Schichtenspeicher sind Energiemanager

Bei der Installation eines Schichtenspeichers müssen Sie darauf achten, dass der Aufstellraum eine hohe Decke hat. Denn je nach Schichtenspeicher-Modellen variiert auch die Höhe der Geräte. An sich sind Schichtenspeicher relativ schmal und hoch. Dies ist wichtig, damit sich die verschieden temperierten Wasserschichten bilden können.
Ein Schichtenspeicher kann bis zu 50% mehr kosten, als ein herkömmlicher Puffer- oder Kombispeicher. Ihre Investition rentiert sich aber bereits nach wenigen Jahren.

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Was ist ein Schichtenspeicher?

Wir möchten die Technik des Schichtenspeichers erstmal anhand eines simplen Beispiels erklären.

Beispiel Speichertank im Garten

Wir stellen einen Speicher im Freien auf, zum Beispiel im Garten und diesen streichen wir schwarz, damit er möglichst viel Wärme annimmt. An einem sommerlichen Tag wird der Inhalt des Speichers warm. Warmes Wasser hat eine geringere Dichte, als kaltes Wasser, es ist also leichter und steigt somit nach oben und das schwere kalte Wasser nach unten. Es entstehen unterschiedlich temperierte Schichten! Wie im nächsten Bild unter Nummer 1, herrschen oben dann zum Beispiel 50° C, ganz unten 20 und in der Mitte 35° C.
Würde man den Speicher jetzt mit einem großen Kochlöffel umrühren, wären jegliche Schichten zerstört und es würde sich eine Mischwassertemperatur von 35° C einstellen.

Ist dieser Speicher im Gebäude mit der Heizungsanlage verbunden dann ist das was im vorstehenden Beispiel der Kochlöffel war, der Durchfluss und das falsche einlagern von Temperaturen.

Klicken sie auf die Punkte im Bild, um mehr zu erfahren.

Stillstand und Durchfluss des Schichtenspeichers

Das Bild stellt das Schichtenverhalten der Speicher farblich dar.

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Temperaturgerechte Einschichtung des Rücklaufs

Wenn man zurück kommendes Wasser an einer Stelle in den Speicher einbringt, die eine ganz andere Temperatur hat, sorgt das ebenfalls für Verwirbelungen. Denn leitet man heißes Wasser in ein Gefäß mit kaltem Wasser, so steigt dieses auf.
Für diesen Zweck wurden Einschichtungsrohre entwickelt. Diese Rohre haben Löcher auf unterschiedlichen Höhen. Das Wasser wird in dem Fall solange im Rohr nach oben oder unten fließen, bis es an der, zur eigenen Temperatur passenden Stelle, austreten wird.

Temperaturgerechte Einschichtung

Auf diesem Bild wird die temperaturgerechte Rücklaufeinschichtung eines Schichtenspeichers erklärt und grafisch dargestellt.

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Schichten-Leit-Bleche, Schicht-Lade-Rohr, Zulaufberuhigung & CO

Es gibt viele sinnvolle Ansätze, die Schichtung zu optimieren und die Verwirbelungen innerhalb eines Schichtenspeichers zu minimieren. Dazu gehören zum Beispiel Schichten-Leitbleche oder auch Schichtungsbleche genannt. Was versteht man darunter? Ein Schichten-Leit-Blech ist im Grunde lediglich ein Lochblech, welches eine Durchmischung zwar nicht ausschließen, aber doch zumindest mindern kann.
Einschichtungsrohre/Schicht-Lade-Rohr bringen das Rücklaufwasser an der thermisch richtigen Stelle in den Speicher ein.
Zulaufberuhigung & Ablaufberuhigung sorgen dafür, dass die Schichtung nicht durch den Druck der Pumpe zerstört wird.

Schauen Sie sich die nachfolgenden Bilder an, um mehr zu erfahren.

Schichtladespeicher von Brunner

Funktionsweise & Aufbau

Der Schichtenspeicher arbeitet nach einem sehr simplen physikalischen Prinzip. Warmes Wasser ist leichter als kaltes Wasser. Somit sinkt kaltes Wasser immer nach unten und warmes hält sich oberhalb. Auf diese Art und Weise arbeitet auch der Schichtenspeicher. Unterstützt wird dieses Prinzip mit mehreren technischen Feinheiten.

Somit kann das Wasser im oberen Bereich des Tanks sogar bis zu 95° C erreichen, während der untere Bereich des Speichers 30 grädiges Wasser beherbergt.

Merkmale eines guten Pufferspeichers:

  • Zu- und Abläufe sind beruhigt.
    Optimale Bedingung für den Schichtenspeicher ist, wenn dieser eine gute Schichtung, also eine hohe Temperaturdifferenz zwischen oberem und unterem Bereich des Speichers aufweist. Wenn nun aber eine Heizungspumpe unter Druck Wasser in den Speicher pumpt und an einer anderen Stelle Wasser abgepumpt wird, verwirbelt das den Speicher ungemein. Diese Verwirbelung / Durchmischung hat zur Folge, dass der Speicher an Effizienz verliert. Wenn die Zu- und Abläufe des Speichers mit einem Beruhigungsblech versehen sind, werden diese Verwirbelungen auf ein Minimum reduziert.
  • Schmal und hoch.
    Umso höher ein Schichtenspeicher ist, desto größer kann der Temperaturunterschied sein. Es gibt Speicherkonzepte, Langzeit-Speicher genannt, die über mehrere Stockwerke gehen. Oft ist dann eine Treppe um den Speicher herum. Hier kann ein maximaler Temperaturunterschied hergestellt werden. Bei Langzeitspeichern kann man die solare Wärme der warmen Jahreszeit, in der Kalten nutzen.
  • Wärmeeinschichtung.
    Wasser, dass in den Speicher zurückgeführt wird, kann unterschiedliche Temperaturen haben. Wenn dieses Wasser an einer bestimmten Stelle in den Speicher eingebracht wird, ist abzusehen, dass die Temperatur des einströmenden Wassers oft nicht zur dort vorhandenen Temperatur passt. Wenn das Wasser wärmer ist, strömt es jetzt durch die Thermik nach oben – ist es kälter nach unten. In jedem Fall, sorgt dies für Bewegung im Speicher und Bewegung heißt Durchmischung.
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Beispiel: Aufbau eines Schichtenspeichers

Schichten-Kombispeicher mit einfärbungen die die Wärmeverteilung im Speicher grafisch darstellt.

Hier wird die Temperaturverteilung im Speicher visuell dargestellt, in dem Fall ist gelb sehr heiß, rot heiß und blau kalt. Schauen Sie sich an, wie die technischen Feinheiten für eine Beruhigung und damit für eine optimale Schichtung im Speicher sorgen.

Schichtenspeicher & Solar

Wenn Sie eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung & Heizungsunterstützung einsetzen wollen, dann sollten Sie sich in jedem Fall für einen durchdachten Schichtenspeicher entscheiden!
Das nachfolgende Bild hilft Ihnen dabei die Gründe zu verstehen.

Zwischen der Solaranlage und dem Speicher, befindet sich eine Solarstation, diese wiederum beinhaltet eine Solarsteuerung. Die Solarsteuerung ist im Regelfall auf eine Temperaturdifferenz von 10 Grad eingestellt. Das heißt, wenn die Solaranlage 10° wärmer als die Umgebungstemperatur des Solarwärmetauschers im Speicher ist, beginnt die Solarpumpe, Energie von der Solaranlage in den Speicher zu transportieren.

Im Umkehrschluss bedeutet das, umso kälter der untere Bereich des Speichers (Umgebung des Solarwärmetauschers), desto früher kann die Solaranlage einen Ertrag erwirtschaften. Sind um den Solarwärmetauscher herum 20° C, kann die Solaranlage bei 30° C anfangen zu arbeiten. Wichtig ist, dass wenig Wasser erwärmt werden muss. So zum Beispiel im nachfolgenden Bild. Hier finden Sie sogenannte Solarkammern, die extrem wenig Wasser beinhalten. Das Wasser ist demzufolge schnell warm und steigt nach oben auf. Kaltes Wasser strömt in die Solarkammer nach und wird wiederum erwärmt.

Hydraulisches Schema eines Schichtenspeichers

Hydraulisches Schema Pelletheizung mit Schichten-Pufferspeicher

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Gehen Sie mit Ihrer
Computermaus über
die orangen Punkte,
um das Schema
besser verstehen
zu können.

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Der Fachmann hilft Ihnen bei der Auswahl des Schichtenspeichers

Lassen Sie sich bei der Planung vom Pelletheizungsfachmann helfen. Ihr Fachbetrieb nimmt in der Regel alle Daten für Sie auf und ermittelt mögliche Anlagenvarianten und Alternativen. Lassen Sie sich ruhig mehrere unterschiedliche Angebote erstellen.

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Vorteile

  • Durch das Schichtensystem wird das Wasser in unterschiedlichen Temperaturebenen gespeichert. Somit wird je nach Bedarf aus den verschiedenen Wärmeschichten Wasser entnommen.
  • Da der Schichtenspeicher mit einigen technischen Details arbeitet, wird eine Durchmischung vermieden. Zudem kann dadurch das Wasser in verschiedenen Wärmeschichten gespeichert werden. Dies steigert die Effizienz Ihrer Pelletheizung.
  • Die erzeugte Wärme einer Solarthermie-Anlage kann mit einem Schichtenspeicher noch effizienter gespeichert und genutzt werden.
    Der Speicher kann auf bis zu 95°C erwärmt werden. Dadurch werden größtmögliche Wärmeerträge und ein effizienter Brauchwasser-Verbrauch ermöglicht.

Nachteile

  • Der Schichtenspeicher kann bis zu 50 Prozent teurer sein als ein Pufferspeicher. Daher sollten Sie immer mehrere Angebote einholen und diese vergleichen.
  • Schlecht isolierte Schichtenspeicher verlieren viel Energie. Ein Speicher in dieser Dimension, sollte mind. 10, besser sogar 12cm Isolierung haben.
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Schichtenspeicher Preise

Die Preise für Schichtenspeicher sind je nach Ausführung und Qualität sehr unterschiedlich. Es gibt eine Unmenge an Schichtenspeicher und die technischen Ansätze sind sehr unterschiedlich und vielfältig. In einen Schichtenspeicher zu investieren zahlt sich aus. Beim Einsatz einer Solaranlage zur Heizungsunterstützung, sollte in jeden Fall ein Schichtenspeicher eingesetzt werden, da hier ein deutlich höherer Solarertrag möglich ist. Die Preise für Schichtenspeicher liegen zwischen 1.100 und 3.500 €. Im Durchschnitt zahlt man jedoch ca. 1.600 €.

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