Programm Dokumentation/Pufferspeicher

Der Dialog Verwaltung Pufferspeicher wählt thermische Speicher aus dem Katalog aus und ordnet sie dem Projekt zu. Der Speicher entkoppelt Wärmeerzeugung und Wärmebedarf; seine nutzbare Kapazität ergibt sich aus dem Volumen und der nutzbaren Temperaturspreizung.

Warum ein Speicher Erzeugung und Bedarf entkoppelt und wie Schichtung und Verluste wirken, beschreibt Grundlagen/Pufferspeicher; hier steht, wie Sie ihn in EPOS-Plan anlegen, einstellen und mit den Erzeugern verschalten.

Einbindung in EPOS-Plan

Ein Speicher rechnet nur mit, wenn ihn mindestens ein Erzeuger über seine Wärmesenken lädt.

Katalog – Gesamtvolumen und Bereitschaftsverluste (kWh je 24 h) sind die Kennwerte des Geräts. Sie stehen unter Administration → Energiesysteme → Pufferspeicher; Herstellerdaten nach VDI 3805 liest Administration → Daten & Import → Import Pufferspeicher VDI 3805 ein.
Projekt – auf der Startseite im Reiter Energieerzeuger öffnet die Kachel Pufferspeicher den Dialog Verwaltung Pufferspeicher. In das Projekt übernehmen holt einen Speicher aus Pufferspeicher aus Datenbank; das Projekt erhält eine eigene Kopie.
Eigenschaften – Pufferspeicher anlegen / verwalten… in der Simulation Konfiguration oder Pufferspeicher anlegen… im Senkendialog öffnet Pufferspeicher im Projekt. Dort stehen Verwendung, Vor- und Rücklauf, Schwellen und Schichtung; Neuer Pufferspeicher legt einen Speicher auch ohne Katalog an. Der Dialog zeigt die nutzbare Kapazität $Q_{m a x} = Volumen [l] \times 1,16 \times (Vorlauf - Rücklauf) / 1 000$ in kWh: 1 000 l fassen mit 20 K Spreizung 23,2 kWh, mit 10 K nur 11,6 kWh.
Zuordnung zu den Erzeugern – in Wärmesenke - <Anlage> nennt eine Zeile mit dem Ziel Pufferspeicher für Heizung, Brauchwasser, Prozesswärme oder Kombi den Pufferspeicher und die Ladeprio. Ein Speicher kann mehreren Erzeugern dienen; wer ihn in welcher Reihenfolge und bis wohin lädt, zeigt Pufferspeicher im Projekt in der Gruppe Ladereihenfolge dieses Speichers (aus den Erzeugerzuordnungen).

Einbindung von Speicher 1 in Beispiel A

Wärmepumpe A
25 kW

Rang 2: lädt

Speicher 1
1 000 l, 11,6 kWh

entlädt

Heizkreis
55/45 °C

Wärmepumpe A
Kaskade 1

Kessel 1
Kaskade 2, 50 kW

Rang 1: direkt

Heizung und Warmwasser
80 und 20 MWh/a

Prinzipbild. Oben die Puffersenke: Was die Wärmepumpe über den Bedarf hinaus erzeugt, lädt Speicher 1, der es in späteren Stunden an den Heizkreis abgibt. Unten die Direktdeckung in der Reihenfolge der Kaskade; der Kessel lädt den Speicher nicht und rechnet hinter der Stufe von Wärmepumpe und Speicher.

Beispiel

Das Mehrfamilienhaus der Beispielanlage A (12 Wohnungen, 80 MWh Heizwärme und 20 MWh Trinkwarmwasser im Jahr, Heizkörper 55/45 °C) heizt mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe A (rund 25 kW) und Kessel 1 (50 kW) für die Spitzenlast. Speicher 1 mit 1 000 l nimmt auf, was die Wärmepumpe über den Bedarf hinaus erzeugt.

Dialog	Feld	Wert	Warum
Verwaltung Pufferspeicher	Pufferspeicher aus Datenbank → In das Projekt übernehmen	Speicher mit 1 000 l	Volumen und Bereitschaftsverluste kommen aus dem Katalog
Pufferspeicher im Projekt	Bezeichner: / Verwendung:	Speicher 1 / Heizung	der Speicher entlädt nur in den Heizkreis; das Warmwasser deckt die Wärmepumpe direkt
Pufferspeicher im Projekt	Gesamtvolumen [l]: / Bereitschaftsverl. [kWh/24h]:	1 000 / 2	Werte des Katalogsatzes
Pufferspeicher im Projekt	Vorlauf [°C]: / Rücklauf [°C]:	55 / 45	Auslegung der Heizkörper; der Dialog zeigt $Q_{m a x}$ 11,6 kWh
Pufferspeicher im Projekt	Einschaltschwelle [%]: / Abschaltschwelle [%]: / … nachrangig [%]: / Mindestfüllstand/Notreserve [%]:	10 / 95 / leer / 10	Vorgaben; ohne Solarthermie gilt ein leeres Nachrang-Feld wie die Abschaltschwelle, der Mindestfüllstand wirkt nur mit BHKW
Simulation Konfiguration	Reihenfolge unter Komponenten der Simulation	1 Wärmepumpe, 2 Heizkessel	die Wärmepumpe deckt vor dem Kessel; die Vorwahl einer noch nicht gepflegten Kaskade ordnet die Erzeuger in der Folge der Vorgabe-Ladeprio – Solarthermie, Wärmepumpe, BHKW, Heizkessel – und stellt die Wärmepumpe so vor den Kessel; Konfiguration speichern übernimmt sie
Betriebsmodus - Wärmepumpe A	Leistungssteuerung der Wärmepumpe:	Laufzeitoptimiert - maximale Leistung	Vorgabe: volle Leistung, der Überschuss über den Bedarf lädt Speicher 1; mit PV-optimiert lädt sie nur bei PV-Überschuss, mit Leistungsoptimiert gar nicht
Wärmesenke - Wärmepumpe A	Rang 1: Ziel / Bedarfsart	Heizkreis (direkte Deckung des Bedarfs) / Beides (Warmwasser zuerst)	die Wärmepumpe deckt zuerst direkt
Wärmesenke - Wärmepumpe A	Rang 2: Ziel / Pufferspeicher / Ladeprio	Pufferspeicher Heizung / Speicher 1 / nach Vorgabe (20 - Wärmepumpe)	einziger Lader, er füllt bis 95 %
Wärmesenke - Kessel 1	Rang 1	Heizkreis (direkte Deckung des Bedarfs) / Beides (Warmwasser zuerst)	ohne Puffersenke deckt der Kessel nur den Rest und füllt den Speicher nicht

Was zu erwarten ist und wo Sie es prüfen. 11,6 kWh entsprechen knapp einer halben Stunde Volllast der Wärmepumpe. Nach dem Lauf zeigt der Reiter Wärmepumpe der Simulationsergebnisse die Tabelle der Pufferspeicher mit Kapazität, Ladung, Entladung, Verlusten, Vollzyklen und Füllstand am Jahresende. Die Verluste bleiben unter 730 kWh im Jahr: 2 kWh je Tag bei vollem Speicher, weniger bei geringerem Füllstand. Minimale Spitzenkesselleistung: im selben Reiter nennt die größte Stundenlast, die nach Wärmepumpe, Speicher und Heizstab offen bleibt – Kessel 1 rechnet erst danach; den Füllstand über das Jahr zeigt Ergebnis → Wärmebedarfsdeckung mit der Auswahl Speicher:.

Welche Größe passt. Einen Vorschlag nach VDI 4645 und Betriebssimulation – mit Mindestlaufzeit, Sperrzeit und Taktziel – rechnet die Pufferspeicher-Auslegung; Auslegen… im Dialog öffnet sie für den markierten Speicher; in ihrem Schritt 4 stehen die passenden Katalogspeicher zur Wahl, und die Übernahme legt die gewählte Katalogkopie im Projekt an bzw. verknüpft den Speicher mit ihr. Für den Vergleich im Jahreslauf rechnen Sie mehrere Volumina als Varianten, die sich nur im Volumen unterscheiden, und vergleichen Sie den Anteil des Kessels im Reiter Heizkessel, die Minimale Spitzenkesselleistung, die Verluste und den Füllstand. Im Jahreslauf füllt jeder Lader den Speicher in jeder Stunde, in der er Wärme übrig hat, bis zu seiner Obergrenze nach; ein größerer Speicher zeigt sich dort deshalb nicht in weniger Starts – das Taktziel prüft die Auslegung.

Zusammenspiel mit anderen Technologien

Der Speicher rechnet nicht für sich: Er ist Senke der Erzeuger und Quelle der Bedarfsdeckung. EPOS-Plan bilanziert seinen Füllstand Stunde für Stunde in dieser Folge:

Vorab entladen – ist der Speicher nicht im Nachladebetrieb, deckt er zuerst den Bedarf der Kanäle seiner Verwendung.
Direkt decken – die Erzeuger decken in der Reihenfolge der Kaskade über ihre Direktsenken.
Laden – die Puffersenken, Rang für Rang und je Rang nach Ladeprio. Jeder Erzeuger lädt mit dem, was ihm nach der Direktdeckung bleibt, bis zu seiner Obergrenze.
Nachentladen – was dann noch offen ist, deckt der Speicher aus seinem Vorrat.
Bereitschaftsverlust – am Stundenende ein Vierundzwanzigstel des Tageswerts, anteilig zum Füllstand: Ein halb voller Speicher verliert halb so viel.

