Die Möglichkeiten des Energiesparens - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 316

Jahr hinweg zu garantieren. Der prinzipielle Aufbau einer derartigen Heizungsanlage ist in
der Abb. 10.2 zu sehen.
Wegen seiner großen spezifischen Wärmekapazität c m , sieheTabelle( 8.2 ) ,istWasserbe-
sondersgeeignet, thermischeEnergie im Temperaturbereich von 20-80 °C zu speichern. In
diesem Temperaturbereich erfüllt ein derartiger Wasserspeicher im Prinzip die zwei wich-
tigen Forderungen:

• Die gespeicherte Wärme ist direkt nutzbar für die Gebäudeheizung. Zur Erinnerung:
Etwa30 %desheutigenPrimärenergiebedarfsinden ve -Ländernentstehtdurchdie For-
derung nach Raumwärme.
• Der Speicher kann mithilfe von thermischen Solarzellen im Sommer gefüllt und im
Winter entleert werden.

Damit sich diese Bedingungen auch in Praxis erfüllen lassen, müssen die Parameter der
Gesamtanlage (Gebäude, thermische Solarzellen, Wärmespeicher) entsprechend ausgelegt
sein. Wir wollen uns mit diesen Parametern und ihrer richtigen, also für die zur Erfüllung
der Rahmenbedingungen erforderlichen Auslegung beschätigen.
Die Leistung der thermischen Solarzellen

d Q Z
d t

P Z = (10.11)

wird zur Erwärmung des Speicherwassers benutzt, dessen thermischeEnergie dadurch um
den Wert

c m m d T S
d t

P S = (10.12)

mit der Zeit t ansteigt. Die Leistung der thermischen Solarzellen ist zeitlich nicht konstant,
sondern sie verändert sich im Laufe eines Jahrs gemäß

P Z =⟨ P Z ⟩+Δ P Z sin ωt , (10.13)

wobei ω durch ( 8.26 ) definiertistund⟨ P Z ⟩dieüberdasJahrgemittelteLeistungderthermi-
schen Solarzellen ist. Dem Wärmespeicher wird aber nicht nur die Leistung P Z zugeführt,
sondern es wird ihm diese Leistung auch wieder entzogen, und zwar

• zur Heizung des Hauses: P H =( kA ) H ( T H − T ),
• durch Verluste an die Umgebung, und das ist der Erdboden, falls der Wärmespeicher,
wie in Abb. 10.2 , in diesem versenkt ist: P S =( kA ) S ( T S − T B ).

Diese Leistungsverluste ergeben sich nach ( 6.74 ) , sie betreffen sowohl das Haus (Index H)
wie auch den Wärmespeicher (Index S). Mit T ist die Luttemperatur bezeichnet, mit T B