500-Liter-Pufferspeicher von ELDOM: Wärmespeicherung, Anwendungen & Solaq-Praxisbeispiel

Ein 500-Liter-Pufferspeicher kann große Mengen thermischer Energie zwischenspeichern und diese Wärme zu einem späteren Zeitpunkt wieder an ein Heizungs- oder technisches System abgeben. Typische Anwendungen sind Wärmepumpen, Fußbodenheizungen, Solarthermie und hybride Heizsysteme. Doch große Pufferspeicher können auch in ganz anderen technischen Prozessen eingesetzt werden.

Ein besonderes Praxisbeispiel ist Solaq. Das niederländische Technologieunternehmen hat einen unserer großen ELDOM 500-Liter-Pufferspeicher für eines seiner Systeme gekauft. Solaq entwickelt Anlagen, die aus Feuchtigkeit in der Umgebungsluft sauberes Trinkwasser erzeugen. Eine Pura-2000-Einheit produziert laut Solaq kontinuierlich 2.000 Liter Trinkwasser pro Tag.

Dieses Beispiel zeigt, dass Wärmespeicherung weit mehr Einsatzmöglichkeiten hat als nur die Beheizung eines Gebäudes.

Was ist ein 500-Liter-Pufferspeicher?

Ein Pufferspeicher ist ein gut isolierter Behälter, in dem erwärmtes Heizungs- oder Prozesswasser gespeichert wird.

Die Wärmequelle muss dadurch nicht exakt zu dem Zeitpunkt arbeiten, an dem Wärme benötigt wird. Zunächst kann thermische Energie im Wasser gespeichert und anschließend zeitversetzt wieder genutzt werden.

Ein Pufferspeicher funktioniert damit vereinfacht wie eine thermische Batterie.

Statt elektrische Energie direkt in einer Batterie zu speichern, wird Energie als Wärme im Wasser bevorratet.

Das kann beispielsweise interessant sein, wenn:

• eine Wärmepumpe Wärme erzeugt;

• Solarthermie tagsüber Energie liefert;

• industrielle Abwärme verfügbar ist;

• mehrere Wärmequellen kombiniert werden;

• Wärmeproduktion und Wärmebedarf zeitlich auseinanderliegen.

Mit 500 Litern Inhalt steht dafür eine beträchtliche Speichermasse zur Verfügung.

Warum Wärme in Wasser speichern?

Wärmeerzeugung und Wärmebedarf stimmen in der Praxis nicht immer überein.

Eine Solarthermieanlage produziert beispielsweise vor allem dann Energie, wenn die Sonne scheint. Die größte Wärmeanforderung kann aber erst einige Stunden später entstehen.

Ähnliches gilt für Restwärme aus industriellen Prozessen oder für bestimmte Wärmepumpenanwendungen.

Ein Pufferspeicher schafft einen zeitlichen Puffer:

Wärme erzeugen → Wärme speichern → Wärme später nutzen

Wasser eignet sich aufgrund seiner hohen spezifischen Wärmekapazität besonders gut als Speichermedium.

Deshalb finden sich Pufferspeicher in sehr unterschiedlichen Energie- und Heizsystemen.

ELDOM 500-Liter-Pufferspeicher im Einsatz bei Solaq

Ein besonders interessantes Beispiel außerhalb der klassischen Heizungstechnik ist Solaq International B.V. aus Amsterdam.

Solaq entwickelt sogenannte Air-to-Water-Systeme, die Wasser aus der Feuchtigkeit der Umgebungsluft gewinnen. Das Unternehmen setzt dabei nicht auf das klassische starke Herunterkühlen der Luft, sondern auf eine Technologie mit einem flüssigen hygroskopischen Medium – einem sogenannten Liquid Desiccant.

Dieses Medium nimmt Wasserdampf aus der Luft auf.

