Speichermedium

Um die bei einer Scheitholzkesselanlage zwangsweise notwendige Investition in einen Pufferspeicher gleichzeitig für die spürbare Verbesserung des Heizungs- und damit Wohnkomforts im Sommerhalbjahr zu nutzen, sollte die Einbindung einer solarthermischen oder Wärmepumpen- Anlage in das geplante Holzheizungssystem überprüft werden. Gerade für die Absicherung des sommerlichen Brauchwasser-Wärmebedarfs ergänzen sich beide Wärmequellen ideal. Zentrales und verbindendes Element wäre ein Kombispeicher für die Wohnraumbeheizung und/oder die Brauchwassererzeugung.

Während im Winterhalbjahr dieser Speicher hauptsächlich als Puffer für die zuviel produzierte Wärmeenergie der Holzkesselanlage benötigt wird (die sich bekanntlich bei einer Scheitholzvergaserkesselanlage nur in engen Grenzen regeln lässt), wird der gleiche Speicher im Sommer für die tagsüber reichlich einfallende Sonnenenergie genutzt, um dem Nutzer am Abend ausreichend warmes Brauchwasser bereitstellen zu können.

Durch diese Kopplung kann in der Regel das sommerliche Anheizen der Holzkesselanlage unterbleiben.
Darüber hinaus besteht keine zwingende Notwendigkeit mehr zum Betrieb eines automatischen Zweitkessels. Die beschriebene Kopplung von Holz- und Sonnenenergie ermöglicht eine ganzjährige, zu 100 % regenerative und zuverlässige Wärmeenergieversorgung für den Wohnbereich.

Wasser schichtet sich auf Grund seiner temperaturabhängigen Dichte in einem Puffer- bzw. Kombispeicher so, dass sich die heißeste Zone am höchsten Punkt des Speichers einstellt. Je wärmer das Wasser wird, desto leichter ist es. (1 l Wasser mit 90 °C wiegt ca. 3,5 % weniger als 1 l Wasser mit 20 °C. Dies ist für den Installateur u. a. wichtig zur Berechnung des im System zu integrierenden Ausdehnungsgefäßes.) In einer ausgereiften Konstruktion ist es deshalb ohne weiteres möglich, trotz knappem Wärmeenergieangebot im oberen Speicherdrittel heißes Brauchwasser mit > 45 °C zu erzeugen (bzw. die Wohnung zu beheizen), obwohl im unteren Bereich nur 20 °C gemessen werden.

Kennzeichen moderner Kombispeicher sind eine Vielzahl konstruktiver Details, die erst in ihrer Gesamtheit das o. g. Ziel erreichen. Dazu gehören u. a.:

• Einbindung des Solarwärmetauschers am tiefsten Punkt des Kombispeichers, um die größte Temperaturdifferenz für einen effektiven Wärmeübergang nutzen zu können.
• Vermeidung von Rohranschlüssen im oberen Drittel des Kombispeichers, um das dort befindliche Heißwasser nicht durch unkontrollierte Konvektion in die Anschlüsse hinein auszukühlen. Allein durch Rohranschlüsse im oberen Speicherbereich erhöhen sich die Wärmeverluste des Systems um bis zu 50 %. Optimal ist folglich ein Kombispeicher, der sämtliche Rohranschlüsse durch den Speicherboden führt.
• Vergrößerung der Rohrdurchmesser aller in den Speicher einlaufenden Anschlüsse, um bei gleichem Volumendurchsatz die Strömungsgeschwindigkeit des Warm- bzw. Heißwassers so zu verlangsamen, dass die Einströmgeschwindigkeit von der temperaturabhängigen Konvektion überdeckt wird.
• Evt. Anbringung von Prallblechen an allen Rohreinläufen, um das Entstehen von Wirbeln weitgehend zu unterbinden.
• Einbindung des Warmwasserwärmetauschers bzw. Boilers am höchsten Punkt des Speichers, um die heißeste Zone für die Brauchwassererzeugung nutzen zu können.
• Anbringung von strömungstechnischen Vorrichtungen, um das am Warmwasserwärmetauscher im obersten Bereich abgekühlte Speicherwasser nicht unkontrolliert nach unten absinken zu lassen. Damit würden bei einer längeren Brauchwasserentnahme (Baden, Duschen) große Kaltwasserwirbel entstehen, die auf ihrem Weg nach unten die mühsam hergestellte Temperaturschichtung wieder zerstören.
• Anbringung von strömungstechnischen Vorrichtungen, um das am Solarwärmetauscher am untersten Punkt des Kombispeichers entstehende Heißwasser nicht unkontrolliert nach oben steigen zu lassen. Auch hier würden an einem sonnigen Tag Heißwasserwirbel entstehen, die sich auf ihrem Weg nach oben mit kälterem Wasser vermischen und die Temperaturschichtung negativ beeinflussen.
• Dimensionierung des Kombispeichers als schlanker, aber hoher Wassertank, um eine optimale Temperaturschichtung zu erreichen. Je schlanker ein Kombispeicher bei gleichen Volumen angeboten wird, desto weiter sind die sehr heißen und die sehr kalten Temperaturschichten voneinander getrennt, desto geringer sind Temperaturausgleichsvorgänge und desto stabiler ist die gewünschte Schichtung.
• Mindestdämmung des Speichers mit 80 mm Hartschaum bzw. 120 mm Weichschaumisolierung.

Die Qualität eines Kombispeichers zeigt sich nicht im Winter, wenn in der Regel reichlich Wärmeenergie von der Scheitholzkesselanlage zur Verfügung steht, sondern im Sommerhalbjahr bei knappem Solarenergieangebot. Hier ist eine exzellente Schichtung des Warmwassers wichtig. Er ist deshalb so zu konstruieren, dass trotz aller Zu- und Ablaufvorgänge im System die vertikale Durchmischung der unterschiedlich temperierten Speicherwasserschichten weitgehend unterbunden wird.

Einige Firmen aus dem Holzkesselsektor bieten neben ihren Kesselsystemen auch Pufferspeicher, Kombispeicher, diverse Regelungstechniken und z. T. sogar thermische Solaranlagen und Wärmepumpen aus dem eigenen Hause an, um der interessierten Kundschaft ein Komplettangebot für die energetische Kopplung Holz/Solar bzw. Holz/Wärmepumpe offerieren zu können.