Independence Day

Es war am 26. Februar 2017, als jene historischen Worte unter dem Betreff ‚Independence Day‘ mittels elektronischer Post bis nach Pannonien gelangt waren:

„… Wir feiern den Anschluss der Hausheizung. Die Gasuhr steht 🙂 …“

‚Hinter den Deichen‘ war eine neue Ära angebrochen! Aber alles der Reihe nach. Eine Eisspeicher-Chronologie im Originalton:

07.01.2016: [Die Anfrage war schon einmal vielversprechend]:

„… Hallo Forscher im weiten pannonischen Süden. Irgendwas im hohen Norden hinter den Deichen, wo das Elend so groß ist, das selbst die Möwen rückwärts fliegen, damit sie das Elend nicht sehen müssen, sagt mir, dass ich von Irgendwem einmal Checklisten anfordern sollte …“

27.01.2016: [Bestandsaufnahme. Die Rüsselpest und ein Delirium bringen das Projekt fast zum Scheitern, bevor es begonnen hat]:

“ … Werde nun meine Hausaufgaben abarbeiten. Hier ist leider die Rüsselpest ausgebrochen. 1640, als die Pest nach London kam, hatte das ja den „Newton-Effekt“. Ein noch wenig erforschter Effekt, bei dem ein kluger Mensch von der Stadt aufs Land zieht um so wenig wie möglich anderen Menschen zu begegnen. In dem dann zwangsläufig entstehenden Kommunikationsvakuum steigt die Wahrscheinlichkeit sprunghaft, wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse zu gewinnen …“

14.03.2016: [Detailplanung für den Eisspeicher]:

„… Den Tiefbauer für mein Mausoleum habe ich schon …“

21.03.2016: [Go!]:

„… Es geht in der letzten Aprilwoche los. In 3 Tagen will der Tiefbauer ca. 60 m³ Erde aus dem Garten schaffen … Nebenbei habe ich ein PV-Projekt angeschoben. Schließlich bin ich nun auf der Suche nach Strom …“

29.04.2016: [Es geht voran]:

“ … Die Solarmodule sind auf dem Dach. Der Eisspeicher ist immer noch virtuell. Dafür ist die Baugrube aber schon real. Anfang der Woche wird die Bodenplatte von uns gegossen. Danach geht es Stein für Stein in Richtung Sonne …“

ID-Bagger

23.05.2016: [Abenteuerurlaub]:

“ … Ich hatte Arbeitsurlaub 🙂 Der Speicher ist jetzt auf Sollhöhe 2.20 m.  Jetzt lassen wir das Ganze erst mal schön aushärten … „

08.06.2016: [Opa ist ein alter Fuchs im Baugewerbe]:

“ … Die Hohlkehle innen unten ist fertig. Jetzt kommt noch eine Zementschlämme mit Wasserglas und dann planen wir einen Bitumen-Kaltanstrich von innen, in der Hoffnung dass das Wasser auch da bleibt wo es sein soll …“

ID-Eisspeicher

22.08.2016: [Meilenstein Eisspeicher und erste Erfolge als Kraftwerksbauer]:

“ … Decke auf dem neuen Eisspeicher ist fertig und das Ganze ist jetzt schön ausgehärtet … Da kann ein Panzer drüber fahren … Seit die Photovoltaik-Anlage läuft sind wir stromautark. Na ja, im Sommer keine Kunst. Der Tesla-Speicher rettet uns locker über die Nacht …“

22.08.2016: [Ästhetik ist im Heizungskeller zweitrangig]:

„… Da der alte Kessel einfach dort stehen bleiben soll, wo er ist, wird das hinterher aussehen wie eine Molkerei (viele Rohre) 🙂 Aber ich wohne ja nicht im Keller …“

31.08.2016: [Beschaffung Wärmetauscher/Kollektor]:

„… die gemeine schwarze, von Luft und Sonne lebende, Zaunanakonda hat so ihre Tücken 😉 …“

14.09.2016: [Eine Herausforderung: Wie bringt man einen 1000 Liter Hygienespeicher in den Heizungskeller]:

“ … z.Z. prüfen wir gerade in einem interdisziplinären Arbeitskreis mit Hilfe einer aufwendigen 3D-Simulation, ob wir den Kessel nicht doch die Treppe runter und in den Keller bekommen (also kein Kellerwanddurchbruch). Motto in Deutschland: Wenn Du nicht mehr weiter weißt, bilde einen Arbeitskreis 😉 …“

[Ein Kindheitstraum wird wahr]:

„… Am Wochenende will ich den Graben vom Keller zum Eis-Speicher mit einem Minibagger ziehen, endlich kann ich auch mal Bagger fahren 😉 …“

[Aber bring bitte vorher deine Familie in Sicherheit!].

