Ein wahres Multitalent

Ein großer Wasserspeicher im Keller puffert Wärme: In Zeiten mit Wärmeüberangebot heizt der Speicher auf, in Zeiten mit Wärmemangel gibt er die Wärme wieder ab. Das hat einerseits viele Vorteile und kann zwischen 15 und 30 Prozent Energie sparen - und zwar für eine ganze Reihe von Heizsystemen, von der Wärmepumpe bis zum Blockheizkraftwerk. Andererseits verliert der Speicher auch ständig Wärme und macht das Heizsystem darüber hinaus wesentlich komplizierter. Ein Crash-Kurs für Einsteiger.

(19. Dezember 2007) - Anders als ein Warmwasser- oder Trinkwasserspeicher enthält ein Pufferspeicher kein Brauch- oder Trinkwasser, sondern warmes Wasser zum Heizen. Er kann Wärme aus verschiedenen Quellen zusammenführen und zeitversetzt wieder abgeben. Je nach Heizsystem hat ein Pufferspeicher ganz unterschiedliche Funktionen.

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Speicher mit "Innenleben"

Kosten und Wärmeinhalt

Ein Pufferspeicher versieht üblicherweise mehrere Jahrzehnte lang seinen Dienst. Dafür muss man noch nicht einmal besonders tief in die Tasche greifen: Kleine Pufferspeicher kosten etwa 300 Euro, größere Modelle mit 800 Litern Kapazität sind für etwa 800 Euro erhältlich. Kombipufferspeicher mit integrierter Warmwasserbereitung kosten zwischen 800 und 3.500 Euro.

Je größer der Speicher ist, desto mehr Wärme kann er aufnehmen und später wieder abgeben. Beispiel: Wenn ein Speicher mit 800 Litern Wasser von 35 auf 85 Grad aufgewärmt wird, dann enthält er 46 Kilowattstunden Wärme (800 Liter x 1,16 Wattstunden pro Liter und Kelvin x 50 Kelvin = 46.400 Wattstunden, also 46 Kilowattstunden), die er beim Abkühlen wieder abgeben kann. Dies entspricht dem Energiegehalt von rund 4,6 Litern Heizöl oder etwa 4,6 Kubikmetern Erdgas. Das reicht in der Übergangszeit, um das Haus ein bis zwei Tage lang zu heizen.

Dämmung wichtig

Ein Speicher kühlt täglich etwa um ein bis fünf Grad ab. Der Energieverlust liegt im obigen Beispiel bei täglich drei Kilowattstunden (800 Liter x 1,16 Wattstunden pro Liter und Kelvin x 3 Kelvin = 2,7 Kilowattstunden), das sind bei heutigen Energiepreisen täglich 20 Cent.

Deshalb ist es entscheidend, den Speicher extrem gut gegen Wärmeverluste zu isolieren. Gute Isolierungen erkennt man an einem Zertifikat oder daran, dass die Temperatur der Außenfläche der Speicherdämmung bei 20 Grad Celsius, also der Raumtemperatur, liegt, während im Inneren des Speichers Temperaturen von über 60 Grad Celsius herrschen. Die Oberfläche der gedämmten Speicherhülle sollte nicht mehr als ein Grad über der Raumtemperatur liegen. Wer täglich nur eine Kilowattstunde (0,07 Euro) weniger Wärme verliert, kann bei derzeitigen Energiepreissteigerungen in einem Nutzungszeitraum von 15 bis 25 Jahren Kosten in der Höhe von 2.000 bis 3.000 Euro sparen. Gute Nachricht für alle, die bereits einen Pufferspeicher besitzen: Die Speicherdämmung lässt sich auch noch nachträglich verbessern. Mitglieder erhalten Hilfestellung vom Verein.

