Zeolith Heizgerät, die "weltweit effizienteste Gas-Heizung"

(24.3.2009; ISH-Bericht) Mit dem Zeolith-Heizgerät präsentierte Vaillant auf der ISH 2009 laut eigenen Angaben das "derzeit weltweit effizienteste Gas-Heizgerät im kleinen Leistungsbereich". Der Remscheider Heiz-, Lüftungs- und Klimatechnikspezialist stellte damit das erste Modell einer kommenden Generation von Gas-Heizgeräten vor. Die neue Technologie verbindet die Vorzüge moderner Gas-Brennwertheizungen mit Solartechnik. Dazu ist das Gerät mit einer Zeolith-Einheit ausgerüstet. Zeolith ist ein poröser Keramikwerkstoff, der aus Aluminiumoxid und Siliziumoxid besteht. Er ist ungiftig, nicht brennbar und ökologisch unbedenklich. Bei der Aufnahme von Wasser entwickelt das Zeolith Wärme, die zusätzlich im Heizprozess genutzt wird. Entwickelt wurde das Zeolith-Heizgerät von Vaillant und dem Lehrstuhl für Technische Thermodynamik der RWTH Aachen.

Das Zeolith-Heizgerät ist besonders für die Anforderungen in Einfamilienhäusern geeignet. In einer ersten Modellreihe sollen Heizleistungen von rund 10 kW in modulierender Betriebsweise angeboten werden. Der Wirkungsgrad soll ...

• den von aktueller Gas-Brennwerttechnik um 25 Prozent übertreffen und
• sich gegenüber Gas-Brennwerttechnik mit solarer Warmwasserunterstützung um 10 Prozent erhöhen.

Die CO₂-Emissionen und der Energieverbrauch reduzieren sich dann analog im Vergleich zu Gas-Brennwertgeräten auch um mindestens 20 Prozent. "Ein weiterer Vorteil des Zeolith-Heizgerätes ist die einfache Installation und Wartung. Trotz innovativer Technik müssen sich unsere Fachhandwerkspartner nicht mit einem völlig neuen Installationssystem auseinandersetzen", so Klaus Jesse, Geschäftsführer Vaillant Deutschland. "Das Gerät besteht aus einer geschlossenen Einheit, die sowohl die Gas-Brennwertzelle als auch das Zeolith-Modul und die gesamte Hydraulik enthält. Das Zeolith-Modul selber ist aufgrund des Aufbaus ohne bewegte Teile während seiner gesamten Lebensdauer vollkommen wartungsfrei."

Zum System gehören noch drei Solar-Flachkollektoren, die nicht nur die notwendige Umweltwärme für den Sorptionsprozess liefern, sondern zusätzlich der solaren Trinkwassererwärmung dienen. Auch hier erfolgt lediglich eine Verbindung mit dem Heizgerät, die für das Fachhandwerk bereits heute zum Alltagsgeschäft zählt.

Umweltfreundliche Technologie

Das Funktionsprinzip des Zeolith-Heizgerätes stellt sich auf den ersten Blick einfach dar: Zunächst wird der im Zeolith enthaltene Wasserdampf ausgetrieben (Desorptionsphase, nächtes Bild unten): Durch den Adsorber / Desorber strömt dafür der Wärmeträger Wasser, der durch das Brennwertmodul auf ca. 120 °C erhitzt wurde. Der dadurch erwärmte Zeolith gibt das gespeicherte Wasser ab - er desorbiert. Der so entstandene heiße Dampf strömt in den unteren Teil des Moduls, kühlt hier ab und kondensiert:

Desorptionsphase: 1 Brennwert-Unit 2 Zeolith-Modul 3 Heizkreis (Radiator) 4 Wasserdampf 5 Wasser (kondensiert) 6 Wasser (verdampft) 7 Solar-/Luftkollektoren Bild vergrößern

Die freigesetzte Energie wird als Nutzwärme abgeführt. Dieser Schritt ist dann beendet, wenn der Zeolith trocken ist und sich das Wasser im unteren Teil des Moduls befindet.

Am Ende der Desorptionsphase wird das Modul automatisch auf die Adsorptionsphase umgeschaltet. Die Wärmezufuhr zum Adsorber / Desorber wird unterbrochen. Der Druck und die Temperatur im Modul sinken dadurch. Sobald die Temperatur des Verdampfers / Kondensators unter das Temperaturniveau der Umgebungswärmequelle gesunken ist, wird die Solepumpe eingeschaltet. Damit wird dem Verdampfer "kalte" Energie aus der Umwelt zugeführt. Das Kältemittel im unteren Teil des Moduls verdampft, der Kaltdampf strömt nach oben und wird durch den Zeolith adsorbiert. Hierbei erzeugt der Zeolith erhebliche Wärme, die ebenfalls als Nutzwärme eingebracht wird. Die Verdampfungswärme für das Kältemittel wird durch die Solarkollektoren zur Verfügung gestellt.

Das eingesetzte Kältemittel ist Wasser, das keinerlei Treibhauspotenzial besitzt und auch keine Schädigung der Ozonschicht verursachen kann. Das Zeolith Modul ist hermetisch verschlossen. Der Arbeitsprozess erfolgt im Vakuum, insofern sind keine hohen Drücke erforderlich. Auch hinsichtlich einer Entsorgung werden keine besonderen Anforderungen gestellt, da alle verwendeten Materialien umweltschonend sind.

Nach der derzeit laufenden Feldtestphase soll das Zeolith-Heizgerät zur Marktreife gebracht werden. Angeboten wird dann eine feste Systemkombination aus dem Zeolith-Heizgerät, drei Solarkollektoren auroTHERM und einem 300 Liter Speicher inklusive dem vollständigen hydraulischen Zubehör.

Zeolithe werden bereits seit Beginn der achtziger Jahre als Ersatz für Polyphosphate in Waschmitteln eingesetzt. Hier dienen sie zur umweltschonenden Wasserenthärtung. Darüber hinaus finden sie in Katalysatoren und der Gasaufbereitung Verwendung. Übrigens: Bei BINE gab es 2005 schon mal eine Projekt-Info mit dem Titel "Heizen mit Zeolith-Heizgerät" - siehe Beitrag "Effiziente Heizgeräte für niedrigen Wärmebedarf".