Anschließend wird es mit Niedertemperaturwärme regeneriert. Dabei wird der aufgenommene Wasserdampf wieder freigesetzt, kondensiert und anschließend behandelt.

Solaq nennt als mögliche Energiequellen für diese Regeneration unter anderem:

• Solarthermie;

• Solarenergie;

• industrielle Abwärme;

• elektrische Wärmeerzeugung.

Gerade bei solchen Prozessen kann thermische Speicherung interessant sein, weil die Verfügbarkeit von Wärme und der tatsächliche Wärmebedarf nicht zwingend gleichzeitig auftreten.

Welche genaue hydraulische Aufgabe der von Solaq gekaufte ELDOM 500-Liter-Pufferspeicher innerhalb der konkreten Anlage übernimmt, hängt vom technischen Aufbau dieses Systems ab. Deshalb machen wir hierzu bewusst keine weitergehende Aussage.

Die Anwendung zeigt aber sehr anschaulich, dass große Pufferspeicher auch in innovativen Energie- und Produktionssystemen eingesetzt werden können.

2.000 Liter Trinkwasser pro Tag aus Umgebungsluft

Die Größenordnung der Solaq-Technologie macht dieses Praxisbeispiel besonders interessant.

Eine Pura-2000 ist laut Hersteller auf eine feste Produktion von 2.000 Litern sauberem Trinkwasser pro Tag ausgelegt. Mehrere Einheiten können parallel betrieben werden, um die Produktionsmenge weiter zu erhöhen.

Solaq gibt außerdem an, dass ein System im Jahresverlauf den Bedarf an mehr als einer Million Einweg-Plastikflaschen vermeiden kann. Im Vergleich zum Transport von Flaschenwasser spricht das Unternehmen von vermiedenen hunderten Tonnen CO₂-Emissionen pro System und Jahr.

Das System benötigt laut Solaq kein Grundwasser und erzeugt durch seinen geschlossenen Desiccant-Kreislauf weder schädliche Soleabwässer noch chemische Abfälle.

Damit verbindet die Technologie:

Wassergewinnung + Energieeinsatz + Wärmemanagement

in einem technischen System.

Pufferspeicher sind nicht nur für Wärmepumpen gedacht

Bei der Suche nach einem 500-Liter-Pufferspeicher denken viele zunächst an eine Wärmepumpe.

Das ist eine wichtige Anwendung, aber keineswegs die einzige.

Große Pufferspeicher können beispielsweise eingesetzt werden bei:

• Wärmepumpenanlagen;

• Fußbodenheizungen;

• Heizkesseln;

• Solarthermie;

• Holz- und Pelletheizungen;

• Hybridanlagen;

• industrieller Abwärme;

• technischen Produktionsprozessen;

• Energie- und Wärmemanagementsystemen.

Der grundsätzliche Zweck bleibt gleich:

Thermische Energie soll gespeichert und später wieder verfügbar gemacht werden.

500-Liter-Pufferspeicher für eine Wärmepumpe

Bei einer Wärmepumpe kann ein Pufferspeicher unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

Er kann beispielsweise zusätzliches Wasservolumen in das System bringen, Wärmeerzeugung und Wärmeabgabe hydraulisch voneinander trennen oder mehrere Heizkreise miteinander verbinden.

Je nach Anlage kann ein Pufferspeicher außerdem dazu beitragen, sehr kurze Ein- und Ausschaltzyklen der Wärmepumpe zu reduzieren.

Aber:

Eine Wärmepumpe benötigt nicht automatisch einen 500-Liter-Pufferspeicher.

Die erforderliche Größe hängt unter anderem ab von:

• Leistung der Wärmepumpe;

• Mindestmodulation;

• vorhandenem Systemvolumen;

• Heizkreisen;

• Fußbodenheizung oder Heizkörpern;

• gewünschter Laufzeit;

• Regelung;

• hydraulischem Aufbau.

