Wärmespeicher – Die effektive Speicherlösung der Zukunft

Wie lässt sich Wärme speichern?

Die sensible Wärmespeicherung nutzt fühlbare — sogenannte sensible — Wärme von flüssigen oder festen Speichermedien. Das können etwa Beton, Wasser oder Erde sein. Das Wärmespeichermedium wird durch die Zufuhr von thermischer Energie mit Wärme aufgeladen, die sie beim Entladen wieder abgibt, die daraufhin zum Heizen genutzt werden kann. Diese Technik kommt oft in Heißwasser-, Dampf- oder Erdsondenwärmespeichern zu Einsatz.

Arten von Heizungsspeichern

Pufferspeicher

Ein beliebter Kurzzeitwärmespeicher, welcher Warmwasser ca. einen Tag speichern kann, ist der sogenannte Pufferspeicher, der oft in Verbindung mit Solarthermie-Anlagen oder Wärmepumpen zum Einsatz kommt. Ein Einsatz in Kombination mit einem Heizkessel ist jedoch ebenso möglich, wie eine Kombination aus verschiedenen Wärmeerzeugern. Pufferspeicher werden hauptsächlich für Heizungswasser genutzt und können mit einer großen Thermoskanne verglichen werden. Sie bestehen aus einem Tank, der oft mehrere Hundert Liter umfasst und eine Isolierschicht zur Wärmedämmung besitzt. Dieser Wärmespeicher wird über Rohre an das Heizungssystem angeschlossen und kann jederzeit warmes Wasser zur Verfügung stellen.

Vorteile:

• Eine Kombination mit allen gängigen Heizungssystemen ist möglich
• Einfaches System, das warmes Wasser bei Bedarf sofort zur Verfügung stellt

Nachteile:

• Großer Platzaufwand notwendig
• Nur für Heizungswasser geeignet
• Speichert die Wärme nicht über mehrere Tage

Solarspeicher

Eine Unterart der Pufferspeicher stellen die sogenannten Solarspeicher dar. Der Wärmeverlust dieser Speicher ist besonders gering, da sie an Solarthermie-Anlagen angeschlossen werden, welche tagsüber Wärme produzieren. Daher müssen Solarspeicher diese Wärme mindestens über Nacht halten oder im besten Fall über mehrere Tage abgeben können.

Vorteile:

• Hohe Effizienz
• Hoher Deckungsgrad im Sommer

Nachteile:

• Hohe Anschaffungskosten
• Weniger effizient im Winter
• Effizienz abhängig vom Standort der Solarzellen

Schichtenspeicher

Ein Schichtenspeicher ist ein Warmwasserspeicher, der die physikalischen Eigenschaften des Wassers ausnutzt, eine andere Dichte bei unterschiedlichen Temperaturen aufzuweisen. Warmes Wasser hat eine geringere Dichte als kaltes Wasser und befindet sich in der oberen Speicherschicht. Kaltes Wasser dagegen hat eine höhere Dichte und befindet sich im unteren Teil des Speichers. Ein Schichtenspeicher ist stets so gebaut, dass das erwärmte Wasser im oberen Teil des Speichers verbleibt und dort schnell und leicht entnommen werden kann. Kaltes Wasser fließt auf der Temperatur entsprechenden Ebene zu, sodass kein Vermischen der unterschiedlichen Schichten stattfindet, die bereits erwärmtes Wasser abkühlen würde. Bei Wärmezufuhr und Temperaturerhöhung wandert das erwärmte Wasser in die entsprechende Schicht.

Vorteile:

• Schneller Zugang zu warmem Trinkwasser
• Möglichkeit der Entnahme aus verschiedenen Schichten abhängig von der gewünschten Temperatur
• Heißes Wasser kann entnommen werden, obwohl nur noch wenig im Speicher vorhanden ist

Nachteile:

• Hohe Anschaffungskosten im Vergleich zum Pufferspeicher
• Möglicher Energieverlust bei schlechter Isolation
• Anfälligkeit des Schichtenspeichers bei hohem Kalkgehalt im Wasser

Kombi- und Hygienespeicher

Bei einem Kombispeicher — oder auch Hygienespeicher genannt — handelt es sich um einen Speicher mit zwei getrennten Wasserkreisläufen. Das dient der Trennung von warmem Trinkwasser und Heizungswasser.

Vorteile:

• Geringerer Platzaufwand als getrennte Trinkwasser- und Pufferspeicher
• Schnelle Bereitstellung von warmem Wasser

Nachteile:

• Hohe Anschaffungskosten

Welcher Wärmespeicher eignet sich für mein Eigenheim?

