Wozu dient ein Pufferspeicher im Zusammenhang mit einer Wärmepumpe?
Ein Pufferspeicher dient im Zusammenhang mit einer Wärmepumpe dazu, die Wärmeenergie, die von der Wärmepumpe erzeugt wird, zu speichern und bei Bedarf freizusetzen. Der Pufferspeicher besteht aus einem isolierten Tank, in dem Wasser als Wärmespeicher dient. Wenn in einem Gebäude die Wärme benötigt wird, wird die gespeicherte Wärmeenergie aus dem Pufferspeicher freigesetzt und über ein Heizsystem in das Gebäude geleitet. Technisch bedingt sollen Wärmepumpen eine festgelegte Anzahl an Einschaltzyklen pro Stunde nicht überschreiten. Dies ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Der Pufferspeicher dient also als erweitertes Wärmereservoir, wenn der tatsächliche Wärmebedarf der Heizungsanlage ungleichmäßig verläuft. Dies ist oft der Fall, da der direkte Wärmebedarf stark von sich ändernden Nutzerverhalten und Wetterbedingungen abhängt. Weiterhin gilt es Sperrzeiten der Stromversorger von bis zu 6 Stunden pro Tag zu überbrücken. Auch beim Abtauvorgang des Wärmepumpen-Verdichters muss der Pufferspeicher die benötigte Wärmemenge vorhalten.
Weitere Funktionen eines Pufferspeichers
Ein Pufferspeicher kann auch dazu beitragen, eine hydraulische Entkopplung zwischen der Wärmepumpe und dem Heizungsnetz herzustellen. Eine hydraulische Entkopplung bedeutet, dass das Heizungsnetz und die Wärmepumpe nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern über den Pufferspeicher miteinander kommunizieren. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmepumpe und das Heizungsnetz unabhängig voneinander arbeiten können und sich gegenseitig nicht beeinflussen. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, die Effizienz der Wärmepumpe zu erhöhen und Störungen im Heizungsnetz zu vermeiden.
Wie groß sollte ein Pufferspeicher einer Wärmepumpe sein
Ein wichtiger Faktor ist die Größe des Gebäudes, für das die Wärmepumpe eingesetzt wird. Je größer das Gebäude, desto größer sollte in der Regel auch die Wärmepumpe und desto größer der Pufferspeicher. Diese Faktoren stehen proportional zueinander im Verhältnis. Auch die Art des Heizungsübergabesystems und die Dämmung des Gebäudes spielen eine Rolle auf die Heizleistung. Generell gilt: Die Pufferspeichergröße in Liter sollte minimal 10 % des Nennvolumenstroms der Wärmepumpe betragen.
Beispiel: Wenn die Wärmepumpe einen heizseitigen Volumenstrom von 5.000 m³/h hat, sollte die Pufferspeichergröße 500 L betragen.
Auch ein zu großer Pufferspeicher wirkt sich negativ auf die Gesamteffizienz des Gebäudes aus, da hier die Wärmeverluste nicht im Verhältnis zum Bedarf stehen.
Welchen Wärmeverlust hat ein Pufferspeicher aus Stahl
Zu jedem Pufferspeicher gehört eine Ummantelung mit Dämmeigenschaften, um die Wärmeverluste zu minimieren. Der Wärmeverlust eines gedämmten Pufferspeichers hängt von verschiedenen Faktoren ab und wird als Bereitschaftsverlust bezeichnet. Zu diesen Faktoren gehören beispielsweise die Temperatur des Pufferspeichers, die Umgebungstemperatur und die Qualität der Dämmung. Als Faustregel gilt, ein Pufferspeicher sollte in 24 Stunden nicht mehr als 4-6 K auskühlen. Also, ein 60 °C aufgeheizter Pufferspeicher sollte nach einem Tag nicht kälter als 54 °C sein. Generell gilt jedoch, dass eine 15 cm starke Dämmung einen akzeptablen Schutz vor Wärmeverlust bietet, jedoch auch diese Bereitschaftsverlust nicht vollständig verhindern kann.
Fazit
ein Pufferspeicher ist ein elementarer Bestandteil einer Wärmepumpe, da er dazu beiträgt:
1.) die Wärmeenergie, die von der Wärmepumpe erzeugt wird, zu speichern und bei Bedarf freizusetzen. Dies ist immer dann der Fall, wenn Erzeugung der WP und Bedarf im Gebäude asynchron verlaufen. stromseitige Sperrzeiten der Energieversorger sowie der Abtauvorgang beim Verdichter sind typische Auslöser.
2.) eine hydraulische Entkopplung zwischen dem Volumenstrom der Wärmepumpe und dem Volumenstrom des Heizungsnetz herzustellen, was die Effizienz der Wärmepumpe steigern und Störungen im Heizungsnetz vermeiden kann.
3.) die Laufzeit der Wärmepumpe zu erhöhen um somit die Einschaltzyklen zu senken. Dies verringert den Verschleiß der bewegten Bauteile einer Wärmepumpe z.B. der Kompressor.
MERKE: „Laufzeit verkürzt Lebenszeit!“
ABER: Ein falsch ausgelegter Pufferspeicher kann dazu beitragen, die Vorlauftemperatur im Netz unnötig zu erhöhen. was zu Effizienzverlusten über das Jahr führt und die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe schmälert.
DESHALB: Ein Planungsbüro kann Ihnen bei der Auswahl des richtigen Pufferspeichers beraten und dafür sorgen, dass der Pufferspeicher optimal in das Gesamtsystem der Wärmepumpe integriert wird.