Speicher für alle Fälle

Effiziente Erwärmung von Heizungs- und Trinkwasser

Warmwasserspeicher lagern die von der Heizungsanlage erzeugte Wärme zwischen und geben sie zeitversetzt auf Abruf wieder ab. Dies ist beim Einsatz regenerativer Energien wie einer Solaranlage oder Wärmepumpe notwendig, weil diese die Energie nicht unbedingt dann erzeugen, wenn die Abnahme erfolgt. Auch wenn verschiedene Heizquellen genutzt werden und beispielsweise die Wärme eines Kamins noch andere Räume als den Aufstellort versorgen soll, ist ein Speicher nötig. Diese gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen, deren Auswahl sich nach dem Einsatzgebiet richtet – insbesondere dann, wenn auch die Bereitstellung von Trinkwasser betroffen ist.

Im Wesentlichen dienen sogenannte Pufferspeicher der Bevorratung von Warmwasser, das anschließend zum Heizen oder zur Trinkwassererwärmung genutzt wird. Durch die Installation eines Speicherbehälters mit Rohrwärmeübertrager zwischen Energieerzeuger und -abnehmer kommt es zu einer hydraulischen Entkopplung beider. Diese ist vor allem dann notwendig, wenn der Erzeuger die Wärme nur partiell zur Verfügung stellen kann, bspw. bei der Einbindung regenerativer Energien. Ein Pufferspeicher nimmt die produzierte Wärme auf und gibt sie zeitlich versetzt bei Bedarf ab.

Unterschiedliche Speichertypen

Grundsätzlich kann man zwischen zwei Arten von Speichern unterscheiden: Puffer-/Ladespeicher und indirekt beheizte Speicher. Bei ersteren wird das von der Wärmequelle erhitzte Wasser direkt dem Behälter zugeführt. Indirekt beheizte Speicher dagegen haben in ihrem Inneren einen Wärmeübertrager in Form einer Rohrschlange integriert. Diese verhindert, dass sich die Flüssigkeitskreise von Wärmeerzeuger und -abnehmer vermischen. Dies ist zum Beispiel dann erforderlich, wenn eine Solaranlage der Energieerzeugung dient, da diese nicht mit reinem Wasser, sondern einem Wasser-Frostschutzgemisch durchflossen wird. Auch wenn neben dem Heizwasser noch Trinkwasser erwärmt werden soll, dürfen sich die Wasserkreise aus hygienischen Gründen nicht vermischen. Bei Ladespeichern besteht die Möglichkeit, außen einen Wärmetauscher anzubringen.

Hersteller wie Flamco (www.flamco.de) haben sowohl Lade- als auch indirekt beheizte Speicher im Sortiment. Flamco bietet zur Trinkwassererwärmung wahlweise Ausführungen aus emailliertem Stahl und Edelstahl. Erstere sind mit einer Magnesium- bzw. Fremdstromanode ausgestattet, die im Fall eines Defektes in der Emaille vor Erosion schützt. Damit erfüllen diese Speicher die Trinkwasserverordnung. Speicher aus Edelstahl arbeiten sparsam und energieeffizient durch geringe Wärmeverluste und schnelle Aufheizzeiten. Sie sind leichter als emaillierte Behälter und dadurch einfacher zu installieren. Da Flamco ausschließlich hochwertigen, korrosionsbeständigen Edelstahl 1.4521 verwendet, sind die Speicher absolut hygienisch und somit trinkwassertauglich. Außerdem sind sie, da keine Anode gebraucht wird, nahezu wartungsfrei.

Bei beiden Speichervarianten wird das Wasser unten zugeführt und oben entnommen. Somit machen sich die Behälter die natürliche Temperaturschichtung zunutze, durch die das Wasser mit höherer Temperatur aufgrund seiner geringeren Dichte nach oben steigt.