Die Entscheidung, welcher Wärmespeicher die beste Wahl für das Eigenheim ist, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Da der Wärmespeicher an die Heizung gekoppelt wird, sollte natürlich in erster Linie darauf geachtet werden, dass der Speicher mit den vorhandenen Heizungsanlagen kompatibel ist. Ob ein Wärmespeicher für Heizwärme oder Trinkwasser eingesetzt wird und wie lange die Wärme darin gespeichert werden soll, spielt ebenfalls eine Rolle. Hier gibt es sowohl Langzeit-Wärmespeicher als auch Kurzzeitwärmespeicher. Auch der zur Verfügung stehende Platz spielt eine Rolle bei der Wahl des richtigen Speichersystems, da für manche Wärmespeicher mehr Raum zur Verfügung gestellt werden muss als für andere. Letztlich sind auch der Preis für die Anschaffung und die laufenden Kosten wichtige Faktoren, welche die Entscheidung für oder gegen einen Wärmespeicher beeinflussen. Des Weiteren hat auch die Leistung einen großen Einfluss auf den Entscheidungsprozess. Der tägliche Warmwasserbedarf und die Anzahl der Personen im Haushalt sollten bei der Entscheidung über eine angemessene Leistung bedacht werden. Die dazugehörigen Kennzahlen werden im nächsten Abschnitt näher erläutert.

Wie bestimme ich die Leistung von Wärmespeichern?

Die Leistung eines Wärmespeichers hängt von verschiedenen Kennzahlen ab, die betrachtet werden sollten:

Nutzungsgrad: Der Nutzungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen der verwendbaren und der zugeführten Wärmeenergie — also den Wärmeverlust eines Wärmespeichers. Je höher der Nutzungsgrad ausfällt, desto höher ist auch die Speichereffizienz und desto geringer sind die Energieverluste.

Belade- und Entladezeit: Die Aufladezeit gibt an, wie lange ein Wärmespeicher benötigt, um sich wieder komplett aufzuladen. Die Entladezeit besagt, wie schnell er sich entlädt. Die Zeit, die zum Be- und Entladen benötigt wird, ist ein wichtiges Auswahlkriterium.

Energiedichte: Wie viel Wärmeenergie ein Wärmespeicher aufnehmen kann, wird in Kilowattstunden zu Volumen angegeben — also kWh/m³. Diesen Wert bezeichnet man als Energiedichte und er beschreibt die energetische Kapazität.

Speicherzyklen: Wie bei einem Lithium-Ionen-Akku verliert auch der Wärmespeicher mit wiederkehrenden Be- und Entladungsvorgängen seine Speicherkapazität. Die Speicherzyklen geben an, wie oft der Wärmespeicher be- und entladen werden kann, bevor sich der Nutzungsgrad verringert.

Temperatur: Die Temperatur gibt die maximal erreichbare Temperatur innerhalb des Wärmespeichers an. Auch hier kommt es darauf an, für welchen Zweck der Speicher genutzt werden soll, da für Hygienespeicher meist eine höhere Temperatur benötigt wird als für einen Pufferspeicher.

Voraussetzung für die Installation eines Wärmespeichers

Bevor die Installation des Wärmespeichers beginnen kann, sollte einige Voraussetzungen erfüllt sein, damit der Anschluss und die Integration in das vorhandene Heizsystem reibungslos verlaufen:

Den Raum vorbereiten

Je nach Art des Wärmespeichers wird mehr oder weniger viel Platz benötigt, und zwar nicht nur für den Speicher, sondern auch für die Montage. Um einen ausreichend großen und breiten Tank unterzubringen, sollte der Raum eine angemessene Größe und auch Deckenhöhe besitzen. Optimal ist ein frostfreier und trockener Raum mit einem isolierten Untergrund, damit die gespeicherte Wärmeenergie nicht verloren geht.

Den Tank befüllen

Für die Befüllung des Wärmespeichertanks sowie die das verwendete Wasser gelten spezielle Vorschriften, die unbedingt eingehalten werden sollten, um die Sicherheit zu gewährleisten. Hier können Fachleute helfen, um die Inbetriebnahme so sicher und reibungslos wie möglich zu gestalten.