ID-I-Diagramm

21.09.2016: [Verrohrungsdetails Heizungskeller – ’spannende‘ I-Diagramme]:

“ … Ah spannend, Deine I-Diagramme sind echt gut. Hast Du Dir die Icon-Sprache schon patentieren lassen? …“

29.09.2016: [Fortschritte in der Schlangengrube]:

“ … Bin jetzt mit dem Wärmetauscher fast durch. Die Schläuche und Kabel sind vom Heizkeller zum Eisspeicher verlegt und der Graben ist wieder zu. Der Keller ist wieder zu gemauert (wir sind doch durch die Wand). Die WP und der Kessel sind im Keller …“

ID-Wärmetauscher

03.011.2016: [Die Arbeit hält einen von der Arbeit ab]:

“ … Ich brauche immer etwas länger. Muss ja nebenbei arbeiten gehen 😊. Aber der Bau vom Kollektor hat Spaß gemacht … Wir schließen jetzt die Außenarbeiten ab und basteln dann im Keller weiter 😊 …“

ID-Kollektor

30.11.2016: [Reglerkomponenten]:

„…Das Paket ist angekommen. Ist ein bisschen wie Weihnachten 😉 …“

[Die Weisheit des Alters kommt zu spät]:

„… BTW Opa meint, den 1. Eisspeicher baut man für seinen Feind, den 2. für seinen Freund und erst den 3. für sich selbst. Scheint so, dass er Recht hat … jedenfalls was die Erfahrung anbelangt …“

13.12.2016: [Beim Verkabeln der Regelung wird streng nach Norm vorgegangen]:

„… Habe erstmal nach der „strengen“ Industrienorm „Open Free Scale“ im Keller alles wild verdrahtet, um Ergebnisse zu haben. Winsol ist auch bereits am tun. Cool…“

ID-OpenFreeScale

[Unerklärliche (?) Temperaturabweichung der Eisspeichersensoren]:

„… Wir sind gerade beim Auffüllen des Eisspeichers (ca. bei 30 m³). Interessanterweise sind wir dabei auf eine alle 133,33 Jahre auftretende mysteriöse Temperaturanomalie gestoßen. Oder es haben sich ein paar Erdstrahlen verfangen …“

[Zeitgerechte Öffentlichkeitsarbeit]:

„… aber ich prahle hier schon mal mächtig vor den Kollegen 😉 …“

03.01.2017: [Letzte Vorbereitungen]:

„… Habe über Weihnachten den Keller aufgeräumt und die Anlage an ihren endgültigen Platz verbaut … Also eigentlich müsste ich am Start sein. 🙂 … Das Unternet will ich auch wieder einbinden …“

09.01.2017: [Wärmepumpen-Test]:

“ … so, gestern am 08.01.2017 haben wir unseren ersten Test der WP durchgeführt. Wir haben uns im Anschluss einen Whisky mehr gegönnt (als sonst). Schließlich haben wir vor 1 Jahr mit den Planungen angefangen …“

ID-ErsterWPTest

18.01.2017: [Rüsselpest & Delirium 2]:

“ … Ich pflege gerade meine alljährliche Rüsselpest (zu wenig Eisbaden, aber das kann ja noch kommen, ist ja jetzt gleich um die Ecke) … Habe dann versucht, Hausaufgaben zu machen. Nachdem ich jetzt den Grundkurs in Quantengravitation durch habe und im letzten Kapitel stand, Thermodynamik sei weitestgehend noch unverstanden, und im Grunde ist das relativ, bin ich wieder etwas ruhiger geworden … „

06.02.2017: [Schrittweiser Umstieg]:

„… Ich habe jetzt seit 2 Tagen das Hygienewasser am Laufen. Als nächstes gehen wir an die Einbindung der Heizung ran …“

15.02.2017: [Ein falsch konfigurierter Sensor wird entlarvt]:

„… Die aktuellen Messwerte bestätigen die Hypothese Deines Wissenschaftsoffiziers. Der Controller meldet jetzt ca. 3800 l/h … Aber cool, dass Ihr auf Eurem Holodeck so eine gute Arbeitsmoral habt …“

[Wenn die Sonne scheint]:

“ … Ansonsten sind wir hier gerade sehr zufrieden mit den energetischen Zuständen. 3 Tage Sonne satt, Strom umsonst für alles mit leichtem Überschuss, und der Eisspeicher ist auch wärmer als vorher. Ziemlich cool 😊 …“

26.02.2017: [Jener historische Moment]:

„… wir feiern den Anschluss der Hausheizung. Die Gasuhr steht 😊… Da wir ja nun im Hochenergie-Zeitalter angekommen sind, und daran denken, die Anlage auf eine Umlaufbahn zu schießen, hat Opa die WP schon mal Satelliten-startklar gemacht …“

ID-SatellitenWärmepumpe

27.02.2017: [Ein edler Tropfen zu einem würdigen Anlass]:

„… ein großes Dankeschön für die beste Projektleitung ever. 😊 Ich weiß nicht, welche Whisky-Sorte Du trinkst. Das ist jedenfalls ein Single Malt Speyside …“

ID-SigleMaltSpeyside

Die Bedürfnispyramide des Eisspeichers

Die Datenkrake hat eine ältere Schwester, der bisher noch nicht gefeatured wurde in unseren Internet-Postillen. Bevor die Siedler sich daran wagten, ihren Erdkeller in einen Eisspeicher umzufunktionieren, haben sie eine Orakelkrake gezüchtet – das Orkrakel: eine Simulation des zukünftigen Wärmepumpensystems. Das Orkrakel mutierte mehrfach: Heute ernährt es sich von realen Wetterdaten, ahmt die schlaue Regelung und die dumme Wärmepumpe nach, löst die Wärmeleitungsgleichung für den Boden und führt penibel – in 1-Minuten-Schritten – Buch über den Energieinhalt aller Tanks .

Als echter Geek und Theoretiker kann sich das Elkement hier in Details verlieren. Bei jeder Änderung der Eingangsparameter steigt der Adrenalinspiegel: Wie hoch wird Peak Ice sein? Reicht die Größe des geplanten Tanks aus?

Besonders spannend ist die ‚Sensitivitätsanalyse‘: Worauf reagiert die Orakelkrake besonders heftig? Ihr Energiestoffwechsel scheint tatsächlich filigran zu sein: Kaum dreht man ‚ein bisschen‘ an der Schraube der thermischen Eigenschaften des Bodens oder an der Kollektor-‚Stärke‘ wächst das Eis scheinbar unverhältnismäßig. Wie immer ist es gut, dann einen Schritt zurückzutreten: Tatsächlich lässt sich dies mit Volksschulmathematik auch schon zeigen, ganz ohne Differenzialgleichungen.

Der Beitrag von Kollektor und Boden hängt allerdings u.a. ab von der Steuerungslogik, der Hydraulik, der Form des Tanks und den Wärmeübertragungseigenschaften von Kollektors und Boden. Was man daher wissen muss für den Buchhalter-Ansatz, ist die mittlere Energieausbeute des Kollektors und des Bodens – aus Simulationen oder durch belastbares Zahlenmaterial aus Messungen.

Wie die Siedler nicht müde werden zu betonen, liefert der Kollektor den Löwenanteil der Entzugsenergie der Wärmepumpe – auch in den Eismonaten Dez/Jan/Feb. Der Rest kommt aus dem Boden oder wird dem gefrierenden Wasser im Tank entzogen.

Dann lässt sich so ein Bildchen zeichnen:

Eisspeiche: Bedürfnispyramide - Umweltenergie in den Eismonaten

(Geistreiche Analogien zur Psychologie bitte hier einsetzen)

Am Beispiel einiger typischer Zahlen lässt sich das Eiswachstum illustrieren:

  • Ein quaderförmiger Tank fasst 23 m3
  • Benötigte Umweltenergie für Dez/Jan/Feb: ~7000kWh
    (Das entspricht ca. 9330kWh Heizenergie bei einer Arbeitszahl von 4)
  • ‚Standard‘ Szenario: Der Kollektor liefert 75% der Umweltenergie, die Erde ca. 18%.
  • Schlechtere‘ Szenarien: Kollektorenergie oder Erdenergie oder beide werden um 25% gegenüber dem Standardwert verringert.