Diese Stundenschleife ist die Speicherstufe. In ihr rechnen die Wärmepumpe und jeder Erzeuger, der einen Speicher lädt oder als Quelle nutzt; ein Erzeuger ohne Speicherbeteiligung rechnet an seinem Kaskadenplatz vor oder nach der ganzen Stufe – Kessel 1 im Beispiel A also nach Wärmepumpe, Speicher 1 und Heizstab (Berechnung: Simulationsablauf).

Schwellen. Die Abschaltschwelle ist die Obergrenze des vorrangigen Laders, der Anlage mit der kleinsten Ladeprio an diesem Speicher. Nachrangige Lader füllen bis … nachrangig [%]; ist das Feld leer, gilt die Abschaltschwelle, lädt aber eine Solarthermie vorrangig, gelten 30 %. Eine eigene Ladeobergrenze an der Senke geht beidem vor. Die Einschaltschwelle schaltet keinen Erzeuger: Fällt der Füllstand auf sie oder reicht der Speicher beim Vorab-Entladen nicht für den Bedarf der Stunde, geht er in den Nachladebetrieb und deckt nicht mehr vorab, bis ein Lader ihn auf die Abschaltschwelle gebracht hat. Der Mindestfüllstand/Notreserve begrenzt die Entnahme nur an Speichern, die ein BHKW lädt.

Bis wohin die Lader einen Speicher füllen

Füllstand in % der nutzbaren Kapazität

95 %

leer, ohne Solarthermie

30 %

leer, Solarthermie vorrangig

50 %

gepflegt 50 %

Feld „… nachrangig [%]:“; Zahl über der Säule: Obergrenze der nachrangigen Lader

füllen alle Laderfüllt nur der vorrangige Laderüber der Abschaltschwelle, wird nicht geladen

Prinzipbild mit den Vorgaben Einschaltschwelle 10 % und Abschaltschwelle 95 %.

Ladeordnung an einem Pufferspeicher: Die Solarthermie lädt vorrangig bis zur Abschaltschwelle, BHKW und Heizkessel nachrangig bis 30 %; rechts die Schwellen, links unten die Arbeitstemperatur der Solarthermie aus der untersten Zone. Prinzipbild, Beispielwerte gerundet.

Das Bild ordnet die Regeln an einem Speicher mit drei Ladern: Wer zuerst lädt, bestimmt die kleinste Ladeprio, wie weit, die Obergrenze des Laders. Der Füllstand ist das warme Volumen von oben – die Ladung füllt die Zonen von oben, die Entnahme leert sie von unten. Die nachrangigen Lader halten so oben einen warmen Bereitschaftsteil; der Raum darunter bis zur Abschaltschwelle bleibt dem vorrangigen Lader.

Beispiel. Speicher 1 mit 2 000 l zwischen 70 und 30 °C fasst 92,8 kWh. Mit leerem … nachrangig und vorrangiger Solarthermie laden BHKW und Kessel bis 30 % (27,8 kWh), die Solarthermie bis 95 % (88,2 kWh). Steht im Feld 50, halten BHKW und Kessel 46,4 kWh bereit, und der Solarthermie bleiben 41,8 kWh.

Technik	Wirkung auf den Speicher	Wirkung des Speichers	So rechnet EPOS-Plan
Wärmepumpe	lädt, was sie über den Bedarf hinaus erzeugt	nimmt ihren Überschuss auf und gibt ihn in Stunden ab, in denen ihre Leistung nicht reicht	Vorgabe-Ladeprio 20; über den Bedarf hinaus lädt sie im Betriebsmodus Laufzeitoptimiert, mit PV-optimiert bis zum PV-Überschuss, mit Leistungsoptimiert nur, wenn sie keine Direktsenke hat
Solarthermie	lädt vorrangig bis zur Abschaltschwelle	nimmt Ertrag auf, der über den Momentanbedarf hinausgeht	Vorgabe-Ladeprio 10; leeres … nachrangig begrenzt die übrigen Lader auf 30 %; siehe Solarthermie
BHKW	lädt bis zu seiner Obergrenze	freier Speicherraum lässt es auch bei kleinem Bedarf laufen	schaltet gegen offenen Bedarf plus freien Raum bis zur Obergrenze; Vorgabe-Ladeprio 30; nur hier wirkt der Mindestfüllstand
Heizkessel	lädt mit seiner freien Leistung bis zu seiner Obergrenze, wenn er eine Puffersenke hat	–	Vorgabe-Ladeprio 40; ohne Puffersenke deckt er nur direkt
weitere Speicher	–	–	welcher Speicher eines Kanals zuerst entlädt, bestimmt die Entladepriorität, automatisch ist die beste Ladeprio seiner Lader; der Parallelverbund im Senkendialog führt mehrere Speicher als einen Vorrat (Parallelverbund)

Heizungspuffer im geschlossenen Kreis. Steht die Anlagenkopplung auf geschlossener Kreis, gleicht EPOS-Plan stündlich Raumtemperatur, Bedarf und Vorlauf mit der Leistung ab, die Erzeuger und Heizungspuffer liefern können. Der Inhalt eines Heizungspuffers an der Wärmepumpe zählt dann zur verfügbaren Leistung und überbrückt Sperrstunden der Wärmepumpe; abgezogen wird der Vorrang von Brauchwasser, Prozess und Netzverlust (Simulation: Anlagenkopplung). Die Einbindung Puffer der Wärmepumpe rechnet die Ladeseite mit dem Rücklauf aus der untersten Pufferzone (Wärmepumpe: Einbindung). Bei gekühlten Gebäuden begrenzt ein Speicher mit der Nutzung Kälte die Raumkühlung als Teil der Kälteschranke (Kühlung).

Speicher als Wärmequelle. Eine Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe und ein Heizkessel können einen Pufferspeicher als Quelle nutzen – etwa im Booster-Betrieb, in dem eine zweite Wärmepumpe den von der ersten geladenen Speicher anzapft. Gewählt wird das über Quelle: … an der Karte der Anlage; der Dialog Wärmequelle Pufferspeicher fragt für die Wärmepumpe Quelltemperatur [°C]:, nutzbare Spreizung [K]: und Regeneration [kW]:. Die Wärmepumpe entzieht dem Speicher je Stunde ihre Verdampferwärme; ist er leer, wird ihre Leistung begrenzt. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt immer die Außenluft; BHKW und Solarthermie haben keinen Quellbezug.

Steht die Verwendung des gewählten Speichers auf Kälte, ist es ein Kältespeicher als Quelle: Die Wärmepumpe kühlt ihn, statt ihn zu wärmen, und entzieht ihm damit genau die Wärme, die ihre an diesen Speicher gebundene Prozesskälte einträgt (Kälteerzeugung). Wird der Kältespeicher zu warm, läuft die Wärmepumpe von sich aus an, solange ihr Heizungspuffer noch Wärme aufnimmt.

Parallelverbund

Mehrere Pufferspeicher derselben Verwendung, die ein Erzeuger lädt, lassen sich zu einem Parallelverbund zusammenfassen und rechnen dann als ein gemeinsamer Vorrat mit einem Füllstand. Den Verbund trägt der Leitspeicher: An ihm stehen die Lader und die Ladereihenfolge. Die nutzbare Kapazität jedes Mitglieds (sein Volumen mit den Temperaturen des Leitspeichers, bei einem Trinkwasserspeicher mit der Haltetemperatur des Leitspeichers über dem Kaltwasser des Projekts) und sein Bereitschaftsverlust zählen im Jahreslauf am Leitspeicher mit; der Erzeuger lädt also alle Speicher des Verbunds. Schwellen, Mindestfüllstand, Entladepriorität, Temperaturen und Nutzung gelten vom Leitspeicher – ein Parallelverbund hat genau eine Nutzung –, und die Ergebnisse stehen in einer Zeile unter seinem Namen.

Angelegt wird der Verbund im Dialog Wärmesenke - <Anlage>: An der Senke auf Rang 1 mit einem Pufferspeicher als Ziel ist der gewählte Speicher der Leitspeicher, die weiteren Speicher kreuzen Sie unter Parallelverbund (mehrere Speicher als ein Vorrat) an (Simulation: Parallelverbund). Der Dialog bietet nur Speicher des Projekts an, die dieselbe Nutzung (Klassen-Set) und dieselbe Bauform wie der Leitspeicher tragen und nicht schon als Ziel einer Anlage, als Wärmequelle einer Anlage, die diesen Verbund lädt, oder in einem anderen Verbund dienen, und nennt andernfalls den Grund; ein Leitspeicher mit Schichtung ist ausgeschlossen. Fällt ein Mitglied heraus, weil Nutzung oder Bauform nicht mehr zum Leitspeicher passen, nennt der Dialog es unter „Nicht mehr im Parallelverbund …“.

Regeln des Verbunds.

