Anforderungen an Behälterisolierungen

Moderne Isolierungen für Trinkwarmwasserspeicher, Pufferspeicher und Speicherwassererwärmer müssen verschiedene Anforderungen erfüllen. Sie sollen:

  • gute Isoliereigenschaften haben
  • den Brandschutzanforderungen der Landesbauordnungen entsprechen
  • leicht zu montieren sein
  • temperaturbeständig und langlebig sein
  • kostengünstig sein

Die Isolierung, die wir für alle Behälter unseres Standardprogramms verwenden, besteht aus 100 mm Polyesterfaservlies mit einem Raumgewicht von 12 kg/m³. Die Außenseite wird durch einen 1,2 mm starken Polystyrolmantel geschützt.
Dadurch können unsere Isolierungen allen oben genannten Anforderungen gerecht werden.

Behälterisolierung aus Polyesterfaservlies

Behälterisolierung aus Polyesterfaservlies

  • Unsere Isolierungen entsprechen der Baustoffklasse 2 (Vlies = B1, gesamte Isolierung = B2)
  • Unsere Isolierungen sind nachträglich montierbar und demontierbar
  • Unsere Isolierungen haben eine Wärmeleitfähigkeit von ≤ 0,04 W/mK
  • Unsere Isolierungen entsprechen dem Öko-Tex Standard 100 und sind zu 100% recyclingfähig

Isolierungen aus PU-Hartschaum und aus Weichschaum sollten unserer Ansicht nach keine Verwendung mehr finden, da Isolierungen aus Schaum in der Regel den nationalen Brandschutzanforderungen der Landesbauordnungen nicht entsprechen.

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Nahwärme-/ Fernwärmeübergabestationen

Fernwärme-Übergabestation

In Zusammenarbeit mit zwei renommierten Herstellern, die jeweils über mehr als 25 Jahre Erfahrung verfügen, bieten wir jetzt Übergabestationen an, die in Nahwärmenetzen (z.B. bei Biogasanlagen) oder Fernwärmenetzen eingesetzt werden können.

Fernwärmenetze werden meist mit höheren Temperaturen gefahren, deshalb liefern wir hier Fernwärmeübergabestationen, die mit der entsprechenden Sicherheitstechnik ausgestattet sind. Entsprechend den unterschiedlichen technischen Anschlussbedingungen der Versorger gibt es eine große Vielzahl von Ausstattungen und Ausführungsvarianten bei unseren Übergabestationen. Wir liefern Stationen in nahezu jeder Größenordnung und für jedes Versorgungsgebiet.

Die Funktion

Nahwärme Kompaktstation für indirekte Fahrweise

Bei indirekter Fahrweise, wird die Wärme mittels Wärmetauscher / Wärmeübertrager auf den Heizkreis im Objekt übertragen. Die Systeme sind also getrennt. Die Warmwasserbereitung (WWB) wird entweder direkt oder indirekt eingebunden. Die Rücklauftemperatur in der Versorgungsleitung wird durch den / die Wärmeübertrager gesenkt.

Bei direkter Fahrweise wird das Heizwasser des Versorgers direkt in das Objekt geleitet. Hierbei senken die Wärmeverbraucher des Objektes (z.B.: Heizkörper) die Rücklauftemperatur in der Versorgungsleitung.

Warmwasserbereitung in Übergabestationen

Es gibt verschiedene Systeme zur WWB:

Hier finden Sie einen Überblick über unsere Übergabestationen für Nah- / und Fernwärme. Wegen der unüberschuabaren Vielzahl von möglichen Stationen sind auf der Website nur Beispiele dargestellt. Wollen Sie ein Angebot, senden Sie uns bitte das Anforderungsformular zu. Wir legen Ihnen eine Station für Ihren Bedarf passend zu den bei Ihnen geltenden Anschlussbedingungen aus.

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Wärmetauscher-Typen im Speicherwassererwärmer

Bei der Entwicklung leistungsfähiger Speicherwassererwärmer wurde das Ziel verfolgt, mit kleineren Volumenströmen und geringeren Temperaturen im Heizmedium, also mit einer möglichst großen Spreizung, gute Versorgungsleistungen zu erreichen. Systematisch wurden die Vor- und Nachteile verschiedener Rohrheizflächen untersucht.

Besondere Aufmerksamkeit wurde zunächst dem Rippenrohr geschenkt, aber die bekannten guten Ergebnisse in Wärmeübertragern liessen sich in Speicherwassererwärmern nicht wiederholen.

Der Grund hierfür wurde bei einer Versuchsanordnung mit einem Speicherwassererwärmer mit Bullauge entdeckt: Wird eine Heizfläche in frischem Trinkwasser mit Heizmedium beaufschlagt, bilden sich auf der Oberfläche Gasblasen. Bei Rippenrohr bleiben diese Blasen zwischen den Rippen haften, was zu einer wirkungsvollen Dämmung der Rohroberfläche führt.

