Pufferspeicher

Beim Pufferspeicher, auch Wärmespeicher genannt, handelt es sich um einen Wasserspeicher, der sich in einer Heizungsanlage befindet. Der Stahlbehälter wird mit Wasser gefüllt. Im Wasser wird überschüssige Wärme gespeichert respektiv, das Wasser wird über einen Kesselofen aufgewärmt. Der Wärmespeicher hilft Intervallzeiten zu überbrücken, bei Bedarf wird das heiße Wasser in die Heizungsröhre abgegeben. Das Wasser eines Pufferspeichers kann auch als warmes Leitungswasser benutzt werden und ersetzt so die Funktion eines Boilers. Ihre Anwendung finden Wärmespeicher in gängigen Zentralheizungen, wie sie in den meisten Häusern zu finden sind, in wirtschaftlichen Gewächshäusern, in Solaranlagen. Wärmepumpen werden gern mit Pufferspeichern benutzt^[1].

Inhaltsverzeichnis

1 Funktionsweise eines Pufferspeichers
2 Wärmenutzung
3 Einsatz eines Wärmespeichers
4 Anwendungsbereiche eines Pufferspeichers
5 Siehe auch
6 Einzelnachweise
7 Weblinks

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1 Funktionsweise eines Pufferspeichers

Ein Wärmespeicher kann aus Edelstahl, Stahlblech oder Kunststoff bestehen. Innen ist er kunststoffbeschichtet oder emailliert. Die Kunststoffausfertigungen sind qualitativ nicht so hochwertig. Sie sind weder temperatur- noch druckbeständig. Beheizt wird das Wasser im Pufferspeicher entweder über eine direkte Verbindung mit einem Heizkessel, einem Kaminofen, über eine Wärmepumpe, eine Solaranlage oder ein Blockheizkraftwerk. Hier handelt es sich um Wärmeerzeuger. Wärmespeicher können auch indirekt geheizt werden, überschüssige Hitze wird über Rohrschlangen im Puffer gespeichert. In diesem Fall ist der Wärmeerzeuger nicht hydraulisch mit dem Heizungswasser verbunden. In Pufferspeicher wird Wasser über längere Zeit warmgehalten. Warmwassertanks, die für Gewächshäuser benutzt werden, speichern die Hitze manchmal tagelang.

2 Wärmenutzung

Sobald die Wärme des Speichers benötigt wird, wird sie über eine Heizkreispumpe aufgenommen. Eigentlich benötigt ein Wärmespeicher zwei Kreisläufe. Der erste verbindet den Speicher mit dem Wärmeerzeuger. Dies gelingt normalerweise über eine Ladepumpe. Der zweite Kreislauf befördert die Hitze in die Heizkörper. Der Pufferspeicher wird über einen Thermostat geregelt. Die Nutzung wird demnach automatisch ein- und ausgeschaltet. Als Heizkörper oder Heizkreis gelten Heizungen, die mit Warmwasser betrieben sind und Fußbodenheizungen. Die Trinkwassererwärmung kann ebenfalls über einen Pufferspeicher erfolgen.

3 Einsatz eines Wärmespeichers

In alte Heizsysteme, deren Effizienz mit der Alterung gelitten hat, können mit einem Pufferspeicher verbessert werden. Ist die Leistung der Heizung nur bedingt einstellbar oder der Heizkörper muss in kurzer Zeit Wärme abgeben (z. B. Scheitholzheizungen), ist ein Wärmespeicher ebenfalls sinnvoll. Speicher gibt es in sehr unterschiedlichen Ausführungen und Größen, je nach Bedarf an Hitze. Ist der Pufferspeicher größer, kann die Heizung öfters entlastet werden. Damit ein Wärmespeicher seine Aufgabe auch erfüllt, muss er sehr gut isoliert sein. Verliert er die Hitze an die Umluft, so muss das Wasser umso mehr erwärmt werden. Gut isolierte und gut funktionierende Heizwassertanks zwischenspeichern überschüssige Hitze effizient, gleichen Schwankungen in der Raumtemperatur aus, sind umweltfreundlich und drücken auf Dauer die Heizkosten runter.