Eine Nutzung. Alle Speicher des Verbunds tragen das Klassen-Set des Leitspeichers und dieselbe Bauform; ein Verbund aus Trinkwasserspeichern und Heizungs- oder Pufferspeichern ist nicht zulässig.
Leitspeicher und Senkenziel. Der Leitspeicher muss zur Nutzung des Senkenziels auf Rang 1 passen (Heizung, Brauchwasser, Kombi, Prozesswärme). Lädt die Anlage ihn als etwas anderes, fragt der Dialog Wärmesenke beim OK: „Der Leitspeicher … hat die Nutzung …, die Anlage lädt ihn auf Rang 1 aber als …. Die Abweichung bewusst zulassen und speichern?“ Mit Nein (Vorgabe) wird nichts gespeichert; mit Ja gilt die Abweichung für dieses Senkenziel und diese Nutzung als bestätigt. Wechselt das Ziel oder die Nutzung des Leitspeichers, erlischt die Bestätigung von selbst, und die Rückfrage kommt erneut. Ohne Bestätigung warnt die Simulation im Protokoll und rechnet mit der Nutzung des Leitspeichers. Ein Speicher ohne Verbund bleibt frei zuordenbar; dort bleibt es bei einer Warnung.
Temperaturen. Im Verbund gelten Vorlauf, Rücklauf und bei einem Trinkwasserspeicher die Haltetemperatur des Leitspeichers für alle Speicher. Am Mitglied tragen diese Felder die Zeile „Wirkt nicht …“; sie bleiben bedienbar und gelten wieder, wenn der Speicher den Verbund verlässt.
Kapazitätszeile. Am Mitglied nennt die Zeile der nutzbaren Kapazität den Beitrag zum Verbund: „Q_max … kWh im Verbund: Volumen dieses Speichers mit den Temperaturen des Leitspeichers …“.
Speicher des Verbunds als Wärmequelle. Leitspeicher und Mitglieder eines Verbunds sind ein Vorrat. Eine Anlage, die diesen Verbund lädt – auf welchem Rang auch immer –, kann keinen seiner Speicher als Quelle wählen; der Dialog Wärmequelle Pufferspeicher lehnt das mit „Der Pufferspeicher … gehört zum Parallelverbund von …, den diese Anlage lädt …“ ab. Eine Anlage, die einen anderen Vorrat lädt, darf ein Mitglied als Quelle wählen: Das Mitglied bleibt im Verbund, und die Anlage entnimmt aus dem gemeinsamen Füllstand wie aus dem Leitspeicher (Speicher als Wärmequelle).

Wo Sie den Verbund sehen.

Simulation Konfiguration – die Speicherkachel eines Mitglieds nennt „Lader: geladen über den Verbund mit …“ (mit dem Namen des Leitspeichers) statt „Lader: keiner“, ohne Fehlerrahmen und mit gestricheltem Rand; die Zeile „Im Parallelverbund mit …“ sagt, dass Kapazität und Ergebniszeile zum Leitspeicher gehören. Bei einem Trinkwasserspeicher zeigt die Karte „Haltetemperatur / Kaltwasser des Projekts“ (bei leerer Haltetemperatur mit dem Zusatz „(Vorgabe)“); ein Verbundmitglied zeigt das Paar des Leitspeichers („vom Leitspeicher …“).
Anlagenschema der Simulation Konfiguration – am Element des Leitspeichers steht „Parallelverbund: n Speicher, Σ V l“ mit der Zahl der Speicher einschließlich des Leitspeichers und ihrem Gesamtvolumen in Litern; der Tooltipp nennt die Mitglieder, die im Schema kein eigenes Element haben. Ein Trinkwasserspeicher trägt dort „Halten x / Kaltwasser y °C“ (bei leerer Haltetemperatur „Halten x (Vorgabe) / Kaltwasser y °C“); ein Verbundmitglied zeigt das Paar des Leitspeichers mit einem Tooltipp.
Pufferspeicher im Projekt – ein Mitglied zeigt in der Gruppe Ladereihenfolge dieses Speichers statt einer leeren Liste den Hinweis „geladen über den Verbund mit …“ und dass die Ladereihenfolge am Leitspeicher gepflegt wird, darunter die Lader des Leitspeichers als reine Textzeilen ohne Bedienelemente (Ladereihenfolge dieses Speichers); die Felder Einschaltschwelle, Abschaltschwelle, … nachrangig, Mindestfüllstand/Notreserve und Entladepriorität tragen am Mitglied die Zeile „Wirkt nicht: Im Parallelverbund gilt der Wert des Leitspeichers …“, beim Trinkwasserspeicher auch die Zapftemperatur. Vom Mitglied zählen in der Simulation nur das Volumen und der Bereitschaftsverlust als Tageswert; die Temperaturen kommen vom Leitspeicher: Vorlauf und Rücklauf tragen die Zeile „Wirkt nicht: Im Parallelverbund gilt das Temperaturpaar des Leitspeichers …“, beim Trinkwasserspeicher die Haltetemperatur die Zeile „… gilt die Haltetemperatur des Leitspeichers …“, und die Nutzung steht als „Folgt dem Leitspeicher …“. Deshalb steht unter Schichten die Zeile „Wirkt nicht: Im Parallelverbund rechnet der Speicher ohne Schichtung im Vorrat des Leitspeichers …“, und am Anfang der Gruppen Leistungsgrenzen (Lade- und Entladeleistung) und Bereitschaft und Frischwassermodul (Bereitschaftsweg, Aufstellraum, Frischwassermodul) die Zeile „Wirkt nicht: Im Parallelverbund gelten die Einstellungen dieser Gruppe am Leitspeicher …“. Alle diese Felder bleiben bedienbar und gelten wieder, wenn der Speicher den Verbund verlässt; am Leitspeicher steht kein Hinweis. Eine Änderung der Nutzung an einem Mitglied, die nicht zur Verwendung des Verbunds passt, lehnt der Dialog beim OK mit einer Meldung ab und speichert nichts; dasselbe gilt für einen Wechsel der Bauform, der Trinkwasserspeicher und Heizungs- oder Pufferspeicher mischte, und für eine Nutzung des Leitspeichers, die nicht mehr zum Senkenziel der Anlage passt (eine bewusste Abweichung bestätigen Sie im Dialog Wärmesenke); ein Mitglied, das trotzdem nicht passt, rechnet die Simulation nicht mit und meldet das als Warnung, und im Dialog Wärmesenke nennt die Zeile unter der Summe des Verbunds es als „Nicht mitgerechnet“. Ebenso zählt ein Mitglied nicht mit, das Wärmequelle einer Anlage ist, die den Verbund lädt; die Zeile nennt es mit dem Zusatz „(Wärmequelle)“.

Liegt der Vorlauf eines Erzeugers unter dem Vorlauf des Speichers, den er lädt – auch eines Leitspeichers –, trägt seine Karte den Hinweis Konfiguration prüfen und sein Element im Schema die Zeile „Vorlauf unter dem Puffer-Sollwert“. Das ist eine Temperaturwarnung der Senke und kein Fehler des Verbunds: Der Erzeuger kann den Speicher dann nicht auf dessen Vorlauf laden.

Schichtung nutzen

Ein neuer Speicher rechnet als ein einziger Vorrat (Schichten: 1) mit einer Mischtemperatur. Geschichtet zu rechnen lohnt, sobald die Temperatur im Speicher die Rechnung beeinflusst: bei einem Kombispeicher für Heizung und Brauchwasser, einem Frischwassermodul, einer Solarthermie mit Arbeitstemperatur aus dem Speicher, einem Brennwertkessel mit Kennlinie, einem BHKW mit Rücklaufgrenze oder einer Wärmepumpe mit der Einbindung Puffer. Was ein Schichtspeicher ist und warum er zählt, beschreibt Grundlagen: Schichtspeicher.

Schichten einschalten – im Dialog Pufferspeicher im Projekt, Abschnitt Schichtung und Leistungsgrenzen, Schichten: auf 2 bis 10 setzen. Erst dann erscheinen die Gruppen Schichtmodell und Entnahmehöhe je Kanal. Vier Schichten zeigen die Übergangszone schon deutlich; mehr Schichten lösen sie feiner auf.
Schichtmodell – Höhe [m]: ist die Behälterhöhe; leer bildet EPOS-Plan sie aus dem Volumen mit einem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser von 2,5. λ effektiv [W/(m·K)]: bestimmt, wie schnell die Wärmeleitung zwischen den Zonen die Übergangszone verwischt; leer gilt 1,5. Nutztemperatur Brauchwasser [°C]: ist die Temperatur, die eine Zone mindestens haben muss, damit das Brauchwasser aus ihr entnimmt; leer gilt die Rücklauftemperatur des Speichers.
Zonenanteile – Zonenanteile von oben: teilt das Volumen ungleich auf, etwa einen kleinen Bereitschaftsteil oben und große Heizungszonen darunter; leer sind die Zonen gleich groß. Vorschlag Kombispeicher setzt vier Zonen mit 0,10;0,16;0,37;0,37.
Entnahmehöhen – unter Entnahmehöhe je Kanal je Nutzung des Speichers Heizung:, Brauchwasser: und Prozesswärme: zwischen 0 (unten) und 1 (oben); leer heißt oben. Ein Kanal entnimmt nur aus den Zonen unterhalb seiner Höhe. Eine Höhe trifft die Zone, in deren Band sie liegt.
Einspeisehöhe der Erzeuger – im Dialog Wärmesenke - <Anlage> an der Zeile des Pufferspeichers mit eigene Einspeisehöhe: zwischen 0 und 1; ohne Angabe speist der Erzeuger oben ein. Von dieser Höhe abwärts füllt er die Zonen. Eine Wärmepumpe, die einen Speicher als Quelle nutzt, entnimmt auf der Quell-Entnahmehöhe im Dialog Wärmequelle Pufferspeicher.

