Infos, Tipps & Tricks rund um Wärmepumpen & die energetische Gebäudesanierung
Was sind die neuesten Heizungs-Trends? Wie funktioniert die Wärmepumpen-Technologie? Welche Sanierungsmaßnahme eignet sich für Ihre energetische Sanierung.
Empfehlung Ihres Energieberaters
Thermosiphon und zyklenfeste Wärmespeicher: Effizienzsteigerung für die Energiewende im Eigenheim
Die Energiewende ist nicht nur eine nationale Aufgabe, sondern beginnt bei jedem einzelnen Zuhause. In Städten wie Aachen, Düren und Jülich können Hausbesitzer durch den Einsatz moderner Technologien wie Thermosiphons und zyklenfesten Wärmespeichern ihre Energieeffizienz/Autarkie erheblich steigern und einen Beitrag zum Klimaschutz leisten.
Warum die Energiewende im Eigenheim?
Gebäude sind für einen signifikanten Teil des Energieverbrauchs und der CO₂-Emissionen verantwortlich. Durch den Umstieg auf erneuerbare Energien und energieeffiziente Technologien können Hausbesitzer:Innen:
- Kosten sparen: Durch die Reduktion des Verbrauchs fossiler Brennstoffe sinken die Energiekosten nachhaltig.
- Unabhängigkeit gewinnen: Die Nutzung von Photovoltaik (PV) und Wärmespeichern macht unabhängig von schwankenden Energiepreisen und Versorgungsunsicherheiten.
- Wärmespeicher kosten amortisieren sich im Gegensatz zu meist überteuerten Akkumulatoren (Solarbatterien)!
- Klimaschutz fördern: Jeder eingesparte Kilowattstunde an fossiler Energie trägt zur Reduktion des CO₂-Ausstoßes bei.
Wärmespeicher: Das Herzstück der Energiewende
Wärmespeicher spielen eine entscheidende Rolle in der effizienten Nutzung erneuerbarer Energien. Sie speichern überschüssige Wärme, die durch PV-Anlagen, Wärmepumpen und flexible Strompreise erzeugt werden, und geben diese bei Bedarf wieder ab. Der Speicher gleicht die zeitliche Differenz zwischen Erzeugung und Verbrauch aus.
Vorteile zyklenfester Wärmespeicher:
- Optimale Ausnutzung von Solarstrom: Wärmespeicher ermöglichen es, den Eigenverbrauch von Solarstrom zu maximieren, was besonders wirtschaftlich ist.
- Lassen Sie den Heizstab nach Möglichkeit beim Händler und bestücken Sie Ihre Wärmepumpe mit einem Energiemanager.
- Effizienzsteigerung von Wärmepumpen: Durch die Speicherung von Wärme können Wärmepumpen in einem optimierten Betriebsmodus arbeiten, wodurch die Lebensdauer der Anlage verlängert wird.
- Netzentlastung: Durch die Pufferung von Wärme wird das Stromnetz stabilisiert, da Lastspitzen reduziert werden. Und Sie können Leicht auf Schwankende Strompreise oder ein mögliches Dimmen Ihres Versorgungsanschlusses reagieren und so bis zu 60% (meist 6 Cent/kWh) an Stromkosten sparen.
Der Thermosiphon: Wärmerückhaltung für maximale Effizienz
Ein Thermosiphon ist ein einfaches, aber effektives Mittel, um Wärmeverluste zu minimieren. Er wird als Schwerkraftbremse eingesetzt, um den ungewollten Rückfluss von warmem Wasser aus dem Speicher zu verhindern, wenn keine aktive Zirkulation stattfindet. Dies erhöht die Effizienz des Wärmespeichers erheblich.
Im Beispiel wird mit einem Kupferrohr mit 22 mm Innenrohrdurchemesser gerechnet, dieses Verliert rund 0,3 Watt/Kelvin. Zum Vergleich ein 1.000 Liter Wärmespeichers verliert ca. 2 bis 5 Watt/Kelvin.
Aber wie hoch sind die Wärmespeicherverluste konkret?
Bei einem Wärmespeicher der mit 90 °C geladen ist, der in einer Kellerumgebung mit 10 °C Raumtemperatur steht, berechnen sich die Verluste durch Mikrorohrzirkulation wie folgt:
0,3 W/K ⋅ (90 °C - 10 °C) = 24 Watt
Im Verhältnis dazu, die
Verlustleitung eines 1.000 Liter Wärmespeichers, liegt zwischen 160 bis 400 Watt. Somit beträgt der Verlust von nur einem Stutzen zwischen 5,6 und 13 Prozent. Alleine ein
Trinkwasserwärmespeicher verfügt über mindestens drei Stutzen im hohen Temperaturbereich (Vorlauf zum Laden, Trinkwarmwasserabgang und den Stutzen für die Zirkulation (ggf. in kleinerem Durchmesser)). Womit sich die
Verluste der Stutzen selbst bei einem sehr großen Wärmespeicher bereits auf
15,3 bis 31 Prozent der gesamt Wärmeverluste summieren können. Wählen Sie hingegen einen gut gedämmten Speicher mit zu Ihrem Bedarf passendem Volumen liegen die Verluste nur noch bei z.B. 100 Watt plus 4 Watt Verlust je Stutzen mit Schwerkraftbremse.
