Funktionsprinzip des Pufferspeichers

Das Prinzip des Betriebs eines Pufferspeichers basiert auf der Verwendung der hohen Wärmekapazität von Wasser. Zum Beispiel kann 1 Liter Wasser, das um 1°C abgekühlt wurde, 1 m³ Luft um 4°C erwärmen.

Betrachten wir das Prinzip des Betriebs eines Pufferspeichers anhand des einfachsten Designs ohne eingebauten Wärmetauscher, einen zusätzlichen Tank zur Erwärmung von Wasser oder andere Geräte. Ein solcher Pufferspeicher besteht aus einem Behälter mit vier Rohren, von denen sich zwei im oberen und zwei im unteren Teil des Tanks befinden. Die Wärmequelle ist ein Festbrennstoffkessel, und der Verbraucher ist das Heizsystem.

Die Versorgungsleitung vom Festbrennstoffkessel ist an die obere Düse angeschlossen, und die Rücklaufleitung ist an die untere Düse des Pufferspeichers angeschlossen. In der Rücklaufleitung des Heizsystems wird eine Zirkulationspumpe installiert, die Wasser aus dem Tank entnimmt. Nach dem Einschalten der Zirkulationspumpe und dem Anzünden des Kessels entnimmt die Pumpe kaltes Wasser aus dem unteren Teil des Pufferspeichers und leitet es zum Kessel, während das heiße Wasser, das aus dem Kessel kommt, in den oberen Teil des Tanks gelangt. Heißes Wasser ist leichter als kaltes Wasser, sodass es keine intensive Vermischung von Wasser im Tank gibt, und die Pumpe entnimmt kaltes Wasser aus dem unteren Teil des Tanks, bis der gesamte Tank mit heißem Wasser gefüllt ist. Im Fall eines Festbrennstoffkessels wird das Volumen des Pufferspeichers so berechnet, dass es ausreicht, die Wärme zu speichern, die durch die Verbrennung einer einzelnen Brennstoffladung erzeugt wird.

Nachdem der Brennstoff verbrannt ist, wird der Speicher mit heißem Wasser gefüllt. Die Wärmedämmung des Tanks ermöglicht es, das Wasser mehrere Stunden oder sogar einen Tag lang heiß zu halten, sodass die abends gewonnene Wärme über die Nacht oder nur am Morgen genutzt werden kann. Zum Zeitpunkt des Wärmeverbrauchs haben wir einen vollen Tank mit heißem Wasser.

Die zweite obere Düse ist an die Versorgungsleitung angeschlossen, und die zweite untere Düse ist an die Rücklaufleitung des Heizsystems angeschlossen. Eine Pumpe, die in der Rücklaufleitung des Heizsystems installiert ist, führt Wasser zum Tank und bildet einen zweiten Zirkulationskreis. Die Zufuhr von gekühltem Wasser aus dem unteren Teil des Heizsystems verdrängt heißes Wasser aus dem oberen Teil des Pufferspeichers in die Versorgungsleitung. Da kaltes Wasser schwerer ist als heißes Wasser, gibt es keine intensive Vermischung von Wasser im Tank, und kaltes Wasser bleibt im unteren Teil des Tanks. Daher erhält das Heizsystem, bis kaltes Wasser das gesamte Volumen des Pufferspeichers gefüllt hat, heißes Wasser.

Die Betriebszeit des Heizsystems mit gespeicherter Wärme hängt von der Leistung des Systems und dem Volumen des Tanks ab. Daher ist es bei der Auswahl eines Pufferspeichers notwendig, zu bestimmen, welche der Bedingungen wichtiger ist: das Heizsystem mit einer bestimmten Leistung für eine bestimmte Zeit zu versorgen oder die Speicherung von Wärme aus einer Quelle mit einer bestimmten Leistung für eine bestimmte Zeit zu gewährleisten.