Weiterhin eine feste Größe
Wärmespeicher für Holzpelletfeuerungen
Holzpelletfeuerungen sollten mit großen Warmwasserspeichern kombiniert werden. Das ist keine antiquierte Floskel, sondern bleibt die Empfehlung. Aber sie steht zur Diskussion. Auch, weil es neue Herausforderungen gibt. Ein Überblick über Trends, Techniken und Tendenzen.
Die Branche ist selbst in der Diskussion. Denn sie steht auch im magischen Dreieck zwischen empfehlenswerter Technik, Innovationen und neuen Märkten: „Vor allem in Neubauten ist der Platzbedarf des Heizsystems ein entscheidendes Kriterium. Deshalb werden sicherlich Pelletheizungen auch ohne Pufferspeicher betrieben“, sagt Florian Mittermeier, seit 2008 Produktmanager bei HDG Bavaria und damit einer, der die Entwicklung des Markts kennt. Philipp Tomaschko, Produktmanager bei Ökofen, stellt fest: „Es gibt bei uns eine leichte Tendenz zu Anlagen ohne Pufferspeicher. Wir stellen diesbezüglich auf der ISH eine Innovation vor, zu der wir aber in der Vorberichterstattung nicht berichten und keine Details bekanntgeben.“
Speicher ja oder nein?
Große Warmwasserspeicher für Holzpelletfeuerungen, ja oder nein. Solche Puffer benötigen Platz, sie verursachen Investitionskosten und sie verlieren einen Teil der Wärme, die sie eigentlich speichern sollen, trotz Dämmung. Dass Anlagen heute schon ohne Pufferspeicher laufen, da die Modulationsfähigkeit der Kessel immer weiter verbessert wird, hat zum Beispiel Guntamatic mit seiner wandhängenden Pelletheizung „Therm“ gezeigt. Werden Wärmespeicher in Zukunft weniger notwendig sein, weil die Pelletfeuerungen so gut modulieren, dass sie auch ohne Pufferspeicher so niedrige Emissionen erreichen wie mit einem Pufferspeicher? „Im Sinne des Jahresnutzungsgrades definitiv ja“, sagt Guntamatic-Geschäftsführer Günther Huemer.
Auch Windhagers Pelletkessel (z. B. BioWIN2) benötigen bereits seit mehreren Jahren grundsätzlich keine Wärmespeicher mehr. Windhagers Energiesystem (MESplus) bewertet laufend den maximalen Energiebedarf aller Wärmeverbraucher im Verbund und stellt diesen zur Verfügung, jedoch nicht mehr als tatsächlich benötigt wird: „Wir haben den Ansatz, nur so viel Energie zu erzeugen wie wirklich zum Zeitpunkt benötigt wird“, sagt Wilhelm Gangl, Produktmanager bei Windhager.
Doch auch Huemer sagt immer noch: Ein Pufferspeicher ist kein Muss, empfehle sich aber. „Das Puffervolumen garantiert schnellere Wärmeversorgung und einen „stressfreieren“ Betrieb des Kessels. Höherer Pelletverbrauch, Verschleiß und Stromverbrauch durch häufigere Startphasen können nur durch den Pufferspeicher vermieden werden, deswegen wird auch in Zukunft ein Wärmespeicher empfehlenswert sein“, sagt Sascha Krumbein, Geschäftsführer Deutschland vom österreichischen Kesselhersteller Solarfocus.
Frank Schönfelder von KWB sagt: „Unsere Pelletkessel modulieren im Bereich von 30 bis 100 % sehr gut. Allerdings schafft man es in der Praxis selten, die Kessel perfekt zu dimensionieren und so ist ein Pufferspeicher für einen emissionsarmen Ganzjahresbetrieb dringend zu empfehlen.“ Mittermeier von HDG sagt: „Rein emissionsmäßig betrachtet bietet ein Pufferspeicher nach wie vor Vorteile, da der Kessel weniger Start-/Ausbrandphasen hat und somit emissionsärmer verbrennt. Außerdem bringt ein Pufferspeicher in Verbindung mit einer Heizanlage eine deutliche Reduzierung der Hilfsenergie, die beispielsweise durch viele Startphasen gegeben ist.
Energielabel für Warmwasserspeicher ab Ende September
Ab Herbst diesen Jahres müssen Hersteller und Installateure die Vorzüge eines Pufferspeichers noch intensiver dem Kunden kommunizieren. Viele Warmwasserspeicher verlieren nämlich zu viel von der Energie, die sie eigentlich speichern sollten. Speicher bis 500 l Inhalt müssen nach der Energieverbrauchskennzeichnungsrichtlinie ab Ende September 2015 ihre Energieeffizienzklasse ausweisen, ähnlich wie man das von der weißen Ware (Kühlschränke, Waschmaschinen, etc.) heute schon kennt.
