Pufferspeicher entkoppeln Wärmeproduktion und Wärmenutzung bei Heizungen und Anlagen für die Brauchwassererwärmung. Das Ziel ihres Einsatzes ist eine ökonomischere Nutzung der Einrichtungen für die Wärmeerzeugung, das sind vor allem Heizkessel, Solarkollektoren, Wärmepumpen und BHKW. Der Pufferspeicher nimmt Wärmeenergie auf und speichert sie in Form von erhitztem Wasser. Dieses entnehmen Sie dann bei Bedarf über den Heizkreislauf oder die Warmwasserleitung. Pufferspeicher unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Eignung für bestimmte Anwendungsfälle und in Bezug auf Kostenaspekte. Bei Speichern für die Brauchwassererwärmung sind zudem hygienische und gesundheitliche Punkte wichtig.

Wann ist ein Pufferspeicher sinnvoll?

Die eingangs genannte Funktion, Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch zu entkoppeln, liefert ein wichtiges Kriterium, mit dem Sie sinnvolle Anwendungsfälle für den Pufferspeicher erkennen. Die Wärmespeicherung ist vornehmlich dann vorteilhaft, wenn sich der Wärmeerzeuger nicht nach Bedarf ein- und ausschalten lässt, wie etwa ein thermischer Solarkollektor, oder wenn die Inbetriebnahme mit einem erhöhten Aufwand verbunden ist. Letzteres ist typisch bei Heizkesseln der Fall, die mit Festbrennstoffen beheizt werden, beispielsweise Holzvergaser. Brennstoffe wie Holz, Pellets oder Kohle benötigen einige Zeit, um eine Flamme mit ausreichender Wärmeproduktion auszubilden. Sie lassen sich auch nicht ohne Aufwand löschen und später wieder anzünden. Bei Gas- und Ölbrennern ist das Ein- und Ausschalten dagegen praktisch ohne Verzögerung möglich. Einen weitereren vorteilhaften Anwendungsfall für den Pufferspeicher finden Sie bei der gekoppelten Wärme- und Stromproduktion im BHKW. Da sich Wärme einfacher speichern lässt als elektrischer Strom, können Sie das BHKW mit einem Pufferspeicher stromgeführt fahren. Das heißt, die Anlage läuft dann, wenn Sie Strom benötigen oder wenn er die höchste Einspeisevergütung erzielt. Die überschüssige Wärme nimmt der Speicher auf. So nutzen Sie die Anlage optimal für die Erzeugung der hochwertigen elektrischen Energie und haben trotzdem die Wärme dann, wenn Sie diese brauchen.

Wie unterscheiden sich die Pufferspeicher?

Für die Auswahl von Pufferspeichern nach den technischen Anforderungen des Anwendungsfalls sind drei Kriterien wichtig. Die Größe des Speichers bestimmt, zusammen mit der Wassertemperatur, die Wärmemenge, also die Energie, die Sie zwischenspeichern können. Der Speicher sollte groß genug sein, um den Bedarf in den Betriebspausen der Wärmeerzeuger zu decken, aber nicht zu groß, weil sonst der Wirkungsgrad leidet. Bei der Pufferspeicher Serie Achat haben Sie die Wahl zwischen Speichervolumen von 150 bis 10.000 Litern. Weiterhin ist entscheidend, wofür Sie den Speicher benötigen. Soll er nur den Heizkreislauf speisen, nur Brauchwasser liefern oder beides? Diese Frage ist von Bedeutung, weil Sie das Brauchwasser schon aus hygienischen Gründen vom Heizungswasser trennen müssen. Die Achat Pufferspeicher eignen sich für reine Heizungsanlagen. Speicher für die Brauchwassererwärmung finden Sie zum Beispiel in den Kategorien Hygienespeicher, Kombispeicher und Wärmepumpenspeicher. An dieser Stelle sind Sie auch schon beim dritten Kriterium. Benötigen Sie einen Pufferspeicher mit einem, zwei oder gar keinem Wärmetauscher. Ein Wärmetauscher ist in jedem Fall notwendig, wenn Sie den Wärmespeicher für Brauchwasser nutzen wollen. Einen Speicher ohne Wärmetauscher können sie dagegen bei einer reinen Heizungsanlage einsetzen, da hier keine Notwendigkeit besteht, Wasserkreisläufe zu trennen. Aber auch bei diesem Anwendungsfall kann ein Wärmetauscher im Pufferspeicher sinnvoll sein. Um das zu verstehen ist ein kleiner Blick in das Innere und auf die Funktionsweise dieser Wärmespeicher notwendig.