Eine pauschale Regel wie „x Liter pro kW Wärmepumpe“ sollte deshalb nicht ohne Betrachtung der gesamten Anlage angewendet werden.

500 Liter für Fußbodenheizung

Ein Pufferspeicher kann auch mit einer Fußbodenheizung kombiniert werden.

Das warme Wasser wird zunächst im Speicher bevorratet und anschließend bei Bedarf über das Heizsystem verteilt.

Besonders interessant wird dies bei Anlagen mit mehreren Heizkreisen oder mehreren Wärmequellen.

ELDOM beschreibt beispielsweise seine 500-Liter-Pufferspeicher mit zwei Wärmetauschern ausdrücklich für die Kombination verschiedener Wärmequellen und Wärmeverbraucher wie Fußbodenheizung, Heizkörper oder Konvektoren.

500-Liter-Pufferspeicher und Solarthermie

Bei Solarthermie entsteht ein besonders offensichtlicher zeitlicher Unterschied zwischen Energieangebot und Wärmebedarf.

Die Solarkollektoren liefern Wärme hauptsächlich während der Sonnenstunden.

Ein entsprechend ausgelegter Pufferspeicher kann diese Energie aufnehmen und für einen späteren Zeitpunkt bevorraten.

Bei Modellen mit internem Wärmetauscher kann der Solarkreis seine Energie über die Rohrschlange an das Wasser im Pufferspeicher übertragen.

So lässt sich solar erzeugte Wärme zeitlich flexibler nutzen.

Welche 500-Liter-Pufferspeicher bietet ELDOM?

ELDOM bietet innerhalb der 500-Liter-Klasse mehrere unterschiedliche Konstruktionen an.

Das ist wichtig, denn 500 Liter beschreiben nur das Volumen – nicht die technische Funktion.

Im aktuellen ELDOM-Programm finden sich unter anderem:

• Pufferspeicher ohne Wärmetauscher;

• Pufferspeicher mit einem Wärmetauscher;

• Pufferspeicher mit zwei Wärmetauschern;

• Ausführungen mit Edelstahl-Trinkwasserschlange;

• Kombinationen aus Heizungs- und Edelstahlwärmetauschern;

• emaillierte Ausführungen für bestimmte Systeme.

ELDOM 500 Liter ohne Wärmetauscher

Der BC 500K80 ist ein klassischer, nicht emaillierter Pufferspeicher ohne interne Wärmetauscherschlange.

ELDOM nennt für diese Ausführung unter anderem:

• 500-Liter-Klasse;

• Energieeffizienzklasse B;

• ca. 80 mm PU-Isolierung;

• Abmessungen von ca. 800 × 1.765 mm;

• Gewicht von ca. 112 kg;

• Betriebsdruck 0,3 MPa.

Wichtig: Nicht emaillierte Ausführungen dieser Baureihe sind laut ELDOM nicht für die direkte Speicherung von Sanitär- beziehungsweise Trinkwarmwasser vorgesehen.

Sie dienen primär als thermischer Speicher innerhalb eines Heizsystems.

ELDOM 500 Liter mit einem Wärmetauscher

Die Ausführung BCS 500K80 verfügt über einen internen Wärmetauscher.

Dadurch kann eine externe Wärmequelle über einen getrennten Kreislauf Energie an den Speicher übertragen.

ELDOM nennt für dieses Modell:

• 500 Liter;

• Energieklasse B;

• 80 mm Isolierung;

• ca. 800 × 1.765 mm;

• ca. 129 kg;

• einen Wärmetauscher;

• 71 W Stillstandsverlust.

Diese Konstruktion kann interessant sein, wenn die Wärmequelle hydraulisch vom eigentlichen Puffervolumen getrennt bleiben soll.

ELDOM 500 Liter mit zwei Wärmetauschern

Noch flexibler wird das System mit zwei internen Wärmetauschern.

Der ELDOM BCS2 500K80 ermöglicht die Einbindung mehrerer Wärmequellen.

