Fernwärmespeicher

Ein Fernwärmespeicher ist ein thermischer Speicher für die temporäre Speicherung von Wärmeenergie in Netzen der Fernwärme. Fernwärmespeicher sind meist mit Wasser gefüllte zylindrische Behälter. Das beinhaltete Wasser wird bei der Beladung erwärmt und bei der Entladung abgekühlt um Wärmeenergie aus einem Fernwärmenetz zu speichern. Analog zu Fernwärmespeichern werden ähnliche Speicher auch in Fernkältenetzen eingesetzt. Als Wärmeträgermedium wird meist Wasser eingesetzt. Bei Fernkältespeichern wird dabei oft zusätzlich zur sensiblen Wärmespeicherfähigkeit von Wasser die Phasenübergangsenthalpie beim Phasenübergang zwischen Eis und flüssigem Wasser genutzt. Man spricht in diesem Fall auch von Eisspeicher.

Eine Speicherung ist notwendig um Wärmebedarf und Wärmeerzeugung zeitlich entkoppeln zu können. In Zeiten hohen Wärmebedarfs wird der Speicher entladen. In Zeiten in denen der Wärmebedarf geringer ist als die Wärmeerzeugung wird der Speicher geladen. Wenn Gebäude deren Raumtemperatur über Nacht abgesenkt war morgens aufgeheizt werden entsteht eine hohe Wärmebedarfsspitze. Eine weitere Erhöhung der morgendlichen Wärmebedarfsspitze entsteht durch den zu dieser Zeit erhöhten Trinkwarmwasserbedarf. Durch die Spitzenlastdeckung über den Fernwärmespeicher können Grundlasterzeuger wie Heizkraftwerke einen höheren Anteil am Gesamtwärmebedarf decken. Außerdem können Leistungsregulierungen dieser Erzeuger reduziert werden. Andere Wärmeerzeuger wie Heizkessel deren Heizleistung schnell verändert werden kann müssen durch den Einsatz von Fernwärmespeichern nur in geringerem Maße betrieben werden. Die Wärmeerzeugung über Heizkessel ist meist relativ teuer.

Fernwärmespeicher können dezentral oder zentral im Fernwärmenetz installiert sein. Ein Zentraler Fernwärmespeicher befindet sich nahe am Wärmeerzeuger und ist meist deutlich größer als dezentrale Speicher. Dezentrale Speicher befinden sich im Gegensatz zu zentralen Speichern meist näher an den Verbrauchern.

Nach Bauform unterscheidet man zwischen drucklosen Fernwärmespeichern und Druckspeichern. In drucklosen Speichern wird über eine hydraulische Verbindung zur Umgebung sichergestellt, dass kein Überdruck durch Temperaturanstieg entsteht. Die durch Temperaturänderung entstehende Volumenänderung wird durch Entnahme bzw. Zugabe von Wasser im Speicher ausgeglichen. Drucklose Fernwärmespeicher besitzen eine Betriebstemperatur bis maximal 100 °C.

Druckspeicher besitzen keine hydraulische Verbindung zur Umwelt. Auftretende Volumenänderungen werden durch spezielle Druckhalteeinrichtungen aufgenommen. Auf Grund des Überdrucks in Druckspeichern sind im Betrieb Speichertemperaturen über 100 °C bis ca. 150 °C möglich. Durch die mögliche höhere Temperaturspreizung zwischen Vorlauf und Rücklauf können in Druckspeichern höhere Speicherdichten erreicht werden.

Fernwärmespeicher lassen sich auch nach Einsatzzweck unterteilen. Mögliche Einsatzzwecke sind Pufferspeicher wie Regelpuffer, Spitzenlastpuffer, Lastgangpuffer sowie Tagesspeicher und Saisonspeicher. Regelpuffer werden verwendet um die Temperaturregelung im Fernwärmenetz zu vereinfachen. Über Spitzenlastpuffer werden kurzfristige Lastspitzen ausgeglichen. Lastgangpuffer dienen zum Ausgleich zwischen Erzeugerlastgang und Verbraucherlastgang. Tagesspeicher sind Speicher deren Speicherzyklus meist im Zeitraum eines Tages liegt. Saisonspeicher speichern Wärmeenergie über einen relativ langen Zeitraum und werden daher auch als Langzeitspeicher bezeichnet. Die Dauer des Speicherzyklus ist meist ein Jahr. Saisonspeicher werden zum Beispiel für die Speicherung solarer Wärmeenergie genutzt. Wärme wird über eine Solaranlage im Sommer in den Speicher geladen und bei Bedarf in den Wintermonaten wieder entnommen.

Synonym(e):

Fernheizungsspeicher

Englische Übersetzung(en):

district heating storage, district heating accumulator