Die resultierende schlechte Wärmeübertragung hat noch einen nachteiligen Effekt: Das Restwasser unter den Gasblasen wird überhitzt, so dass vermehrt Kalk ausfällt.

Bei Glattrohr vereinigen sich diese Gasblasen und steigen zur Oberfläche auf. Glattrohr ist also im Speicherwassererwärmer die bessere Lösung.

Will man ein ein Heizwendel mit einer grossen Übertragungsfläche einbauen, ist man geneigt, ein Rohr mit großem Durchmesser zu wählen. Diese Heizfläche ist bei großem Heizvolumenstrom gut wirksam. Bei Einsatz von Nah- und Fernwärme, an Brennwertkesseln oder Solarflächen oder auch an Wärmepumpen ist der Heizvolumenstrom entsprechend der Übergabeleistung aber  klein. Ein Heizwendel von 16 m Länge und 30 mm Durchmesser ergibt 1,5 m² Heizfläche. Bei einer Übergabeleistung von z. B. 10 kW bei 110/50°C fließen 2,5 l/min. mit einer Geschwindigkeit von 0,06 m/sek. durch das Rohr.

Bei dieser geringen Geschwindigkeit bildet sich im oberen Teil des Rohres ein ovaler Kernstrom, der nur etwa 25 % der Rohrinnenfläche bevorzugt mit entsprechend hohen Temperaturen beaufschlagt. Bedingt durch die unterschiedlichen Viskositäten bei verschiedenen Temperaturen, ist die Geschwindigkeit im Kernstrom hoch und entlang der unteren Rohrinnenwand sehr gering. So wird wenig Wärme aus dem Kernstrom übertragen. Wird eine solche Rohrheizfläche zusätzlich noch emailliert oder thermoglasiert, reduziert sich der Wärmeübergang noch erheblich. Sie ist für den Einsatz in der Fernwärme eigentlich ungeeignet.

Mit dem vorgenannten Volumenstrom werden in einem Heizrohrwendel mit 10 Rohren von 8 x 1 mm die 2,5-fache Fließgeschwindigkeit und vielfache Turbulenzen erzeugt. Die Rohrnennweite beträgt nur 6 mm; hier ist kaum Platz für einen ausgeprägten Kernstrom. Durch den verbesserten Wärmeübergang verstärken sich die Turbulenzen an der Rohraußenseite, was zu ausgeprägten thermischen Strömungen führt.

Temperaturverlauf beim Ladevorgang des VVI

Temperaturverlauf beim Ladevorgang des VVI

Durch den Einsatz von Mehrrohrheizbündeln im VVI wurde ein Speicherwassererwärmer mit extrem hoher Leistung entwickelt, der insbesondere für den Einsatz in der Fernwärme- und Brennwerttechnik geeignet ist.

Die große NL-Zahl, kurze Aufheizung und geringste Rücklauftemperaturen machen diesen Speicherwassererwärmer für den Versorger und den Nutzer gleichermaßen günstig.

Ein VVI 200 spart im Jahr bei täglicher Nutzung ca. 30 – 60 Tonnen Heizmedium.

Hier finden Sie unsere Speicher-Wassererwärmer Typ VVI.

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Die Leistung beim Wärmetauscher

Wärmetauscher werden oft mit der Angabe einer bestimmten Leistung angeboten. “Googeln” Sie durchs Internet, werden Sie sicher schnell fündig:

“Gelötete Plattenwärmetauscher Typ ABC für Solaranlagen bis 25m², 40m² oder 50m² Fläche.”
“Wärmetauscher Typ XYZ mit 20kW, 50kW oder 100kW Leistung.”

Lassen Sie sich von solchen Angaben nicht in die Irre führen. Ein Wärmetauscher hat keine Leistung. Die Leistung kommt von der Wärmequelle (Heizung, Solaranlage usw.), oder von der Wärmesenke (dem Kühlaggregat, dem Kühlturm etc.).

Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von Input zu Output. Vermindernd wirken beim Wärmetauscher nur auftretende Verluste. Das Vermögen, den Ausgang des Sekundärseite möglichst nahe an das Temperaturniveau der Primärseite anzunähern (Enthalpieverluste entstehen durch eine geringe Wärmeabgabe über die Isolation), wird als Leistungsvermögen bezeichnet.

Wie hoch die Temperatur des Mediums auf der kalten Seite durch die warme Seite angehoben werden kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Beim Gegenstrom-Wärmetauscher kann die kalte Seite in der Praxis fast auf das Temperaturniveau am Eingang der warmen Seite angehoben werden. Beim Gleichstrom-Wärmetauscher gelingt dies im besten Fall nur bis zur mittleren Temperaturdifferenz. Weitere Informationen hierzu finden sie bei Wikipedia.