Besonders verlustreich sind die Anschlüsse des Speichers. Ein einziger wärmeführender, schlecht gedämmter Anschluss am Speicher verliert unnötigerweise durchschnittlich etwa 0,1 Kilowattstunden Energie pro Tag. Die Wärmverluste lassen sich ganz leicht vermindern: So sollte das Rohr, das aus dem Speicher kommt, zunächst einen Knick von 30 Zentimetern Länge nach unten machen. Neuheit: Es gibt auch dämmende Manschetten mit Klettverschlüssen zum Isolieren der Anschlüsse (Bezug bei www.egtec.de unter: Manschetten, ab Januar 2008 bestellbar).

Aufbau eines typischen Pufferspeichers

Pufferspeicher bestehen meist aus Stahl. Sie enthalten Heizungswasser und kein sauerstoffhaltiges Frischwasser. Deshalb ist kein Rostschutz erforderlich und keine Korrosion zu befürchten.

Warmes Wasser steigt nach oben. Deshalb sind Speicher am oberen Ende stets wärmer als unten. Diese Wärmeschichtung spart Energie, weil man nicht den ganzen Speicher aufheizen muss, um heißes Wasser zu zapfen, sondern nur den obersten Teil. Aus diesem Grund haben sich stehende, zylindrisch geformte Modelle durchgesetzt.

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Eine sehr gute Dämmung ist für jeden Speicher besonders wichtig

Das warme Brauchwasser wird entweder durch einen Wärmetauscher ganz oben im Speicher oder durch einen externen Wärmetauscher außerhalb des Speichers erhitzt (Frischwassersystem) - eine technisch sehr sinnvolle Lösungsvariante.

Richtig regeln

Die Regelung muss die Be- und Entladung des Speichers und die Warmwasserbereitung steuern. Spezielle Universalregler lassen sich frei programmieren. Die richtige Regelung entscheidet darüber, ob der Pufferspeicher wirklich mehr Energie spart, als er durch Energieverluste verliert.

Pufferspeicher für Heizanlagen

Die meisten Heizungsbauer sind der Ansicht, dass für die Warmwassererwärmung eine Heizleistung von mindestens 20 Kilowatt erforderlich ist. Das ist nur selten richtig: Für die Beheizung eines gut gedämmten Einfamilienhauses braucht man beispielsweise nur fünf bis sieben Kilowatt. Wenn man einen korrekt dimensionierten Warmwasser- oder Pufferspeicher hat, kann man sogar mit geringerer Heizleistung das Warmwasser aufheizen: Man braucht dafür nur mehr Zeit und eine gute Prognose, wann Warmwasser benötigt wird.

Wer eine überdimensionierte Heizungsanlage besitzt, kennt das Problem: Der Brenner arbeitet stets nur wenige Minuten lang, dann steht er wieder still, bis er kurz darauf erneut startet - bis zu 40.000-mal pro Jahr. Der Stop-and-go-Betrieb treibt den Brennstoffverbrauch in die Höhe und verkürzt die Lebensdauer der Bauteile.

Ein Pufferspeicher kann die Zahl der Brennerstarts drastisch verringern. Der Brenner läuft dann so lange, bis der Pufferspeicher voll ist. Er springt erst wieder an, wenn die Wärme des Pufferspeichers im Haus verbraucht wurde. Auf diese Weise kann ein Pufferspeicher den Schadstoff-Ausstoß einer schlechten Heizungsanlage durchaus stärker als eine "kleine" Solaranlage reduzieren und verlängert zudem noch die Funktionsfähigkeit vieler Bauteile.

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Pufferspeicher in Solarkollektoranlagen

Wenn die Sonne scheint, heizt das den Pufferspeicher auf. Dieser soll die Energie möglichst lange speichern. Ein Pufferspeicher für Ein- und Mehrfamilienhäusern sollte daher mindestens 800 Liter umfassen. Für eine größere Kollektorfläche zur Heizungsunterstützung sind größere Speicher notwendig.

