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Rund ums Bauen Neues Wärmespeichersystem
Rund ums Bauen Neues Wärmespeichersystem | Neues Wärmespeichersystem |
Seite 2 von 2 Lösung - Neuer Baustoff zur Wasser- und Wärmespeicherung: Orange Depot & Exchange Systems hat hierfür einen neuen Baustoff entwickelt, der schon alleine aufgrund seiner festen Struktur statisch überbaubar ist, und zugleich mit einer größtmöglichen Wassermenge gesättigt werden kann. Der Baustoff ist ein speziell für diesen Zweck modifizierter Mörtel oder Beton, ähnlich dem konventionellen Porenbeton, jedoch mit feinsten Poren und Kapillaren ausgestattet, die nicht nur das Wasser in die Baustoffstruktur von sich aus bereitwillig aufnehmen, sondern auch mit eigener Kraft darin weitestgehend halten können. Der abgebundene bzw. ausgehärtete Baustoff kann ggf. noch mit einer äußeren Sperrschicht beschichtet werden, um den damit geschaffenen Baukörper bzw. Wasserspeicher mehr oder weniger noch mal abzudichten. Denn der rohe und dann mit Wasser gesättigte Baustoff hat die Eigenschaft über seine Kapillare dieses auch wieder nach außen in sehr kleinen Mengen kontinuierlich abzugeben, was mit einer äußeren Beschichtung, vorzugsweise auch einem Mörtel, sehr gut gesteuert, d.h. entsprechend gebremst oder verhindert werden kann. Dieses sukzessive Ausschwitzen von Wasser ist in idealer Weise geeignet, das anliegende Erdreich damit leicht anzufeuchten, um damit, wie eingangs erläutert, seine thermischen Eigenschaften zu verbessern, ohne die Statik des Baugrunds nachteilig zu beeinflussen. Dieses Material ist kostengünstig und einfach in nahezu jeder gewünschten Ausgestaltung und Dimension anwendbar, und kann zur Fertigteil-Werksvorfertigung als Liefer- oder Ortbeton bereitgestellt werden. Es hat aufgrund seines hohen Porenanteils ein sehr niedriges spezifischen Trockengewicht. Es ist frisch angesetzt auch in großen Mengen verarbeitbar, und kann nach kürzester Aushärtzeit zügig mit Wasser befüllt, und anschließend mit einem Gebäude überbaut werden. Der Baustoff hat durch den hohen Wasseranteil eine optimale spezifische Wärmespeicherkapazität und Wärmeleitfähigkeit. Der Baustoff ist gegenüber dem Speicherwasser und den umgebenden Bodenbedingungen (Grundwasser, Erdreich) bei den gegebenen Betriebsbedingungen beständig. Die Lebensdauer entspricht den üblichen Anforderungen im Hoch- bzw. Tiefbau. Und die Druckfestigkeit kann je nach Projektanforderung eingestellt werden. Der Baustoff ist umweltverträglich. Chemische und/oder biologische Belagbildung oder Korrosion ist nicht zu erwarten, da es sich hierbei um ein ruhendes und im Erdreich eingeschlossenes Speichermedium mit indirekter Wärmebe- und Entladung über ein Wärmetauscherrohrsystem handelt. Das eigentliche Wärmetauscherrohrsystem ist aus Kunststoff (vorzugsweise PEX) und formschlüssig in die Betonmasse einbetoniert. Dies kann in zwei Ausführungsvarianten (A oder B, siehe beigefügtes Bild) erfolgen: Zum einen kann der Wendelkollektor schon im Werk komplett in den Betonkörper integriert, und als Fertigsystemteil auf die Baustelle angeliefert werden (A 1). Das Systemteil wird dann direkt in die vorbereitete Erdbohrung eingesetzt, und darin bündig mit dem Baugrund eingeschlemmt (A 2). Zum anderen kann der eigentliche Wendelkollektor direkt in die Erdbohrung eingesetzt, und dann erst darin mit dem Baustoff formschlüssig vergossen werden (B). Die Werksvorfertigung hat den Vorteil, dass der Betonkörper bedarfsweise noch mit einer zusätzlichen äußeren Sperrschicht ausgestattet werden kann, und letztlich ein reproduzierbares und qualitätsgesichertes Komplettsystem darstellt. Dagegen ist bei der Herstellung