In einem Plattenwärmetauscher befindet sich auf kleinem Raum eine sehr große Übertragungsfläche. Er kann deshalb mit einem sehr geringen Temperaturunterschieden betrieben werden. In Solaranlagen spielt dies zum Beispiel eine große Rolle, damit auch die Sonnenenergie im Frühjahr oder Herbst genutzt werden kann. Hier eignen sich Plattenwärmetauscher mit einer großen thermischen Länge, die schon bei geringstem Temperaturunterschied relevante Wärmemengen übertragen können.

Ein Rohrbündelwärmetauscher muss sehr viel grösser konstruiert werden, um mit ähnlich kleinen Temperaturunterschieden gefahren werden zu können. Die Einsatzgebiete von Plattenwärmetauschern und Rohrbündelwärmetauschern überschneiden sich deshalb nur bedingt. Rohrbündelwärmetauscher eignen sich zum Beispiel für Einsätze mit partikelhaltigen Medien oder wenn das Heizmedium Dampf ist.

Ob ein Wärmetauscher für Ihre Anlage gut ausgelegt ist, hängt auch von anderen Parametern ab: So sollte das Augenmerk auch auf den Druckverlust gelegt werden, der durch den Wärmetauscher entsteht. Ein zu geringer Druckverlust bedeutet unter Umständen, dass die Strömung innerhalb des Tauschers von turbulenter in laminare Strömung übergeht. Dies bedeutet einen erheblichen Leistungsverlust des Wärmetauschers. Umgekehrt führt ein zu hoher Druckverlust zum Rückgang des Volumenstromes, oder erfordert eine höhere Pumpenleistung. Dabei ist zu beachten, dass eine Verdoppelung des Volumenstroms die Verachtfachung der Pumpenleistung benötigt.  Da die übertragende Wärmemenge sich aus dem Produkt von Volumenstrom und Temperaturdifferenz ergibt, bedeutet dies einen Leistungsverlust der Anlage.  Auch hinsichtlich der Regelung können sich Probleme ergeben. Ist der Druckverlust des Wärmetauschers höher als der Druckverlust des Regelventils, das den Heizkreislauf steuert, geht die Ventilautorität verloren.

Um  Probleme dieser Art von vornherein auszuschließen, optimieren seriöse Anbieter ihre Wärmetauscher für jeden Einzelfall mit Hilfe von Berechnungsprogrammen. Ein Service, den Sie in jedem Fall nutzen sollten, weil Sie dadurch Probleme im Betrieb Ihrer Anlage / Kundenanlage bzw. erhöhte Energiekosten vermeiden können.

Hier finden Sie unsere Wärmetauscher / Wärmeübertrager.

Sollten Sie einen Plattenwärmetauscher benötigen, legen wir diesen gerne kostenfrei und unverbindlich für Sie aus. Füllen Sie einfach unser Formular: “Auslegung Plattenwärmetauscher” aus. Unsere ausgereifte Software  berechnet für jeden Fall den optimalen Wärmetauscher für Sie. Hiergelangen Sie zur kostenfreien und unverbindlichen Auslegung für Rohrbündelwärmetauscher.

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Speicherwassererwärmer für Fernwärmeversorgungsgebiete

In Fernwärmeversorgungsgebieten ist eine gute Auskühlung des Heizmediums gefragt. Der Einsatz von heute gängigen Speicherwassererwärmern mit eingeschweißter Glattrohrheizwendel zur Trinkwassererwärmung bietet sich hier nicht an, weil Speicherwassererwärmer das Heizmedium nicht weit genug herunterkühlen.

Wird das Heizmedium nicht gut abgekühlt, muss auf der Heizseite (dem Fernwärmenetz) ein höherer Volumenstrom gefahren werden, um die gleiche Temperaturerhöhung in das Trinkwasser zu bekommen. Die Folge sind deutlich höhere Betriebskosten für den Fernwärmeversorger, der die entstehenden Mehrkosten auf die Nutzer umlegen muss.

Speicherwassererwärmer Typ VVI

Speicherwassererwärmer Typ VVI für Fernwärme

Eine Alternative zu den herkömmlichen Speicherwassererwärmern bietet der Speicherwassererwärmer vom Typ VVI mit einem (ziehbaren) Mehrrohrbündel aus bis zu 10 Edelstahlrohren. Die Edelstahlrohre im Mehrrohrbündel haben einen sehr kleinen Querschnitt, wodurch die Fließgeschwindigkeit und in Folge die Turbulenz in den Rohren sehr hoch ist. Durch die hohe Turbulenz in den Rohren und eine konsequente Gegenstromführung erreicht der VVI eine Auskühlung des Heizmediums auf unter 40°C im Lademittel.

Das Mehrrohrbündel besteht aus 5, 7, oder 10 Edelstahlrohren, durch die bis 160°C bei max. 16 bar Druck gefahren werden kann. Mehr Informationen über die Funktion des Mehrrohrbündels erhalten Sie im Artikel “Wärmetauschertypen im Speicherwassererwärmer”.

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