Schlüsselfunktionen des Thermosiphons:
- Vermeidung von Wärmeverlusten: Durch den Einsatz eines Thermosiphons bleibt die Wärme im Speicher und geht nicht durch die Rohrleitungen verloren. Der Wärmeverlust reduziert sich bei empfohlener Schenklllänge und Material (siehe unten) von 0,3 W/K auf bis zu 0,05 W/K, also um Faktor 6 geringere Wärmeverluste.
- Längere Verfügbarkeit der gespeicherten Wärme: Dies ist besonders bei längeren Stand-By-Zeiten wichtig, wodurch die gespeicherte Energie länger nutzbar bleibt.
Unsere Empfehlung
Eine Wärmespeicher, sowie die Wärmepumpe brauchen die richtige Planung, damit du wirklich profitierst. Lass dich durch einen der Top-Energieberater für Aachen, Jülich und Düren begleiten. Wir unterstützen deine Handwerker vor Ort und holen das Beste für dich raus – technisch und finanziell.
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Praktische Empfehlungen aus der Studie: Auslegung und Optimierung
Die Untersuchung zur Einrohrzirkulation (ERZ) zeigt, wie wichtig eine durchdachte Auslegung der Wärmespeicher und Thermosiphons ist, um Wärmeverluste zu minimieren. Hier die Key-Fakts der Studie Wärmeverluste durch Einrohrzirkulation*:
- Materialauswahl: CrNi-Stahl (Chrom-Nickel-Stahl/ triv. Edelstahl) erweist sich als besonders effektiv in der Reduktion von ERZ-bedingten Wärmeverlusten. Die Schenkellängen für Thermosiphons aus CrNi-Stahl sollten etwa 5,5-mal den Rohrinnendurchmesser betragen.
- Bei Kunststoffrohren gilt in etwa der gleiche Faktor (5,5-mal Rohrinnendurchmesser) als empfohlene Schenkellänge, wie beim Edelstahlrohr
- Kupferrohre: Bei Kupferrohren wird empfohlen, die Schenkellängen auf etwa 13-mal den Rohrinnendurchmesser zu erweitern, um eine vergleichbare Effektivität zu erreichen.
- Installationstipps: Rohre sollten leicht abwärts geneigt verlegt werden, um die natürliche Zirkulation zu minimieren und die Effizienz weiter zu steigern.
Beispielwerte Werte:
- Für Edelstahlrohre mit einem Innendurchmesser von 22 mm beträgt die empfohlene Schenkellänge des Thermosiphons 121 mm (5,5-mal den Innendurchmesser).
- Für Kupferrohre mit 22 mm Innendurchmesser beträgt die empfohlene Länge 286 mm (13-mal den Innendurchmesser).
Diese präzisen Angaben ermöglichen eine optimierte Planung und Installation von Wärmespeichersystemen, um die maximale Effizienz zu erreichen.
Fazit
Zyklenfeste Wärmespeicher ausgestattet mit Thermosiphon sind essenzielle Komponenten für eine erfolgreiche Energiewende im Eigenheim. Durch die richtige Auslegung und Installation dieser Technologien können Sie Ihre Energiekosten deutlich senken und gleichzeitig einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten. In den Regionen Aachen, Dürenund Jülich bieten diese Lösungen eine optimale Möglichkeit, das eigene Zuhause zukunftssicher und umweltfreundlich zu gestalten.
Nutzen Sie die Vorteile moderner Wärmespeicher und Thermosiphons, um Ihren Energieverbrauch zu optimieren und sich auf die Herausforderungen der Zukunft vorzubereiten. Die Energiewende beginnt bei Ihnen zu Hause!
Sie haben Fragen zur Auslegung Ihrer neuen Heizungsanlage? Sprechen Sie mit heatly - Moderne Wärmeplanung für deinen Wohnkomfort
*Kliem, F., Steinweg, J. & Rockendorf, G., 2014. Wärmeverluste durch Einrohrzirkulation – Bewerten und Vermindern. Institut für Solarenergieforschung GmbH, Hameln/Emmerthal.