Wie funktioniert der Pufferspeicher?

Wenn Sie Ihren Warmwasserhahn aufdrehen, dann erwarten Sie Wasser mit einer bestimmten Temperatur. Ebenso benötigt ein Heizkörper eine ausreichend hohe Vorlauftemperatur, um die Raumluft wirksam zu erwärmen. Der Pufferspeicher ist, technisch bedingt, immer vollständig mit Wasser gefüllt. Die enthaltene Wärmeenergie hängt also nur von der Temperatur des Wassers im Speicher ab. Besser gesagt, von der Durchschnittstemperatur. Wenn Sie nämlich das Wasser im kalten Speicher gleichmäßig erwärmen würden, bräuchten Sie eine große Wärmemenge, bis Sie die Wasser mit der erforderlichen Temperatur entnehmen können. Es ist daher sinnvoller, die physikalische Eigenschaft des Wassers zu nutzen, dass es oberhalb von 4 °C mit steigender Temperatur mehr Volumen einnimmt. Anders ausgedrückt wird ein Liter Wasser mit zunehmender Temperatur leichter. Wenn Sie daher warmes Wasser vorsichtig von oben in den Speicher einleiten und am unteren Ende entsprechend kaltes Wasser ableiten, bildet sich eine Temperaturschichtung aus. Sie können dann, ebenfalls im oberen Teil des Speichers, Wasser mit einer hohen Temperatur entnehmen, auch wenn die Durchschnittstemperatur noch sehr niedrig ist.

Mit Wärmetauschern den Pufferspeicher effizienter nutzen

Auch bei einem behutsamen Einfüllen von Wasser in den Wärmespeicher kann sich kaltes und warmes Wasser mischen. Diesen Nachteil vermeiden Sie vollständig, wenn Sie die Wärme über einen Wärmetauscher einbringen. Dadurch ist eine völlig strömungsfreie Energiezufuhr in den Speicher möglich. Wärmespeicher mit zwei übereinanderliegenden Wärmetauschern können die Ausbildung der Temperaturschichtung noch wirksamer erzielen. In Verbindung mit dem Pufferspeicher haben Wärmetauscher also zwei Aufgaben. Sie trennen verschiedene Wasserkreisläufe und sie verbessern den Wirkungsgrad des Speichers. Der letzte Punkt ist besonders bei einem Pufferspeicher wichtig, den Sie für die Speicherung von Solarwärme einsetzen wollen. Im Gegensatz zu einem Heizkessel liefern Solarkollektoren keine konstante Vorlauftemperatur. Ist Ihr Wärmespeicher mit zwei Wärmetauschern ausgestattet, dann können Sie auch bei teilweise gefülltem Speicher eine schwächere Sonneneinstrahlung nutzen, um mit der niedrigen Vorlauftemperatur das Wasser im unteren Teil zu wärmen. Zur effizienten Steuerung dieser Vorgänge besitzen die Pufferspeicher der Achat Serie mehrere Messfühler auf unterschiedlichen Ebenen des Tanks.

Keine Wärmespeicherung ohne Isolierung

Ein nicht isolierter Wärmespeicher würde die Wärmeenergie in relativ kurzer Zeit, wie ein Heizkörper, an die umgebende Raumluft abgeben. Neben den bereits genannten Bedingungen für den sinnvollen Einsatz von Pufferspeichern ist deshalb auch eine ausreichend starke Wärmeisolierung des Gefäßes notwendig. Diese lässt sich auf mehrere Arten realisieren. Bei den Achat Pufferspeichern der Baureihe Basis besteht sie aus einer 100 mm starken, vorgeformten Weichschaumschale, die vor Ort montiert wird. Die Baureihen Achat Profi und Achat Alpha werden dagegen mit einer fertig aufgeschäumten Isolierung aus PU-Hartschaum geliefert, die sich durch einen besonders hohen Wärmedämmwert auszeichnet. Zur Reduzierung der Einbringmaße lässt sich diese Isolierung teilweise abnehmen.

Zahlen und Fakten der Achat Pufferspeicher

Die Speicher der Serie Achat sind aus Qualitätsstahl, mit gegebenenfalls fest eingeschweißten Glattrohr-Wärmetauschern gefertigt. Diese Konstruktion gewährleistet einen sicheren und zuverlässigen Betrieb in den gängigen Heizungsanlagen. Die Behälter sind für eine Betriebstemperatur bis 95 °C ausgelegt, die Wärmetauscher bis 110 °C. Die Pufferspeicher sind in einem breiten Größenspektrum erhältlich und lassen sich zudem mit Speicherverbindern zu Speicherbatterien koppeln.