Die drei Quellen – Luft/Sonne, Boden und Eis – müssen zusammen die Umweltenergie bereitstellen:

Beiträge zur Umweltenergie in den Eismonaten - Szenarien

Die Energie, die im Eis steckt ist nur der Lückenfüller: Je schlechter Boden und Kollektor ‚performen‘ umso mehr Wasser muss gefroren werden. Liefert der Kollektor ’nur ein bisschen‘ weniger Energie als ’normal‘, ist dieses bisschen von z.B. wenigen 100 kWh nicht vernächlassigbar gegenüber dem Energieinhalt des Eisspeichers.

Das Eis ist nur die Spitze des Energieeisberges!

… in diesem Luft-Erd-Eis-Wärmepumpensystem.

IIEEEEEEHHH … !!!

… sein markerschütternder Schreckensschrei war ungehört in den Weiten des Büros verklungen.

Nichts Böses ahnend hatte Irgendwer im morgendlichen Dämmerlicht noch etwas schlaftrunken seinen Weg zur Kaffeemaschine gesucht, als ihn diese furchterregende Kreatur plötzlich aus dem Halbdunkel angestarrt hatte.

solar-skorpion-3

Furchterregend, mit zwei deutlich erkennbaren Giftstacheln …

Er hatte schon genügend Bilder von Skorpionen gesehen, um instinktiv die tödliche Gefahr zu erkennen, die von der bedrohlich erhobenen mit zwei Stacheln besetzten Schwanzspitze ausging.

SCORPIO MAURUS PALMATUS

Reflexartig hatte er nach dem Handtuch gegriffen und kräftig zugeschlagen. Bevor er sich nach einer kurzen Wartezeit näher an das Tier heran wagte, das nun keinen Mucks mehr von sich gab.
Er konnte zwar nicht mehr mit Gewissheit sagen, ob es sich überhaupt bewegt hatte, aber jetzt lag es definitiv regungslos vor ihm. Durch den harten Schlag, war es in mehrere Teile zersprungen, die er nun neugierig begutachtete.

solar-skorpion-2

Nach dem harten Schlag war das Ding in seine Einzelteile zersprungen …

Hmm. Irgendwie kam ihm das alles bekannt vor. Ja! Jetzt fiel ihm wieder ein, wo er dieses Teil schon einmal gesehen hatte. Draußen am Schlauchkollektor hatte er ein ähnliches Ding schon einmal beobachtet. Gut getarnt – sodass es sich kaum vom Hintergrund abgehoben hatte.

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Solar-Skorpione haben sich perfekt an die Lebensbedingungen auf Schlauchkollektoren angepasst …

Und als er schließlich erkannte, dass der ‚Schwanz‘ nur das Ende eines stinknormalen Temperaturfühlers gewesen war, beruhigte sich sein Puls schön langsam wieder.

Gut, dass niemand gesehen hatte, dass er in seiner morgendlichen Schlaftrunkenheit gerade einen Kollektorfühler zerschmettert hatte. Aber glücklicherweise waren die ja sehr robust. Und mit wenigen Handgriffen war der Solar-Skorpion wieder zusammengebaut und saß genauso auf seinem Plätzchen, als ob nichts geschehen wäre…

Ein Jahr mit LEO_2

Irgendwer hatte ihn oft erlebt diesen Augenblick. Wenn wieder einmal jemand den Fehler gemacht hatte, ihn so etwas ähnliches zu fragen wie:

„Was ist das, dieses LEO_2? Wie funktioniert denn das genau …?“

Wenn er dann begonnen hatte, voller Begeisterung über seine Erfindung zu erzählen, merkte er genau, wie die interessierten Rückfragen recht rasch in einem regelmäßigen

„Mhm. Jo. Mhm … Jo. Jo … Eh …“

verebbten. Und wenn ihn dann die leeren Blicke des Gegenüber mit dieser Mischung aus Langeweile und Unverständinis durchbohrten, wusste Irgendwer genau: da war er wieder dieser Augenblick. Der Moment, besser das Thema zu wechseln, obwohl er gerade erst einmal erklärt hatte, wie eine Wärmepumpe funktionierte und was eine Wärmequelle war.

