Regenerative Energien und moderne Heiztechnik sind wichtige Beiträge zum Klimaschutz und sorgen dafür, dass die Kosten für Heizung und Warmwasser nicht ungebremst ansteigen. Um die Energie möglichst effizient und kostengünstig zu nutzen, werden thermische Wärmespeicher, sogenannte Pufferspeicher eingesetzt. Was ein Pufferspeicher ist, wie er funktioniert und welche Arten es gibt, zeigt der folgende Beitrag.
Inhaltsverzeichnis
Was ist ein Pufferspeicher?
Ein Pufferspeicher ist ein gut isolierter, mit Wasser gefüllter Behälter, der für die Wärmespeicherung genutzt wird. Mit einem Pufferspeicher wird überschüssige, von einem Wärmeerzeuger produzierte Wärme zwischengespeichert und bei Bedarf wieder abgegeben.
Diese Zwischenspeicherung ermöglicht es, beispielsweise eine solarthermische Anlage oder eine Stückholzheizung unabhängig vom aktuellen Verbrauch effizient zu betreiben. Der Ausgleich zwischen Verbrauch und Erzeugung von Wärme durch eine Pufferspeicher ermöglicht einen energieeffizienten Betrieb von Heizungsanlagen mit einem optimalen Wirkungsgrad.
Wo werden Pufferspeicher eingesetzt?
Pufferspeicher sind eine wichtige Komponente in modernen Heizungsanlagen. Insbesondere sind sie für Heizsysteme wichtig, die eine bestimmte Wärmemenge erzeugen und nicht moduliert werden können, ohne, dass Effizienzverluste entstehen. Dies ist beispielsweise bei Festbrennstoff Heizkesseln, die mit Pellets, Scheitholz oder Hackschnitzeln befeuert werden, der Fall.
Bei diesen Heizungsanlagen muss für einen effizienten Betrieb immer eine komplette Füllung des Brennraums abgebrannt werden, auch wenn ein Teil der Wärme nicht benötigt wird. Die überschüssige Wärme wird im Puffer gespeichert.
Bei modernen Ölheizungen und Brennwert-Gasheizungen kann mit einem Pufferspeicher die Effizienz ebenfalls erhöht werden. Gleiches gilt für Wärmepumpen mit Frischwasserstation. Bei Solaranlagen speichert der Pufferspeicher die erzeugte Wärme, wenn die Sonne scheint und gibt sie zu einem späteren Zeitpunkt, wenn sie benötigt wird, wieder ab. Nur so kann Sonnenenergie effektiv genutzt werden.
Wie funktioniert ein Pufferspeicher?
Ein Pufferspeicher wird in einer Heizungsanlage immer zwischen den Wärmeerzeugern und den Wärmeverbrauchen installiert. Das von den Wärmeerzeugern – beispielsweise einer Wärmepumpe – erwärmte Heizwasser fließt in den Behälter des Pufferspeichers. Dabei wird das warme Wasser vom Vorlauf des Wärmeerzeugers mit dem kühleren Wasser aus dem Rücklauf der Wärmeverbraucher im Pufferspeicher miteinander vermischt. Das Wasser vom Rücklauf wird dadurch erwärmt. Bei Bedarf wird das warme Wasser aus dem Pufferspeicher an die Verbraucher abgegeben.
Das Volumen von Wasser ist temperaturabhängig. Warmes Wasser hat ein größeres Volumen als kaltes Wasser. Das warme Wasser befindet sich daher in einem Pufferspeicher oben, das kühlere Rücklaufwasser unten. Das kältere Wasser fließt aus dem Pufferspeicher wieder zur Heizung und wird erneut erwärmt. Wärmeerzeuger, Pufferspeicher und die Wärmeverbraucher bilden so ein geschlossenes System.
Welche verschiedenen Pufferspeicher gibt es?
Je nach Heizungsanlage und Wärmeerzeuger werden unterschiedliche Pufferspeicher verwendet. Die folgende Tabelle zeigt die verschiedenen Pufferspeicher Arten im Überblick, die anschließend näher beschrieben werden.