Für Speicher, die in Kombination mit Holzfeuerungen eingesetzt werden, dürfte dieses Speichervolumen uninteressant sein. Die Speichervolumina sind meist deutlich größer, selbst in gut gedämmten Neubauten. Aber Entwarnung bedeutet das nicht. Es geht in diesem ersten Schritt zwar nur um die Effizienz-Kennzeichnung des angebotenen Speichers. Das heißt, es gibt dann noch keine Vorgabe, dass Warmwasserspeicher eine gewisse Energieklasse mindestens erreichen müssen. Aber die nächste Stufe ist schon in Sicht: Ab 2017 müssen Speicher mit bis zu 2000 l Inhalt mindestens die Energieeffizienzklasse C erreichen. Für die Hersteller ist das eine Herausforderung, aber kein Schreckgespenst. Oder vielleicht doch?
Zwar soll das Energielabel den Wettbewerb um immer effizientere Speicher ankurbeln und Käufern wie Verkäufern eine zusätzliche Kaufentscheidung an die Hand geben. Doch nun wird ab Herbst 2015 auch sichtbar gemacht werden (müssen), dass das Gros der Speicher energetisch eben noch nicht so gut da steht. Das könnte manchen dazu veranlassen, sich dann auch aus diesem Grund die Frage zu stellen, ob es einen Speicher braucht, wenn er energieineffizient ist. Es könnte vielleicht sogar für Pelletfeuerungen von Nachteil sein, im Wettbewerb mit anderen Heizsystemen, die mit kleinen Speichern auskommen, zum Beispiel nur Trinkwasserspeichern. Durch die Präsenz dieses Zeichens bei weißer Ware (Kühlschränke, etc.) oder Leuchtmitteln wissen die meisten Konsumenten schon seit Jahren, die Kategorien sehr gut zu deuten.
C-Klasse maximal?
Keiner der befragten Hersteller kommt über die Energieeffizienzklasse C (HDG, Eta, Fröling, KWB, Solarfocus, Windhager). Einige machen dazu (noch) keine Angaben (Buderus, Guntamatic, Ökofen, Hoval, Viessmann). Viessmann nimmt nach eigenem Bekunden derzeit die Klassifizierung vor und will sie auf der ISH dem Fachpublikum bekannt geben. Bei Hoval wie auch bei anderen Unternehmen läuft die Überarbeitung der Speicher mit dem Ziel, die Energieeffizienzklasse zu verbessern. Thomas Uhle, Produktmanager Regenerative Energie bei Hoval, kann Details zu den Speichersystemen seines Unternehmens noch nicht nennen: „Wir können derzeit noch nicht alle Angaben zum Speicherprogramm 2015 treffen. Das Label führt zu einer kompletten Überarbeitung der Speicher. Wir werden im Mai 2015 wahrscheinlich die letzten technischen Anpassungen fixiert haben“, berichtet er. Das Ziel sei, mindestens die Effizienzklasse C zu schaffen, „einige sollten sogar B schaffen.“ Dazu werden folgende Punkte angegangen: Material der Isolierung, Stärke der Isolierung, Minimierung der Verluste durch z. B. Isolierkappen und Vermeidung der Verluste über Stutzen, Stellfüße und so weiter sowie zum Teil Anpassung der Nennvolumina der Speicher.
Dämmung – der Schlüssel zur höheren Energieeffizienz
Die meisten Hersteller verwenden als Dämmmaterial heute Polyester-Faservlies. „Das Material passt sich durch seinen Aufbau perfekt an die Form des Speichers an. Damit werden sogenannte Kamineffekte vermindert“, sagt Mittermeier von HDG. Der Kamineffekt ist eines der größten Probleme bei der Dämmung der Speicherwände. Wenn sich die Dämmung nicht genau an den Speicher schmiegt, entstehen Luftkanäle. Durch sie zieht Luft und die nimmt dabei Wärme mit. Experten schätzen den Anteil der Wärmeverluste des Speichers, die aufs Konto Kamineffekte gehen können, auf bis zu 20 %.
Hinzu kommt positiv ein Umweltaspekt: Der Dämmstoff Faservlies wird aus PET-Flaschen hergestellt, ist also ein Recyclingmaterial. HDG wird ab April dieses Jahres eine Faservliesdämmung einsetzen. Andere Hersteller wie KWB, Solarfocus, Viessmann, Ökofen oder Windhager tun dies bereits. Den Wert der Wärmeleitfähigkeit für Faservlies geben die Hersteller mit zwischen 0,036 und 0,041 W/(m K) an.
