Dimensionierung von Pufferspeichern
Die Größe eines Pufferspeichers bzw. dessen Speicherleistung hängt vom individuellen Wärmebedarf für Heizung und/oder Warmwasser ab. Der Speicher sollte nicht zu klein, aber auch nicht zu groß sein, damit Wärmeenergieverluste vermieden werden. Pufferspeicher gibt es in vielen verschiedenen Größen und Ausführungen. Die Auswahl des passenden Geräts inklusive der Installationsleitungen hängt auch vom zur Verfügung stehenden Aufstellraum ab. Ebenso muss der Einbauweg durch das Gebäude zum Aufstellplatz berücksichtigt werden.
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Der wesentliche Faktor bei Dimensionierung eines Pufferspeichers ist die Menge an Wärmeenergie, die vorgehalten werden muss, abhängig vom Wärmeerzeuger, der zu überbrückenden Zeitspanne und der Verbrauchsmenge. Auch das Gebäude selbst und das gewählte Heizsystem spielen eine Rolle. Besonders hilfreich beim Dimensionieren des Pufferspeichers sind digitale Simulationen, die von Fachleuten durchgeführt werden müssen. Überschlägige Faustformeln helfen beim groben Einschätzen. So kann pro Kilowatt Leistung mit einem Speichervolumen von 40 bis 80 Liter gerechnet werden. Für eine vierköpfige Durchschnittsfamilie beispielsweise genügt meist ein 500-Liter-Pufferspeicher. Bei Solar-Flächenkollektoren kann man grob mit 50 Liter je Quadratmeter Kollektorfläche, bei Vakuumröhrenkollektoren mit rund 60 bis 70 Liter rechnen.
Die wichtigen Faktoren bei der Ermittlung des Wärmebedarfs und damit der Größe des Speichers sind:
- zu erreichende Grundlast oder Lastspitzen (je nach Heizungskonzept)
- zu beheizende Grundfläche
- Deckenhöhe der Innenräume
- Anzahl der Nutzer oder Bewohner
- Dämmeigenschaften des Hauses
- Art des Wärmeerzeugers (Wärmepumpe, Solarthermie, Pellets etc.)
Wärmepumpen erzeugen die Wärme für Heizung und Warmwasser durch die Nutzung der Umweltwärme und den Einsatz von Strom. Deshalb können Energieversorgungsunternehmen oftmals die Stromversorgung von Wärmepumpen unterbrechen, um eine Überlastung der Stromnetze zu verhindern. Diese sich daraus ergebenden Sperrzeiten müssen dann ebenfalls mit dem im Pufferspeicher bevorrateten Warmwasser überbrückt werden. Zur Berechnung in diesem Fall kann deshalb die folgende Formel angewendet werden:
(Heizleistung Wärmepumpe in kW x Überbrückungszeit in Stunden) : (spezifische Wärmekapazität von Wasser 1,163 Wh/(kg*K) x Temperaturdifferenz Vorlauf-Rücklauf in K) = Pufferspeicher in m³
Benötigte Einbau- und Aufstellfläche
Bei der Auswahl des Pufferspeichers sind auch die räumlichen Gegebenheiten miteinzubeziehen:
- Welcher Aufstellplatz ist vorhanden?
- Welche Einbringmaße sind zu berücksichtigen?
- Welche Raumhöhe ist vorhanden?
- Wie groß ist das kleinste Türmaß beim Einbringen?
Speichergröße reduzieren
Passt die berechnete Speichergröße nicht in den Aufstellraum oder will man den Pufferspeicher so klein wie möglich dimensionieren (etwa um die Wärmeverluste zu minimieren), kann der Bedarf pro Zapfstelle eingeschränkt werden. Das kann zum Beispiel bei größeren Gebäuden mithilfe von nutzerunabhängigen Schnellschlussarmaturen erreicht werden. Bei diesen Duscharmaturen ist die Entnahmezeit einstellbar. Ist diese Zeit abgelaufen, schließt die Armatur selbstständig und muss vom Nutzer erneut wieder aktiviert werden. Die Hersteller dieser Armaturen versprechen, dass die Hälfte des Warmwasserbedarfs damit eingespart wird. Setzt man für die Auslegung des Warmwasserspeichers einen theoretischen Einspareffekt von einem Drittel eingesparten Wasser an, dann kann das Speichervolumen um ein Drittel reduziert werden.
Staatliche Förderungen
Nach der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) sind Wärmepumpen förderfähig. Pufferspeicher sind bei diesen Baumaßnahmen Teil des Systems und werden deshalb in diesem Rahmen ebenso gefördert.
Fachwissen zum Thema
Buderus | Bosch Thermotechnik GmbH | Kontakt 06441 418 0 | www.buderus.de
