Wärmespeicher - für Heizungen und Solarthermie

Wärmespeicher sind eine sinnvolle Ergänzung zur Heizung, da sie deren Effizienz steigern. Solarthermie-Anlagen z. B. wandeln Sonnenenergie in Wärme um.

Das geht nur tagsüber, während die gewonnene Energie allerdings meist Abends verbraucht wird, wenn die Sonne nur noch schwach oder gar nicht mehr scheint. Ähnlich verhält es sich bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe, die die Restwärme der Außenluft nutzt.

Aber auch die anderen Wärmepumpen arbeiten in Kombination mit einem Wärmespeicher effizienter. Holzheizungen dagegen arbeiten unter Volllast am effizientesten. Allerdings produzieren sie dann Überdruck im Heizkreislauf und mehr Wärme, als auf einmal verbraucht werden kann.

Um den Überdruck auszugleichen und die gewonnene Energie unabhängig vom Zeitpunkt der Produktion optimal nutzbar zu machen, muss die Wärme also gespeichert werden. Diese Aufgabe übernehmen Wärmespeicher.

Da hierdurch ein zeitlicher Puffer entsteht, werden diese Wärmespeicher auch als Pufferspeicher bezeichnet. Sie sind aber auch als Kombispeicher, Warmwasserspeicher oder Solarspeicher bekannt.

Die Kosten für die Anschaffung eines Wärmespeichers sind, verglichen mit den möglichen Einsparungen durch den Speicher, relativ niedrig. Allerdings gibt es Unterschiede, je nachdem, für welchen Speicher Sie sich entscheiden. Grob lassen sich die Kosten mit circa. 10 Prozent der Anschaffungskosten einer neuen Heizung beziffern.

Dabei reichen die Preise von circa 1.000 Euro für einen Warmwasserspeicher bis zu ungefähr 2.000 Euro für einen Kombispeicher. Je nach Größe können die Preise variieren und nach oben oder unten abweichen.

Solarspeicher sind dagegen etwas teurer. Hier müssen Sie mit Preisen von 2.000 bis 4.000 Euro rechnen. Allerdings sind die Einsparungen, die mit ihnen möglich sind auch höher.

Um Mißverständnisse zu vermeiden, wollen wir hier einige Begriffe klären. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Wasser, die erhitzt und gespeichert werden und zwischen denen unterschieden werden muss. Einerseits ist da das Heizungswasser. Und andererseits gibt es das Warmwasser. Es wird auch als Brauchwasser oder Trinkwasser bezeichnet.

Das Heizungswasser wird in einem geschlossenen Kreislauf erhitzt, gegebenenfalls gespeichert und bei Bedarf den Heizkörpern zur Deckung des Wärmebedarfs zugeführt. Die Menge dieses Wassers ist bis auf geringe Verluste gleichbleibend und verlässt den Kreislauf nicht. Es dient ausschließlich dem Beheizen der Wohnräume.

Das Wasser, das wir aus der Dusche oder der Badewanne kennen wird dagegen als Warmwasser, Brauchwasser oder auch Trinkwasser bezeichnet und es handelt sich auch um trinkbares Wasser, das sich mit dem Heizungswasser nicht vermengen darf. Deshalb wird es in einem zweiten Kreislauf erwärmt, gespeichert und dem Verbrauch zugeführt.

Wichtig ist, sich zu vergegenwärtigen, dass sich Heizungswasser und Trinkwasser niemals vermischen dürfen und dementsprechend auch in voneinander getrennten Kreisläufen erwärmt und gespeichert werden. Das ist deshalb nötig, um die Qualität des Trinkwassers zu erhalten.

Darum ist es in einigen Fällen sogar empfehlenswert, das Trinkwasser dezentral zu erwärmen, um der Bildung von Keimen wie etwa Legionellen entgegenzuwirken. Allerdings ist die Keimbildung eher ein seltenes Problem.

Zur Speicherung von Wärme gibt es eine Vielzahl an verschiedenen Wärmespeichern, die alle ihre Vorteile und Nachteile haben. Sie dienen der Speicherung von Heizungswasser, Warmwasser oder beidem.

So gibt es den schon erwähnten Pufferspeicher für Heizungswasser, den Warmwasserspeicher für Trinkwasser / Brauchwasser, den Kombispeicher / Hygienespeicher um beides zu speichern sowie die dezentrale Trinkwasserstation, die streng genommen gar kein Wärmespeicher ist, aber häufig in diesem Zusammenhang erwähnt wird. Der sogenannte Schichtenspeicher ist eigentlich kein eigenständiger Speichertyp.

