Zortea hat ein Europa-Patent für eine neue Schichtungstechnik erhalten. Sie soll die Energieeffizienz bei der Kältepufferung in Gebäuden deutlich verbessern.

 

Die Zortea Gebäudetechnik GmbH hat eine neu entwickelte „optimierte Schichtungstechnik“ für Speicher patentieren lassen. Die geschützte Technologie adressiere eine zentrale Schwachstelle regenerativer Energieversorgung: die verlustarme Speicherung und Verteilung von Niedertemperaturen in komplexen thermischen Systemen beziehungsweise in Speichern. Besonders in der Kälteversorgung, deren Bedeutung im Zuge des Klimawandels zunehmen wird, markiert laut Zortea das neue Verfahren einen technologischen Fortschritt.

Die Stabilität der Temperaturschichten ist an physikalische Gesetzmäßigkeiten wie der temperaturabhängigen Dichte des Wassers und des Strömungsverhaltens gebunden. Diese Parameter müssen in der Konstruktionsweise eines Speichers und bei der Prozesssteuerung berücksichtigt werden“, erläutert Christian Zortea, Geschäftsführer und Technischer Leiter der Zortea. Gerade in Schichtspeichern sei die Präzision der Temperaturschichtung und deren Erhalt bei der Be- und Entladung ein entscheidendes Effizienzkriterium.

Im Kern der Innovation steht daher eine verbesserte Temperaturschichtung in Pufferspeichern. Ziel ist es, trotz geringer Dichteunterschiede im kalten Temperaturbereich stabile thermische Schichten zu erzeugen und dauerhaft zu erhalten. Das Unternehmen verweist auf eine Schichtungsdynamik, die bei 6 Grad Celsius etwa 14,5-mal träger reagiere als bei 70 Grad Celsius. Die neue Speichertechnologie adressiert dieses Problem mit einem angepassten Schichtungsverfahren.

Hydraulik als Schlüsselfaktor für Systemeffizienz

Zortea beschäftigt sich seit mehr als drei Jahrzehnten mit hydraulischen Verteil- und Speichersystemen. Zentrale Technologie der Österreicher ist die sogenannte „Zortström-Zentrale“, die das Leistungsspektrum eines energetischen Komplettsystems abdeckt und dabei die Funktionen eines Pufferspeichers, einer hydraulischen Weiche und eines Regelungsinstruments übernimmt. Ein zentrales Verfahren des Zortström-Betriebs ist – neben der vollständigen hydraulischen Entkopplung aller Heiz- und Kühlkreise – die präzise, vielschichtige und beständige Temperaturtrennung.

Die vollständige hydraulische Entkopplung der einzelnen Versorgungskreise – also aller ankommenden und abgehenden Volumenströme – erzeugt optimale Systembedingungen für einen maximal effizienten Einsatz von Hochleistungstechnologien“, zeigt sich der Geschäftsführer überzeugt. Dieses Prinzip ermöglicht eine präzise Temperaturregelung in jedem Versorgungskreis. Der häufig bei konventionellen Verteillösungen auftretende „Aufschaukel-Effekt“ – bedingt durch wechselseitige Störungen im Pumpenbetrieb – wird vermieden. Dadurch können Energieeinsparungen beim Pumpenbetrieb zwischen 60 und 90 Prozent erzielt werden.

Die neue patentierte Schichtungstechnik erweitert die Zortström-Funktionalität insbesondere im Niedertemperaturbereich, so das österreichische Unternehmen. Durch verbesserte Speicherstabilität und exakte Temperaturschichtung kann Abwärme effizienter aufgenommen und über Fernwärme- oder Fernkältenetze genutzt werden. 

Speicher kann auch kalt über warm schichten 

Auch geothermische Quellen lassen sich durch die optimierte Schichtung einfacher einbinden – sowohl zur Heizung im Winter als auch zur Kühlung im Sommer. Zortea verweist auf die Fähigkeit der Speicher, sogar thermodynamisch komplexe Umkehrschichtungen zu ermöglichen, also kalte über warme Wasserschichten zu lagern. Das Unternehmen reagiert nach eigener Auskunft mit dieser neuen Entwicklung auf die steigende Bedeutung der Kälteversorgung im Gebäudesektor. Laut Geschäftsführer Christian Zortea wird perspektivisch mehr Energie für Kühlung als für Heizung benötigt. Die patentierte Technik ist ein direktes Ergebnis der internen Forschung zu diesem Bedarf.

Mit dem neuen Verfahren hält Zortea nach eigenen Angaben aktuell 18 erteilte Patente. Zortea will die patentierte Lösung als Schlüsselkomponente für mono-, bi- und multivalente Versorgungssysteme positionieren. Die Technik könne in Einfamilienhäusern ebenso zum Einsatz kommen wie in großmaßstäblichen Infrastrukturen – darunter Krankenhäuser, Industrieanlagen, Flughäfen oder Quartierslösungen mit Fernwärmebezug. 

Besonderes Augenmerk legt das Unternehmen auf das Zusammenspiel zwischen Speichertechnik und Wärmepumpensystemen. Letztere gewinnen im ländlichen Raum, oft kombiniert mit Photovoltaik, zunehmend an Bedeutung. In urbanen Räumen sieht Zortea hingegen mehr Potenzial in Nah- und Fernwärmenetzen, die sich gut für die Einspeisung von Abwärme aus der Kälteerzeugung eignen würden.

Zortea Gebäudetechnik mit Sitz in Hohenems im österreichischen Vorarlberg ist auf hydraulische Systemlösungen für die Wärme- und Kälteversorgung in Gebäuden spezialisiert.