Diesen Wert unterbieten Fröling und Eta mit einem neuen Verbundstoff noch: „Unsere Speicherisolierung besteht aus 80 mm Neopor und 20 mm Innenvlies“, sagt Andreas Zahrhuber von Fröling. Neopor ist eine Weiterentwicklung des Dämmstoffs Styropor. „Dabei wird das Schaumpolysterol mit Grafitteilchen angereichert, welche die Wärmestrahlung streuen und so den Wärmeverlust reduzieren“, erläutert er. Frölings Dämmung soll eine Wärmeleitfähigkeit von 0,032 W/(m K) erreichen. Auch Eta arbeitet mit einer Kombination aus Neopor und Vlies: „Die Dämmung ist mehrschichtig aufgebaut. Damit diese am Speicher optimal anliegt, wird die 80 mm Neoporschicht mit 20 mm Fließ aufkaschiert. Als Abschluss nach außen dient eine 1 mm starke Polystyrolplatte“, sagt Ferdinand Tischler. Er glaubt: „Dieses Dämmmaterial ist derzeit das Beste, was es am Markt zu kaufen gibt.“
Brandschutzanforderung für Speicher
Der Überarbeitungspunkt Material wird auch unter einem weiteren Gesichtspunkt gesehen: dem Brandschutz nach der Musterbauordnung (MBO). Installateure sollten auf Nummer sicher gehen und nur Warmwasserspeicher einbauen, deren Wärmedämmung die Anforderungen der MBO erfüllen. Nach dieser sind Baustoffe tabu, die nach der DIN 4102-1 in die Klasse B3, „leicht entflammbar“, fallen. Ausnahme, wenn sie in Verbindung mit anderen Baustoffen nicht leichtentflammbar sind. Die Anforderung ist mindestens Baustoffklasse B2 („normalentflammbar“). Laut Eta ist das Dämmmaterial Neopor nach DIN 4102-1 in der Baustoffklasse B1. Auch Ökofen, das Polyestervlies einsetzt, sieht für seine Speicher keine Gefahr: „Unsere Dämmung hat die Brandklasse B2“, sagt Produktmanager Philipp Tomaschko.
Auch wenn mancher Hersteller keine Notwendigkeit sieht, dass der Speicher unter den Brandschutz fällt, empfiehlt der ZVSHK dennoch, dass vor Bestellung und Einbau des Warmwasserspeichers eine Bestätigung/Erklärung vom Lieferanten/Hersteller eingeholt wird, dass die Wärmedämmung einschließlich der äußeren Ummantelung die Anforderung des § 26 MBO, also B2 nach DIN 4102-1 oder mindestens die Klasse E nach DIN EN 13501-1, erfüllt.1)
Ausblick
Einige der befragten Hersteller wollen auf der ISH 2015 Wärmespeicherinnovationen vorstellen, halten sich derzeit bezüglich der Details noch bedeckt. Aber es geht bei aller Betrachtung von (neuen) Details der Technik auch um einen grundsätzlichen Ausblick: Werden Wärmespeicher in Zukunft weniger notwendig sein, weil die Pelletfeuerungen so gut modulieren, dass sie auch ohne Pufferspeicher so niedrige Emissionen erreichen wie mit einem Pufferspeicher? Eine konträre Mischung der Meinungen. Auch dem Ziel geschuldet, sich im Heizungs-Markt als hochflexible Lösung für jede Situation zu präsentieren. Die systemischen Vorteile werden betont, aber er ist auch nicht zwingend notwendig und auch das wird betont. Von Installateuren und Heizungsbauern sollte jedoch nicht der Fehler gemacht werden, dem Kunden das Mögliche zum durchgängigen Prinzip zu erklären. Sprich: Dass er auf Speicher verzichten kann. Selbst bei den Vorreitern Guntamatic und Windhager schwingt das in den Aussagen mit.
Der Speicher wird nicht obsolet. Eta-Geschäftsführer Ferdinand Tischler, bekannt für konträre Meinungen, kehrt das Ganze ins Gegenteil: Weniger Energiebedarf aufgrund besserer Dämmstandards erfordere erst recht Speicher, ist seine Meinung: „Da auch der Wärmebedarf von Immobilien weiter sinkt, kann auf einen Pufferspeicher bei Holzheizsystemen (auch bei Pelletfeuerungen) nicht verzichtet werden. Dies wird auch durch Fördermaßnahmen für Pufferspeicher deutlich gemacht“, argumentiert Tischler. Ein Muss ist der Speicher dennoch nicht mehr.
Autor: Dittmar Koop, Journalist für Erneuerbare Energie
1) Siehe Bericht „Nicht auf die leichte Schulter nehmen – Brandschutzanforderungen an Warmwasserspeicher für Trinkwasser und Heizung“. Online unter www.ikz.de (Suchwort: Brandschutz Müller).
