Latentwärmespeicher – Funktion und Einsatz

Die Wärmespeicherung untersteht einer kontinuierlichen Entwicklung, denn Wärmeenergie zu speichern ist nicht nur umweltbewusst, sondern auch energieeffizient. Der Latentwärmespeicher reiht sich in die Wärmespeichermodelle ein, wobei er vor allem Vorzüge hinsichtlich der Speicherdauer und wiederkehrender Zyklen liefert. Das funktioniert in der Praxis über wechselnde Aggregatzustände.

Funktionsweise des Latentwärmespeichers einfach erklärt

Der Latentwärmespeicher wird im Inneren mit einem speziellen Material aufgefüllt. Im Fachjargon bezeichnet man dieses als "Phasenwechselmaterial", was kurz mit "PCM" abgekürzt wird. Eines dieser Materialien ist Zeolith, welches schon heute in zahlreichen dieser Speicheranlagen eingesetzt wird. Die Wärmeenergie wird nun durch den Wechsel des Aggregatzustands gespeichert. Weil diese PCM-Materialien erst einmal nicht die Eigentemperatur verändern, sondern im Gegenzug eine längere Phase der Umwandlung durchlaufen, lässt sich Wärmeenergie sehr effektiv speichern. Durch den Einsatz von physikalischen Kräften kann die Wärme einerseits über längere Zeit konserviert und andererseits bei Bedarf wieder freigesetzt werden. 
Das Bild markiert die Wichtigkeit von Speichern wie einem Latentwärmespeicher.
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Was ist unter latenter Wärmespeicherung zu verstehen? 

Die Wärme wird also "latent" (verborgen) gespeichert und erst nach physikalischer Einwirkung freigesetzt. Einer der bekannten Latentwärmespeicher abseits der Heizungsanlagen ist ein sogenanntes Handwärmekissen. Dieses wird beispielsweise in der Mikrowelle vorab erwärmt, speichert die Wärme dann latent ab und gibt sie erst frei, wenn es geknickt oder gequetscht wird, also physikalische Kräfte darauf einwirken. In einem natürlich wesentlich größer und effizienter angelegten Rahmen finden diese Prozesse auch in einem Latentwärmespeicher statt. Genau das macht diese neue Art der Wärmespeicher so attraktiv.

Wo liegen die Vor- und Nachteile beim Latentwärmespeicher?

Dieser moderne Speicher kommt mit einigen Vorzügen und Nachteilen daher. Die bestimmenden Vorteile zeigen sich mit Hinblick auf die Speicherdauer und die Kapazität, denn solche Wärmespeicher können die thermische Energie wesentlich länger und effektiver konservieren. Zudem kann nach Abgabe dieser immer wieder ein neuer Zyklus mithilfe der sogenannten Phasenumwandlung gestartet werden, während andere Wärmespeicher die Energie nur über einen kurzen Zeitraum speichern können. Hinzukommt bei diesen, dass die Wärme sich währenddessen sogar noch weiter verflüchtigt.

Nachteile zeigen sich vor allem deshalb, weil die Technologie noch immer in ihren Kinderschuhen steckt. Das spiegelt sich unter anderem in dem vergleichsweise hohen Preis wider, weshalb Privatverbraucher aktuell nur eingeschränkt Latentwärmespeicher einsetzen. Weiterhin stellt das Be- und Entladen des Latentwärmespeichers eine zusätzliche Hürde dar. Denn es funktioniert bei gewissen Temperaturen noch nicht einwandfrei. Für einen massentauglichen Einsatz ist die Technologie deshalb aktuell nur eingeschränkt geeignet. Entwickler und Hersteller solcher Speicher arbeiten jedoch kontinuierlich an Verbesserungen. Einige dieser Hersteller haben solche Speicher auch bereits im Verkauf und damit zur Marktreife gebracht.

Die Arten der Latentwärmespeicher

Es existieren unterschiedliche Arten dieser Speicher:

  • Die bislang optimale Variante ist der Eisspeicher, welche gern zusammen mit der Solarthermie und einer Wärmepumpe eingesetzt werden. Weil sich solche Eisspeicher unter der Erdoberfläche befinden, kann die Wärme über Monate effektiv gespeichert werden. Wie das im Detail aussieht, lesen Sie im Beitrag "Eisspeicher-Funktion". 
  • Darüber hinaus werden in Kombination mit Solarthermieanlagen gern Paraffinwärmespeicher verwendet, welche selbst als alleinige Speichereinheit zu überzeugen wissen. Im Vergleich zu einem traditionellen Wasserspeicher haben diese ungefähr das Fünffache an Kapazität, wobei sie lediglich rund ein Drittel des Platzes der Wasserspeichereinheiten einnehmen.
  • Thermobatterien vervollständigen diese Auflistung schließlich. Sie besitzen ebenfalls eine Eignung für Solaranlagen und funktionieren mit Salz. Immerhin bis zu zwei Drittel der zugeführten Energie lässt sich über Monate abspeichern. Damit erreichen sie nicht die Effizienz der Eisspeicher, sind aber günstiger und erfordern weniger umfangreiche bauliche Maßnahmen. Als Einsteigermodell sind die kompakten Batterien also definitiv geeignet und überzeugen außerdem durch einen geringeren Einstiegspreis.

Wo werden diese Latentwärmespeicher bisher eingesetzt

Abseits der Heiztechnik kommen sie beispielsweise in den bereits eingangs erwähnten Wärmekissen zum Einsatz, auch Thermoskannen oder Warmhalteplatten in der Küche arbeiten mit dem Prinzip der latenten Wärmespeicherung. In der Textilindustrie werden außerdem einige Outdoor-Kleidungsstücke mit Fasern bestückt, welche Wärmeenergie latent speichern.

In der Heizindustrie werden die Speichereinheiten meistens mit Wärmepumpen und Solaranlagen kombiniert. Das liegt daran, dass die Wärmeenergie hier nicht gleichmäßig generiert wird, sondern beispielsweise von der Sonnenscheindauer oder der Intensität der Sonnenstrahlen abhängig ist. Es macht folglich viel Sinn, die überschüssige Wärmeenergie "für schlechte Zeiten" abzuspeichern. Da eine Speicherung mit Hilfe eines Latentwärmespeichers über Monate denkbar ist, könnte die überschüssige Energie aus dem Sommer beispielsweise in den Winter mitgenommen werden, was die laufenden Verbrauchskosten für Wärmeenergie erheblich reduziert. 

Heizung.de Autor Philipp Hermann
Fazit von Philipp Hermann
Obwohl es sich bei Latentwärmespeichern zumindest im Bereich der Heizsysteme noch um eine Technologie handelt, die sich in der Entwicklung befindet, sprechen die Vorteile eine deutliche Sprache. Insbesondere mit Heizsystemen, die mit erneuerbaren Energiequellen arbeiten, werden die Vorteile auf ganzer Linie ausgespielt.
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