Aber letztlich hatten ihn gerade solche Momente  zu einem – ja, man konnte durchaus sagen: ‚Kunstwerk‚ – inspiriert.

„Ein Bild sagt mehr als tausend Worte…“

Welch tiefe Weisheit steckte doch in diesem platten Spruch! Aber so sehr sich Irgendwer auch bemüht hatte, es war ihm nicht gelungen, die vielen Gesichter, die LEO_2 im Laufe eines Jahres zeigte, in nur ein Bild zu bannen.

Und so entstand in liebevoller Kleinarbeit ein ganzer Zyklus ‚Die 13 Gesichter von LEO_2‚. Möge er zum Verständnis von LEO_2 beitragen …

Ein Klick auf irgendeines der folgenden Bilder öffnet eine ‚durchklickbare Slide-Show‘ des gesamten Zyklus.

 

Die Eisspeicher-Challenge: Tag 68

„Wie gewonnen so zerronnen…“

Im wahrsten Sinne des Wortes war der Eiswürfel inzwischen wieder vollständig dahingeschmolzen. Wobei – genau genommen – das Auftauen nur etwa halb soviel Zeit wie das Gefrieren in Anspruch genommen hatte.

Eisspeicher-Challenge: Eisvolumen und Energievorrat

Zeitlicher Verlauf des Eisvolumes und des entsprechenden verbleibenden Energievorrates im Eisspeicher.

Kaum hatte Irgendwer den Kollektor wieder zugeschaltet, war die Solepumpe fast pausenlos gelaufen, um Umweltenergie über den Kollektor in den Eisspeicher zu pumpen. Während durch das Schmelzen von Eis zu Wasser der Wasserspiegel in den eisfreien Bereichen rasch wieder sank, wurde der obere Teil des ‚Eiswürfels‘ sichtbar und erhob sich wie eine Klippe über das Eismeer.

Eisklippe-im-Eisspeicher

Der Eiswürfel war nicht wirklich ein Würfel, sondern ein bizarres Gebilde, das durch den Verlauf der Wärmetauscherschläuche im Eisspeicher bestimmt war. Nur das oberste Ende wurde durch den sinkenden Wasserspiegel erkennbar …

Obwohl zu dieser Jahreszeit immer noch Umweltenergie für das Heizen der Siedlerhütte benötigt wurde, blieb von der Kollektorernte trotzdem mehr als genug, um das Eis rasch wieder aufzutauen.

Eisspeicher-Challenge: Kollektorernte und Heizwärmebedarf

Beim Auftauen des vereisten Eisspeichers arbeitete der Kollektor besonders effektiv: (1) konnte der Eisspeicher durch das schmelzende Eis extrem viel Energie aufnehmen und (2) war die Soletemperatur ausreichend gering, sodass auch bei niedrigen Außentemperaturen viel Umweltenergie geerntet werden konnte.

Was Irgendwen zusätzlich begeisterte, war die Sole-Eintrittstemperatur in die Wärmepumpe. Diese war während der Gefrier-Phase kontinuierlich gesunken, aber mit dem Zuschalten des Kollektors sofort wieder sprunghaft angestiegen – und damit die Arbeitszahl der Wärmepumpe.

Eisspeicher-Challenge: Soletemperatur und Arbeitszahl

Mit dem Beginn der Auftauphase stieg die Eintrittstemperatur der Sole in die Wärmepumpe (und damit die Arbeitszahl) sprunghaft an, obwohl der Eisspeicher noch zu einem großen Teil vereist war.

Denn der besondere Verlauf des Solekreises von LEO_2, der vom Kollektor zuerst in den Eisspeicher und dann in die Wärmepumpe führte, nutzte die Umweltenergie optimal aus:

  • mit erster Priorität wurde durch das Schmelzen des Eises der Energievorrat und damit die Reichweite des Eisspeichers erhöht
  • danach war die Sole immer noch ‚warm‘ genug, um die Arbeitszahl der Wärmepumpe deutlich zu erhöhen.
Packeis im Eisspeicher

Eisspeicher-on-the-Rocks: Während der letzten Eistage trieben Eisschollen und Eisberge im Eisspeicher. Pinguine oder Eisbären wurden aber keine gesichtet …

