Puffern ist nicht gleich puffern.

So lässt sich der Speicher je nach Anlagenabnahme auch intelligent beladen, anstatt diesen komplett durchzuladen, wie es bei vielen herkömmlichen Pufferstrategien der Fall ist. Der Systemexperte Buderus setzt dazu auf seinen „LOAD plus“-Ansatz: Die geforderte Wärmemenge, um den aktuellen Wärmebedarf zu decken, wird zielgenauer bereitgestellt. Ergebnis ist eine höhere Effizienz des Heizsystems, der Kesselwirkungsgrad erhöht sich. Dieser Beitrag erläutert, wie die optimierte Beladung des Pufferspeichers funktioniert.

Um die intelligente Pufferbeladung zu verstehen, ist es zunächst wichtig, einen Blick auf die grundsätzlichen Aufgaben des Pufferspeichers zu werfen. Als zentrale Komponente des Heizsystems gleicht ein Pufferspeicher Wärmeangebot und -bedarf aus und federt dadurch Leistungs- und Lastspitzen ab. Er ist für Heizung und Warmwasser ausgelegt und nimmt optional zusätzlich die Energie eines regenerativen Wärmeerzeugers auf – etwa einer Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung. Konventionelle Wärmeerzeuger wie Öl- und Gaskessel lassen sich so einfach mit regenerativen Energien kombinieren. Ist eine Wärmepumpe installiert, sind über den Pufferspeicher Sperrzeiten des Energieversorgers überbrückbar, in denen kein Wärmepumpenstrom zur Verfügung steht.

Die Temperatur im Pufferspeicher ist geschichtet: In den oberen und mittleren Teil speist die Heizanlage Wärme ein, in den unteren, kälteren Teil beispielsweise eine Solarthermieanlage – dadurch können die Kollektoren auch bei wenig Sonnenschein noch einspeisen und der Solarertrag erhöht sich. Der Speicher ist so konstruiert, dass sich die Temperaturzonen nicht vermischen. Das rücklaufende Heizwasser wird über die entsprechend positionierten Anschlüsse in die richtige Temperaturschicht geleitet. Experten bezeichnen dieses Prinzip als Schichtladefunktion, Temperaturschichtung oder auch als temperatursensible Rücklaufeinspeisung. Dadurch bleibt im oberen Teil des Pufferspeichers ein hohes Temperaturniveau für Warmwasser und Heizung vorhanden. Diese Temperaturschichtung ist auch für das „LOAD plus“-Konzept wesentlich.

Zielgerichteter beladen

Ist in einer Anlage mit Heizkessel eine konventionelle Pufferstrategie im Regelsystem hinterlegt, wird der Speicher beladen, sobald ein definierter Temperaturwert am Pufferspeicherfühler unterschritten ist. Im Gegenzug schaltet sich der Brenner ab, wenn der Wert überschritten wird. Parallel zur Kesselleistung moduliert auch die Kesselkreispumpe.

Ein Nachteil dieses Konzeptes: Der Pufferspeicher wird bei einem unterschrittenen Temperaturwert voll beladen. Zugleich bleibt jedoch unklar, wie hoch der Puffer beladen ist, die Temperatur schwankt (Hysterese). Hier greift das „LOAD plus“-Konzept. Der Pufferspeicher dient als zentraler Systempufferspeicher, er nimmt eine Strategie-Pufferfunktion ein. Das „LOAD plus“-Konzept basiert auf zwei Säulen:

• einer speziellen Brenneransteuerung und
• einer speziellen Ansteuerung der Kesselkreispumpe.

Außerdem kommen bei „LOAD plus“ zwei Temperaturfühler zum Einsatz, ein Vorlauffühler (FVS = Fühler Vorlauftemperatur Strategie) oben am Pufferspeicher und ein Rücklauffühler unten (FRS = Fühler Rücklauftemperatur Strategie). Der obere Fühler wird so platziert, dass das Volumen oberhalb des Fühlers der gewünschten Auslegung entspricht – es dient als Bereitschaftsvolumen und deckt Lastspitzen ab. Ziel ist es, den Sollwert am oberen Temperaturfühler FVS – also eine definierte Zieltemperatur im Puffer-Bereitschaftsteil – durch stetige Anpassung der Kesselleistung zu erreichen und konstant zu halten, ohne den kompletten Pufferspeicher vollzuladen.

Die erforderliche Kesselvorlauftemperatur wird sehr schnell über eine Anpassung des Volumenstroms durch die Kesselkreispumpe erreicht. Bei Reduzierung der Wärmeabnahme wird im gleichen Maße die Kesselleistung reduziert und somit eine Art Balance zwischen Wärmeerzeugung und -abnahme geschaffen. Erst, wenn die Wärmeabnahme geringer ist, als die minimale Kesselleistung, wird von oben bis unten mit minimaler Kesselleistung durchgeladen. Die Kesselvorlauftemperatur während des Ladevorgangs entspricht stets der Zieltemperatur plus einer einstellbaren Vorlauftemperaturanhebung.

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