Thermisches System

Auf der Navigationsseite Thermisches System kann das thermisches System gewählt und dimensioniert werden.

Hierbei stehen folgende Systeme zur Auswahl:

Wärmeerzeuger	Verbraucher
Heizstab	Warmwasser
Heizstab	Heizung
Heizstab	Warmwasser und Heizung
Wärmepumpe	Warmwasser
Wärmepumpe	Heizung
Wärmepumpe	Warmwasser und Heizung

Systemkomponenten

Je nach gewähltem System können unterschiedliche Systemkomponenten parametriert werden.

Speicher

Der Speicher stellt das zentrale Element des thermischen Systems dar. Die Wärmeerzeuger Heizstab, Wärmepumpe oder Kessel beliefern den Speicher mit thermischer Energie. Durch Warmwasser-Verbrauch und Heizung wird dem Speicher Energie entzogen. Desweiteren treten thermische Verluste auf.

Es stehen folgende Parameter zur Verfügung:

Parameter	Erläuterung
Volumen	Das Volumen des Speichers wird in Litern angegeben. Es versteht sich als Brutto-Volumen. Das Netto-Volumen, das in der Simulation verwendet wird, wird mit 90% des Brutton-Volumens angesetzt.
Höhe	Durch Angabe der Höhe ergibt sich der Radius des zylindrischen Speichers. Hieraus ergeben sich auch die Mantelflächen, die für die Berechnung der thermischen Verluste wichtig sind.
Dicke der Dämmung	Die Dicke der Dämmung ist ein wichtiger Parameter zur Berechnung der thermischen Verluste. In PV*SOL wird von einer Steinwoll-Dämmung mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit von 0.037 W/(m K) bei 20 °C ausgegangen.
Temperatur der Speicher-Umgebung	Hier wird die Temperatur des Raums angegeben, in dem der Speicher steht. Auch diese Größe ist wichtig für die Berechnung der thermischen Verluste.
Max. Speicher-Temperatur durch Kessel	Die maximale Temperatur, auf die das Wasser im Speicher durch den Kessel aufgeheizt wird.
Max. Speicher-Temperatur durch Heizstab	Die maximale Temperatur, auf die das Wasser im Speicher durch den Heizstab aufgeheizt wird. Diese kann einige Grad Celsius höher liegen als die max. Speicher-Temperatur durch den Kessel, um so den solaren Anteil zu erhöhen.
Legionellen-Schaltung	Mit Hilfe der Legionellen-Schaltung wird das Wasser im Speicher in regelmäßigen Abständen auf eine höhere Temperatur gebracht, um Legionellen abzutöten.

Heizstab

Voraussetzung: Systemauswahl mit Heizstab

Der Heizstab nutzt überschüssige PV-Energie, um das Wasser im Speicher zu erwärmen.

Es stehen folgende Parameter zur Verfügung:

Parameter	Erläuterung
Stufenlos	Der Heizstab kann entweder in festen Stufen oder mit einer kontinuierlich angepassten Leistung arbeiten.
Maximale Leistung	Die maximale elektrische Leistung, die der Heizstab verarbeiten kann
Anzahl Stufen	Arbeitet der Heizstab in vordefinierten Stufen, kann hier deren Anzahl eingegeben werden. Die resultierenden Leistungsstufen werden darunter angezeigt.

Wärmepumpe

Voraussetzung: Systemauswahl mit Wärmepumpe

Die Wärmepumpe nutzt elektrische Energie, um dem System thermische Energie auf dem gewünschten Temperaturniveau zur Verfügung zu stellen. Die in PV*SOL® hinterlegten Wärmepumpen sind Luft-Wärmepumpen, das heißt das Quellmedium ist die Umgebungsluft. Die Temperatur der Umgebungsluft wird den Klimadaten entnommen.

Es stehen folgende Parameter zur Verfügung:

Parameter	Erläuterung
Nenn-Heizleistung	Die Nennheizleistung in kW stellt den maximalen Wert dar, den die Wärmepumpe an den Speicher abgeben kann.
Typ	Hier stehen drei Wärmepumpen zur Auswahl, die sich in ihrer Effizienz unterscheiden.
Betriebsart	Standard: Die Wärmepumpe arbeitet wärmebedarfs-geführt. PV-optimiert: Die Wärmepumpe arbeitet nur dann, wenn überschüssiger PV-Strom vorhanden ist.
Sperrzeiten	Hier können Sperrzeiten definiert werden, die oft im Zusammenhang mit Wärmepumpen-Tarifen eingefordert werden.

In PV*SOL® wird von einer regelbaren Wärmepumpe ausgegangen, die ihre Leistung modulieren kann.

Warmwasser

Voraussetzung: Systemauswahl mit Warmwasser

Hier kann der Jahres-Energiebedarf an Warmwasser und das zugehörige Zapfprofil (in 1h-Auflösung) eingestellt werden. Die Zapfprofile wurden aus unserem Solarthermie-Programm T*SOL entnommen. Üblicherweise liegt der Anteil am Warmwasser-Bedarf bei Einfamilien-Haushalten etwa bei 20% des gesamten jährlichen Wärmebedarfs.

Heizung

Voraussetzung: Systemauswahl mit Heizung

Über die Parameter auf dieser Seite kann der Heizwärmebarf ermittelt werden. Grundlage sind auch hier die aktuell gewählten Klimadaten.

Es stehen folgende Parameter zur Verfügung:

Parameter	Erläuterung
Raumtemperatur	Hier wird die gewünschte Temperatur in den Wohnräumen angegeben.
Heizgrenztemperatur	Wird die Heizgrenztemperatur unterschritten, beginnt die Heizung zu arbeiten. Darüber ist sie ausgeschaltet.
Beheizte Fläche	Hier wird die beheizte Fläche in m² angegeben.
Norm-Außentemperatur	Bestimmt, bei welcher Außentemperatur die volle Heizlast erforderlich ist. Laut Norm handelt es sich um das “tiefste Zweitagesmittel der Lufttemperatur, das 10 Mal in 20 Jahren erreicht oder unterschritten wird”.
Eingabe der Heizlast oder des Heizwärmebedarfs	Ist die Heizlast in kW bekannt, etwa durch gebäudetechnische Berechnungen, kann sie hier direkt eingeben werden. Andernfalls kann der gesamte Heizwärmebedarf des Jahres in kWh angegeben werden.
Nachtabsenkung	Auch eine Nachtabsenkung kann parametriert werden. Anzugeben ist die Temperatur, um die abgesenkt wird, sowie die Start- und die Endzeit der nächtlichen Absenkung.
Inaktiv	In mittleren Breiten wird die Heizung im Sommer oft ganz ausgeschaltet. Dies kann hier eingestellt werden.

Kessel

Der Kessel ist in allen auswählbaren thermischen Systemen vorhanden. Er sorgt dafür, dass fehlende Energie im Speicher wieder aufgeladen wird. In der Simulation gehen wir davon aus, dass der Kessel die erforderliche Leistung bereitstellen kann. Die Wahl des Brennstoffs beeinflusst die eingesparte Menge an $\text{CO}_2$.

Art des Kessels	spezifische $\text{CO}_2$-Emissionen in kg/Jahr
Öl-Brennwert	0.28
Gas-Brennwert	0.23
Holz (Pellet, Hackschnitzel, Scheitholz etc.)	0.04

Siehe auch

• Berechnungsgrundlagen > Thermisches System