4 Anwendungsbereiche eines Pufferspeichers

Pufferspeicher in Zentralheizungen

Wärmespeicher sind heutzutage in der zentralen Heizstelle eines jeden Hauses zu finden. Für größere Gebäude können auch mehrere Zentralheizungen mit Speichern benutzt werden. Besonders effektiv sind Puffer in Heizungen, die mit Feuerung von Festbrennstoffen betrieben werden, und in Pelletheizungen. Diese Heizungen arbeiten am effizientesten, wenn sie unter Volllast betrieben werden. Regelmäßiges Ein- und Ausschalten vermindert diese Wirkung. In diesen kleinen Intervallen kommt der Pufferspeicher ins Spiel. Ist das Holz ganz verbrannt, wird der Puffer ebenfalls eingeschaltet. Die Heizungen werden mit seiner gespeicherten Hitze gespeist, damit die Leistung nicht verloren geht. Die benötigte Temperatur wird somit garantiert und die Heizung oder der Ofen arbeitet stets unter den besten Bedingungen. Aber auch in den Übergangsjahreszeiten, dem Frühling und dem Herbst, erfüllt der Wärmespeicher seine Rolle. In der Betriebsphase wird Energie gespeichert, die der Pufferspeicher nachher bei Bedarf abgibt. In einem Holzofen, der ohne Puffer arbeitet, würde der Brennstoff nicht sauber und effizient abbrennen. Ein Pufferspeicher in Verbindung mit einer Zentralheizung hat also mehr Vorteile. Mit ihm werden Stillstandzeiten überbrückt und Emissionen während des An- und Abschaltens der Heizung vermindert. Wärmepumpen arbeiten mit konstantem Volumenstrom und Unternehmen der Energieversorgung nutzen den Speicher, um Sperrzeiten zu überbrücken.

Pufferspeicher in Gewächshäuser

Gewächshäuser benutzen verhältnismäßig sehr große Wärmespeicher, mit einem Volumen von zwischen 100 und 150 m3. Tagsüber wird das Gewächshaus über die Sonne und wenn nötig, über Heizkessel geheizt. Nachts stehen dieser und der Wärmespeicher zur Verfügung. Vor allem in kalten Regionen werden Pflanzen über den Winter so vor dem Erfrieren bewahrt. Außerdem wird die Kesselleistung durch den Pufferspeicher erleichtert. Für Puffer in Gewächshäusern werden Stahlbehälter benutzt. Sie sind in zwei Schichten aufgeteilt. Während die untere Schicht kaltes Wasser bewahrt, befindet sich das erwärmte Wasser im oberen Bereich.

Pufferspeicher in Verbindung mit Solaranlagen

Ohne Pufferspeicher würden Solaranlagen sehr viel mögliche Energie verlieren. Außerdem würde die Sonnenenergie ohne Speicherung nicht der komplette Energiebedarf abdecken. Wärmespeicher sind daher kaum aus Solaranlagen wegzudenken. Tagsüber wird die Sonnenwärme von Kollektoren gespeichert. Diese wird nachts und an sonnenlosen Tagen abgegeben.

Pufferspeicher für Frischwasserspeicher

Zudem gibt es Wärmespeicher mit integrierter Leitungswassererwärmung. Somit ist das Wasser gleich bei Bedarf warm und muss nicht lange aufgeheizt werden. Wird der Pufferspeicher zusätzlich für Duschwasser genutzt, muss ein größerer Behälter her. Es gibt Kombispeicher, die sowohl Heizungswasser als auch Trinkwasser erwärmen. Jedoch handelt es sich hierbei um eine Kompromisslösung. Idealer sind zwei separate Wärmespeicher.

Pufferspeicher in Verbindung mit Wärmepumpen

Wärmespeicher müssen nicht zwingend mit Wärmepumpen benutzt werden. Ihre Anwendung sengt jedoch deutlich den jährlichen Energieverbrauch und somit auch die häuslichen Stromkosten. Das Prinzip von der Wärmepumpe in Verbindung mit einem Pufferspeicher wird auch in verschiedenen Trocknern benutzt.