Parallel oder Hintereinander?

Was tun bei mehreren Pufferspeichern?

Immer häufiger werden Anlagen mit Pufferspeichern ausgestattet, ob nun für Wärmepumpen, Holzkessel, BHKW oder Solaranlagen. Dabei kommt es nicht selten vor, dass das notwendige Speichervolumen auf mehrere kleinere Behälter aufgeteilt werden muss, weil nur diese durch die Türen oder Treppenhäuser passen. Somit stellt sich die Frage, ob eine Parallel- oder Hintereinanderschaltung von Pufferspeichern die bessere Lösung ist. Wie meist im Leben lautet die passende Antwort: „Das kommt ganz darauf an.“

Grundsätzlich wissen unsere Kunden, Leser und Interessenten, dass es bei der Effizienz der Speicherung von Wärme ganz maßgeblich auf die Schichtung im Speicher ankommt. Und für die Schichtung ist sicherlich ein schlanker und hoher Speicher besser als ein kleiner und breiter mit großem Durchmesser.

Bild 1

 

Bild 1 zeigt einen Pufferspeicher mit drei Anschlüssen in Parallelschaltung. Es ist ganz offensichtlich, dass bei der Parallelschaltung das Gesamtvolumen über den Querschnitt auf mehrere Behälter verteilt wird. Ebenfalls ist erkennbar, dass man die Anzahl der Behälter beliebig erhöhen kann. Wichtig bei der Parallelschaltung ist, dass

  1. alle Behälter auf gleicher Höhe stehen
  2. alle jeweils zueinander gehörenden Verbindungsanschlüsse (1) bis (3) auf gleicher Höhe liegen
  3. die Verbindungsleitungen genau waagerecht verlaufen
  4. die Verbindungsleitungen möglichst kurz sind, keine Bögen und große Querschnitte haben
  5. die Anschlussleitungen immer senkrecht in die Verbindungsleitungen münden

Bild 2

 

Bild 2 zeigt die Parallelschaltung von Puffern mit vier Anschlüssen, für die die gleichen Voraussetzungen gelten. Auch hier ist wichtig festzustellen, dass man die Anzahl der Behälter unabhängig von der Anzahl der Anschlüsse wählen kann, was ein großer Vorteil der Parallelschaltung ist.

Hintereinanderschaltung (Serienschaltung) zweier Pufferspeicher

Bild 3

 

 

Bild 3 zeigt hingegen die Hintereinanderschaltung (Serienschaltung) zweier Pufferspeicher. Es ist deutlich erkennbar, dass bei dieser das Gesamtvolumen über die Höhe auf mehrere Behälter verteilt wird. Während bei der Parallelschaltung alle Behälter die gleichen Temperaturen enthalten, gibt es bei der Serienschaltung Behälter mit unterschiedlichen Temperaturen. Auch entspricht die Anzahl der Behälter in Serie der Anzahl der Speicherzonen, was direkt mit der Anzahl der Anschlüsse zusammenhängt. In Bild 4 beispielsweise sind drei Behälter hintereinandergeschaltet, was einem Puffer mit vier Anschlüssen (1) bis (4) entspricht. Für die Schichtung im Puffer ist die Hintereinanderschaltung sicherlich von Vorteil. Auch müssen die Behälter nicht auf gleicher Höhe stehen und die Verbindungsleitungen brauchen nicht waagerecht, gerade oder von besonders großem Querschnitt zu sein. Also alles in allem nur Vorteile?

drei Behälter hintereinandergeschaltet

Bild 4

Puffer mit innenliegendem Solarwärmetauscher und einer mit innenliegender Trinkwasserwendel kombiniert

Bild 5

Nein, denn es gibt auch einen gravierenden Nachteil der Serienschaltung: Zwischen den einzelnen Behältern (Pufferzonen) ist kein Schwerkraftausgleich möglich! Was das bedeutet, soll Bild 5 erklären: Sollen beispielsweise ein Puffer mit innenliegendem Solarwärmetauscher und einer mit innenliegender Trinkwasserwendel kombiniert werden, so lässt sich das nur über Schwerkraftausgleich und somit Parallelschaltung erreichen. Bei einer Serienschaltung käme die Solarwärme im Sommer niemals im Trinkwasser an. Wird hingegen, wie in Bild 6 dargestellt, eine solare Beladestation und eine Frischwasserstation verwendet, so kann eine Serienschaltung eingesetzt werden, da die Stationen mit ihren Pumpen den Wärmetransport zwischen den einzelnen Behältern sicherstellen. Es ist aber darauf zu achten, dass die Beladestation im Sommer auch den oberen bzw. heißeren Puffer belädt, also ein Schichtlademodul (Differenztemperatur-Umschaltventil) enthält. Wenn dies gewährleistet ist, kann die Serienschaltung ihre Vorteile gegenüber der Parallelschaltung voll ausspielen.

 

solare Beladestation und Frischwasserstation

Bild 6

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