Beispiel: Kombispeicher. Speicher 1 mit 1 000 l dient Heizung und Brauchwasser, geladen von einer Wärmepumpe.

Feld	Wert	Warum
Verwendung	Heizung und Brauchwasser	ein Vorrat für beide Kanäle
Vorlauf [°C]: / Rücklauf [°C]:	60 / 30	der Dialog zeigt $Q_{m a x}$ 34,8 kWh
Schichten:	4	mit Vorschlag Kombispeicher gesetzt
Zonenanteile von oben:	0,10;0,16;0,37;0,37	oben 100 l Bereitschaftsteil, 160 l Übergang, darunter zwei Heizungszonen mit je 370 l
Entnahmehöhe Heizung:	0,7	die Heizung entnimmt ab der ersten Heizungszone abwärts und lässt Bereitschaftsteil und Übergang dem Brauchwasser
Entnahmehöhe Brauchwasser:	leer	oben
Nutztemperatur Brauchwasser [°C]:	50	Brauchwasser nur aus Zonen mit mindestens 50 °C
Höhe [m]: / λ effektiv [W/(m·K)]:	leer / leer	Vorgaben: Höhe aus dem Volumen, 1,5 W/(m·K)
Wärmesenke - Wärmepumpe A	eigene Einspeisehöhe: aus	die Wärmepumpe speist oben ein

Wo Sie die Wirkung sehen.

Simulation Konfiguration – die Speicherkachel nennt die Schichtenzahl („4 Schichten“) und nach dem Lauf „Oberste Schicht: … °C im Jahresmittel“.
Reiter Wärmepumpe der Simulationsergebnisse, Unterblatt Speichertemperaturen – das Bild Speichertemperaturen im Jahresverlauf zeigt je Speicher T oben [°C] und gestrichelt T unten [°C]. Geschichtet laufen beide auseinander, und der Abstand zeigt, wie viel Spreizung der Speicher hält; mit einer Schicht liegen beide Linien aufeinander. Ab zwei Speichern steht über dem Bild je Speicher ein Schalter, mit dem Sie ihn aus- und wieder einblenden; ab Werk sind alle Speicher eingeblendet. Ohne Wärmepumpe in der Kaskade gibt es diesen Reiter nicht.
Dieselbe Tabelle der Pufferspeicher nennt Ladung, Entladung, Verluste und Vollzyklen und – mit Frischwassermodul – die Stunden, in denen die oberste Zone zu kalt zum Zapfen war.
Das Simulationsprotokoll nennt Zonenanteile, die der Lauf nicht annehmen konnte und durch gleich große Zonen ersetzt hat.

Worauf Sie achten.

Frischwassermodul und Vorlauf. Das Modul zapft nur, solange die oberste Zone die Zapftemperatur plus Grädigkeit Frischwassermodul hält. Mit 60 °C Zapftemperatur und 5 K Grädigkeit braucht es oben 65 °C; ein Speicher mit 60 °C Vorlauf erreicht das nie, und das Brauchwasser deckt dann die nächste Stufe der Kaskade. Vorlauf und Zapftemperatur aufeinander abstimmen.
Nutztemperatur über dem Vorlauf. Liegt die Nutztemperatur Brauchwasser über dem Vorlauf des Speichers, erreicht keine Zone sie, und das Brauchwasser bekommt nichts aus dem Speicher.
Höhe auf einer Zonengrenze. Eine Entnahme- oder Einspeisehöhe genau auf der Grenze zweier Zonen trifft nur eine davon; setzen Sie sie in die Mitte des gewünschten Bands, im Beispiel 0,7 statt 0,74.
Ideale Schichtung. Die Rechnung mischt nicht durch Volumenströme oder einen zu warmen Rücklauf; ein realer Speicher schichtet schlechter. Wer das abschätzen will, rechnet eine Variante mit höherer λ effektiv.
Parallelverbund und Kältespeicher. Der Leitspeicher eines Parallelverbunds kann keine Schichtung führen – der Dialog lehnt mehr als eine Schicht ab; ein Kältespeicher rechnet immer als ein Vorrat.

Parameter und ihre Wirkung

Die Felder des Dialogs Pufferspeicher im Projekt, der Senkenzeile im Dialog Wärmesenke - <Anlage> und die Arbeitstemperatur der Solarthermie; Prozentwerte beziehen sich auf die nutzbare Kapazität $Q_{m a x}$ .

Feld (Dialog)	Bedeutung und Einheit	Wirkung im Rechenweg	sinnvoller Bereich	Beispiel
Verwendung:	Kanäle, die der Speicher bedient: Heizung, Brauchwasser, Prozesswärme einzeln oder zusammen, oder allein Kälte	entlädt nur in diese Kanäle; mit Kälte ein Kältespeicher: ein Vorrat für den Kühlkanal, geladen nur in der Ladephase zwischen Ein- und Abschaltschwelle; am Mitglied eines Parallelverbunds gilt die Nutzung des Leitspeichers	die Kanäle, die der Speicher wirklich versorgt; Kälte schließt die übrigen aus	Heizungspuffer: Heizung; Kombispeicher: Heizung und Brauchwasser
Gesamtvolumen [l]:	Wasserinhalt in l	mit dem Temperaturpaar die nutzbare Kapazität $Q_{m a x}$	nach der Auslegung	2 000 l
Vorlauf [°C]: / Rücklauf [°C]:	Temperatur des vollen und des leeren Speichers in °C, beim Kältespeicher Kaltwasser-Vorlauf und -Rücklauf	$Q_{m a x} = V \cdot 1,16 \cdot (ϑ_{V L} - ϑ_{R L}) / 1 000$ in kWh; jede Zone liegt zwischen beiden; ohne Paar 10 K, beim Kältespeicher 6/12 °C; am Mitglied eines Parallelverbunds gilt das Paar des Leitspeichers (Hinweis „Wirkt nicht …“)	Vorlauf über der Nutztemperatur der Verbraucher, Rücklauf so kalt, wie die Anlage ihn zurückgibt	70/30 °C: 92,8 kWh
Einschaltschwelle [%]:	Füllstand in %	fällt der Füllstand darauf oder reicht der Vorrat vorab nicht für die Stunde, beginnt der Nachladebetrieb: Der Speicher deckt nicht mehr vorab; sie schaltet keinen Erzeuger; am Mitglied eines Parallelverbunds ohne Wirkung (Hinweis „Wirkt nicht …“)	Vorgabe 10 %	10 %
Abschaltschwelle [%]:	Füllstand in %	Obergrenze des vorrangigen Laders; erreicht der Füllstand sie, endet der Nachladebetrieb; am Mitglied eines Parallelverbunds ohne Wirkung (Hinweis „Wirkt nicht …“)	Vorgabe 95 %, über der Einschaltschwelle	95 %
… nachrangig [%]:	Abschaltschwelle für nachrangige Erzeuger in %	Obergrenze aller Lader, deren Ladeprio nicht die kleinste am Speicher ist; leer: 30 %, wenn eine Solarthermie vorrangig lädt, sonst die Abschaltschwelle; am Mitglied eines Parallelverbunds ohne Wirkung (Hinweis „Wirkt nicht …“)	über der Einschaltschwelle, höchstens die Abschaltschwelle; mit Solarthermie niedrig – ab 80 % meldet die Simulation Konfiguration das an der Solaranlage	leer, Automatik 30 %
Mindestfüllstand/Notreserve [%]:	Reserve in %	an einem Speicher, den ein BHKW lädt, entnimmt keine Entladung den Vorrat unter dieser Marke; ohne BHKW wirkungslos; am Mitglied eines Parallelverbunds ohne Wirkung (Hinweis „Wirkt nicht …“)	Vorgabe 10 %, unter der Abschaltschwelle	10 %
Bereitschaftsverl. [kWh/24h]:, Bereitschaftsverlust:, Aufstellraum:	Wärmeverlust eines Tages bei vollem Speicher, Prüfwert bei 45 K; Weg und Raumtemperatur	Tageswert anteilig zum Füllstand: je Stunde ein Vierundzwanzigstel mal Füllstandsanteil; nach Temperatur je Zone: nach der Temperatur jeder Zone über dem Aufstellraum, leer 20 °C	Wert aus dem Datenblatt; fehlt er, schlägt der Dialog die Grenze der Klasse C vor	3 kWh/24 h
Schichten:	Zahl der Zonen, 1 bis 10	1: ein Vorrat mit Mischtemperatur; ab 2 Zonen mit eigener Temperatur: Ladung von oben, Entladung von unten, Ausgleich durch Wärmeleitung	1 ohne Temperaturfrage, sonst 4	4
Zonenanteile von oben:	Volumenanteile der Zonen, Summe 1	jede Zone hat ihre eigene Kapazität	leer heißt gleich groß; Kombispeicher 0,10;0,16;0,37;0,37	leer
Höhe [m]:, λ effektiv [W/(m·K)]:	Behälterhöhe in m; Wärmeleitfähigkeit zwischen den Zonen	bestimmen den Ausgleich zwischen Nachbarzonen; leer: Höhe gleich 2,5 Durchmesser, λ 1,5	leer; ein höheres λ bildet eine schlechtere Schichtung nach	leer / leer
Nutztemperatur Brauchwasser [°C]:, Entnahmehöhe je Kanal	Mindesttemperatur einer Zone für das Brauchwasser; Höhe 0 (unten) bis 1 (oben) je Kanal	ein Kanal entnimmt nur aus Zonen unterhalb seiner Höhe, das Brauchwasser nur aus Zonen ab der Nutztemperatur	Kombispeicher: Heizung in der Mitte ihres Bands	50 °C; Heizung 0,7
Ladeleistung max. [kW]:, Entladeleistung max. [kW]:	Leistungsgrenzen in kW	Budget der Stunde für alle Lader bzw. alle Entnahmen; 0 heißt unbegrenzt	die Leistung eines Übertragers als Entladegrenze	0 / 0
Frischwassermodul, Grädigkeit Frischwassermodul:	Zapfen über einen Übertrager aus der obersten Zone; Grädigkeit in K	Brauchwasser nur, solange die oberste Zone Zapftemperatur plus Grädigkeit hält, leer 5 K	Vorlauf mindestens Zapftemperatur plus Grädigkeit	60 °C + 5 K = 65 °C
Entladepriorität:	Reihenfolge, wenn mehrere Speicher denselben Kanal bedienen	automatisch: die beste Ladeprio der Lader dieses Speichers; am Mitglied eines Parallelverbunds ohne Wirkung (Hinweis „Wirkt nicht …“)	automatisch	automatisch
Ladeprio (Wärmesenke)	Rang des Erzeugers am Speicher, 1 bis 99; die kleinere Zahl lädt zuerst	die Senken laden Rang für Rang, je Rang nach Ladeprio; die kleinste Zahl am Speicher ist vorrangig und lädt bis zur Abschaltschwelle, alle übrigen sind nachrangig	nach Vorgabe: Solarthermie 10, Wärmepumpe 20, BHKW 30, Heizkessel 40, übrige 50	nach Vorgabe
Bei PV-Überschuss: (Wärmesenke)	eigene Ladeprio in Stunden mit PV-Überschuss	wirkt nur bei einer Wärmepumpe im Betriebsmodus PV-optimiert und kann sie in diesen Stunden vorrangig machen; die Obergrenzen folgen	unverändert	unverändert
eigene Ladeobergrenze: (Wärmesenke)	Obergrenze dieser Senke in %	geht Abschaltschwelle und Nachrang vor	0 bis 100 %	Kessel 20 %
eigene Einspeisehöhe: (Wärmesenke)	Höhe 0 bis 1, auf der die Senke einspeist	von dieser Höhe abwärts füllt der Lader die Zonen; ohne Angabe oben	nur bei Schichten ab 2	aus
Arbeitstemperatur: (Solarkollektor)	mittlere Temperatur im Kollektor: fest 50 °C oder aus dem Speicher	aus dem Speicher: unterste Zone des Puffers plus Grädigkeit des Übertragers (5 K) und halbe Spreizung (5 K); ein voller Speicher macht den Kollektor heißer und senkt den Ertrag	aus dem Speicher, sobald ein Puffer da ist (Solarthermie)	unterste Zone 30 °C: 40 °C

