

Das Forschungsvorhaben beinhaltet die Konzeption, den Aufbau und die detaillierte Vermessung eines Pilotspeichers am Außenlabor des ITW.



Laufzeit

Das Projekt hat am 01.01.2013 begonnen und endet am 31.12.2015

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Ansprechpartner

Projektleitung: Dipl.-Ing. Dominik Bestenlehner

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Projektpartner

Firma Sirch Tankbau Tankservice Speicherbau GmbH Logo Firma Sirch

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Danksagung

blumenDas Projekt "StoEx" wird durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages durch den Projektträger Jülich unter dem Förderkennzeichen 0325992B gefördert. Die Autoren danken für die Unterstützung und übernehmen die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung.

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