Die Eisspeicher-Challenge in Zahlen:

  • Kollektor AUS (Beginn ‚Eiswürfelbildung‘): 01.02.2015
  • Dauer ‚Eiswürfelbildung‘: 46 Tage
  • Entzugsenergie während der ‚Eiswürfelbildung‘: ca. 2.860 kWh, davon
    • ca. 1.400 kWh aus dem Gefrieren von ca.15 m3 Wasser (latente Wärme)
    • ca. 1.460 kWh aus Abkühlung / Gefrieren der Eisspeicherumgebung
  • Maximales Eisvolumen: 16,5 m3 (entspricht 15 m3 Wasser)
  • Beginn ‚Auftauen‘: 19.03.2015
  • Dauer ‚Auftauen‘: 22 Tage
  • Kollektorernte während ‚Auftauen‘: ca. 2.685 kWh, davon:
    • ca. 1.125 kWh direkt verheizt (= Entzugsenergie während ‚Auftauen‘):
    • ca. 1.400 kWh zum Schmelzen des Eiswürfels (latente Wärme)
    • ca. 160 kWh zur Erwärmung von Eisspeicher (+ Umgebung)
  • Ende ‚Auftauen‘: 09.04.2015

— ENDE —

Die Eisspeicher-Challenge

Frustriert hatte Irgendwer den Deckel des Eisspeichers geschlossen. Ende Jänner und kein Eis! Was so vielversprechend mit dem kalten Jahreswechsel 2014/2015 begonnen hatte, war während der Felix-Anomalie im wahrsten Sinne des Wortes dahingeschmolzen.

Wieder einmal war der Traum vom größten Eiswürfel Pannoniens in weite Ferne gerückt. Dabei hatte Irgendwer bereits zu Beginn der Heizperiode eine Maßnahme gesetzt, mit der er dieses Ziel sicher in der Tasche wähnte: Er hatte kurzerhand die Kollektorfläche halbiert, was mit seiner neuen Kollektorkonstruktion durch die Umschaltung zweier Ventile ein Leichtes gewesen war.

Energiezaun: halb vereist

Kollektor auf Halbmast: Nur die obere Hälfte des Kollektors wird von (kalter) Sole durchflossen, was an der Rauhreifbildung erkennbar ist.

Weniger Energie vom Kollektor, mehr Energie aus dem Eisspeicher und damit mehr Eis im Eisspeicher – war das einfache Kalkül gewesen. Aber bei so einem Warmduscher-Winter, in dem ein Wärmerekord den anderen jagte, hatte scheinbar selbst diese Maßnahme zu kurz gegriffen.

Jetzt hatte Irgendwer endgültig genug!

Die Zeit war gekommen, um zur ultimativen Maßnahme zu greifen: nämlich den Kollektor komplett auszuschalten! Auch das war leicht bewerkstelligt. Er brauchte nur das automatische Umschaltventil, das den Kollektor bei guten Erntebedingungen zuschaltete, in der Regelung manuell abzuschalten. Und genau das tat Irgendwer in einer Nacht- und Nebelaktion am denkwürdigen 01. Februar 2015 …

Wärmepumpensystem LEO_2: Kollektorventil AUS!

Seit dem 01.02.2015 war der Kollektor bis auf weiteres ausgeschaltet. Damit nutzte das Wärmepumpensystem LEO_2 ausschließlich den Eisspeicher als Wärmequelle. Auch wenn ein Energiegewinn über den Kollektor möglich gewesen wäre …

Inzwischen waren auch schon wieder 2 Wochen ins Land gezogen. Zufrieden beobachtete Irgendwer, wie das Eisvolumen täglich zunahm und dadurch der Wasserstand im Eisspeicher kontinuierlich stieg.

Derzeit wuchs der Eiswürfel mit ca. 0,5 m3 pro Tag was einem Anstieg des Wasserstandes um täglich ca. 3 – 4 mm entsprach. Bei ursprünglich 24 m3 Wasser im Eisspeicher war das zwar auch nichts für ungeduldige Menschen, aber

‚Steter Tropfen höhlt den Stein!‘

oder

‚Stete Kühlung nährt das Eis‘

dachte sich Irgendwer …

Impressionen aus dem Eisspeicher

Eiszeit im Eisspeicher: Eiskristalle am Sammelrohr des Wärmetauschers

Jetzt hieß es: Hart bleiben und abwarten! Obwohl es Irgendwem fast körperlich weh tat, einen sonnigen Februartag nach dem anderen vorbeigehen zu lassen ohne auch nur eine einzige Kilowattstunde über den Kollektor zu ernten.