Beispiel Wärmepumpe

Wer eine Heizungsanlage erneuert oder baut, muss zur Reduzierung umweltbelastender fossiler Energien laut Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz (EEWärmeG) zu einem bestimmten Anteil regenerative Energien einsetzen. Neben der Solarthermie ist die Einbindung einer Wärmepumpe eine häufig gewählte Lösung. Diese nimmt die thermische Energie aus der Umgebung – Luft, Wasser oder Erde – auf und überträgt sie auf das Heizsystem. Nun ergibt sich daraus ein Konflikt: Bei hohen Umgebungstemperaturen erbringt die Pumpe eine besonders hohe Leistung, jedoch wird genau dann auf der Verbraucherseite nur wenig Wärme benötigt. Ein Pufferspeicher kann die überschüssige Energie laden und dann abgeben, wenn Bedarf besteht. Infolgedessen kann die Pumpe, selbst wenn der Verbraucher eine stark schwankende Leistung abnimmt, mit konstantem Wasserdurchfluss arbeiten und muss nicht ständig ein- und ausgeschaltet werden. Das schont die Komponenten und verlängert ihre Lebensdauer. Für die Einbindung einer Wärmepumpe hat Flamco den speziell für dieses Einsatzgebiet entwickelten Speicher „WPS-E“ im Angebot. Der indirekt beheizte Behälter ist für alle modernen Heizungsanlagen geeignet. Ausgestattet mit einem großflächigen Wärmetauscher für hohe Durchflussraten gewährleistet er einen optimalen Komfort und erfüllt zudem alle Anforderungen in puncto Trinkwassertauglichkeit.

Zwei Wärmeerzeuger

Durch den Einsatz von Kombipufferspeichern mit Rohrwärmeübertragern in Heizungssystemen können auch zwei unterschiedliche Wärmeerzeuger kombiniert und die von ihnen erzeugte Energie zusammengeführt werden. So lässt sich beispielsweise das gemütliche Kaminfeuer im Wohnzimmer zum Aufheizen des gesamten Hauses nutzen. Voraussetzung dafür ist, dass ein Kamin mit Wassertaschen installiert ist. Dieser gibt die erzeugte Strahlungswärme nicht nur nach außen in den Aufstellraum ab, er speist das erhitzte Wasser in einen Pufferspeicher ein und macht so die Wärme im ganzen Haus verfügbar. Dadurch wird auch verhindert, dass sich der Aufstellort übermäßig aufheizt. Wird der Kamin nicht befeuert, können eine konventionelle Gas- oder Ölheizanlage die Speisung des Speichers übernehmen. Ansonsten bleibt diese so lange ausgeschaltet, bis der im Speicher integrierte Wärmefühler feststellt, dass die Temperatur in der Heizungsanlage unter einen festgelegten Wert gesunken ist.

Gute Kombi für wenig Platz

Insbesondere bei Einfamilienhäusern und kleineren Mehrparteiengebäuden ist der Platz für die Heizungsanlage beschränkt. Für solche Fälle bieten sich Kombispeicher an. Bei diesen Behältern befindet sich das Trinkwasser entweder in einem emaillierten Innenbehälter oder durchfließt eine Rohrschlange. Es wird durch das Heizwasser, das von äußeren Wärmequellen dem Speicher zugeführt wird, erwärmt. Der Frischwasser-Kombipufferspeicher „Duo FWS“ von Flamco ermöglicht neben hygienischer Trinkwassererwärmung mit Edelstahlwellrohr-Wärmetauscher außerdem die Kombination mehrerer Wärmeerzeuger wie Feststoff-, Öl- bzw. Gaskessel, Wärmepumpen oder Solaranlagen, für die ein weiterer Wärmetauscher integriert ist.

Speicherauswahl

Wie viel Wärme ein Pufferspeicher letztlich laden kann, ist nicht nur abhängig von seiner Größe bzw. dem Volumen, das er fassen kann. Ein relevanter Faktor ist auch der Temperaturhub, die Differenz zwischen Vor- und Rücklauf des Puffers. Je größer dieser ausfällt, desto mehr Energie kann gespeichert werden. Um den richtigen Pufferspeicher für die jeweilige Anlagensituation zu ermitteln, sind außerdem die Leistung des Wärmeerzeugers, zum Beispiel die Größe der mit Solarkollektoren bestückten Fläche auf dem Dach, und die Größe des Verbrauchssystems, wie die Anzahl der Heizkörper oder Zapfstellen für Trinkwarmwasser, zu berücksichtigen. Im Allgemeinen gilt es, zwei Faktoren übereinzubringen: Einerseits muss die Speicherkapazität ausreichend groß sein, um Engpässe auszuschließen. Andererseits darf sie nicht zu überdimensioniert ausfallen, um Wärmeverluste zu vermeiden. Planungs- und Installationsbetriebe verfügen über Auslegungsprogramme, die all diese Faktoren berücksichtigen. Obwohl Heizsysteme mit Pufferspeicher aufwendiger und kostspieliger in der Installation sind, lohnen sie sich langfristig: Der Wirkungsgrad der Erzeuger erhöht sich, das System arbeitet effizienter und infolgedessen sinken die laufenden Kosten für die Wärmeerzeugung.

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