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Wie funktioniert ein Pufferspeicher?
05.05.2015, 06:15:00
Warum benötigt man einen Pufferspeicher?
Beim Heizen von Eigenheimen werden große Mengen an Wärmeenergie aufgebracht. Damit überschüssige Energie nicht ungenutzt bleibt, benötigt man einen Pufferspeicher. Das Funktionsprinzip eines Pufferspeichers ist dabei die effektive Zwischenlagerung von Wärmeleistung, die im Anschluss wieder in den Heizkreislauf oder die Wassernutzung eingebracht werden kann. So werden Kosten reduziert und der Aufwand zur Gewinnung von thermischer Energie minimiert. Hierfür wird ein Teil der Wärme aus häuslichen Heizquellen in einen Tank geleitet. Es handelt sich dabei im Grunde um einen Stahlbehälter, der mit Wasser gefüllt ist. Das Wasser kann die Hitze effektiv aufnehmen und tut dies ohne Risiko, eine potentzielle Gefahrenquelle darzustellen. Es verfügt über natürliche Speicherfähigkeit und kann ideal weitergeleitet werden. Wie groß der Pufferspeicher sein sollte, hängt dabei von der benötigten Heizleistung und entsprechenden Anbindung ab. Mit einem Erweiterungsspeicher kann das Volumen passend ergänzt werden.
Funktionsweise Pufferspeicher: Das Prinzip erklärt
Die Funktionsweise vom Pufferspeicher ist simpel und gehorcht den Gesetzen der Thermodynamik. Im Grunde handelt es sich um einen großen Wassertank, der zur Speicherung von Warmwasser für die Heizung oder das Brauchwasser für die Dusche verwendet werden kann. Dabei sorgt eine isolierende Beschichtung für einen Schutz vor Wärmeverlust.
Bei einer gespeicherten Menge Wasser kommt es wie auch bei der Raumtemperatur zu einer Schichtung von Temperaturzonen, daher spricht man auch von einem Schichtspeicher. Dabei ist die höchste Temperatur immer im oberen Bereich zu verzeichnen, die nach unten hin entsprechend abnimmt. Wird nun Wasser eingeleitet oder entnommen, kommt es normalerweise zu Verwirbelungen und die Schichten vermischen sich zu einem lauwarmen Gemisch. Ein solches taugt freilich weder zum Duschen noch zum Heizen.
Die Pufferspeicher-Funktion verhindert dies aktiv. Über ein Trennblech wird die obere Schicht vom Rest getrennt und so vor der Durchmischung bewahrt. Eine Schichtladeeinheit im Mittelteil sorgt dafür, dass eingeleitetes Wasser zunächst zur Ruhe kommen kann, bevor es dann über kleine Öffnungen ohne großen Strömungsdruck wieder an den Speicher abgegeben wird. Für Brauchwasser wird die obere Schicht im Speicher angezapft. Dieses Wasser erwärmt dann den Wärmetauscher des Boilers oder Frischwassermoduls.
Vom Speicher aus kann das Warmwasser dann direkt dort im Haus verteilt werden, wo die Wärme gebraucht wird. Er dient vor allem dazu, um die Effizienz der Heizung deutlich zu erhöhen. Der Vorteil ist: Durch die Funktionsweise vom Pufferspeicher kann warmes Wasser auf Vorrat produziert und dann bei Bedarf abgerufen werden. Dadurch muss nicht jedes Mal Energie aufgewendet werden, wenn kurzfristig Wärme gebraucht wird. Darüber hinaus wird über die Pufferspeicher-Funktion eine unregelmäßige Wärmeproduktion abgefedert und Wärme kontinuierlich genutzt. Das erhöht übers Jahr gesehen den Wirkungsgrad der Heizung und wirkt sich positiv auf die Energiebilanz aus.
Anschluß- und Versorgungsmöglichkeiten
Die Versorgung mit Wärme kann auf unterschiedlichen Wegen erfolgen. So kann die zentrale Heizanlage direkt mit in den Wärmekreislauf eingebunden werden. Ein kombinierter Tank für Heiz- und Brauchwasser empfiehlt sich an dieser Stelle.
Aber auch wer nicht zentral auf ein solches verbundenes Heizsystem zurückgreifen möchte oder kann, hat Möglichkeiten, die Wärmeversorgung im Haus zu optimieren. Das geht auch über Einzelfeuerstätten, die sonst eher der Entspannung dienen. Ist ein Kaminofen wasserführend, kann er in den Wasserkreislauf eingebunden und seine Hitze in den Speicher geleitet werden. So wird die Heizung unterstützt und man kann mit nur einem Ofen mehrere Räume beheizen.
Alternativ ist auch Solarthermie für die Heizungsunterstützung eine gute Möglichkeit, effektiver zu Heizen. Denn so ergibt sich die Möglichkeit, etwas unabhängiger von der Sonneneinstrahlung zu heizen. Konkret sieht das so aus: Tagsüber scheint die Sonne und die Solarthermie-Technik produziert warmes Wasser. Der Sonnenkollektor kann Wärme bis 90 °C in den Speicher leiten, wobei kaltes Wasser aus dem Tank zur Erhitzung zurückgeschickt wird. Nach der Zwischenspeicherung kann dieses Wasser dann auch abends genutzt werden, wenn es nicht mehr hell ist.
Was ist ein Hygienespeicher?
Ein Hygienespeicher oder Kombispeicher folgt der Funktionsweise des Pufferspeichers, erweitert dabei allerdings die Anwendungsmöglichkeiten. Im Zeichen der Hygiene wird für die Trinkwassererwärmung heißes Wasser aus einem regulären Tank entnommen und im parallelen Fluss durch einen Wärmetauscher zum Erwärmen von sauberem Trinkwasser genutzt. Ein Hygienespeicher segmentiert den klassischen Wasserspeicher so, dass Trinkwasser und Brauchwasser bereits separat gelagert werden. Durch eine spezielle Beschichtung wird Korrosion verhindert. Der eigentliche Vorteil besteht allerdings darin, dass zusätzlich zur herkömmlichen Pufferspeicher-Funktion Brauchwasser durch eine Heizspirale nur dann und in solchen Mengen erhitzt wird, wie tatsächlich angefordert wird. So braucht es keine Frischwasserstation und Legionellenbildung durch übermäßige Lagermengen wird verhindert.
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