Mit sehr großen Speichern kann man auch Wärme vom Sommer in den Winter transportieren: In der Schweiz beispielsweise steht ein neues Achtfamilienhaus. Der Pufferspeicher hat eine Kapazität von 204.000 Litern. So lassen sich nach obiger Rechnung 12.000 Kilowattstunden Wärme entsprechend 1.200 Litern Öl speichern. Das reicht für eine Heizsaison im Passivhaus völlig aus.

Scheitholzkessel brennen mit hoher Leistung, die den Wärmebedarf des Hauses weit übersteigt. Moderne Holz-Pelletskessel können heute zwar ihre Leistungsabgabe in einem weiten Bereich verändern. Doch auch für sie gilt das Stop-and-go-Prinzip. Deshalb benötigen Scheitholzkessel einen Pufferspeicher, der die Wärme eines kompletten Abbrands aufnimmt - das ist gesetzlich vorgeschrieben.

Pufferspeicher in Wärmepumpenanlagen

Wärmepumpen entziehen der Umgebung, also dem Boden, der Luft oder dem Wasser, die darin enthaltene Wärmeenergie und wandeln sie mit Hilfe eines Kreisprozesses in nutzbare Heizungswärme um. Den Strom, der dazu notwendig ist, gibt es oft als preisgünstigen Sondertarif. Im Gegenzug muss der Betreiber jedoch zweimal täglich eine Sperrzeit von je einer bis zwei Stunden zu Spitzenlastzeiten akzeptieren. Mit einem Pufferspeicher kann man diese Zeit einfach überbrückenund verlängert so die Lebensdauer des Kompressors.

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Pufferspeicher für Blockheizkraftwerke

Blockheizkraftwerke (BHKW) sind Verbrennungsmotoren, die einen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie antreiben. Ihre Abwärme nutzt man als Heizung und zur Warmwasserbereitung. Das Verhältnis von Strom zur Wärme beträgt oft 30 zu 70 Prozent. Da die Bewohner Strom und Wärme meist zu unterschiedlichen Zeiten benötigen, kann ein Pufferspeicher die Wärme speichern. Das BHKW springt dann nur an, wenn Strom benötigt wird. Dadurch lässt sich die Laufzeit des BHKW oft auf die wirtschaftlich erforderlichen 6.000 Jahresstunden erhöhen.

Zusammenfassung

Selbst der Fachmann kann die Vielzahl der Pufferspeichervarianten am Markt nur noch schwer überschauen. Deshalb sollten sich interessierte Bauherren an einen Fachplaner oder Fachhandwerker mit möglichst guten Referenzen wenden. Die Anschaffung und fachgerechte Installation eines Pufferspeichersystems ist eine Investition, die den Energieverbrauch messbar und unmittelbar senkt. Lassen Sie sich diese Einsparungen durch Ihren Planer oder Handwerker vorrechnen und möglichst mit maximal zehn Prozent Abweichung garantieren.

Steffen Sabin, steffen-sabin@web.de
Gerold Holsmölle, gerold@holsmoelle.de

Berechnungsprogramm zur Pufferspeicherdimensionierung in Holzkesselanlagen unter

www.geb-info.de/Gentner.dll/pufferspeicher_fuer_holzvergaserkessel_122386.XLS

Tipps
  1. Wählen Sie möglichst einen Speicher mit einer unteren Ablassmöglichkeit oder lassen Sie einen Schlammabscheider in Ihrer Anlage installieren. Das vermeidet Störungen im System und verringert die Wartungskosten.
  2. Bestehen Sie auf einer ausführlichen technischen Dokumentation zu Ihrer Anlage und lassen Sie sich eine verständliche Einweisung in die sachgerechte Nutzung geben. Das erspart Ärger und verbessert die Energieeffizienz der Anlage.
  3. Wählen Sie als Aufstellort des Pufferspeichers möglichst einen Raum im beheizten Teil Ihres Gebäudes. So sparen Sie eine Menge Primärenergie, Sie können etwaige Wärmeverluste direkt nutzen. Platz findet sich oft selbst in der "kleinsten Hütte".
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