Optimierte, solar unterstützte Warmluftheizung

Keywords: Luftkollektoren, Solarluftkollektoren, Umluftkollektor, Frischluftkollektor, offener Kollektorkreis, geschlossener Kollektorkreis, solare Hypocaustenheizung, solare Murocaustenheizung, kontrollierte Lüftung

Die vorher beschriebene Warmluftheizung [Link zu Warmluftheizung]wird um einen Wärmespeicher wie z.B. einen Festbett- oder einen PCM-Speicher (Phase Changing Material) [Link zu Komponenten - Wärmespeicher]erweitert.

Verbindet man einen Frischluftkollektor mit einem Wärmespeicher (siehe unten stehende Darstellung) so hat das zwei Auswirkungen:

  • Die Schwankungen der Kollektoraustrittstemperatur werden abgeschwächt.
  • Es steht auch nach Sonnenuntergang noch Warmluft zur Verfügung.

Schematische Darstellung der Einbindung eines Wärmespeichers – Frischluftsystem (Ein Gebläse)

Bei Sonneneinstrahlung startet der Ventilator, wenn die Temperatur im Kollektor höher ist als die Raumtemperatur, ohne Sonneneinstrahlung, wenn die Speichertemperatur höher ist als die Raumtemperatur.

Mehr Möglichkeiten bieten Wärmespeicher in Verbindung mit Umluftkollektoren.

Eine sehr einfache Systemvariante ist in nachfolgender Abbildung dargestellt. Ist die Temperatur der dem Raum entnommenen Luft niedriger als die Speichertemperatur, so strömt bei Sonneneinstrahlung die Luft durch den Kollektor und anschließend durch den Speicher. Scheint die Sonnen nicht, so wird der Kollektor durch einen Bypass umgangen. Hat die Raumtemperatur einen Maximalwert erreicht, bleibt der Ventilator aus.

Schematische Darstellung der Einbindung eines Wärmespeichers – reines Umluftsystem (Variante 1: Ein Gebläse)

Nachteilig ist, dass der Speicher nicht beladen werden kann, wenn im Raum keine Wärme benötigt wird. Diesen Nachteil kann das nächste Anlagenschema beseitigen.

Obwohl auch hier nur ein Ventilator zum Einsatz kommt, kann bei Variante 2 der Wärmespeicher separat beladen werden.

Schematische Darstellung der Einbindung eines Wärmespeichers – reines Umluftsystem (Variante 2: Ein Gebläse)

Bei Variante 3 wird mit weniger motorisch gesteuerten Klappen, aber dafür mit zwei Ventilatoren gearbeitet. Dadurch lässt sich ein Mischbetrieb leichter realisieren.

Schematische Darstellung der Einbindung eines Wärmespeichers – reines Umluftsystem (Variante 3: Zwei Gebläse)

Die Drei varianten lassen sich mit dem Wärmetauscher einer kontrolierten Lüftung kombinieren. Beispielhaft ist die für die Variante 3 dargestellt.

Schematische Darstellung der Einbindung eines Wärmespeichers –Umluftsystem mit Wärmerückgewinnung (Variante 4: Zwei Gebläse)

 

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