Wärmespeicher als Bestandteil der Heizung

Mit einem Wärmespeicher lässt sich überschüssige thermische Energie zwischenspeichern und später wieder abrufen. Durch ihre Funktionsweise sparen diese installierten Komponenten in einem Heizsystem Energie, da die erzeugte Wärme bei Nicht-Gebrauch nicht verloren geht, sondern stattdessen für einen überschaubaren Zeitraum gespeichert wird. Erfahren Sie in den folgenden Abschnitten mehr über Arten, Kategorisierungsmöglichkeiten und messbare Kennzahlen von Wärmespeichern.  

Unterscheidungen der Wärmespeicher

Wärmespeicher können sowohl mit einem Heizsystem mit erneuerbaren, als auch fossilen Energien genutzt werden. Kategorisieren lassen sie sich unter anderem nach der Dauer der Abspeicherung der thermischen Energie sowie dem grundlegenden Arbeitsprinzip beziehungsweise ihrer Funktionsweise. Im Folgenden erhalten Sie eine Übersicht über die gängigen Speichersysteme bei Heizungen.

Pufferspeicher

Pufferspeicher werden in der Regel mit einem BHKW (Blockheizkraftwerk) oder einer Wärmepumpe kombiniert. Hierbei handelt es sich um große Wassertanks mit unterschiedlichem Fassungsvermögen, welche das aufgeheizte Heizwasser durch die Isolierung für mehrere Stunden oder Tage abspeichern können. Mit der Installation lässt sich der Wirkungsgrad verbessern, zudem muss das eigentliche Gerät (z.B. die Wärmepumpe) weniger häufig angeschaltet werden.

Mann mit Tablet in der Hand - Wärmespeicher
© exclusive-design / Fotolia

Kurzzeit- und Langzeitspeicher

Kurzzeit- und Langzeitspeicher unterscheiden sich nach ihrer Speicherdauer. Kurzzeitspeicher können die thermische Energie für etwa ein bis zwei Tage abspeichern. Da die Wärme nicht zum identischen Zeitpunkt erzeugt und wieder abgegeben werden muss, kommen diese Installationen beispielsweise bei Holzkesseln und Solarspeichern zum Einsatz. Langzeitspeicher können thermische Energie sogar für Monate konservieren, wodurch sie sich hervorragend eignen, um die Übergangszeit vom Winter zum Sommer zu überbrücken. Auch dieser Vorgang resultiert in einer gesteigerten Effizienz.

Langzeitspeicher werden vor allem mit Sonnenkollektoren angewandt

Derartige saisonale Speicher werden vor allem mit Sonnenkollektoren angewandt. Auf diese Weise kann die über den Sommer entstandene überschüssige Energie noch für längere Zeit eingesetzt werden. Wärmespeicher existieren zudem natürlich auch in Form von größeren Anlagen, die vorwiegend im industriellen Sektor genutzt werden.

Drei große Kategorisierungen

Die drei großen Kategorien, in die auch die eingangs erwähnten Wärmespeicher fallen, gliedern sich wie folgt: 

  • Der sensible Wärmespeicher verändert sowohl beim Aufladen als auch Entladen die fühlbare Temperatur, wie es unter anderem bei Puffern geschieht. 
  • Latentwärmespeicher verändern hingegen nicht die fühlbare Temperatur, wenn es zu einer Ladung oder Entladung kommt. Stattdessen ändert das Medium, welches die Wärme speichert, seinen Aggregatzustand. In der Regel findet ein Prozess von fest zu flüssig statt. Wird die Wärme entladen, wird der Prozess selbst umgedreht - der Aggregatzustand ändert sich dann von flüssig zu fest. 
  • Sorptions- beziehungsweise thermochemische Wärmespeicher nutzen chemische endo- und exotherme Vorgänge, um die Wärme zu konservieren.

Messbare Kennzahlen der Wärmespeicher

Wie so häufig bei technischen Anlagen lässt sich natürlich auch die Leistung der Speicher messen. Insgesamt existieren fünf Kennzahlen für die Wärmespeicher. Die primäre Kennzahl davon ist der Nutzungsgrad. Dieser lässt sich aus dem Verhältnis der zugeführten bzw. zwischengespeicherten und nutzbaren Energie ableiten und gibt somit direkten Aufschluss über die Effizienz. In der Regel reduziert sich vor allem bei Wasserspeichern langsam der Wirkungsgrad, da die Wärme des Wassers an die Umgebung verloren geht.

Anzahl und Kapazität abhängig vom Modell und Arbeitsvorgang

Die Energiespeicherdichte ist die maximal ladbare Energie (Kapazität), bis der Speicher sein volles Volumen erreicht hat. Die Belade- und Entladezeit erklärt sich ebenfalls recht gut am Begriff selbst. Sie bezeichnet die verstrichene Dauer, welche bei der Zufuhr oder Abnahme anfällt. Die maximale Beschickungstemperatur ist die maximale Temperatur, welche ein Speicher abhalten kann. Die durchführbaren Speicherzyklen bezeichnen, wie viele dieser Speicherungen samt Entladung stattfinden können. Die Anzahl und Kapazität unterscheiden sich maßgeblich vom genutzten Modell und wie makellos der gesamte Vorgang abläuft.

Heizung.de Autor Philipp Hermann
Fazit von Philipp Hermann
Wärmespeicher erfüllen ihre Primäraufgabe, indem sie die gewonnene thermische Wärme bevorratet und diese erst bei Bedarf wieder freigibt. Je nach Einsatzbereich kommen unterschiedliche Wärmespeicher infrage.
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