DIE GRUNDLAGEN DER SPEICHERTECHNIK - Teil 2
Das Speichervolumen und Die Dämmung im Fokus
- Felix
WIE VIEL SPEICHERVOLUMEN BRAUCHT EINE HEIZUNG?
Die Dimensionierung des Speichervolumens hängt in erster Linie vom Wärmebedarf (Brauchwasserbedarf und Heizungswärmebedarf) des Gebäudes und der Art der angeschlossenen Wärmeerzeugers ab. Ein unsaniertes Bestandsgebäude benötigt unter Umständen um ein Vielfaches mehr Wärmeenergie als ein saniertes Haus oder ein Neubau. Ein Schichtspeicher kann durch seine Flexibilität gerade bei Sanierungsprojekten hervorragend eingesetzt werden.
| WÄRMEPUMPE | Beim Einsatz einer Wärmepumpe sorgt ein Schichtspeicher für ausreichend lange Laufzeiten der Wärmepumpe und stellt die Brauchwasserversorgung sowie die Gebäudebeheizung sicher, auch wenn der Energieversorger den Strombezug der Wärmepumpe sperrt (EVU-Sperre). Pro Kilowatt Leistung der Wärmepumpe sollten hier 50 – 100 Liter Speichervolumen bereitstehen. |
| BIOMASSEKESSEL | Biomassekessel mit langer Brenndauer, benötigen ein ausreichend großes Speichervolumen, um die abgegebene Wärmeenergie zwischenzuspeichern. Hier werden je nach Leistung und Größe der Brennkammer des Biomassekessels 1.000 – 4.000 Liter Speichervolumen vorausgesetzt. |
| GAS- UND ÖLKESSEL | Gas- und Ölkessel profitieren ebenfalls vom Einsatz eines Schichtspeichers. Speziell bei der Gebäudebeheizung, takten nicht modulierende Gas- und Ölkessel ohne Speicher sehr häufig. Das Takten führt zu einem höheren Verbrauch und Verschleiß der Kessel. |
| SOLARTHERMIEANLAGEN | Zur Erhöhung des Ausnutzungsgrades schwankender Solarenergie und der Aufnahme von solaren Überschusserträgen im Sommer, benötigen Solarthermieanlagen ein Speichervolumen von ca. 150 – 200 Liter pro m² Kollektorfläche. Je nach Ausrichtung und Neigungswinkel der Kollektoren, kann sogar noch mehr Volumen sinnvoll sein – sofern der Speicher denn schnell reagiert. |
Gibt es zu viel Speichervolumen?
Bei konventionellen Puffer- und Brauchwasserspeichern ist das Auslegen des Volumens immer ein unguter Kompromiss: Größeres Speichervolumen verbessert in der Regel die Effizienz sowie die Lebensdauer des Wärmeerzeugers. Mit steigendem Speichervolumen, nimmt jedoch auch die Trägheit der gesamten Heizung zu. Denn es muss immer das gesamte Speichervolumen auf einmal Grad für Grad erhöht werden.
Besonders ungünstig sind diese langsamen Heizungsspeicher in Kombination mit Solarenergie: In den Übergangszeiten steht weniger Sonnenleistung zur Verfügung. Großes Speichervolumen führt also dazu, dass man den Speicher nur mit Sonnenenergie kaum auf die benötigte Temperatur bringen kann und kostenpflichtige Energie hinzuziehen muss. Gleichzeitig wäre mehr Speichervolumen eigentlich besser, um auch mal über längere Schlechtwetterperioden hinwegzukommen. Es gibt einen unauflösbaren Konflikt: Mehr Speichervolumen ist besser und schnellere Reaktionszeit ist besser. Doch mehr Volumen führt bei konventionellen Heizungsspeichern zu langsamerer Reaktionszeit.
Bei Schichtspeichern ist das anders. Sie können auch nur einen Teil ihres Volumens auf die benötigte Zieltemperatur aufheizen. Dadurch ist selbst ein großer Schichtspeicher mit 1.000 Liter reaktionsschneller als ein kleiner Brauchwasserspeicher mit nur 150 Litern. Das Volumen der Schichtspeicher kann also einfach nach den Anforderungen der Wärmeerzeuger und des Wärmebedarfs gewählt werden, ohne dass man negative Konsequenzen für die Effizienz der Heizung befürchten muss.
