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64 Weiterentwicklung der Langzeit-Wärmespeicher
Bausektor übliches Wärmedämmverbundsystem eingesetzt. Die Steinlamellenplatten (120 cm
x 20 cm x 20 cm) wurden mittels Baukleber an der Betonwand befestigt (siehe Bild 3.8). Die
Wärmedämmung wurde mit einer Armierung aus Glasfasergewebe und einer wasserabweisenden
Mörtelschicht gegen eindringendes Wasser geschützt. Durch eine Noppenfolie und
eine vorgestellte Drainplatte wird eventuell auftretendes Niederschlagswasser drainiert.
3.1.2.6 Be- und Entladeeinrichtung
Die Heißwasser-Wärmespeicher werden als Verdrängungsspeicher betrieben, d.h. bei Einbringen
von Wasser wird dieselbe Masse gleichzeitig wieder dem Wärmespeicher entzogen.
Um eine gute Temperaturschichtung im Wärmespeicher zu erzielen, wird das heiße Wasser
oben knapp unter dem Wasserspiegel eingebracht, während kaltes Wasser in Bodennähe
entzogen wird. Beim Entladen wird umgekehrt verfahren, d.h. warmes Wasser wird oben
entzogen, während kaltes Rücklaufwasser aus dem Wärmeverteilnetz unten nachfließt. Dies
bedeutet, daß die oberen und unteren Einbauten abwechselnd zum Be- und Entladen genutzt
werden müssen.
In Abhängigkeit vom geplanten Volumenstrom sind die Be- und Entladeeinrichtungen (im
folgenden auch Ladewechseleinrichtungen genannt) auszulegen. Um Turbulenzen und damit
eine Vermischung des Speicherwassers zu verhindern, müssen die Strömungsgeschwindigkeiten
klein gehalten werden (kleiner als 0,1 m/s). Dies begünstigt dünne Temperaturübergangsschichten.
Zusätzlich muß für eine möglichst horizontale Zu- oder Abströmung
gesorgt werden /27/.
Bauformen solcher Ladewechseleinrichtungen enthalten kleine Auslaßöffnungen in Form von
Schlitzen oder Bohrungen. Es sind aus früheren Untersuchungen /28/ bekannt: Schlitzauslässe
(mit und ohne Diffusor), Doppelrohrauslässe und Radialauslässe.
Je nach Betriebsweise des Speichers treten bei der Auslegung der Ladewechseleinrichtungen
unterschiedliche Probleme auf. So ist bei der Kurzzeit-Wärmespeicherung meist ein hoher
Massenstrom auf einer relativ kleinen Speicheroberfläche zu verteilen. Eine vermischungsarme
Zuströmung ist hier viel schwieriger als bei der Langzeit-Wärmespeicherung, bei der die
Verhältnisse genau umgekehrt sind und eher die gleichmäßige Beschickung über die gesamte
Speicheroberfläche zu Problemen führt.
Aufgrund des fertigungstechnischen Aufwandes sind kreisförmige Doppelrohrausführung mit
den vielen notwendigen Bohrungen nicht zu empfehlen. Radialauslässe sind für alle Speicher
geeignet und unter wirtschaftlichen Bedingungen gut herstellbar. Durch einfach zu variierende
Größen wie Durchmesser und Spalthöhe scheinen sie am besten geeignet. Durch mehrere
dieser Auslässe ist auch eine gleichmäßige Zuströmung über die gesamte Speicheroberfläche
gewährleistet.
Die Verrohrung im Wärmespeicher ist auf ein Mindestmaß zu reduzieren. In langen Rohrleitungen
im Speicher, die quer zu allen Temperaturschichten verlegt sind, findet ein Wärmetransport
statt. Dieser führt zum Abbau der Schichtung im Wärmespeicher und zu einer
ungewollten Temperaturänderung des Be- bzw. Entlademassenstroms. Somit wird der Speichernutzungsgrad
reduziert.