Aber Irgendwer war fest entschlossen, die Mission ‚Eiswürfel‘ beinhart bis zum Ende durchzuziehen …

Fortsetzung folgt …

Die Felix-Anomalie

Sternzeit 42014,3 (10.01.2015). Die Temperaturen an der Außenhülle der Siedlerhütte steigen innerhalb kurzer Zeit auf ungewöhnlich hohe Werte. Stürmische Windböen rütteln an den Aufbauten und die aufgehende Sonne taucht z-village in eine apokalyptische Stimmung. Glücklicherweise halten die Schutzschirme. Integrität der Außenhülle bei 100% …

Sonnenaufgang-in-z-village

‚Morgenrot, Schlechtwetter droht‘ besagt eine alte Bauernregel …

Das Sturmtief FELIX war über z-village und Umgebung hinweg gezogen. Auch wenn mancherorts von kleineren Verwüstungen berichtet wurde, war Irgendwessen Siedlerhütte glücklicherweise von Schäden verschont geblieben. Auch der Kollektor von LEO_2 hatte aufgrund seiner luftdurchlässigen Bauweise dem Sturm ohne Probleme standgehalten.

Aber abgesehen von den Windgeschwindigkeiten hatte FELIX auch die Temperaturen in Pannonien auf die höchsten Werte steigen lassen, die seit Beginn der Messdatenaufzeichnungen je im Jänner gemessen wurden.

Außentemperatur und Kollektorernte 2014 / 2015

Felix-Anomalie: Außergewöhnliche Bedingungen während des Sturmtiefs ‚Felix‘: Die maximale Außentemperatur in z-village stieg am 10.01.2015 auf 18°C, die mittlere Außentemperatur auf 14°C. Die Kollektorernte betrug an diesem Tag sagenhafte 200 kWh.

Also die besten Bedingungen für eine außergewöhnlich hohe Kollektorernte, die unter dem Namen ‚Felix-Anomalie‘ in die Messgeschichte von LEO_2 eingehen wird.

Ursachen für diese besonders hohe Kollektorernte waren:

  • Eis im Eisspeicher: Eis kann durch das Schmelzen eine hohe Energiemenge aufnehmen, ohne dass sich die Temperatur im Eisspeicher erhöht
  • niedrige Sole-Eintrittstemperatur in den Kollektor: zusätzlich zur konstant niedrigen Eisspeichertemperatur, kühlt die laufende Wärmepumpe die Sole zusätzlich ab, bevor sie in den Kollektor eintritt.
  • hohe Umgebungstemperatur (Tauwetter)
  • hoher Luftdurchsatz durch den Kollektor (Wind)
Außentemperatur und Kollektorleistung während der Felix-Anomalie

Verlauf der Außentemperatur und der Kollektorleistung zwischen 09.01 und 11.01.2015. Der Kollektor war praktisch permanent (Tag und Nacht) in Betrieb. Die Spitzen in der Kollektorleistung werden durch die Wärmepumpe verursacht: wenn die Wärmepumpe läuft, steigt die Kollektorleistung aufgrund der verringerten Sole-Eintrittstemperatur in den Kollektor.

Innerhalb von 2 Tagen hatte der Kollektor 300kWh Umweltenergie geerntet: 3x soviel wie für die Heizung in diesem Zeitraum benötigt wurde. Damit blieben ca. 200 kWh, die vollständig für die Regeneration des Eisspeichers (Schmelzen des Eises) genutzt werden konnten.

Von solchen Kollektorernten kann der Besitzer einer klassischen Solaranlage, die auf direkte Sonneneinstrahlung angewiesen ist, nur träumen. Im Jänner sind die Tage kurz und diese beiden Tage waren auch nur teilweise sonnig.

Auch wenn die Bedingungen der Felix-Anomalie außergewöhnlich waren, so treten ähnliche Wettersituationen (Tauwetterperioden) mehrmals pro Heizperiode auf. Was den Skifaher ärgert, freut den LEO_2 Besitzer …