Anwendungsbeispiele

Fünf Schaltungen mit runden Werten; Ladeprio, Obergrenzen und Schwellen wirken, wie es Parameter und ihre Wirkung beschreibt.

Heizkessel mit Puffer gegen Takten

Kessel 1 mit 60 kW, Mindestleistung 18 kW und Mindestlaufzeit 10 min deckt im Sommer allein das Warmwasser mit rund 5 kW. Ohne Puffer liegt jede Stunde unter der Mindestleistung, und er taktet: zwei Starts je Stunde, 48 am Tag. Speicher 1 mit 1 000 l zwischen 70 und 40 °C (34,8 kWh) bekommt die Verwendung Heizung und Brauchwasser, Kessel 1 an seiner Senke auf Rang 2 Speicher 1 mit Ladeprio nach Vorgabe; als einziger Lader ist er vorrangig und füllt bis 95 %. Wie viel Volumen das Takten begrenzt, rechnet die Pufferspeicher-Auslegung mit der Vorlage Kessel über Mindestlaufzeit und Taktziel. Der Jahreslauf zeigt den Speicher als Weiche: Er deckt den Bedarf vorab, und der Kessel füllt ihn in jeder Stunde mit freier Leistung bis 95 % nach. Starts und Taktstunden unter der Mindestleistung im Reiter Heizkessel sinken dort deshalb nicht, die Verluste des Speichers kommen hinzu; den Füllstand zeigt Ergebnis → Wärmebedarfsdeckung mit der Auswahl Speicher:.

Solarthermie vor BHKW und Kessel

Kollektorfeld 1 mit 40 m² (Arbeitstemperatur: aus dem Speicher), BHKW 1 mit 20 kW thermisch, wärmegeführt mit unterer Grenzleistung 50 %, und Kessel 1 mit 60 kW decken in dieser Kaskadenfolge über Rang 1 den Heizkreis und laden über Rang 2 Speicher 1 (2 000 l, 70/30 °C, 92,8 kWh, Schichten: 4), jeder mit Ladeprio nach Vorgabe – Solarthermie 10, BHKW 30, Kessel 40. Am Speicher bleibt … nachrangig [%]: leer; daneben steht „leer = Automatik: 30 % (Solarthermie am Puffer)“, und die Ladereihenfolge zeigt die Solarthermie mit lädt bis 95 %, BHKW und Kessel mit 30 %.

Ein sonniger Frühlingstag mit Solarthermie, BHKW und Kessel an einem Puffer: oben, wer den Bedarf deckt und wer den Puffer lädt, in der Mitte der Füllstand mit den Schwellen und den Stunden im Nachladebetrieb, unten die Temperaturen der vier Zonen und die Arbeitstemperatur der Solarthermie. Prinzipbild, Beispielwerte gerundet.

Das Bild rechnet den Tag nach den Regeln der Speicherstufe. Nachts deckt der Puffer den Bedarf vorab, und das BHKW lädt die entnommene Wärme wieder ein; so steht er auf 30 %. Die Morgenspitze übersteigt den Vorrat über dem Mindestfüllstand: Der Puffer geht in den Nachladebetrieb, BHKW und Kessel decken direkt. Ab 10 Uhr lädt die Solarthermie ihren Überschuss bis 95 %; BHKW und Kessel bleiben aus, denn über 30 % haben sie keinen Raum. Um 15 Uhr ist die Abschaltschwelle erreicht, der Nachladebetrieb endet, und der Puffer deckt den Abend vorab. Ab drei Vierteln Füllstand wird die unterste Zone warm und mit ihr der Kollektor; sein Ertrag sinkt am Nachmittag. Über den Tag: Bedarf 267 kWh, Solarthermie 128 kWh, davon 76 kWh in den Puffer, BHKW 122 kWh, Kessel 23 kWh, aus dem Puffer 185 kWh. Im Jahreslauf nennt die Speicherkachel der Simulation Konfiguration die Nachrang-Abschaltschwelle 30 % als Vorgabe wegen Solarthermie am Puffer, Ertrag und Überschuss stehen bei der Solarthermie.

BHKW vor dem Kessel

BHKW 1 mit 50 kW thermisch und unterer Grenzleistung 50 % (25 kW) steht in der Kaskade vor Kessel 1 mit 150 kW. Speicher 1 mit 3 000 l zwischen 80 und 50 °C fasst 104,4 kWh, 60 l je kW. Das BHKW deckt über Rang 1 den Heizkreis und lädt über Rang 2 Speicher 1 mit Ladeprio nach Vorgabe (30); als einziger Lader ist es vorrangig und füllt bis 95 %, Kessel 1 bekommt nur die Direktsenke. In einer Sommerstunde mit 15 kW Warmwasser stünde das BHKW ohne Speicher, weil 15 kW unter seiner Grenzleistung liegen; mit Speicher läuft es, sobald offener Bedarf und freier Raum zusammen 25 kWh erreichen, und lädt ein, was der Bedarf nicht nimmt. Der Mindestfüllstand von 10 % bleibt dabei als Reserve stehen. Soll auch der Kessel den Speicher laden, setzen Sie … nachrangig [%] oder an seiner Senke eine eigene Ladeobergrenze auf etwa 20 %: Ohne Solarthermie gälte sonst die Abschaltschwelle, und der Kessel nähme dem BHKW den Raum. Im Ergebnis steigen Betriebsstunden und Wärme des BHKW, der Anteil im Reiter Heizkessel sinkt.

Wärmepumpe mit Puffer und Sperrzeit

Wärmepumpe A mit 20 kW hat zwei Sperrfenster von je 2 h am Tag (Sperrzeiten vorhanden); Kessel 1 steht in der Kaskade hinter ihr. In der Übergangszeit braucht das Gebäude in den Sperrstunden rund 8 kW, je Sperre 16 kWh. Speicher 1 mit 2 000 l zwischen 55 und 40 °C fasst 34,8 kWh, bei 95 % rund 33 kWh – genug für eine Sperre. Die Wärmepumpe deckt über Rang 1 direkt und lädt über Rang 2 Speicher 1 mit Ladeprio nach Vorgabe (20); im Betriebsmodus Laufzeitoptimiert füllt sie ihn mit ihrem Überschuss bis 95 %. In der Sperre deckt der Puffer den Bedarf vorab, sein Füllstand fällt je Sperre um rund 16 kWh, und der Kessel bleibt aus. Die Größe rechnet die Auslegung mit dem Kriterium Sperrzeit vor; im geschlossenen Kreis zählt der Lauf die Sperrstunden, in denen der Vorrat nicht reicht, als „Speicher leer“.

