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Schichtladespeicher: Kernstück effizienter Heizungen
Ein Schichtladespeicher ist eine Sonderform des Pufferspeichers und hat die Aufgabe, die Wärme aus einem oder mehreren Heizgeräten einzulagern, bis sie im Haus benötigt wird. Er bildet damit das Zentrum moderner Heizungsanlagen und sorgt vor allem bei dem Einsatz regenerativer Energien für eine hohe Effizienz. Wie das funktioniert, was ein Schichtenspeicher eigentlich ist und für wen er sich lohnt, erklären wir in den folgenden Abschnitten.
Was ist ein Schichtladespeicher eigentlich?
Ein Schichtladespeicher ist ein großer, mit Wasser befüllter Behälter, der entweder direkt oder indirekt – zum Beispiel über einen Wärmeübertrager – von Heizungswasser durchflossen wird. Während das passiert, nimmt er die Wärme der Wärmeerzeuger auf, und erwärmt sich. Wird die Energie zum Beispiel für die Warmwasserbereitung oder die Raumheizung genutzt, kann sie zeitversetzt entnommen werden.
Das Besondere an einem Schichtenspeicher ist dabei die Art, in der die Wärme eingelagert wird. Denn während sich das Wasser in einem herkömmlichen Pufferspeicher meist vermischt und die Temperatur im gesamten Behälter ähnlich ist, wird das Wasser in Schichtladespeichern in verschiedenen Höhen angeordnet. Durch diese Schichtung kann aus dem oberen Bereich auch dann noch heißes Wasser entnommen werden, wenn der Speicher eigentlich schon fast leer ist. In herkömmlichen Systemen würde die Temperatur gleichmäßig sinken, wodurch der Speicher in der Regel viel früher aufgeheizt werden muss.
Wie funktioniert ein Schichtladespeicher?
Physikalische Grundlage für die Schichtung ist die unterschiedliche Dichte des Wassers. Während kaltes Wasser dabei vergleichsweise schwerer ist als Warmes, fällte es im Schichtenspeicher nach unten. Beobachten kann man dieses Phänomen zum Beispiel auch in vielen Badeseen. Während das Wasser an der Oberfläche angenehm warm ist, sinkt die Temperatur, je tiefer es wird.
Besonderheiten der Konstruktion eines Schichtenspeichers
Damit das auch in einem Schichtladespeicher möglich ist, muss die Konstruktion des Behälters einige Anforderungen erfüllen. Besonders wichtig ist dabei, dass die Geschwindigkeit des einströmenden Heizwassers begrenzt wird. Passiert das nicht, wird der Speicherinhalt kontinuierlich umgewälzt und eine Schichtung ist unmöglich.
Noch besser ist die Speicherbeladung von oben bzw. in unterschiedlichen Höhen. So ermöglichen verschiedene Schichtladespeicher-Systeme zum Beispiel, dass das Wasser aus Heizung oder Solarthermie genau in der Höhe eingebracht wird, die der eigenen entspricht. Ähnlich gut funktioniert auch die Entnahme des Heizwassers in unterschiedlichen Höhen bzw. aus unterschiedlichen Temperaturbereichen.
Geht es um die Konstruktion des Behälters selbst, sollte dieser schlank und hoch sein. Denn nur so können sich unterschiedliche Temperaturbereiche überhaupt ausbilden.
Welche Vorteile hat ein Schichtenspeicher?
Durch die Schichtung, bei der das Wasser im oberen Bereich bereits sehr heiß ist, während die Temperaturen in tieferen Regionen viel niedriger sind, kann dem Speicher besonders schnell heißes Wasser entnommen werden. Anders als bei einem Pufferspeicher, bei dem durch die Vermischung viel mehr Wasser erwärmt werden muss, kann thermische Energie also bedarfsgerecht und besonders effizient eingelagert werden.
Auch die Tatsache, dass einem Schichtladespeicher noch heißes Wasser entnommen werden kann, wenn er schon fast leer ist, ist ein bedeutender Vorteil. Denn ohne eine Schichtung würde die Temperatur im gesamten Behälter schnell sinken und der Speicher könnte nie komplett entleert werden.
Schichtenspeicher erhöhen die Effizienz des gesamten Heizungssystems und können somit zu sinkenden Heizkosten beitragen. Durch die komplette Entladung können sie oft sogar kleiner gewählt werden, als vergleichbare Pufferspeicher.
Für wen lohnt sich ein Schichtladespeicher?
Wie ein Puffer- oder Kombispeicher lohnt sich auch ein Schichtladespeicher immer dann, wenn zum Beispiel mit regenerativen Energien geheizt werden soll. Also zum Beispiel dann, wenn:
- eine Solarthermie-Anlage mit schwankendem Wärmeangebot in das Heizkonzept integriert werden soll.
- eine Stückholzheizung installiert werden soll, deren Verbrennung schlechter regelbar ist.
- die Installation einer Wärmepumpe geplant ist, die vom Energieversorger vorgegebene Sperr- bzw. Stillstandszeiten einhalten muss.
- die Laufzeiten und Einsparungen von Blockheizkraftwerken erhöht werden sollen.
- mehrere Heizgeräte in einem System miteinander kombiniert werden.
Was kostet ein Schichtladespeicher?
Die Kosten der Schichtenspeicher können sich je nach Größe und Qualität stark unterscheiden. Soll der Speicher in einem typischen Einfamilienhaus installiert werden, kann man mit Ausgaben von etwa 1.000 bis 3.000 Euro rechnen.
Fazit von Alexander Rosenkranz
Durch die speziellen Temperaturbereiche erreichen Schichtladespeicher eine höhere Effizienz als vergleichbare Pufferspeicher. Sie können schnell beladen und nahezu komplett entladen und meist sogar etwas kleiner ausgelegt werden.
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