Schichtenspeicher: Aufbau, Funktion und Einsatz
Schichtenspeicher oder Schichtladespeicher sind eine spezielle Bauart der Pufferspeicher. Sie nehmen Wärme von einem oder mehreren Wärmerzeugern auf und bevorraten diese bis zum Bedarf im Haus. Durch die stabile Temperaturschichtung des Heizungswassers arbeiten die Komponenten besonders effizient. Wir erklären, warum das so ist und wann Schichtenspeicher zum Einsatz kommen.
Die Funktion der Schichtenspeicher einfach erklärt
Schichtenspeicher sind große, wärmegedämmte Behälter, die Heizungswasser in verschiedenen Temperaturschichten lagern. Ist die Flüssigkeit am oberen Ende noch warm, sinkt ihre Temperatur Schritt für Schritt bis zum Grund des Speichers. Die eingelagerte Energie lässt sich auf diese Weise besser ausnutzen. Heizkessel müssen weniger oft anspringen und arbeiten gleichmäßig sowie sparsam. Anders ist das bei einem konventionellen Pufferspeicher, in dem sich das Wasser kontinuierlich vermischt. Im Behälter bildet sich dabei eine Mitteltemperatur, die an allen Stellen annähernd gleich ist. Sie sinkt schneller ab als die maximale Temperatur in einem Schichtenspeicher, und die Wärmeerzeuger müssen öfter starten. Sie arbeiten weniger effizient und verbrauchen meist auch mehr Energie.
Anforderungen an den Aufbau der speziellen Speicher
Damit es zur beschriebenen Schichtung kommt, fließt das Heizungswasser bei der Beladung der Wärmespeicher direkt in die passende Temperaturebene. Möglich ist das zum Beispiel durch spezielle Strömungsrohre oder eine genaue Beschickung über unterschiedliche Stutzen am Schichtenspeicher.
Bei der Entladung strömt das Heizungswasser dann aus der entsprechenden Temperaturschicht aus dem Behälter in die Heizungsanlage. Um das Vermischen des Heizungswassers bestmöglich verhindern zu können, muss dieses grundsätzlich sehr langsam durch den Speicher fließen. Die Behälter sind außerdem sehr hoch, damit sich die verschiedenen Temperaturschichten ausbilden können. Das passiert übrigens in Abhängigkeit der Dichte: Dabei steigt warmes Heizungswasser im Behälter nach oben, während kühleres nach unten absinkt.
Wie viel Wasser die speziellen Pufferspeicher bevorraten müssen, hängt von der Art der Heizung ab. So sollte das Volumen bei einer Holzheizung etwa 50 bis 70 Liter je Kilowatt Heizleistung betragen. Bei einer Solaranlage empfehlen Experten einen Wasservorrat von 50 bis 70 Liter je Quadratmeter Kollektorfläche.
Arten und Einsatzbereiche der Schichtenspeicher
Puffer und Schichtenspeicher nehmen thermische Energie auf, wenn im Haus kein Bedarf besteht. Sie sorgen für einen gleichmäßigen Betrieb der Wärmeerzeuger und sind wichtig, wenn Hausbesitzer eine Heizung steuern möchten. Abhängig von ihrem Aufbau lassen sich dabei verschiedene Arten unterscheiden. So gibt es reine Heizungsspeicher und sogenannte Kombispeicher. Während Erstere nur Heizungswasser bevorraten, besitzen Kombispeicher einen zweiten Tank im Inneren. Dieser ist mit Trinkwasser gefüllt und sorgt für eine komfortable Warmwasserbereitung. Während Kombisysteme besonders platzsparend sind, kann der innenliegende Tank die Schichtung im äußeren Heizwassertank stören.
Zum Einsatz kommen Schichtenspeicher immer dann, wenn Wärme vorübergehend zu puffern ist. So zum Beispiel bei Holzheizungen oder Solaranlagen , die beide schlecht regelbar sind. Darüber hinaus kommen Schichtladespeicher auch bei Wärmepumpen und stromerzeugenden Heizgeräten zur Anwendung. Unnötig sind sie hingegen bei Öl- oder Gasheizungen mit Brennwerttechnik . Denn diese passen ihre Leistung optimal an den Wärmebedarf im Haus an und liefern nie mehr Energie als nötig.