FAQ zu thermischen Batterien
Akkus für Wärme, nicht für StromThermische Batterien sind eine relativ unbekannte Alternative zur Warmwasserversorgung von Gebäuden. Das Unternehmen Flamco beantwortet häufig gestellte Fragen (Frequently Asked Questions, kurz FAQ) über ihre Funktionsweise und die Einsatzmöglichkeiten.
Wie funktioniert eine thermische Batterie?
Eine thermische Batterie ist im Wesentlichen eine Art von Wärmespeicher, der Energie in Form von Wärme speichert und zu einem späteren Zeitpunkt bzw. dann, wenn Bedarf besteht, wieder abgibt. Im Fall des „FlexTherm Eco“ von Flamco kommt zur Speicherung ein PCM zum Einsatz.
Was ist ein PCM?
PCM steht für „Phase Change Materia“, zu Deutsch „Phasenwechselmaterial“. Ein PCM ist ein Material, das seine Aggregatzustände ändern kann, indem es Energie aufnimmt oder abgibt. Bei unserer thermischen Batterie wird anorganisches Salz als PCM eingesetzt. Dieses wird mittels einer elektrischen Spule auf 58 °C erhitzt. Bei dieser Temperatur ist das Salz vollkommen flüssig. Wird warmes Wasser benötigt, kühlt es ab und gibt dabei Wärmeenergie an den mit Wasser gefüllten Wärmetauscher ab.
Thermische Batterien können auf unterschiedliche Weise aufgeladen werden, in der Regel elektrisch. Zum Einsatz kann hier z. B. auch Solarstrom kommen. Die Wärme wird in einem Medium gespeichert, das diese bei Bedarf über einen Wärmeübertrager an das Leitungssystem abgibt.
Bild: Flamco
Über welche Wege werden thermische Batterien aufgeladen?
Thermische Batterien können auf verschiedene Arten aufgeladen werden, je nach Anwendungsbereich. Dabei kommt es auch vor, dass eine oder mehrere Methoden in Kombination verwendet werden. Das oben genannte Modell wird elektrisch geladen. Woher der Strom stammt, spielt dabei keine Rolle. Somit kann die thermische Batterie auch in Verbindung mit Photovoltaik genutzt werden. Außerdem gibt es Lösungen, die auch über eine thermische Quelle (z. B. Solarthermie) beladen werden können.
Für welche Objekte bzw. Gebäude eignen sich thermische Batterien?
Mit thermischen Batterien lassen sich die Warmwasser- und Heizwärmeversorgung von kleinen Objekten wie Einfamilienhäusern ebenso beschaffen wie von großen Objekten, ob Mehrfamilienhäuser oder gewerbliche Bauten.
Sind hybride Lösungen mit anderen Anlagen möglich?
Ja, z. B. ist die Kombination mit Fernwärme möglich. Dadurch erhöhen sich ggf. sogar die Schüttmengen. Auch ist es möglich, die thermische Batterie mit einer Wärmepumpe zu kombinieren. Dabei wird über die Wärmepumpe die Heizwärme bereitgestellt, und über die thermische Batterie das Brauchwasser. Unsere Geräte können in Verbindung mit einer Wärmepumpe auch zur Wärmepufferung verwendet werden. Bedingung dafür ist aber, dass die Vorlauftemperatur mindestens 65 °C beträgt, da ansonsten der Phasenübergang nur ungenügend funktioniert und nur wenig Energie gespeichert wird.
Schnitt durch den „FlexTherm Eco“ von Flamco. Laut Hersteller sind mindestens 40.000 Lade-/Entladezyklen ohne Leistungsabfall der Batterie möglich.
Bild: Flamco
Kommt es im Laufe der Zeit zu einem Effizienzverlust?
Nein. Auch nach 40.000 Lade-/Entladezyklen haben wir bei unserer thermischen Batterie keinen Leistungsabfall festgestellt.
Wie hoch ist das Risiko der Legionellenbildung in einer thermischen Batterie?
In einer thermischen Batterie, die mit anorganischem Salz als PCM arbeitet, besteht in der Regel kein Risiko für eine Legionellenbildung. Im Gegensatz zu einem Warmwasserspeicher ist die thermische Batterie vollständig durchströmt und hat einen kleinen Inhalt, der fast immer über 55 °C liegt. Die Problematik, dass sich z. B. beim Warmwasserspeicher durch Ablagerungen Bereiche bilden, die nicht die nötigen Temperaturen zur Legionellenvermeidung erreichen, besteht nicht.
Gibt es besondere Aspekte, die bei der Planung berücksichtigt werden müssen?
Bei der Einbindung von Trinkwarmwasser ist zu bedenken, wie viele Personen im Haushalt leben. Dafür gibt es unterschiedliche Speicherklassen. Für einen Haushalt mit zwei Personen empfehlen wir das Modell „3E“ mit einer Speicherkapazität von 3,5 kWh, das Modell „6E“ für vier Personen (7 kWh) und das Modell „9E“ für bis zu sechs Personen (10,5 kWh). Bei der Heizungsauslegung sind mehrere Faktoren wichtig. Der Energiepass des Gebäudes sowie die Nettonutzfläche sind entscheidende Faktoren, um die Heizlast zu bestimmen.
Sind thermische Batterien förderfähig?
Ja, in Deutschland sind thermische Batterien förderfähig im Rahmen des Programms Heizungsoptimierung der BAFA. Thermische Batterien können darüber mit 15 % bezuschusst werden. Dieses Programm ist allerdings nur für die Sanierung von Bestands-Wohngebäuden.
Thermische Batterien als Erdgasalternative?
Im Feldlabor „The Green Village“ auf dem Campus der TU Delft wird unter Realbedingungen an neuen Möglichkeiten geforscht, die Warmwasser- und Heizwärmeversorgung ohne den Einsatz fossiler Energieträger bereitzustellen. Das niederländische Unternehmen Aalberts hydronic flow control hat dort einen Nachbau eines Einfamilienhauses mit einem Effizienz-Standard aus den 1970er Jahren und der Energieklasse B über einen Zeitraum von insgesamt drei Jahren geprüft. Untersucht wurde auch der „FlexTherm Eco“, der dort für die Warmwassererzeugung und zum Heizen eingesetzt wurde. Dafür wurden drei Stationen in Reihe geschaltet. Das Volumen der drei Batterien ist vergleichbar mit dem eines gasbefeuerten Kessels. Die drei Batterien liefern jeweils 13 l Warmwasser pro Minute, das entspricht einer Abgabekapazität von mindestens 170 l warmen Duschwassers. Für die Bewohner waren somit unter Verwendung der Thermobatterien im täglichen Leben keine Komforteinbußen spürbar.