Bei der Energieversorgung eines Gebäudes entstehen Wärme und Wärmebedarf nicht immer zur gleichen Zeit. Eine Solarthermieanlage kann beispielsweise mittags besonders viel Energie liefern, obwohl warmes Wasser erst am Abend benötigt wird. Auch bestimmte Heizkessel arbeiten günstiger, wenn sie nicht ständig ein- und ausgeschaltet werden müssen.
Genau an dieser Stelle kommen Wärmespeicher ins Spiel. In Verbindung mit moderner Regelung kann fortschrittliche Technologie dazu beitragen, Erzeugung und Verbrauch zeitlich voneinander zu entkoppeln und verschiedene Wärmequellen miteinander zu verbinden.
Das Prinzip eines Pufferspeichers ist erstaunlich einfach
Ein Pufferspeicher ist im Kern ein gut gedämmter Behälter, der mit Wasser gefüllt ist. Wird mehr Wärme erzeugt als das Gebäude gerade benötigt, erwärmt die Anlage das Wasser im Speicher. Später kann die gespeicherte Wärme wieder an Heizkörper, Fußbodenheizung oder andere Verbraucher abgegeben werden.
Das Konzept ähnelt einem Energiespeicher für Strom. Statt elektrischer Energie wird jedoch thermische Energie bevorratet.
Warum sich im Speicher Temperaturschichten bilden
Warmes Wasser besitzt eine geringere Dichte als kaltes und steigt deshalb nach oben. In einem gut ausgelegten Speicher können sich unterschiedliche Temperaturzonen bilden. Oben befindet sich besonders warmes Wasser, während die Temperatur nach unten abnimmt.
Diese Schichtung ist erwünscht. Die Anlage kann dadurch beispielsweise warmes Wasser aus dem oberen Bereich nutzen, ohne den gesamten Speicher auf dieselbe Temperatur bringen zu müssen.
| Komponente | Funktion im Wärmesystem |
|---|---|
| Pufferspeicher | Speichert Heizwärme zeitweise |
| Wärmetauscher | Überträgt Wärme zwischen getrennten Kreisläufen |
| Temperatursensor | Erfasst den Zustand des Speichers |
| Umwälzpumpe | Bewegt das Heizmedium durch die Anlage |
| Regelung | Koordiniert Erzeuger, Speicher und Verbraucher |
Solarthermie profitiert besonders von Speichern
Eine thermische Solaranlage erzeugt ihre höchste Leistung naturgemäß dann, wenn ausreichend Sonne vorhanden ist. Der Warmwasserbedarf richtet sich aber nach dem Tagesablauf der Bewohner.
Ein Speicher ermöglicht es, einen Teil der tagsüber gewonnenen Wärme später zu verwenden. Sensoren und Temperaturregler entscheiden dabei, wann die Solarpumpe eingeschaltet wird und wann keine weitere Übertragung sinnvoll ist.
Auch Heizkessel können von einem Speicher profitieren
Bei bestimmten Wärmeerzeugern kann ein Pufferspeicher längere zusammenhängende Betriebsphasen ermöglichen. Die erzeugte Wärme muss dann nicht unmittelbar vollständig vom Gebäude aufgenommen werden.
Das ist insbesondere bei Anlagen interessant, deren Leistung nicht beliebig weit reduziert werden kann. Der Speicher nimmt zeitweise überschüssige Wärme auf und gibt sie anschließend kontrolliert wieder ab.
Die passende Größe hängt von der Anlage ab
Ein möglichst großer Speicher ist nicht automatisch die beste Wahl. Mit zunehmendem Volumen steigen Platzbedarf, Gewicht und Wärmeverluste über die Oberfläche. Gleichzeitig darf ein Speicher nicht so klein sein, dass seine Aufnahmefähigkeit für die geplante Anwendung kaum ausreicht.
Bei der Auslegung sollten unter anderem berücksichtigt werden:
- Art und Leistung des Wärmeerzeugers
- Anzahl der angeschlossenen Heizkreise
- vorhandene Solarthermie
- Warmwasserbedarf
- verfügbarer Aufstellraum
- gewünschte Speicherdauer
Dämmung bleibt entscheidend
Gespeicherte Wärme ist nur dann wirklich nützlich, wenn sie nicht zu schnell an den Heizraum verloren geht. Deshalb spielt die Dämmung des Speichers eine wichtige Rolle. Auch Rohrleitungen und Anschlüsse sollten so ausgeführt werden, dass vermeidbare Wärmeverluste reduziert werden.
Gerade bei größeren Speichern können kleine Verluste über lange Zeiträume beträchtliche Wärmemengen ergeben.
Wärmespeicher verbinden unterschiedliche Energiequellen
Der große Vorteil eines Pufferspeichers liegt letztlich in seiner Flexibilität. Solarthermie, Heizkessel und weitere Wärmequellen können ihre Energie in ein gemeinsames Speichersystem einspeisen. Die Wärme kann anschließend unabhängig vom genauen Zeitpunkt ihrer Erzeugung genutzt werden.
Damit wird der Speicher zu einem wichtigen Bindeglied moderner Heizsysteme. Entscheidend sind allerdings eine passende Dimensionierung, gute Dämmung und eine Regelung, die alle beteiligten Komponenten sinnvoll miteinander koordiniert.