Kältespeicher

Speicher 2 bekommt die Verwendung Kälte, Kaltwasser-Vorlauf 6 °C, Kaltwasser-Rücklauf 12 °C und 8 600 l, rund 60 kWh Kältevorrat; die Schwellen bleiben bei 10 und 95 %. Er rechnet als ein Vorrat, entlädt vor dem Verdichter in den Kühlbedarf und lädt nur in der Ladephase, die bei 10 % beginnt und bei 95 % endet. An einem Sommertag mit einer Kältemaschine von 25 kW deckt der Speicher den Vormittag allein; ab Mittag kühlt die Maschine den Raum und lädt mit ihrer freien Leistung, bis der Speicher abends wieder bei 95 % steht (Kälteerzeugung: Kältespeicher). Die nachrangige Schwelle, der Mindestfüllstand und die Schichtung wirken an einem Kältespeicher nicht.

Fallstricke

Kleine Spreizung, kleiner Speicher. Die Kapazität wächst mit Vorlauf minus Rücklauf: 1 000 l mit 5 K fassen 5,8 kWh. Ein neuer Speicher übernimmt als Vorbelegung den kleinsten Vorlauf und den größten Rücklauf der Erzeuger im Projekt – bei unterschiedlichen Erzeugern schrumpft die Spreizung dabei. Fehlt das Temperaturpaar, rechnet der Lauf mit 10 K und nennt das an der Speicherkachel. Prüfen Sie die Anzeige $Q_{m a x}$ .
Freie Eingabe ohne Verluste. Ein Speicher, den Sie ohne Katalog anlegen, beginnt mit Bereitschaftsverl. 0; die Bilanz kennt dann keinen Verlust. Tragen Sie den Wert aus dem Datenblatt ein.
Der Kessel füllt den Speicher. Hat ein Heizkessel eine Puffersenke, lädt er mit seiner freien Leistung bis zu seiner Obergrenze – ohne Solarthermie am Speicher und mit leerem … nachrangig bis zur Abschaltschwelle. Seine Wärme deckt dann in den folgenden Stunden vorab, was sonst die Wärmepumpe gedeckt hätte; die Ladereihenfolge des Speichers zeigt den Kessel mit lädt bis 95 %. Abhilfe: den Kessel nur mit der Direktsenke führen, … nachrangig [%] senken oder an seiner Senke eine eigene Ladeobergrenze setzen.
Verwendung und Ziel passen nicht. Die Senke bietet alle Speicher des Projekts an; führt die Verwendung des Speichers den Kanal des Ziels nicht, wird die Zuordnung gespeichert und als unplausibel gemeldet. Ein Speicher, den keine Senke nennt, wird nie geladen; die Ladereihenfolge zeigt dann „(keine Anlage lädt diesen Speicher)“.
Schichten 1. Mit Schichten: 1 rechnet der Speicher als ein Vorrat; Entnahmehöhen, Einspeisehöhe und Nutztemperatur wirken erst ab zwei Schichten (Schichtung nutzen).
Wo die Speicherwerte stehen. Die Tabelle je Speicher steht im Reiter Wärmepumpe; darunter nennt je Speicher eine Zeile den Bereitschaftsverlust nach Temperatur und die Stunden, in denen das Frischwassermodul nicht zapfen konnte. Ohne Wärmepumpe in der Kaskade gibt es diesen Reiter nicht, und es bleibt der Füllstand im Blatt Wärmebedarfsdeckung des Reiters Ergebnis.
Verluste in der Jahresbilanz. Ladung minus Entladung eines Jahres ergibt die Bereitschaftsverluste, zuzüglich der Änderung des Füllstands. Die Erzeuger liefern deshalb etwas mehr Wärme, als der Bedarf verlangt.
Was der Jahreslauf nicht abbildet. Gerechnet wird im Stundenraster: Ein Erzeuger unter seiner Mindestleistung taktet rechnerisch innerhalb der Stunde, eine Regelung über mehrere Stunden – laden bis zur Abschaltschwelle, dann ruhen – kennen die Lader nicht, und Massenströme rechnet der Lauf nicht. Ein Wärmeübertrager zwischen Puffer und Kessel wirkt nur über seine Leistung: Tragen Sie sie als Entladeleistung max. ein. Das Frischwassermodul prüft je Stunde die Temperatur der obersten Zone, Zapfspitzen innerhalb der Stunde sieht es nicht.
Zonenanteile ohne Schichten. Zonenanteile wirken erst ab zwei Schichten, und ihre Zahl muss zur Schichtenzahl passen; Vorschlag Kombispeicher setzt beides zusammen.

Eingaben

Katalog und Projektzuordnung

Der Dialog Verwaltung Pufferspeicher hat drei gerahmte Bereiche übereinander: Im Projekt (oben), Katalog (DB) und Gewählter Satz. Die Trennlinie zwischen den beiden Listen lässt sich ziehen; die Aufteilung wird je Dialog gemerkt. Beide Listen kennen die Mehrfachwahl mit Kästchen und mit dem Kästchen im Spaltenkopf; Ankreuzen wählt keine Zeile. Gewählt wird ein Satz durch den Klick auf seine Zeile, die gewählte Zeile ist farbig hervorgehoben. Die Knopfleiste in der Zeile Gewählter Satz führt Vergleichen…, Schloss setzen…/Schloss aufheben…, Löschen und Bearbeiten…; Schloss und Löschen gelten nur für Katalogsätze und sind beim gewählten Projektsatz gesperrt (Hinweis Katalogsatz wählen), Vergleichen… vergleicht die angekreuzten Zeilen des Bereichs. Bearbeiten… und der Vergleich öffnen nur Projektzeilen mit Gerät. Ein Doppelklick oder Enter auf einer Katalogzeile übernimmt sie in das Projekt. Der Stift in einer Zeile öffnet den Satz zum Bearbeiten – in der Projektliste die Projektkopie, in der Katalogliste den Katalogsatz; ein gesperrter Katalogsatz ist nur lesbar, bis das Schloss aufgehoben ist. Auf kleinen Bildschirmen (iPad) werden die Elemente kompakter, Rollbalken erscheinen nur dort, wo sie nötig sind.

Die gemeinsame Bedienung — Spalten…, Mehrfachwahl, Vergleichen…, Übernehmen, Rückweg und die Zeile Gewählter Satz — steht unter Gerätekataloge: Katalogauswahl im Projektdialog. Vergleichen… zeigt die angekreuzten Projektzeilen und Katalogsätze gemeinsam in einer Tabelle, zwei bis drei Zeilen aus beiden Listen; ohne Kreuze steht die gewählte Projektzeile neben dem gewählten Katalogsatz. Der Spaltenkopf nennt die Herkunft (Projekt oder Katalog) vor dem Namen. Beim Pufferspeicher stehen in der Kopfleiste Im Projekt die Summe der Gesamtvolumina in Litern und Auslegen…; ohne gewählte Projektzeile öffnet Auslegen… die Auslegung für einen neuen Speicher, mit gewählter Zeile die Auslegung dieser Zeile, beides wie Abbrechen den Dialog verlassend. Der Katalogfuß führt kein Neu…; neue Katalogsätze entstehen in der Verwaltung im Menü, mit Speichern unter im Katalogeditor oder über den Rückweg In die Datenbank übernehmen…. Dabei gehen Hersteller, Speichertyp, Bereitschaftsverluste, Gesamtvolumen und Investitionskosten in den Katalog; Verwendung, Temperaturpaar, Schwellen, Schichtung, Lade- und Entladeleistung, Senken, Verbünde und Lade-Prioritäten bleiben im Projekt.