DIe DÄmmung im Fokus
Der Zweck einer Dämmung ist, dass keine Energie über die Oberfläche des Speichers an die Umgebung abgegeben wird. Im Optimalfall verliert der Speicher so wenig Wärme wie möglich. Um das zu bewerkstelligen, kann man auf extrem aufwendige und dementsprechend kostspielige Dämmungen zurückgreifen, wie zum Beispiel eine Vakuumdämmung. Da die Wärme im Speicher allerdings nicht lange gespeichert werden soll (Kurzzeitspeicher! – maximal 2 – 3 Tage), kann über diesen kurzen Zeitraum gar nicht so viel Wärme abgegeben werden. Wo liegt also die goldene Mitte? Wir suchen eine bezahlbare Dämmung, die ihren Zweck gut und zuverlässig erfüllt.
Beispiel
Bei einer durchschnittlichen Dämmung kühlt ein 1.000 Liter Speicher innerhalb von 24 Stunden um etwa ein bis fünf Kelvin ab. Das entspricht einer Verlustenergie an die Umgebung von ca. 1 Kilowattstunde im besten Fall und bis zu 6 Kilowattstunden im schlechtesten Fall.[1] Rechnet man das nun auf den Extremfall hoch, bei dem der Speicher die Wärme drei Tage lang speichern soll, liegt man zwischen 3 bis 18 Kilowattstunden.
Unsere Schichtspeicherdämmung
Bei unseren SpeedPower Schichtspeicher setzen wir auf eine 100 mm starke Vliesdämmung, die innerhalb von 24 Stunden ca. 3 Kelvin an die Umgebung abgibt, was in etwa 3,5 Kilowattstunden entspricht. Durch diese Dämmung erreichen wir einen sehr guten Mittelweg zwischen Effizienz und Kosten. Die Dämmung erfüllt ihre Funktion für unseren Schichtspeicher im kurz- und mittelfristigen Praxisbetrieb sehr gut.
Die Rolle von Anschlüssen beim Speicher
Neben der Dämmung spielt vor allem auch die Anzahl der Anschlüsse am Speicher eine entscheidende Rolle. Sie stellen immer eine Schwachstelle dar, da sie die Speicherdämmung durchbrechen müssen. Ein wärmeführender Anschluss verliert durchschnittlich 0,1 Kilowattstunden innerhalb von 24 Stunden. Dieser Wert erscheint auf den ersten Blick nicht besonders hoch zu sein. Dennoch gibt es auf dem Markt massenweise Speicher, die zehn Anschlüsse und mehr haben, um Wärmeerzeuger und Wärmeabgaben in einem System zu kombinieren. Hochgerechnet entspricht das dann etwa einer Kilowattstunde, die pro Tag zusätzlich an die Umgebung abgegeben wird.
Der SpeedPower Schichtspeicher hingegen kommt mit lediglich vier Anschlüssen aus. Das reduziert die Wärmeverluste des Speichers auf ein Minimum und trotzdem können über das EnergieLeitSystem mehrere Erzeuger und Abgaben eingebunden werden.
Fazit: Worauf kommt es aN?
Auch wenn ein Heizungsspeicher nur kurz und mittelfristig Wärme speichert, sollte so wenig Abwärme wie möglich über die Oberfläche und die Anschlüsse an den Heizungsraum abgegeben werden. Dennoch, so unsere Erfahrung, braucht man sich hier nicht unnötig in Unkosten für eine Premiumdämmung stürzen, denn viel wichtiger als die Dämmung ist die exakte und präzise Schichtung des Speichers. Doch bislang gibt es dafür noch keine Norm!
Im nächsten Blogbeitrag beantworten wir die Frage, wie viel Energie ein 1.000 Liter Schichtspeicher aufnehmen kann? Wie lange kann man davon den Warmwasser- und Heizungsbedarf bedienen? Wir freuen uns!
[1] https://www.energieverbraucher.de/de/heizungsspeicher__2102/
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