_Heizung
Latentwärmespeicher
Für Solar- und Wärmepumpenheizungen
Selbst bei hochgedämmten Wasserspeichern ist die Speicherkapazität nach ein bis zwei Tagen abgelaufen. Dabei wäre es für thermische Solaranlagen optimal, die Wärme aus sonnenreichen Tagen bis in den Winter retten zu können. Latentwärmespeicher schaffen das, sie können Wärme viel länger als Wasser speichern – und das bei einem viel geringeren Platzbedarf.
Gallerie
Latentwärmespeicher sind mit PCM (engl. phase change material, deutsch Phasenwechselmaterial) gefüllt. Sie nutzen den physikalischen Effekt des Phasenwechsels eines Speichermediums wie Salzhydrat oder Paraffin: Ändert dieses seinen Aggregatzustand, zum Beispiel von fest nach flüssig, muss es Wärme aufnehmen. Dabei bleibt die latente Wärme (die im Phasenübergang zugeführte Energie) im Stoff gebunden. Durch physikalische Einwirkung kann diese im Speichermaterial gebundene Energie auch nach einem längeren Zeitraum wieder freigesetzt werden. Aus diesem Grund besitzen Latentwärmespeicher eine viel höhere Speicherkapazität als Wasserspeicher und können Wärme fast verlustfrei speichern. Probleme bereiten derzeit noch das Be- und Entladen der Speicher und der definierte Temperaturbereich, in dem dies geschehen muss. Einige Hersteller bieten bereits marktreife Latentwärmespeicher an, die aber sehr kostenintensiv sind. Erhältlich sind:
Solar-Eis-Speicher (Kombinierte
Wärmepumpen-Solaranlage)
Das System besteht aus Luftkollektoren, Wärmepumpe,
Warmwasserspeicher und Eisspeicher. Der befindet sich ähnlich wie
eine Regenwasserzisterne unter dem Gebäude im Erdreich. Der
Eis-Latentspeicher kann die Abwärme aus einem Wärmepumpenprozess
über Monate hinweg fast verlustfrei speichern. Ermöglicht wird dies
durch eine spezielle Anordnung von Wärmetauschern in Verbindung mit
einem ausgeklügelten Lade- und Entladesystem.
In der warmen Jahreszeit wird im Eisspeicher überschüssige Sonnenenergie in großvolumigen Wassermengen auf niedrigem Temperaturniveau gespeichert. In der kälteren Saison wird die Wärme dem unterirdischen Speicher entzogen und über die Wärmepumpe dem Warmwasserspeicher und dem Heizsystem zugeführt. Beim kontrollierten Phasenübergang von Wasser zu Eis werden dabei große Mengen an Kristallisationsenergie freigesetzt. Das Eis kann im folgenden Sommer zur kostenlosen Kühlung verwendet werden.
Paraffinwärmespeicher
Paraffinwärmespeicher besitzen Kunststoffröhren, die mit Paraffin
gefüllt sind, einen dämmenden Kasten sowie isolierenden Kies. Durch
die Rohre verlaufen die Leitungen für Heizung und Warmwasser.
Gegenüber Wasserspeichern besitzen Paraffinspeicher die fünfache
Speicherkapazität bei einem Drittel des Platzbedarfs.
Thermobatterie mit Salz
Diese Latentwärmespeicherart nutzt Natriumazetat, das Natriumsalz
der Essigsäure, als Speichermedium. Die mit dem Salz gefüllten
Speicherbaugruppen aus Edelstahl, auch Cluster genannt, sind mit
Rohren, Ventilen und einer elektronischen Steuerung gekoppelt. Das
System basiert auf dem Phasenwechsel bei rund 60°C von festem
Natriumacetat zum flüssigen Zustand.
Der Speicher nutzt darüber hinaus ein zweites physikalisches
Phänomen, das der „unterkühlten Schmelze“. Dabei bleibt das
Speichermedium unter bestimmten Bedingungen auch dann flüssig, wenn
es wieder unter den Schmelzpunkt abkühlt. So ist es möglich, dass
bis zu zwei Drittel der zugeführten Wärme aus einer
Solarthermieanlage im Phasenübergang fest/flüssig im Cluster
gebunden wird. Wenn die Wärme aus dem Kollektorkreislauf das Salz
in der Cluster-Röhre zum Schmelzen gebracht hat, kann die
Thermobatterie die latente Wärme zeitlich unbegrenzt und
verlustfrei speichern. Über einen Schaltimpuls eines
Metallplättchens kann sie für die Heizung dann bei Bedarf auch
Monate später abgerufen werden.
Fachwissen zum Thema
Buderus | Bosch Thermotechnik GmbH | Kontakt 06441 418 0 | www.buderus.de