Pufferspeicher

Pufferspeicher bevorraten thermische Energie für einen späteren bedarfsgerechten Verbrauch. Heizwasser-Pufferspeicher kommen überwiegend dort zum Einsatz, wo Wärme nicht permanent im gleichem Umfang benötigt wird bzw. dort wo Wärmeerzeugung und -verbrauch zeitlich entkoppelt stattfinden (regenerative Erzeugung). In der Regel sind die Spitzenzeiten für Heizwärme und Warmwasser die Morgen- und Abendstunden. Ein Heizkessel müsste dafür mehrfach am Tag an- und ausgeschaltet werden, eine Solarthermieanlage wiederum liefert die meiste Energie in den Mittagsstunden. Durch den Einsatz eines Pufferspeichers werden der Wirkungsgrad und die Effizienz einer Heizungsanlage deutlich verbessert.

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Funktionsweise

Ein Pufferspeicher ist ein mit Wasser gefüllter, optimal wärmegedämmter Tank, der meist aus Stahl besteht und mit hydraulischen Anschlussmöglichkeiten ausgestattet ist. Die Wärmeenergie zum Beispiel aus einem Gaskessel oder einer Wärmepumpe wird über eine Trägerflüssigkeit, die in Spiralrohren fließt, an das Wasser im Tank nach dem Wärmetauscherprinzip abgegeben (der Speicher wird also „aufgeladen“) und somit dort gespeichert. Das erwärmte Wasser steht damit für die Heizung zur Verfügung. Das abgekühlte Heizwasser aus den Heizflächen fließt wieder zurück in den Pufferspeicher, wo es erneut erwärmt wird.

Arten

Je nach Volumen sowie der Ein- und Ausgangstemperaturen kann die Wärme in Pufferspeichern über mehrere Tage bis zu einigen Wochen zwischengespeichert werden. Pufferspeicher haben üblicherweise eine Zylinderform mit einer Höhe von rund zwei Metern und einem Durchmesser bis zu einem Meter, je nach Bedarf. Die Isolierung besteht meist aus Vlies oder Hartschaum. Der Speicher fasst in der Regel 500 bis 1.000 Liter, bei einem Leergewicht zwischen 100 und gut 200 kg. Pufferspeicher sind mit verschiedenen Anschlussmöglichkeiten für den Wärmeerzeuger (Wärmepumpe, Gas, Solarthermie, Holz, Öl) sowie für den Heizungskreislauf und ggf. für Frischwasser ausgestattet.

Es gibt verschiedene Arten von Pufferspeichern, die sich in ihrer Effizienz und den Anschaffungskosten unterschieden sowie danach, ob sie auch für die Trinkwarmwasserbereitung eingesetzt werden:

• Der klassische Wärmespeicher ist im Grunde ein einfacher Behälter, in dem sich altes und neues Wasser miteinander vermischen, sodass im gesamten Speicher die gleiche Temperatur vorliegt.
• Schichtenladespeicher halten innen ein Temperaturschichtsystem aufrecht, sodass oben immer heißes Wasser zur Verfügung steht und das Auskühlen des Speichers verlangsamt wird, was Energie und Kosten spart.
• Bei Hygienespeichern wird durch eine spezielle Kombination aus Pufferspeicher und Warmwasserspeicher ermöglicht, stets frisch erwärmtes Wasser zu entnehmen.
• Hybridspeicher werden von unterschiedlichen Wärmeerzeugern gespeist, bspw. einem Gaskessel und einer Wärmepumpe oder auch unterschiedlichen regenerativen Erzeugern.
• Solarspeicher sind mit Solarthermieanlagen verbunden und arbeiten anstelle von Wasser mit einem Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch. Oftmals sind Solarthermieanlagen aber auch über Spiralrohre im normalen Pufferspeicher verbunden.
• In Kombispeichern werden Puffer- und Warmwasserspeicher miteinander kombiniert.
• Multivalente Pufferspeicher kombinieren nicht nur die Heizwasser- und Warmwasserbereitung, sondern können auch mit der Wärme aus mehreren Erzeugern beladen werden.
• Ein integrierter Pufferspeicher befindet sich in der Inneneinheit einer Wärmepumpe und benötigt somit kaum Platz.

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Regelungstechnik

Wichtig für einen effizienten Betrieb eines Pufferspeichers ist die genaue Erfassung der Temperaturen im Inneren. Dafür werden Tauchhülsen oder Fühlerklemmleisten eingesetzt, die die obere, mittlere und die untere Temperatur messen. Diese Messungen können dann zur automatischen Regelung genutzt werden, sodass im Speicher immer optimale Bedarfstemperaturen bestehen, etwa durch Regelung mittels eines Umschaltventils. Mittels eines Entlüftungsventils an der Oberseite des Pufferspeichers kann eventuell eingedrungene Luft entfernt werden.

Vor- und Nachteile

Beim Einsatz eines Pufferspeichers überwiegen die Vorteile, besonders vor dem Hintergrund der angestrebten Energiewende. Pufferspeicher trennen die Wärmeerzeugung von der -verteilung und -nutzung, führen zu einer höheren Effizienz der Heizungsanlage, lassen sich sehr gut mit erneuerbaren Energien kombinieren und können jegliche Form von überschüssiger Energie als Wärme speichern. Nachteile sind allenfalls der Platzverbrauch sowie ein gewisser Wärmeverlust, der in den meisten Fällen in modernen Anlagen jedoch gering ausfällt und besonders beim Einsatz von erneuerbaren Energien nicht ins Gewicht fällt.

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