skip to main content
Energiespeicher Hafner-Muschler

Thermische Energiespeicher

Die entscheidende Voraussetzung für eine zukünftige umfassende Nutzung von regenerativen Energien sind technische Energiespeicher. Weil jedoch das Energieangebot aus der Natur nur selten dem Bedarfsprofil der Nutzer entspricht, können thermische Energiespeicher wesentlich dazu beitragen, die natürlichen Schwankungen des erneuerbaren Energieangebots auszugleichen. Somit ist eine systematische Entkoppelung der Energienachfrage vom Energieangebot erreichbar.

Thermische Energiespeicher sind bestens auch zur Nutzung bisher nicht verwendeter Abwärme (aus der Produktion oder IT-Anwendungen) als Energiequelle für die Wärmeversorgung geeignet. Dadurch werden an anderer Stelle fossile Energieträger eingespart und die Primärenergieeffizienz insgesamt gesteigert.

Thermische Energiespeicher sind nützlich

  • Zur Überbrückung des zeitlichen Versatzes zwischen Wärme-Erzeugung und Wärme-Nutzung
  • Zum Ausgleich von Lastspitzen
  • Zur Speicherung von Abwärme aus Produktionsprozessen oder von Kälteanlagen
  • Für die Nutzung von erneuerbaren Energien und zur Substitution fossiler Energieträger
  • Zur Vermeidung von CO2-Emissionen

Saisonale Energiespeicher

THermische Energiespeicher werden empfohlen, wenn das Jahresenergieprofil eines Energiekonzepts zeitliche Abschnitte mit Überschuss an Abwärme aus der Kühlung und Phasen mit Netto-Wärmebedarf in der Heizperiode aufweist. Mit der thermischen Speicherkapazität des Energiespeichers können die Bedarfslücken geschlossen werden. In vielen Fällen lassen sich fossile Energieträger vollständig einsparen.

Saisonalspeicher werden entweder als Erdspeicher (Geothermie), Wasserspeicher oder als Latent-Energiespeicher (Eisspeicher) ausgeführt.

Typische Anwendungen thermischer Energiespeicher

  • Speicherung von Kondensatorwärme aus gewerblichen Kühlanlagen als Energiequelle für den zeitversetzten Heizwärmebedarf
  • Versorgung von Produktionsprozessen, Prüfständen, Maschinen- und Werkzeugkühlung mit Kühlenergie mit saisonaler Verwertung als Wärmequelle zur Deckung des Heizbedarfs
  • Glättung der Spitzenlastbedarfe
  • Sicherstellung von Redundanzen
  • Speicherung von Solarwärme als Energiequelle für den winterlichen Heizbedarf
  • Geothermie (Erdspeicher) als Wärmequelle für den saisonalen Heizbedarf und Wärmesenke zur Deckung des Kühlbedarfs

Eisspeicher oder Latent-Wärmespeicher nutzen die Schmelzwärme von Wasser und verfügen im Phasenwechsel (fest/flüssig) eine hohe Energiedichte. Sie sind besonders für die effiziente Speicherung von thermischer Energie im niedrigen Temperaturbereich geeignet.

Latent-Energiespeicher: Effiziente Speicherung von thermischer Energie

Latent-Energiespeicher

Große thermische Energiespeicher werden gewöhnlich in nahezu beliebigen Größen aus wasserundurchlässigem Beton hergestellt und befinden sich häufig unter der Geländeoberfläche. Beton-Wasserspeicher, die der Bevorratung von Löschwasser dienen, dürfen innerhalb des Temperaturbereichs +5 °C bis +40 °C als Thermospeicher genutzt werden.

Hafner-Muschler arbeitet mit Spezialfirmen des Betonbehälterbaus zusammen oder vermittelt den Kontakt zu erfahrenen Fachfirmen.

Latent-Energiespeicher sind im Wesentlichen baugleich zu Wasserspeichern

Die thermische Nutzung erfolgt über einen zusätzlichen innenliegenden Wärmeübertrager. Bei Wärmeentzug unter die 0 °C-Grenze wechselt der Aggregatzustand des gespeicherten Wassers von flüssig zu eisförmig. Das Wärmeträgermedium innerhalb des Wärmetauschers wird in der HM-Wärmepumpe soweit abgekühlt, dass sich an der Rohroberfläche des Wärmeübertragers allmählich ein Eismantel bildet, der sich bei fortgesetztem Wärmeentzug allmählich bis zur definierten max. Grenze ausbreitet. Das gespeicherte Eisvolumen dient bei Bedarf als Wärmesenke für Kühlzwecke.

HM hat eine spezielle Geometrie für die Wärmeübertrager aus spiralförmig gewendelten Kunststoffrohren mit extrem großer Oberfläche entwickelt. Dadurch kann der Temperaturunterschied zwischen dem Transportmedium und der Speichertemperatur möglichst gering gehalten werden, was wiederum für die Effizienz der Wärmepumpe von großer Bedeutung ist. HM verfügt über eigene Berechnungskompetenz zur Auslegung der optimalen Speichergröße und der innenliegenden Wärmeübertrager.

Eine ideale Kombination zum thermischen Energiespeicher bilden Wärmepumpen der Baureihe „HM:WP-hybrid“ und HM Kälte-Wärme-Verbund-Systeme. Die integrierte MSR-Technik beinhaltet die erforderlichen Umwälzpumpen und das freiprogrammierte Quellen-/Senken-Management für einen automatisierten Betrieb eines Energiespeichers.