Who’s Who Speichertechnik
Grundsätzlich unterscheiden sich die Wärmespeicher, die in Holzpelletheizsystemen eingesetzt werden, von Wärmespeichern für andere Heizsysteme nicht. Welcher Speicher es sein sollte, ist hauptsächlich eine Frage des hydraulischen Systems. Mancher Hersteller gibt Präferenzen für Schichtspeicher an. Eine Tendenz ist das aber nicht. Zumeist wird es darauf hinauslaufen, dass ein Heizungsbauer aus dem Speicherprogramm des Herstellers, dessen Partnerbetrieb er ist, einen Typ nach Absprache nehmen wird. Dennoch lohnt es sich, zumindest einen Überblick zu haben. Allein, um Kundenfragen nach dem Speichersystem solide zu begegnen.
Generell unterscheidet man zwischen Speicher zur Trinkwassererwärmung, Energiespeicherung (Pufferspeicher) und der kombinierten Form von Trinkwassererwärmung und Energiespeicherung (Kombispeicher). Die meisten der befragten Unternehmen haben die unterschiedlichsten Puffer- und Kombispeichersysteme im Programm.
Pufferspeicher sind mit Heizungswasser gefüllt. Es erfolgt ein direkter Wärmeeintrag vom Heizkessel und über Wärmetauscher von Solaranlagen (unten). Pufferspeicher ermöglichen einen gleichmäßigen Betrieb des Heizkessels, was weniger Verschleiß bedeutet, und es gibt keine Hygieneanforderungen an das Material. Allerdings benötigen sie für die Trinkwassererwärmung einen weiteren Speicher oder eine außen liegende Frischwasserstation. Auch fällt das Ausdehnungsgefäß für die Heizungsanlage deutlich größer aus. Das gilt natürlich für alle Arten von Speichern mit großem Wasserinhalt und direkter Wärmeübertragung. Ausnahme sind offene, indirekt verbundene Pufferspeicher.
Kombispeicher bringen die Trinkwassererwärmung und den Heizungspuffer in einem Gerät unter einen Hut. Vorteile sind Platzersparnis und eine Optimierung der Wärmespeicherung. Bei den Tank-in-Tank-Kombispeichern ist der Trinkwasserbehälter in den Speicher integriert. Dieser ist mit Heizungswasser gefüllt. Die Wand des Trinkwasserbehälters dient als Wärmetauscher. Es ist bei ihnen keine aufwendige Regelung nötig und die Entnahmeleistungen sind hoch. Das Trinkwasser fließt von unten nach oben und erwärmt sich. Eine Variante des Kombispeichers sind Kombispeicher mit Rohrwärmetauscher. Auch hier ist der Speicher mit Heizungswasser gefüllt. Statt eines Behälters sind in ihnen Rohrwärmetauscher eingebaut, zum Beispiel Glattrohr- oder Rippenwärmetauscher. Hier sind dann aber leistungsfähige Wärmetauscher mit großer Oberfläche nötig.
Eine andere Variante des Kombispeichers sind Kombispeicher mit eingebauter Wärmequelle. Dazu zählen zum Beispiel in Speicher eingebaute Gas- oder Pelletbrenner. Ihr Vorteil ist der geringe Platzbedarf. Außerdem sind die Wärmeverluste gering. Schichtspeicher sind Varianten von Puffer- und Kombispeichern. Darin schichtet ein Ladesystem das erwärmte Wasser entsprechend seiner Temperatur im Speicher. Es verhindert die Durchmischung von gespeichertem warmen Wasser mit kälterem Zulauf. Im oberen Teil ist rasch heißes Wasser verfügbar.
Wärme unter der Erde speichern
Wenige Hersteller bieten die Verlagerung des Pufferspeichers außerhalb des Hauses, im Erdreich, an. Zu diesen zählt Mall. Die unterirdischen Wärmespeicher bieten sich in der Regel für größere Leistungsbereiche an. Denn die Nutzvolumina beginnen bei 2050 l und gehen hoch bis 13 400 l. Die Preise beginnen ab Werk bei 10 045 Euro. Die Dämmung besteht aus recycleten Bläsgranulat, in einer Stärke von 25 cm. Die Wärmeleitfähigkeit hat laut Unternehmen einen Wert von 0,07 W/(m² K). „Die von uns entwickelten Pufferspeicher werden unterirdisch eingebaut. Anschlüsse werden individuell an die jeweilige hydraulische Einbindung angepasst“, sagt Markus Böll, Marketingleiter bei der Mall GmbH. Das Material ist Stahlbeton. Angeboten werden Pufferspeicher und Schichtspeicher. Zu sehen auf der ISH Frankfurt ist ein Modell des Pufferspeichers am Stand der Firma VIKAT Energiesysteme GmbH (Stand: 9.0 F 60).