vor Ort keine zusätzliche äußere Beschichtung möglich, sodass keine gänzliche Abdichtung erreicht werden kann. Jedoch dringt bei dieser Herstellweise immer überschüssige Bindemittelsuspension in den angrenzenden Boden ein, sodass sich dort mit dem Erdreich eine Betonschale bildet, die den Betonkörper zusätzlich ummantelt und bis zu einem bestimmten Grad abdichtet und stabilisiert. Der Hauptvorteil gegenüber der bisherigen Installationsweise von Wendelkollektoren besteht darin, dass diese Ausführung jetzt zusätzlich mit einem definierten Betonkörper als Schutzmantel umgeben ist, der gleichzeitig als Wasserspeicher zur effektiveren Wärmeübertragung und zusätzlichen Wärmespeicherung fungiert. Außerdem kann über die Gestaltung des Betonkörpers bedarfsweise die Wärmeübertragungsfläche und die Wärmespeicherkapazität beliebig vergrößert werden. Der Betonkörper bindet den Wendelkollektor absolut formschlüssig an den gewachsenen Boden des Erdraums bzw. Erdwärmespeichers an, und gleichzeitig wird das umgebende Erdreich zusätzlich angefeuchtet. Ist der Betonkörper gänzlich mit Wasser gesättigt, wird die Gebäudefundamentplatte darüber betoniert. Selbstverständlich muss zwischen der Fundamentplatte und dem entsprechenden Kollektorfeld bzw. dem damit geschaffenen Erdwärmespeicher noch eine geeignete Feuchtigkeitssperrschicht und Wärmedämmung vorgesehen werden. Es empfiehlt sich, ggf. den Kollektorkopf noch zusätzlich mit einem einfachen Betonring bündig einzufassen. Die erforderlichen Rohranschlüsse für den Kollektor, bestehen aus dem Vorlauf und Rücklauf für das Wärmetauscher-Fluid (Wasser-Glykol-Gemisch) und die Befülleinrichtung für das Speicherwasser. Diese befinden sich am Kollektorkopf, und können von dort auf dem kürzesten Weg unter der Fundamentplatte bis in das darüber befindliche Gebäude verlegt werden. Entsprechende Anordnungen von solchen Erdwärme-Wendelkollektoren können dazu dienen sowohl einen bestimmten Erdraum unter einem Gebäude als Erdwärmespeicher zu erschließen, als auch einen unter dem Gebäude im Erdreich eingelassenen größeren Pufferspeicher zu bilden, der dann nicht im Gebäude untergebracht werden braucht. Es kann sogar ein Hybrid-Speichersystem durch Kombination beider Varianten geschaffen werden. Diese Ausführungsform stellt bislang das innovativste auf diesem Gebiet dar, weil in diesem Fall der Pufferspeicher nicht mehr wärmegedämmt werden braucht. Besonders vorteilhaft sind hierfür nicht unterkellerte Gebäude bzw. insbesondere auch gewerbliche oder kommunale Flach- und Hallenbauten geeignet (Hallen, Einkaufsmärkte, Schwimmbäder, Sport- und Veranstaltungshallen etc.), die relativ zum umbauten Raum eine große Grund- und Dachfläche haben, und zumeist auch noch mit größeren Parkflächen ausgestattet sind. Über diese Kollektoren kann jetzt jedes Gebäude seine überschüssige Energie aus Sonnenkollektoren, der Gebäudeabwärme etc. auf kürzester Strecke, d.h. mit geringsten Wärmeverlusten, in seinen eigenen unabhängigen Erdwärmespeicher einlagern. Dies ermöglicht eine äußerst wirtschaftliche Optimierung solcher Anlagen. Jedoch um dieses recht komplexe Gesamtsystem perfekt betreiben zu können, bedarf es je nach Anspruch eines entsprechenden Energie-Management-Systems (EMS), dem je nach Anlagenkonzept bi- oder multivalente Wärmeerzeuger (Wärmepumpe, Brennwertkessel, BHKW, Biomassekessel etc.) ergänzend beigestellt werden können Die Technik befindet sich in der Prototypenphase. Für die abschließende Entwicklung zur Marktreife und die folgende gemeinsame internationale Vermarktung sucht Orange Depot & Exchange Systems zur Zeit nach geeigneten Partnern.
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