Das kann beispielsweise interessant sein bei Kombinationen aus:

Wärmepumpe + Solarthermie

oder

Heizkessel + Solaranlage

ELDOM nennt bei dieser Ausführung Energieklasse B, 80 mm Isolierung und einen Stillstandsverlust von 76 W.

Solche Modelle eignen sich besonders für komplexere hybride Heizsysteme.

Pufferspeicher mit Edelstahl-Trinkwasserschlange

Eine technisch deutlich andere Variante ist der BCW 500K80.

Dieser Pufferspeicher enthält einen großen gewellten Wärmetauscher aus AISI 316L Edelstahl.

Das Trinkwasser wird dabei nicht als großer Vorrat im Puffertank gespeichert. Stattdessen fließt es durch die Edelstahlspirale und wird im Durchlauf vom warmen Pufferwasser erwärmt.

Das Modell bietet laut ELDOM unter anderem:

• 500 Liter Pufferinhalt;

• Energieklasse B;

• 85 mm Isolierung;

• ca. 800 × 1.765 mm;

• ca. 123 kg;

• 74 W Stillstandsverlust.

Dieses Prinzip wird häufig im Zusammenhang mit sogenannten Hygienespeichern betrachtet.

Was ist der Unterschied zwischen Pufferspeicher und Warmwasserspeicher?

Die Begriffe werden im Alltag manchmal verwechselt, technisch erfüllen die Geräte aber unterschiedliche Aufgaben.

Ein Warmwasserspeicher bevorratet normalerweise Sanitärwasser für:

• Dusche;

• Bad;

• Waschbecken;

• Küche.

Ein Pufferspeicher bevorratet in der Regel Heizungs- oder Prozesswasser und damit thermische Energie.

Deshalb kann ein nicht emaillierter Heizungs-Pufferspeicher nicht automatisch als normaler Trinkwasser-Warmwasserspeicher verwendet werden.

ELDOM weist bei seinen entsprechenden nicht emaillierten 500-Liter-Modellen ausdrücklich darauf hin.

Soll zusätzlich Trinkwasser erwärmt werden, ist eine dafür konstruierte Lösung wie ein Modell mit Edelstahl-Trinkwasserwärmetauscher erforderlich.

Wie groß ist ein ELDOM 500-Liter-Pufferspeicher?

Viele ELDOM-Modelle dieser Klasse haben ungefähr:

800 mm Durchmesser
1.765 mm Höhe

Das genaue Gewicht hängt von der Konstruktion ab.

Beispiele:

• einfache Ausführung ohne Wärmetauscher: ca. 112 kg;

• ein Wärmetauscher: ca. 129 kg;

• Edelstahl-Wärmetauscher: ca. 123 kg;

• komplexere Ausführungen mit mehreren Wärmetauschern entsprechend schwerer.

Dazu kommen während des Betriebs etwa 500 Liter Wasser.

Ein gefüllter 500-Liter-Pufferspeicher erreicht daher eine sehr hohe Gesamtmasse.

Vor der Installation müssen deshalb insbesondere berücksichtigt werden:

• Tragfähigkeit des Bodens;

• Transportweg;

• Türbreiten;

• Raumhöhe;

• Anschlussraum;

• spätere Zugänglichkeit für Service.

Warum ist eine gute Isolierung so wichtig?

Ein Pufferspeicher soll Wärme möglichst lange speichern.

Jede über die Außenwand verlorene Kilowattstunde steht später nicht mehr für das Heiz- oder technische System zur Verfügung.

ELDOM verwendet bei vielen 500-Liter-Modellen etwa 80 mm Polyurethanisolierung. Beim BCW 500K80 mit Edelstahlwärmetauscher sind es beispielsweise 85 mm.

Die Stillstandsverluste der geprüften Modelle liegen je nach Ausführung ungefähr zwischen 71 und 76 Watt.