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Standard Pufferspeicher für Heizungswasser
Der Pufferspeicher ist ein dem Wärmeerzeuger nachgeschalteter Speicher für das Heizungswasser. Pufferspeicher sind gut isoliert, sodass sie die Wärme über mehrere Tage bis zu mehreren Wochen speichern können. Bei Bedarf wird das warme Wasser an den Heizkreislauf abgegeben, ohne dass die Heizung das Wasser erwärmen muss. Das warme Wasser wird bei einem Pufferspeicher oben entnommen. Das aus dem Heizungskreislauf zurücklaufende, kühlere Wasser wird von unten in den Pufferspeicher eingespeist.
Schichtladespeicher – Sonderform des Pufferspeichers
Schichtladespeicher werden ebenfalls für die Speicherung von Heizungswasser verwendet. Sie sind jedoch anders konstruiert als ein Standard Pufferspeicher. In einem normalen Pufferspeicher durchmischt sich das warme Wasser mit dem zurücklaufenden kühleren Heizungswasser. Der gesamte Speicherinhalt wird dadurch abgekühlt.
In einem Schichtladespeicher bilden sich stabile Wärmeschichten mit unterschiedlichen Temperaturen. Hierbei wird ausgenutzt, dass warmes Wasser nach oben steigt und kälteres Wasser absinkt. Bei der Wasserentnahme kühlt der Inhalt eines Schichtladespeichers langsam von unten nach oben aus. Das Heizungswasser im oberen Bereich bleibt so länger warm.
Solarspeicher – Pufferspeicher für solarthermische Anlagen
Solarthermische Anlagen werden in der Regel mit einer speziellen Flüssigkeit, einem Wasser-Frostschutz-Gemisch, betrieben. Da sich diese Flüssigkeit nicht mit dem Heizungswasser vermischen soll, sind Solarspeicher mit einem Wärmetauscher ausgerüstet, der die Solarwärme an das Heizungswasser im Speicher abgibt.
Multivalente Speicher für verschiedene Wärmeerzeuger
Multivalente Speicher sind Pufferspeicher, an die mehrere verschiedene Wärmeerzeuger angeschlossen werden können. Beispielsweise ein Festbrennstoff Heizkessel, eine solarthermische Anlage und eine Wärmepumpe. Um eine solarthermische Anlage anschließen zu können, sind diese Pufferspeicher ebenfalls mit einem Wärmetauscher ausgerüstet. Die anderen Wärmeerzeuger können in der Regel direkt ohne zusätzlichen Wärmetauscher angeschlossen werden.
Kombispeicher – Pufferspeicher für Heizungswasser und Trinkwasser
Kombispeicher sind Pufferspeicher, in die ein Speicher für Brauchwasser integriert ist. Kombispeicher verfügen über separate Kreisläufe für das Heizungswasser und das Brauchwasser. Das Wasser im Brauchwasserspeicher wird vom warmen Heizungswasser erwärmt, ohne dass sich die Inhalte der beiden Speicher vermischen. Diese sogenannten Hygienespeicher mit getrennten Wasserkreisläufen für Heizungs- und Trinkwasser können eingesetzt werden, um die Heizungswärme für die Erwärmung von Trinkwasser zu nutzen.
Wie oft muss ein Pufferspeicher gewartet werden?
Die meisten Hersteller stufen ihre Pufferspeicher als wartungsfrei ein. Ein Pufferspeicher verschleißt nicht im klassischen Sinne und kann über viele Jahre einwandfrei funktionieren. Dennoch sollten Pufferspeicher je nach Bauart regelmäßig von einem Fachmann überprüft werden.
Empfehlenswert ist eine jährliche Kontrolle, oder ein Wartungsintervall, das der Hersteller vorschreibt. Wenn der Hersteller bestimmte Wartungsintervalle und Wartungsarbeiten für seine Pufferspeicher vorgibt, sollten diese eingehalten werden, um bei einem Defekt in den ersten Jahren den Garantieanspruch nicht zu verlieren.
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