Die Temperaturschichtung von Wasserspeichern stellt sich aufgrund der Schwerkraft und der temperaturabhängigen Dichte des Wassers automatisch ein.
Diesem natürlichen Prozess wirken allerdings Ausgleichsprozesse entgegen, welche im Wesentlichen auf drei Ursachen zurückgeführt werden können:
- Wärmeleitung und Diffusion im Wasser und in den Speicher-Einbauten
- Mitreissende Strömung
- Kinetische Energie direkter Beladungen
Bei der direkten Speicherbe- und Entladung verursacht vor allem die kinetische Energie und die mitreissende Strömung eine Vermischung von Fluidpaketen unterschiedlicher Temperaturen. Die mitreissende Strömung kann unterbunden werden, indem das Fluid bereits auf der richtigen Höhe – das heisst auf der Höhe die seiner Temperatur entspricht – in den Speicher eingebracht wird. Ist die optimale vertikale Position unbekannt oder variabel, wie zum Beispiel bei der Beladung durch Solarwärme oder beim Rücklauf aus der Raumwärmeverteilung eines Gebäudes, so kann mit Schichtladeeinrichtungen gearbeitet werden, welche das Fluid auf der richtigen Speicherhöhe einschichten. Das Fehlen einer Schichtladeeinrichtung führt dazu, dass das Fluid auf seinem, durch die Schwerkraft und den Impuls vorgegebenen, Weg im Speicher Fluidpakte aus seiner Umgebung mitreisst und sich mit diesen vermischt. Es führt jedoch nicht unbedingt dazu, dass eine bereits vorhandene Speicherschichtung zerstört wird.
Eine Beladung mit hohen Volumenströmen verursacht Turbulenzen und Strömungswalzen im Speicher und kann damit auch eine bereits vorhandene Speicherschichtung zerstören. Der potenzielle Schaden für die Speicherschichtung, und die damit verbundene Reduktion der Effizienz eines Systems, ist dabei in der Regel beträchtlich höher als im Falle des nicht perfekten Einschichtens.
Quelle: SchichtungseffizienzSPF –Prüfvorschrift No. 86, Version 2.23/21
