Pufferspeicher-Rechner

Pufferspeicher berechnen: Welche Eingaben zählen?

Für die Rechnung brauchst du vor allem Speichervolumen, obere und untere nutzbare Speichertemperatur sowie die Heizleistung, die während Laden oder Entladen wirkt. Zusätzlich kannst du einen nutzbaren Anteil der idealen Wärmemenge eintragen, weil Schichtung, Durchmischung und Regelreserve die nutzbare Wärmemenge in der Praxis mindern können. Im Rechner wählst du, ob du Energie und Laufzeit oder das nötige Volumen für eine Mindestlaufzeit berechnen willst.

Wie rechnet man die Wärme im Pufferspeicher?

Die Wärme ergibt sich aus Liter mal Wärmekapazität von Wasser mal nutzbarem Temperaturhub, anschließend wird von Wh in kWh umgerechnet. In Worten: Volumen × 1,163 Wh/(l K) × Temperaturhub ÷ 1.000.

Beispiel: Bei 500,00 l, 60 °C oben und 40 °C unten beträgt der nutzbare Temperaturhub 20 K. Die Rechnung lautet: 500,00 l × 1,163 × 20 K ÷ 1.000 = 11,630 kWh. Bei 100 % nutzbarem Anteil bleiben 11,630 kWh als nutzbare Speicherwärme.

Warum Laufzeit und Ladezeit unterschiedlich sein können

Die gespeicherte Wärmemenge allein sagt noch nicht, wie lange der Speicher reicht. Dafür zählt, wie viel Leistung gleichzeitig entnommen wird und ob Bereitschaftsverluste auftreten. Bei 500 l, 20 K Temperaturhub, 5 kW Heizleistung und 0 W Verlust ergibt sich eine Entladezeit von 2,33 h.

Bei einem Speicher mit 1.000 l, 20 K Temperaturhub und 8 kW Heizlast sind 23,260 kWh nutzbar. Die Entladezeit liegt dann bei 2,91 h. Bei 10 kW Erzeugerleistung beträgt die Ladezeit unter gleichzeitiger Heizlast 11,63 h, weil während des Ladens bereits Wärme ins Gebäude geht.

Liter für Mindestlaufzeit: Was der Pufferspeicher wirklich leisten muss

Für die Mindestlaufzeit zählt der Leistungsüberschuss nach Abzug von Heizlast und Bereitschaftsverlust. Diese Leistung mal Laufzeit ergibt die aufzunehmende Wärme; Temperaturhub und nutzbarer Anteil bestimmen daraus die Liter.

Für 30 min Mindestlaufzeit bei 10 kW Wärmeerzeugerleistung, 5 kW gleichzeitiger Heizleistung, 60 °C bis 40 °C und 0 W Verlust ergeben sich 107,5 l. Bei 45 min und 6 kW Heizlast sind es 129,0 l. Mit 90 min, 4 kW Heizlast und 50 W Verlust steigt das erforderliche Volumen auf 383,7 l.

Typische Fehler beim Pufferspeicher berechnen

Ein häufiger Fehler ist, die volle Temperaturspanne des Speichers anzusetzen. Entscheidend ist aber nur der Bereich, den deine Heizung tatsächlich nutzen kann. Ein Speicher mit 800 l liefert bei 70 °C bis 40 °C 27,912 kWh, weil der Temperaturhub 30 K beträgt.

Auch Verluste gehören in die Betrachtung, wenn der Speicher länger warm steht. Bei 1.000 l, 80 °C bis 40 °C und 100 W Verlust entstehen in 24 Stunden 2,40 kWh Bereitschaftsverlust. Bei 2.000 l, 20 K Temperaturhub, 12 kW Heizleistung und 200 W Verlust sinkt die Entladezeit auf 3,81 h.

Wenn die gleichzeitige Heizlast die verfügbare Ladeleistung aufzehrt, kann der Rechner kein sinnvolles Volumen für eine Mindestlaufzeit ausgeben. Das passiert etwa bei 10 kW Wärmeerzeugerleistung und 10 kW Heizlast oder bei 15 kW Heizlast mit 10 kW Wärmeerzeugerleistung.

Das energetische Ergebnis ersetzt keine gesetzlichen oder herstellerseitigen Mindestvolumina. Für bestimmte Festbrennstoffanlagen gelten zusätzliche Anforderungen der 1. BImSchV. Anwendbarkeit, Ausnahmen und hydraulische Einbindung müssen fachlich geprüft werden.