Einseitige Pufferanbindung
Ein einfacher Weg die Schichtung im Puffer zu verbessern
Zweiseitige Pufferanbindung
Sehr häufig sieht man in Hydraulikplänen und Installationen, dass Wärmeerzeuger und Wärmeverbraucher in jeweils getrennten Anschlüssen je Höhe (oben, unten, ggf. auch mittig) an Pufferspeichern angeschlossen werden. Das hat jedoch oft eine negative Auswirkung auf die Durchströmung und damit auf die Schichtung des Pufferspeichers, wie folgendes Beispiel verdeutlichen soll. Angenommen, ein 28kW Scheitholzkessel (90°C Vorlauftemperatur) belädt einen Pufferspeicher, wobei gleichzeitig ein Radiatorenkreis (70/50°C) und ein Fußbodenkreis (40/30°C) mit zusammen 14kW versorgt werden. Nehmen wir weiter an, die beiden Heizkreise werden durch rendeMIX-Rücklaufnutzung insgesamt mit 70/30°C zum Puffer angebunden. Bei der beidseitigen Anbindung des Puffers strömt der gesamte Kessel-Volumenstrom oben links in den Puffer und wird unten links wieder entnommen. Zusätzlich wird der gesamte Anlagenvolumenstrom oben rechts entnommen und unten rechts wieder eingespeist. Es gilt daher folgende Formel:
Wasserdurchsatz des Puffers = Kesselvolumenstrom + Anlagenvolumenstrom
Dadurch kommt es sehr leicht zu einer Vermischung verschiedener Temperaturen im Puffer, die dazu führt, dass der Anlagenvorlauf (70°C) kälter ist als der Kesselvorlauf (90°C) und der Kesselrücklauf (50°C) wärmer als der Anlagenrücklauf (30°C). Das wiederum erhöht die Volumenströme, denn
Kesselvolumentrom = 6/7 × Kesselleistung : Kessel-Delta-T = 6/7 × 28kW : (90-50)K = 0,6m³/h
Anlagenvolumentrom = 6/7 × Anlagenleistung : Anlagen-Delta-T = 6/7 × 14kW : (70-30)K = 0,3m³/h
Wasserdurchsatz des Puffers = 0,6m³/h + 0,3m³/h = 0,9m³/h
Einseitige Pufferanbindung
Wird hingegen der Puffer mit nur einem Anschluss je Pufferhöhe an die Verbindungsleitung zwischen Wärmeerzeuger und Wärmeverbraucher angeschlossen, so strömt statt der Summe nur die Differenz beider Volumenströme durch den Puffer:
Wasserdurchsatz des Puffers = Kesselvolumenstrom – Anlagenvolumenstrom
Durch den damit verbundenen geringeren Wasserdurchsatz des Puffers verbessert sich die Schichtung, so dass der Anlagenvorlauf (90°C) jetzt gleich dem Kesselvorlauf (90°C) und der Kesselrücklauf (30°C) gleich dem Anlagenrücklauf (30°C) temperiert ist. Das wiederum verkleinert natürlich die Volumenströme, denn
Kesselvolumentrom = 6/7 × Kesselleistung : Kessel-Delta-T = 6/7 × 28kW : (90-30)K = 0,4m³/h
Anlagenvolumentrom = 6/7 × Anlagenleistung : Anlagen-Delta-T = 6/7 × 14kW : (90-30)K = 0,2m³/h
Wasserdurchsatz des Puffers = 0,4m³/h – 0,2m³/h = 0,2m³/h
Durch die einseitige Anbindung des Puffers wurde der Wassserdurchsatz des Puffers um 78% reduziert. Diese einseitige Anbindung des Puffers deuten wir in unseren Hydraulikschemen durch schwarze Punkte im Puffer an.
Dabei ist es gar nicht notwendig den Puffer zwischen den Wärmeerzeuger und den Wärmeverbraucher zu platzieren. Er kann genauso gut an eine Stichleitung montiert werden, die von der Verbindungsleitung zwischen Wärmeerzeuger und Wärmeverbraucher abgeht.
Dies bedeutet häufig eine größere Gestaltungsfreiheit in der Montage bei reduzierter Rohrlänge. Um die mit der Installation eines Pufferspeichers verbundene hydraulische Entkopplung zu gewährleisten, müssen die Querschnitte dieser Leitungen aber ausreichend dimensioniert werden. Dies gilt insbesondere bei Einsatz Differenzdruck-geregelter Umwälzpumpen