Latentwärmespeicher - Speicherlösung für Ihren Haushalt?

Was ist ein Latentwärmespeicher, wo wird er eingesetzt und welche Vorteile bringt er? Wir stellen Ihnen diese Art der Wärmespeichertechnik vor und erklären die Funktionsweise.

Ein Latentwärmespeicher ist eine besondere Art der Wärmespeichertechnik, die Wärme über einen sehr langen Zeitraum und immer wieder aufs Neue speichern kann. Dafür verwendet der Latentwärmespeicher als Speichermedium ein Phasenwechselmaterial (abgekürzt PCM für Phase Change Material). 

Dieses Material ist in der Lage, seinen Aggregatzustand innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs zu wechseln, zum Beispiel von flüssig in fest und umgekehrt. Häufig verwendete PCMs sind zum Beispiel Salzhydrate oder Paraffine. Das Besondere an den PCMs ist also, dass sie bei Energiezufuhr in Form von Wärme vorerst nicht ihre Eigentemperatur wechseln, sondern stattdessen eine Phasenumwandlung durchlaufen. 

Wechselnder Aggregatzustand macht Technik effizient

Während des Wechsels des Aggregatzustandes wird die latente Wärme, also die Wärme, die aufgenommen oder abgegeben wurde, gespeichert und kann anschließend – auch erst nach einem längeren Zeitraum – genutzt werden. Diese latente Wärme, bei der es sich um Schmelzwärme, Absorptionswärme oder Lösungswärme handelt, ist durch den Phasenumwandlungseffekt wesentlich größer als die herkömmliche Wärmekapazität dieser Materialien. Aus diesem Grund sind Latentwärmespeicher besonders effizient. 

Ein bekanntes Beispiel für einen Latentwärmespeicher ist ein Handwärmekissen für die Jackentasche. Bis das Kissen erwärmt wird, bleibt es in einem festen Zustand. Ab einer bestimmten Schmelztemperatur beginnt das PCM im Kissen zu schmelzen und wird flüssig. Dafür muss Energie eingesetzt werden (zum Beispiel in einem mit Wasser gefüllten Kochtopf oder in der Mikrowelle). Diese Energie bleibt latent (verborgen) im Handwärmer gespeichert und wird erst dann wieder frei, sobald das Metallplättchen im Kissen geknickt und so eine Kristallisation in Gang gesetzt wird. Als Folge erwärmt sich das Kissen wieder auf die Schmelztemperatur. 

Neben den weit verbreiteten Handwärmern und Wärmekissen, begegnen uns Latentwärmespeicher im Alltag zum Beispiel in der Küche in Form von Warmhalteplatten oder Thermoskannen. In der Bauindustrie werden wärmespeichernde Baustoffe eingesetzt und in der Textilindustrie wird spezielle Kleidung zur Pufferung der Körpertemperatur produziert. 

Latentwärmespeicher im Heizsystem

Auch bei einigen Heizsystemen, wie zum Beispiel Solaranlagen und Wärmepumpen, kommen die Latentwärmespeicher zum Einsatz und sorgen dafür, dass diese Heizsysteme mithilfe der Speicher wesentlich wirtschaftlicher arbeiten können. Denn eine Solaranlage erzeugt zwar im Sommer sehr viel Wärme, kann dafür aber im Winter aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung nur eingeschränkt arbeiten. 

Ein Latentwärmespeicher, der an die Solaranlage angeschlossen wird, ermöglicht es, die Sonnenenergie nicht nur dann zu nutzen, wenn die Sonne scheint, sondern sie bis in den Winter hinein zu konservieren.

Latentwärmespeicher als ideale Speicherlösung für Solarthermie. Was Solarthermie ist und was Sie vor dem Kauf beachten müssen, zeigen wir Ihnen hier.

Latentwärmespeicher können Temperaturen über mehrere Monate lang nahezu verlustfrei speichern. Dadurch ist der Einbau dieser besonderen Speicherart in Kombination mit einer Solaranlage oder einer Wärmepumpe eine wesentlich effizientere Möglichkeit als der Einsatz von Wärmespeichern, die das Speichermedium Wasser verwenden. 

Ein weiterer Vorteil dieser Wärmespeichertechnik ist, dass sehr viel Energie in sehr wenig Masse gespeichert werden kann. Ein konkreter Vergleich zwischen einem Wärmespeicher, mit Wasser als Speichermedium, und einem Latentwärmespeicher, der Paraffin als Speichermedium benutzt, zeigt beispielsweise, dass der Paraffinspeicher eine fünffach höhere Speicherkapazität hat und dafür nur ein Drittel des Platzes beansprucht. Zudem kann der Latentwärmespeicher wiederholt die Wärmeenergie konservieren. 

Der größte Nachteil dieser Speicher sind die Kosten, denn der Preis von Latentwärmespeichern ist zurzeit noch sehr hoch. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Pufferspeicher kostet er in der Anschaffung etwa das Vierfache. 

Wie wirtschaftlich diese Wärmespeichertechnik ist, hängt außerdem stark von der Wechselbeständigkeit des PCMs ab, sprich, wie hoch die Zyklenzahl ist. Muss das Speichermedium nach einer begrenzten Anzahl von Be- und Entladevzyklen ausgetauscht werden, verlängert sich die Amortisationszeit beträchtlich. 

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Sebastian ist Autor dieses Artikels und Experte für Heizsysteme. Außerdem beschäftigt er sich mit aktuellen Themen rund um die Wärmewende. Helfen Sie Sebastian, den Artikel zu verbessern und geben Sie Ihre Bewertung ab.

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