Katalog (DB) – Suchfeld Suche über alle Spalten: (mit den Platzhaltern * und ?) und Trefferzahl; Spalten Bezeichner, Hersteller, Speichertyp, Volumen in l und Bereitschaftsverluste in kWh/d. Die Spaltenköpfe sortieren und filtern, Spalten… wählt die angezeigten Spalten, und ein farbiger Punkt im Projekt verwendet kennzeichnet Katalogzeilen, die im Projekt stehen. In das Projekt übernehmen legt von den gewählten Katalogsätzen je eine Projektkopie an; die Zeile im Projekt bleibt mit dem Katalogsatz verknüpft. Die Knöpfe Vergleichen… (ab zwei angekreuzten Sätzen), Schloss setzen…/Schloss aufheben…, Löschen, Bearbeiten… stehen in der Zeile Gewählter Satz. Löschen entfernt die gewählten Katalogsätze nach einer Rückfrage für alle Projekte. Gesperrte Katalogsätze (Auslieferungssätze) sind nur lesbar, bis das Schloss aufgehoben ist. Bei mehreren gewählten Sätzen öffnet Bearbeiten… die Mehrfachbearbeitung (‹ 1 von n ›), in der für alle gewählten setzen einen Wert in allen gewählten Sätzen einträgt; gespeichert wird in einem Zug – alle Sätze oder keiner. Das Volumenfeld des Filters nimmt auch einen Bereich wie 200..500.
Im Projekt – die Speicher des Projekts mit der Summe des Volumens. Aus dem Projekt entfernen nimmt die angekreuzten Zeilen, sonst die gewählte Zeile aus der Liste; die Projektkopie wird erst mit OK gelöscht. In die Datenbank übernehmen… legt aus den angekreuzten Projektsätzen (sonst dem gewählten) neue Katalogsätze unter neuem Namen an oder überschreibt deren Ursprungssatz (nur, wenn er nicht gesperrt ist); die Rückfrage zeigt als Vorschau die Abweichungen. Ein Name, der im Katalog schon vergeben ist, wird abgelehnt.
Gewählter Satz – zugeklappt zeigt er die Marke Projektsatz oder Katalogsatz, den Namen und die Kenndaten des Satzes; aufgeklappt eine kurze Zusammenfassung der Anlagendaten (Volumen, Bereitschaftsverluste, Vorlauf und Rücklauf, Nutzung, Kosten). Bearbeiten… in der Knopfleiste (ebenso der Stift der Zeile) öffnet den Satz als Überlagerung in voller Höhe mit allen Feldern, beim Projektsatz mit den Kostenknöpfen. OK speichert, Abbrechen verwirft alle Eingaben der Überlagerung samt den Anlagenfeldern. Die Zuordnung zum Erzeuger sowie die Ein- und Abschaltschwellen legen Sie im Dialog Simulation Konfiguration fest.
Abweichung vom Katalog – weicht die Projektkopie von dem Katalogsatz ab, aus dem sie übernommen wurde, trägt ihre Zeile im Projekt das Zeichen ⚠ mit dem Hinweis weicht vom Katalog ab und den betroffenen Feldern (Hersteller, Speichertyp, Bereitschaftsverluste, Gesamtvolumen, Beschreibung); derselbe Hinweis steht am gewählten Satz. In der Bearbeiten-Überlagerung sind die abweichenden Felder unter Alle Daten anzeigen markiert. Das Zeichen ändert nichts. Aus Katalog erneuern… setzt nach Rückfrage alle abweichenden Felder der Projektkopie sofort auf den Stand des Katalogs; der Katalogsatz und die Anlagenfelder im Projekt (Verwendung, Vorlauf und Rücklauf, Schwellen, Schichtung, Lade- und Entladeleistung, Senken) bleiben unverändert. Auch eine Auslegung, die das Volumen übernommen hat, zeigt das Zeichen. Eine Projektkopie ohne zugehörigen Katalogsatz trägt kein Zeichen.
Bearbeiten-Überlagerung – links steht unter Gewähltes Gerät ein Steckbrief mit den wichtigsten Daten des Speichers (Hersteller, Speichertyp, Volumen, Bereitschaftsverluste, beim Projektsatz Verwendung, Vorlauf, Rücklauf, Invest und Betrieb), rechts die Kenndaten mit Alle Daten anzeigen. Beim Projektsatz steht unter den Kenndaten das mehrzeilige Feld Beschreibung: für den Gerätetext der Projektkopie (höchstens 2000 Zeichen); OK speichert ihn, ein längerer Text wird mit Hinweis abgelehnt.
Gesamtvolumen und Bereitschaftsverluste – das Volumen bestimmt zusammen mit der Spreizung die nutzbare Kapazität; die Bereitschaftsverluste in Kilowattstunden je Tag bilanziert die Simulation stündlich mit. Beide stehen in der Überlagerung Bearbeiten, dort auch die Investitionskosten (€), der Betrag, der in die Wirtschaftlichkeit eingeht.

