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Wärmeverluste in Wärmespeichern

Wie groß sind Wärmeverluste in Wärmespeichern? Auf dieser Seite finden Sie eine kompakte Hilfestellung, die Ihnen hilft, die richtigen Wärmeverluste für thermische Speicher auszuwählen.

Wovon hängen Wärmeverluste ab?

Die Verluste eines Wärmespeichern hängen vor allem vom sogenannten A/V-Verhältnis ab, also dem Verhältnis von Speicheroberfläche (A) zu Speichervolumen (V). Die Speicheroberfläche bestimmt wie groß die Verluste sind (doppelte Oberfläche führt zu doppeltem Wärmeverlust). Das Volumen bestimmt den Energieinhalt des Speichern. Bei sehr großen Speichern ist das A/V-Verhältnis sehr klein und die Wärmeverluste relativ zum Energieinhalt sind ebenfalls klein. Außerdem hängen die Wärmeverluste stark von der Art der Wärmedämmung (auch Wärmeschutz genannt) ab. Diese lässt sich nicht pauschal abschätzen und hängt vom Hersteller des Speichers ab. Zusammenfassend hängen die Speicherverluste ab von:

  • Oberflächen- zu Volumen-Verhältnis (A/V)
  • Temperatur des Mediums im Speicher
  • Dicke der Dämmschicht
  • Umgebungstemperatur
  • Temperaturschichtung im Speicher

Wie groß sind die Speicherverluste in Wärmespeichern?

Im nPro-Tool können die Verluste eines thermischen Speichern über eine Angabe des relativen Verlustes pro Zeiteinheit definiert werden, z. B. "1 % pro Tag". Das bedeutet, dass sich der Speicherinhalt über einen Tag um 1 % verringert. Ist der Speicher voll beladen ist der Verlust also höher, als wenn der Speicher fast komplett entladen ist. Dies macht Sinn, da ein Speicher auf einer hohen Temperatur höhere (absolute) Speicherverluste aufweist als ein Speicher nahe der Umgebungstemperatur. In Tabelle 1 sind grobe Abschätzungen gegeben, welche als erste Orientierung dienen können, wenn keine weiteren Angaben zum Speicher vorliegen. Die Angaben basieren auf eigenen Überschlagsrechnungen sowie Literaturwerten. Da jedoch zahlreiche Annahmen z. B. zur Speichertemperatur oder Dämmschichtdicke getroffen werden mussten, sind die Angaben nur grobe Anhaltspunkte. Für kleine Speicher mit bis zu etwa 1 m³ kann die Abschätzung "10 % pro Tag" angenommen werden. Für saisonale Speicher lässt sich in der Literatur die Angabe "35 % pro 365 Tage" finden.

Tabelle 1: Wärmeverluste abhängig von der Speichergröße (Orientierungswerte)
Speichervolumen Relativer Wärmeverlust
0,75 m³ 10 % pro Tag
30 m³ 20 % pro 5 Tage
300 m³ 10 % pro 10 Tage
3000 m³ 15 % pro 30 Tage
70000 m³ 35 % pro 365 Tage
Im nPro-Tool werden Standby-Wärmeverluste in der Form "X % pro Y Tage" angegeben.

Quellen

  1. Verluste kleiner Pufferspeicher
  2. Wärmeverluste in saisonalen Wärmespeichern

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