Bei einem großen Speicher, der rund um die Uhr warm gehalten wird, ist dieser Wert ein wichtiger Vergleichsfaktor.

Wann sind 500 Liter sinnvoll?

Ein Pufferspeicher dieser Größenordnung kann sinnvoll sein, wenn tatsächlich eine größere Menge thermischer Energie gespeichert werden muss.

Beispiele sind:

• größere Wärmepumpensysteme;

• mehrere Heizkreise;

• Kombination verschiedener Wärmequellen;

• Solarthermie;

• Holz- oder Pelletheizung;

• industrielle Abwärme;

• technische Prozesse mit zeitversetzter Wärmenutzung.

Das Solaq-Praxisbeispiel zeigt besonders gut, wie breit die Einsatzmöglichkeiten sein können.

Ein großer Wärmespeicher muss nicht zwingend Teil einer klassischen Gebäudeheizung sein.

Wann sind 500 Liter zu groß?

Ein großer Pufferspeicher ist nicht automatisch besser.

Ist das Volumen deutlich größer als technisch erforderlich, entstehen Nachteile:

• höherer Platzbedarf;

• höheres Gewicht;

• größere zu erwärmende Wassermenge;

• zusätzliche Wärmeverluste;

• möglicherweise trägeres Systemverhalten;

• höhere Anschaffungskosten.

Deshalb sollte die Dimensionierung immer beim Wärmebedarf und beim Aufbau der Anlage beginnen.

Nicht:

„Wie groß ist der größte Speicher, den ich aufstellen kann?“

sondern:

„Wie viel thermische Energie muss mein System tatsächlich zwischenspeichern?“

Welcher ELDOM 500-Liter-Pufferspeicher ist der richtige?

Eine erste Orientierung:

Die endgültige Auswahl sollte immer anhand des hydraulischen Anlagenplans erfolgen.

Besonders wichtig sind:

• Wärmequelle;

• Leistung;

• erforderlicher Betriebsdruck;

• Zahl der Heizkreise;

• Zahl der Wärmequellen;

• gewünschte Trinkwasserbereitung;

• Anschlussgrößen;

• Regelung.

Fazit: 500 Liter Wärme speichern – weit mehr als nur Heizung

Ein ELDOM 500-Liter-Pufferspeicher kann eine interessante Lösung sein, wenn große Mengen Wärme zwischengespeichert und zeitversetzt genutzt werden sollen.

Klassische Einsatzbereiche sind Wärmepumpen, Solarthermie, Fußbodenheizungen und hybride Heizsysteme. Die Anwendung bei Solaq zeigt jedoch, dass thermische Speicher auch innerhalb innovativer technischer Prozesse eine Rolle spielen können.

Solaq entwickelt Air-to-Water-Systeme, die mit einer Pura-2000-Einheit 2.000 Liter Trinkwasser pro Tag aus Umgebungsluft produzieren können. Für die Regeneration des eingesetzten Flüssig-Desiccants wird Niedertemperaturwärme verwendet, die beispielsweise aus Solarenergie, Restwärme oder elektrischer Wärmeerzeugung stammen kann.

Einer unserer großen ELDOM 500-Liter-Pufferspeicher wurde von Solaq für eines seiner Systeme erworben. Damit ist dies ein besonders interessantes Praxisbeispiel dafür, wie klassische Wärmespeichertechnik mit modernen Wasser- und Energietechnologien kombiniert werden kann.

Entscheidend bleibt bei jeder Anwendung:

Nicht allein die Literzahl bestimmt den richtigen Pufferspeicher, sondern die Funktion, die er innerhalb des gesamten Systems erfüllen soll.

ELDOM bietet dafür innerhalb der 500-Liter-Klasse verschiedene Konstruktionen ohne Wärmetauscher, mit einem oder mehreren Wärmetauschern sowie Lösungen mit Edelstahl-Trinkwasserspirale.