Pufferspeicher im Projekt

Pufferspeicher im Projekt – die Liste Im Projekt führt die Speicher des Projekts; der markierte Eintrag bestimmt, was der Bereich Gewählter Satz zeigt. Auslegen… in der Kopfleiste öffnet die Auslegung (Pufferspeicher auslegen) für einen neuen Speicher, bei markierter Projektzeile für diesen. In das Projekt übernehmen und Aus dem Projekt entfernen wirken in der Liste; gespeichert wird sie mit OK. Die Gruppen darunter erreichen Sie über Bearbeiten im Gewählten Satz.
Eigenschaften des gewählten Speichers – die Gruppe fasst zusammen, womit die Simulation rechnet: Bezeichner, Verwendung, Volumen, Bereitschaftsverluste, Temperaturen und Schwellen; was jedes Feld bewirkt, steht unter Parameter und ihre Wirkung.
Verwendung (Klassen-Set): Heizung, Brauchwasser, Prozesswärme, Kälte – die Häkchen bestimmen, welche Kanäle dieser Speicher bedient; mindestens eines muss gesetzt sein. Das Klassen-Set bestimmt allein, wofür der Speicher zur Verfügung steht. Kälte macht den Speicher zum Kältespeicher und schließt die drei Wärmenutzungen aus: Wer Kälte anhakt, wählt sie ab, und eine angehakte Wärmenutzung wählt Kälte ab (Kühlung). Am Mitglied eines Parallelverbunds steht die Zeile „Folgt dem Leitspeicher …: Im Parallelverbund tragen alle Speicher dessen Nutzung.“
Speicherart – jeder Speicher trägt eine der fünf Arten aus dem Katalog: Heizungspufferspeicher (vorgesehen für Heizung), Brauchwasserspeicher (Brauchwasser), Kombispeicher und Solarspeicher (Heizung und Brauchwasser) oder Prozesswärmespeicher (Prozesswärme). Die Liste Im Projekt zeigt sie in der Spalte Typ neben dem Namen, dazu die Nutzung als Kurzzeichen: H Heizung, B Brauchwasser, P Prozesswärme, K Kälte. Jede Art lässt sich für jede Nutzung verwenden. Ist ein Speicher für eine Nutzung zugeordnet, die seine Art nicht vorsieht – etwa ein Heizungspufferspeicher auch für Brauchwasser oder ein Brauchwasserspeicher für Heizung –, steht ein Warnzeichen an der Zeile, und die Simulation meldet das im Protokoll und an der Speicherkachel; gerechnet wird wie zugeordnet. Eine Nutzung, die nur einen Teil der vorgesehenen abdeckt, etwa ein Kombispeicher nur für Heizung, meldet nichts; Kälte wird nicht geprüft. Die Art eines Speichers im Projekt wählt man unter Bearbeiten… mit Alle Daten anzeigen im Auswahlfeld Speichertyp aus denselben fünf Arten wie im Katalog; Spalte Typ und Warnzeichen zeigen nach dem Speichern den neuen Stand.
Vorlauf- und Rücklauftemperatur – in °C. Aus der Differenz und dem Volumen ergibt sich die nutzbare Kapazität des Speichers. Fehlen die beiden Werte, rechnet die Simulation mit einer Spreizung von 10 K; die Speicherkachel der Simulation Konfiguration weist darauf hin. Am Mitglied eines Parallelverbunds gilt das Paar des Leitspeichers: Die Felder tragen die Zeile „Wirkt nicht: Im Parallelverbund gilt das Temperaturpaar des Leitspeichers …“ und bleiben bedienbar; die Zeile der nutzbaren Kapazität nennt den Beitrag „Q_max … kWh im Verbund“.
Brauchwasserspeicher – ein Speicher der Art Brauchwasserspeicher kommt mit der Nutzung Brauchwasser ins Projekt und rechnet im Brauchwasserkanal wie jeder andere Speicher: Die Kapazität ergibt sich aus Volumen und der Spreizung zwischen Vorlauf und Rücklauf. Ladeleistung max. steht dabei für die Leistung des eingebauten Wärmetauschers. Beim Anlegen belegt EPOS-Plan den Vorlauf mit der Speichertemperatur, den Rücklauf mit der Kaltwassertemperatur und die Nutztemperatur Brauchwasser mit der Zapftemperatur vor – aus dem Zapfprofil des Projekts, sonst aus dem Brauchwasserprofil mit seinen Bezugstemperaturen 60/10 °C, sonst mit 60 °C Speicher, 10 °C Kaltwasser und 60 °C Zapftemperatur. Woher die Werte stammen, steht im Feld Beschreibung der Projektkopie. Fehlt das Temperaturpaar oder liegt der Vorlauf unter der Zapftemperatur des Projekts, meldet die Simulation Konfiguration an der Speicherkachel, dass der Speicher die Zapftemperatur nicht hält.
- Rechenweg: Der Speicher wird von unten mit Kaltwasser nachgefüllt; die Kaltwassertemperatur kommt aus dem Projekt (Zapfprofil bzw. Warmwasserbedarf) und ist im Dialog nicht änderbar. Er liefert nur, solange die obere Zone die Zapftemperatur abzüglich 2 K hält; sonst ist er gesperrt, und der Bedarf geht an die nächste Stufe der Kaskade. Geladen wird höchstens mit der Leistung des Wärmetauschers. Der Bereitschaftsverlust bezieht sich auf die Haltetemperatur; gerechnet wird mit mindestens 10 Zonen.
- Felder im Projekt: Haltetemperatur (die Speichertemperatur), Kaltwasser (aus dem Projekt), Zapftemperatur und Leistung des Wärmetauschers. Die nutzbare Kapazität rechnet mit Volumen, Haltetemperatur (leer die Vorgabe) und Kaltwasser; der Rücklauf der Projektkopie wirkt nicht. Dieselbe Zahl zeigen die Zeile der nutzbaren Kapazität im Dialog und die Summe eines Parallelverbunds im Dialog Wärmesenke. Als Mitglied eines Parallelverbunds rechnet der Speicher mit der Haltetemperatur des Leitspeichers; das Feld trägt dann die Zeile „Wirkt nicht: Im Parallelverbund gilt die Haltetemperatur des Leitspeichers …“.
- Haltetemperatur: Vorgabe und Wahl. Ein leeres Feld zeigt die Vorgabe als „Vorgabe: 60 °C“: die Speichertemperatur aus dem Zapfprofil bzw. Warmwasserbedarf des Projekts, sonst 60 °C. Ein eingetragener Wert ist die Wahl und gilt statt der Vorgabe; die Zeile darunter nennt dann die Vorgabe, und Vorgabe verwenden leert das Feld wieder. Liegt die Haltetemperatur nicht mindestens 5 K über dem Kaltwasser, rechnet die Simulation mit 60/10 °C und meldet das. Frischwassermodul und der Weg nach Temperatur je Zone entfallen. Ein neuer Brauchwasserspeicher, der direkt aus der Katalogzeile entsteht, zeigt die Wärmetauscherwerte erst nach dem Übernehmen ins Projekt. Speicherkarte und Schema der Simulation Konfiguration zeigen dasselbe Paar: „Haltetemperatur / Kaltwasser des Projekts“ auf der Karte, „Halten x / Kaltwasser y °C“ im Schema, bei leerer Haltetemperatur mit dem Zusatz „(Vorgabe)“.
- Kennzahlen: Die Ergebnisse des Speichers nennen die Sperrstunden (Inhalt vorhanden, aber keine Zone hält die Grenze), die gesperrte Energie in kWh (Brauchwasserbedarf, den die Sperre nicht deckte) und die Stunden an der Ladegrenze (die Leistung des Wärmetauschers kappte die angebotene Ladung). Bei mehr als 5 % gesperrter Energie am Brauchwasserbedarf des Speichers steht eine Warnung im Protokoll.
Ein- und Abschaltschwelle, nachrangige Schwelle – in Prozent der nutzbaren Kapazität. Die Schwellen schalten keinen Erzeuger: Jeder Lader füllt mit dem, was ihm nach der Direktdeckung bleibt, bis zu seiner Obergrenze. Die Abschaltschwelle ist die Obergrenze des vorrangigen Laders, die nachrangige Schwelle die der übrigen; sie muss über der Einschaltschwelle liegen und darf die Abschaltschwelle nicht übersteigen. Fällt der Füllstand auf die Einschaltschwelle oder reicht der Vorrat vorab nicht für die Stunde, deckt der Speicher nicht mehr vorab, bis er die Abschaltschwelle wieder erreicht hat (Schwellen). Ist die nachrangige Schwelle leer und lädt eine Solarthermie den Speicher vorrangig, gilt für die nachrangigen Erzeuger 30 %, damit der Speicher Platz für die solare Wärme behält; ohne Solarthermie gilt bei leerem Feld die Abschaltschwelle. Leer heißt Automatik: Ein neuer Speicher beginnt mit leerem Feld, und neben dem Feld steht, welcher Wert gilt und warum („leer = Automatik: 30 % (Solarthermie am Puffer)“). Ein eingetragener Wert gilt immer; wer ihn löscht, stellt auf Automatik zurück. Hält ein nachrangiger Erzeuger einen Speicher mit Solarthermie bis 80 % oder höher geladen, meldet die Simulation Konfiguration das an der Solaranlage. Am Mitglied eines Parallelverbunds trägt jede dieser Schwellen die Zeile „Wirkt nicht: Im Parallelverbund gilt der Wert des Leitspeichers …“; das Feld bleibt bedienbar und gilt wieder, wenn der Speicher den Verbund verlässt.
Mindestfüllstand / Notreserve – in Prozent der nutzbaren Kapazität. An einem Speicher, den ein BHKW lädt, entnimmt keine Entladung den Vorrat unter dieser Marke – er überbrückt die nächste Bedarfsspitze, bis das BHKW anläuft; ein Speicher ohne BHKW unter seinen Ladern entlädt bis 0. Am Mitglied eines Parallelverbunds wirkt der Wert nicht (Zeile „Wirkt nicht …“); er bleibt bedienbar.
Schichtung und Leistungsgrenzen – Schichten legt fest, ob der Speicher als ein Vorrat (1) oder geschichtet (2 bis 10) rechnet. Ladeleistung max. und Entladeleistung max. begrenzen die Leistung in kW, 0 bedeutet unbegrenzt. Ab zwei Schichten kommen Höhe in m, effektive Wärmeleitfähigkeit $λ$ in W/(m·K) und die Nutztemperatur Brauchwasser in °C hinzu; wie Sie sie wählen, steht unter Schichtung nutzen. Unter den Leistungsgrenzen steht der Hinweis Übertrager: Leistung als Entladegrenze eintragen. Am Mitglied eines Parallelverbunds wirken Schichtung und Leistungsgrenzen nicht (Zeilen „Wirkt nicht …“ unter Schichten und am Anfang der Leistungsgrenzen); die Felder bleiben bedienbar.
Zonenanteile von oben – ab zwei Schichten die Volumenanteile der Zonen, oben beginnend und durch Semikolon getrennt, etwa 0,10;0,16;0,37;0,37. Die Summe muss 1 ergeben, die Zahl der Anteile der Schichtenzahl entsprechen; sonst nennt der Dialog beim OK den Grund. Leer heißt gleich große Zonen. Vorschlag Kombispeicher setzt vier Schichten mit 0,10 / 0,16 / 0,37 / 0,37 – Bereitschaftsteil, Übergang und zwei Heizungszonen.
Bereitschaft und Frischwassermodul – Bereitschaftsverlust: wählt zwischen Tageswert anteilig zum Füllstand (Vorgabe) und nach Temperatur je Zone. Nach Temperatur verliert jede Zone im Verhältnis ihrer Temperatur über dem Aufstellraum (°C, leer = 20 °C); der Bereitschaftswert gilt dabei für 45 K Temperaturdifferenz. Ein leerer Speicher verliert so nichts, ein heißer mehr als mit dem Tageswert. Frischwassermodul lässt das Brauchwasser nur aus der obersten Zone zapfen, solange sie die Zapftemperatur plus Grädigkeit Frischwassermodul (K, leer = 5 K) hält; sonst deckt die nächste Stufe der Kaskade. Das Modul wirkt nur an einem Speicher mit der Nutzung Brauchwasser. Die Zapftemperatur kommt aus dem Zapfprofil, ohne Zapfprofil gelten 60 °C. Fehlt der Bereitschaftsverlust, schlägt ein Hinweis neben dem Feld einen Wert nach der Obergrenze der Energieeffizienzklasse C für Warmwasserspeicher vor (abhängig vom Volumen) und bietet ihn über einen Knopf zur Übernahme an; eine bewusst eingetragene 0 löst den Hinweis nicht aus. Ohne gepflegten Wert meldet die Simulation den Speicher als ohne Bereitschaftsverlust. Am Mitglied eines Parallelverbunds wirken Bereitschaftsweg, Aufstellraum und Frischwassermodul nicht (Zeile „Wirkt nicht …“ am Anfang der Gruppe); der Bereitschaftsverlust des Mitglieds zählt als Tageswert, die Felder bleiben bedienbar.
Entnahmehöhe je Kanal – bei geschichtetem Speicher je Kanal die Höhe, aus der entnommen wird (0 = unten, 1 = oben; leer = Standard, also oben). Angeboten werden nur die Kanäle des eingestellten Klassen-Sets.
Ladereihenfolge dieses Speichers – die Gruppe zeigt, welche Erzeuger diesen Speicher laden und in welcher Reihenfolge, je Zeile mit Anlage, Erzeuger, Senke, Ladeprio und lädt bis, der wirksamen Obergrenze. Sie ist eine Anzeige: Gepflegt wird die Reihenfolge über die Wärmesenken der Erzeuger im Dialog Simulation Konfiguration. Bei einem Mitglied eines Parallelverbunds steht statt einer leeren Liste der Hinweis „geladen über den Verbund mit …“: Die Ladereihenfolge wird dann am Leitspeicher gepflegt, und darunter stehen dessen Lader als reine Textzeilen.
Entladepriorität – bestimmt, an welcher Stelle dieser Speicher entladen wird, wenn mehrere Speicher denselben Kanal bedienen. Ein Hinweis daneben nennt die sich daraus ergebende Position. Am Mitglied eines Parallelverbunds wirkt der Wert nicht (Zeile „Wirkt nicht …“); er bleibt bedienbar.
Übernehmen oder verwerfen – OK prüft die offene Zeile, speichert die ganze Liste und schließt den Dialog. Ist eine Eingabe unzulässig – fehlender Bezeichner, keine angehakte Nutzung, Gesamtvolumen 0, eine Schaltschwelle außerhalb von 0 bis 100 % oder Ein- und Abschaltschwelle in der falschen Reihenfolge –, bleibt der Dialog offen und nennt den Grund als Hinweis über den Feldern; die eingetippten Werte stehen weiter da. Abbrechen schließt den Dialog, ohne zu speichern; ✕ und Esc wirken ebenso. Angelegte, übernommene und entfernte Zeilen gelten dann nicht.

Siehe auch

Solarthermie – Kollektorfeld, das den Puffer direkt und nachrangig lädt
Wärmepumpe – lädt den Puffer; eine Sole- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe kann ihn auch als Wärmequelle nutzen
Pufferspeicher auslegen – das Volumen nach VDI 4645 und Betriebssimulation vorschlagen und übernehmen
Grundlagen/Pufferspeicher – die fachlichen Hintergründe

Berechnung

Nutzbare Kapazität, Lade- und Entladeregelung, Schichtung und Bereitschaftsverluste stehen unter Berechnung: Pufferspeicher.