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Solarthermie Pufferspeicher

Solarthermie Pufferspeicher Solarwärme
SolarthermieSolarthermie
Was bedeuted Solarthermie? -> Lexikoneintrag
Pufferspeicher

Pufferspeicher allgemein

Pufferspeicher werden bei heizungsunterstützenden Solaranlagen eingesetzt Beim Pufferspeicher dient das Heizungswasser als Speichermedium für die SolarwärmeSolarwärme
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. In den letzten Jahren haben Hersteller viele verschiedene neue Lösungen und Patente für eine effektive Schicht- und Ladetechnik entwickelt.

Pufferspeicher Bauform

Die derzeit preiswerteste und technisch effektivste Lösung für einen Pufferspeicher ist eine längliche und zylindrische Bauform. Dadurch kann sich in den Speichern eine Temperaturschichtung ausbilden.

Pufferspeicher Wärmedämmung

Damit die solar gewonnene Wärme möglichst lange im Pufferspeicher gespeichert werden kann ist eine sehr gute Wärmedämmung des Speichers nötig. Wärmeverluste entstehen durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlungsaustausch. Die Dämmung sollte seitlich mindestens 10 cm und oben 15 cm dick sein. Die Wärmeverluste des Pufferspeichers sollten unter 2 Watt/ Kelvin Temperaturdifferenz liegen.

Typische Dämmmaterialien für den Pufferspeicher sind Weichschaum, Hartschaum (PUR-Polyurethan Hartschaum), Melamin und EPS (Expandierter Polystyrol Hartschaum auch bekannt unter dem Produktnamen der BASF- „Styropor“) mit und ohne Aluminiumfolien. Das EPS hat aufgrund seiner guten ökologischen (100% Recyclebar) und physikalischen Eigenschaften gleichermaßen Vorteile.

Die Dämmschicht ist in der Regel eine separate Komponente und wird nach der Speicherinstallation um den Speicher gelegt. Alternativ dazu gibt es auch Pufferspeicher mit Festeinschäumung im Kunststoff- oder Blechmantel. Diese Dämmungen sind gar nicht oder nur aufwendig demontierbar. Bei Objekten mit schmalen Zugängen zu den Räumlichkeiten erweißt es sich immer wieder als notwendig den Speicher ohne Dämmschicht durch das Objekt zu transportieren, da der Speicher ohne Dämmung bis zu 30cm schmaler ist.

Pufferspeicher Speichergefäß

Da sich das sauerstoffarme Heizungswasser in einen geschlossenen Kreislauf befindet, benötigt man keinen aufwendigen Korrosionsschutz.

Zusätzliche Magnesium- oder Fremdstromanoden sind nicht zwingend notwendig. Moderne Schichtenspeichertechnik, Wärmeleitrohre und Rücklaufbeimischungen sind zusätzliche Techniken um eine optimale Energieeffizienz zu erreichen.

 

Pufferspeicher Wärmetauscher

Der Solarwärmetauscher im unteren Teil des Pufferpeichers gibt die solar gewonnene Wärme direkt an den Heizungswasser ab. Da warmes Wasser eine kleinere Dichte als kaltes hat, steigt es im Speichergefäß nach oben. Der Solarwärmetauscher kann auch extern als Plattenwärmetauscher angebracht sein.

Pufferspeicher Wärmetauscher Heizung

Hat das Heizungswasser nicht die benötigte Wärme wird mit der konventionellen Heizung nachgeheizt. Somit ist die Versorgung mit Heizwärme auch bei schlechtem Wetter gesichert.

Heizung Vor- und Rücklauf / Konventionelles Nachheizen

Die Rohranschlüsse am Speicher entziehen dem Speicher ebenfalls Wärme. Auch diese sollten gut gedämmt sein. Um Wärmeverluste die durch Schwerkraftzirkulation oder Mikrozirkulation an den Speicherrohren entstehen zu reduzieren. Bei der Schwerkraftzirkulation strömt heißes Wasser aus dem Speicher, kälteres Wasser strömt durch den anderen Speicheranschluss in den Speicher zurück. Bei der Mikrozirkulation strömt heißes Wasser aus dem Speicher, kälteres Wasser strömt durch dasselbe Rohr in den Speicher zurück.

Mit steigendem Rohrquerschnitt steigt auch die Mikrozirkulation an. Techniken wie Federbelastete Rückflussverhinderer ohne Überströmöffnung und Thermosiphons verhindern die Mikrozirkulation und minimieren dadurch die Wärmeverluste. PP-Kunststoffrohre in den Rohranschlüssen verhindern zusätzlich Mikrozirkulation und minimieren die Wärmeleitung im Stahlrohr.

Die Größe eines Pufferspeichers hängt von vielen Faktoren ab

  1. Standort der Solaranlage
  2. Ausrichtung der Kollektorfläche
  3. Größe der Kollektorfläche
  4. Neigung der Kollektorfläche
  5. Warmwasserbedarf des Haushaltes
  6. Qualität des Brauchwasserpeichers (Wirkungsgrad, Dämmqualität)

Eine Überdimensionierung bringt kaum Jahresmehrerträge, dagegen aber höhere Investitionskosten und mehr Platzbedarf. Pufferspeicher gibt es von 500L bis mehrere Tausend Liter Volumen.

Bewährt haben sich folgende Rechenregeln:

Kolletorfläche  * 50L = Größe Pufferspeicheranteil.

Anzahl der Personen * 50L * 1,5 = Größe Brauchwasserspeicheranteil.

Bei 16m² Kolletorfläche wird in der Regel ein 700-800L Speicher eingesetzt.

Die Nutzungsdauer solarthermischer Pufferspeicher wird von vielen Herstellern mit 20 bis 25 Jahren angegeben.

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