Ich habe einen Solarspeicher mit 750l und ca. 2m Höhe und einer allseitigen Isolierung mit 12cm Glas?/Stein?-Wolle. Wärme wird durch einen Rohrwärmetauscher im unteren Drittel des Tanks zugeführt.
Ich beobachte seit einiger Zeit, daß in dem Speicher die Temperaturen an allen 3 Sensoren auf ca. 0,6m, 1,3m und 1,8m Höhe nur kleine Temperaturunterschiede (±2 Grad) zeigen.
Nach meinem Verständnis müßte doch das unten durch den Wärmetauscher, mit ca 5-10 Grad Übertemperatur gegenüber dem höchsten Sensor, erwärmte Wasser mit steigender Temperatur von unten nach oben verteilen.
Mein Sanitärfachmann meint, daß das gezeigte Verhalten richtig ist.
Wie wird das hier von den Spezialisten gesehen?
Nach meinem Verständnis müßte doch das unten durch den
Wärmetauscher, mit ca 5-10 Grad Übertemperatur gegenüber dem
höchsten Sensor, erwärmte Wasser mit steigender Temperatur von
unten nach oben verteilen.
Da das gesamte Wasser miteinander in ständigem Kontakt steht, gleichen sich die Temperaturunterschiede mit der Zeit aus.
Wenn das wasser unten erwärmt wird, steigt das warme Wasser durch das kältere nach oben und sorgt so für Strömung und eine gute Kontaktfläche. Daher geht der Ausgleich ziemlich schnell.
Wenn das wasser unten erwärmt wird, steigt das warme Wasser
durch das kältere nach oben und sorgt so für Strömung und eine
gute Kontaktfläche. Daher geht der Ausgleich ziemlich schnell.
Müßte sich dann nicht zuerst ganz oben das wärmere Wasser sammeln und dann von oben nach unten durchwärmen, wenn weiter Energie zugeführt wird. Also eine deutlicher Temperaturdifferenz zwischen oben und unten?
wenn das Speicherwasser immer im unteren Drittel erwärmt wird, dann muss es immer erst von selbst nach oben strömen. Dabei kommt es natürlich zu einer Durchmischung, und das Prinzip des Schichtenspeichers kann nicht so gut funktionieren. Richtig gute Solarspeicher führen die Wärme deshalb in genau der passenden Höhe dem Speicher zu. Das funktioniert z.B. mit selbstregelnden Schichtenladern. Damit wird die Wärme also genau dorthin gebracht, wo sie auch hingehört. Das Speicherwasser muss sich nicht bewegen, und die Schichtung bleibt erhalten. Theoretisch zumindest…
Und es gibt noch verschiedene andere Prinzipien, z.B. mit einem Aufströmkamin.
Wenn Du nun aber einen ganz einfachen Speicher hast, könnte es schon sein, dass Deine Messung richtig ist.
Müßte sich dann nicht zuerst ganz oben das wärmere Wasser
sammeln und dann von oben nach unten durchwärmen, wenn weiter
Energie zugeführt wird. Also eine deutlicher
Temperaturdifferenz zwischen oben und unten?
Nein, die Wärme wird ja bei Dir unten zugeführt, und das heiße Wasser strömt dann nach oben. Und wenn Du badest, wird der obere Bereich wieder abgekühlt und das kalte Wasser sinkt nach unten. Da ist immer Betrieb im Speicher, und die schöne Schichtung kommt nie so richtig zur Ruhe.
Es kann aber trotzdem alles gut funktionieren, nur solltest Du nicht zuviel von der Schichtung erwarten.
Müßte sich dann nicht zuerst ganz oben das wärmere Wasser
sammeln und dann von oben nach unten durchwärmen, wenn weiter
Energie zugeführt wird. Also eine deutlicher
Temperaturdifferenz zwischen oben und unten?
Nein, die Wärme wird ja bei Dir unten zugeführt, und das heiße
Wasser strömt dann nach oben. Und wenn Du badest, wird der
obere Bereich wieder abgekühlt und das kalte Wasser sinkt nach
unten. Da ist immer Betrieb im Speicher, und die schöne
Schichtung kommt nie so richtig zur Ruhe.
Es kann aber trotzdem alles gut funktionieren, nur solltest Du
nicht zuviel von der Schichtung erwarten.
Olaf
Daß es bei Energieabfuhr Unruhe im Tank gibt, ist mir klar. Mir ist nur nicht klar, warum bei Energiezufuhr und ohne Energieentnahme keine Schichtung ensteht. Das vom Wärmetauscher erwärmte Wasser hat eine geringere Dichte, müßte also unter Abgabe von Energie durch das kühlere, vorhandene Wasser nach oben steigen. Tut es aber offensichtlich nicht. Das ist mein Unverständnis.
Mir ist nur nicht klar, warum bei Energiezufuhr und ohne
Energieentnahme keine Schichtung ensteht.
Weil gerade die unterschiedlichen Wassertemperaturen von Zulaufwasser und vorhandenem Wasser diese Schichtung unmöglich machen.
Das vom
Wärmetauscher erwärmte Wasser hat eine geringere Dichte, müßte
also unter Abgabe von Energie durch das kühlere, vorhandene
Wasser nach oben steigen. Tut es aber offensichtlich nicht.
Wieso nicht? Wenn es das nicht täte, hättest Du unten eine höhere Temperatur als oben. Das warme Wasser steigt offensichtlich auf und mischt sich dabei mit dem kalten. Es gibt einen Teil seiner Energie an das Umgebungswasser ab und kühlt sich dadurch ab, während das Umgebungswasser sich dadurch erwärmt. Insgesamt bekommst du also einen Temperaturausgleich.
Welcher Effekt überwiegt (Temperaturausgleich oder warmes Wasser oben), hängt letztlich von vielen Parametern ab, wie z. B. von den Strömungsverhältnissen.