Sicherheitsvorschriften und Normen einhalten

Es gelten bestimmte Vorschriften zur Dämmung, Erdung, Montage, Befüllung und Inspektion des Wasserspeichers. Diese sollten Nutzern im Vorfeld bekannt sein, um die Effizienz und Sicherheit zu garantieren. Auch hier hilft ein Fachmann bei der Planung und Umsetzung des Wärmespeichers.

Die Kosten eines Wärmespeichers

Es kann keine genaue und allgemeingültig Aussage über die Kosten eines Wärmespeichers getroffen werden, da diese von verschiedenen Faktoren abhängen. Hierbei spielen das Volumen des Tanks sowie das verwendete Material und auch die übrige Ausstattung eine Rolle. Endlich entscheidet auch die Art des Wärmespeichers darüber, welche Kosten auf Nutzer zukommen. Es können jedoch Richtwerte angesetzt werden, die für ein Einfamilienhaus mit einem Wärmespeicher von 400 Litern Volumen anfallen:

Pufferspeicher: Ein einfacher Pufferspeicher ohne weitere Ausstattung kostet durchschnittlich ca. €1000.

Pufferspeicher mit Wärmetauscher: Für einen Pufferspeicher mit integriertem Wärmetauscher sollten ca. €1200 veranschlagt werden.

Kombispeicher mit Wärmetauscher: Auch ein Kombispeicher mit Wärmetauscher kostet etwa €1200.

Solarspeicher mit Wärmetauscher: Bei einem Solarspeicher mit Wärmetauscher liegen die Kosten bei etwa €1600.

Welche Fördermöglichkeiten stehen zur Verfügung?

Familien, die einen Langzeit-Wärmespeicher im Einfamilienhaus installieren oder eine Elektroheizung mit Wärmespeicher ausstatten möchten, können für einen nachhaltigen Speicher Unterstützung vom Staat erhalten. Vor allem, wenn gleichzeitig auf eine Heiztechnik mit erneuerbaren Energien umgestellt werden soll. Genauer gesagt haben Nutzer Anspruch auf einen Zuschuss, wenn nachgewiesen werden kann, dass die Heizlast 25 % umweltschonender ist.

Die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) unterstützt mit Zuschüssen von bis zu 70 % — sowohl für eine Neuanschaffung als auch für die Nachrüstung, um die Umstellung auf grüne Energien zu unterstützen. Ebenso können Finanzierungen durch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) in Anspruch genommen werden, die vor allem bei Sanierungen unterstützen sollen. Hier können Nutzer mit Fördergeldern in Höhe von 20 % rechnen — vor allem, wenn es sich dabei um eine Altbausanierung handelt.

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Die Vor – und Nachteile auf einen Blick

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Der Wärmespeicher — Eine vielseitige Alternative zu herkömmlichen Heizungssystemen

Ein Wärmespeicher ist eine fantastische Innovation, um die Energieeffizienz des Eigenheims zu erhöhen, langfristig 15 % bis 50 % Wärmeenergie zu sparen – je nach Art des Wärmespeichers – und stetig Zugang zu warmem Heizungs- oder Trinkwasser zu haben. Und diesen Zugang trotzdem zu haben, obwohl die Heizung gerade nicht eingeschaltet ist. Der Wärmespeicher wird damit zur grünen Alternative zu altmodischen Durchlauferhitzern und Boilern. Enter unterstützt Sie bei der Entscheidung für das richtige Wärmespeichersystem und berät Sie in einer ausführlichen Energieberatung rund um Auswahl, Installation und Förderung.

FAQ mit Fragen und Antworten zum Thema

Was ist ein Wärmespeicher?

Ein Wärmespeicher ist ein Gerät, das Wärmeenergie sammelt und für spätere Verwendung speichert. In der Heizungstechnik sorgt er dafür, dass erzeugte Wärme, z. B. aus Heizkesseln oder Solaranlagen, zwischengespeichert wird, um sie bei Bedarf effizient abzugeben und Energieverluste zu minimieren.

Welcher Heizungsspeicher speichert die Wärme am besten?

Ein Schichtenspeicher speichert Wärme besonders effektiv. Dank seiner Aufteilung in Temperaturschichten verhindert er Wärmeverluste und ermöglicht gezielte Nutzung. Dadurch optimiert er die Effizienz von Heizsystemen wie Wärmepumpen und Solarthermie.

Welche Fördermöglichkeiten gibt es für Wärmespeicher?

Wärmespeicher können entweder durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) mit bis zu 70 % oder die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) mit 20 % gefördert werden. Die KfW unterstützt vor allem die Sanierung von Altbauten und Modernisierungen vorhandener Anlagen.