Sein Funktionsprinzip kann in allen hier genannten Speichern zur Anwendung kommen. Dabei wird das Wasser im Schichtenspeicher durch Prallbleche und zusätzliche Wärmetauscher effizienter warm gehalten was Energie und damit Kosten spart. Allerdings sind Schichtenspeicher auch am teuersten.

Pufferspeicher für Heizungswasser

Der Pufferspeicher ist ausschließlich für die Speicherung von Heizungswasser gedacht. Dabei handelt es sich um einen circa 800 Liter großen, sehr gut isolierten Wassertank, der die Wärme des Heizungswassers ähnlich einer Thermoskanne über einen langen Zeitraum halten kann.

Der Pufferspeicher ist der Heizung nachgeschaltet. Bei Bedarf kann das warme Heizungswasser in die Heizkörper geleitet werden, ohne dass die Heizung das Wasser nochmals erwärmen müsste. Auf diese Weise kann die Effizienz der Heizungsanlage weiter optimiert werden und die Heizkosten sinken.

Warmwasserspeicher für Trinkwasser

Der Warmwasserspeicher funktioniert grundsätzlich genauso wie der Pufferspeicher. Allerdings speichert er warmes Trinkwasser. Er ist an den Pufferspeicher angeschlossen.

Erhitzt wird das Trinkwasser durch warmes Heizungswasser aus dem Pufferspeicher, dass über einen geschlossenen Kreislauf durch eine spiralförmige Leitung durch den Warmwasserspeicher geleitet wird und seine Wärme dort über einen Wärmetauscher an das Trinkwasser abgibt. Er sollte circa 300 Liter fassen um den Bedarf zu Stoßzeiten (z. B. morgens) zu decken.

Der Vorteil dieser Anlage ist, dass immer ausreichend Warmwasser zur Verfügung steht. Die Nachteile liegen aber auch auf der Hand: Man braucht sehr viel Platz um die beiden Speicher aufzustellen.

Und der Warmwasserspeicher braucht in Kombination mit dem Pufferspeicher eine aufwändige Steuerungstechnik, die den Preis in die Höhe treibt. Außerdem sind die Wärmeverluste höher als bei anderen Speichertypen wie etwa dem Kombispeicher.

Kombispeicher und Hygienespeicher

Der Kombispeicher ist eine Kombination aus Pufferspeicher und Warmwasserspeicher in einem Gerät. Dabei befindet sich der Warmwasserspeicher im Pufferspeicher. Während das Heizungswasser direkt von der Heizung erhitzt wird, wird das Warmwasser über einen Wärmetauscher vom Heizungswasser erhitzt.

Der Hygienespeicher ist prinzipiell auch ein Kombispeicher, allerdings mit einem kleineren Warmwasserspeicher als im Kombispeicher. Ein eventueller Mehrbedarf an Warmwasser wird über einen Wärmetauscher realisiert. Kombispeicher haben meist eine Größe von circa 1.100 Litern. Davon entfallen rund 800 Liter auf Heizungswasser und 300 Liter auf Warmewasser.

Trinkwasserstation (dezentral)

Die sogenannte Trinkwasserstation ist strenggenommen kein Speicher, da sie nichts speichert sondern das Wasser erst bei Bedarf erhitzt. Sie funktioniert ähnlich dem Hygienespeicher, allerdings ausschließlich nach dem Durchflussprinzip.

Dabei gibt ein Wärmetauscher die Wärme des Heizungswassers an den Trinkwasserkreislauf ab und bereitet so das warme Brauchwasser. Der große Vorteil dieser Technologie ist, dass keine größeren Mengen Warmwasser über einen längeren Zeitraum in der Leitung oder dem Warmwasserspeicher stehen.

So können sich keine Legionellen bilden. Außerdem braucht die Trinkwasserstation kaum Platz. Sie bietet sich vor allem für Mehrfamilienhäuser mit langen Leitungswegen von der meist im Keller befindlichen Heizungsanlage an. Hier wären ansonsten sehr große Warmwasserspeicher nötig, die besonders anfällig für Legionellenbefall sind.

Grundsätzlich verwenden Ölheizungen und Gasheizungen heutzutage die gleiche Technik. Dennoch gibt es hinsichtlich der thermischen Speicher Unterschiede zwischen Gas-Brennwertkesseln und Öl-Brennwertkesseln.

Moderne Öl-Brennwertheizungen arbeiten gewöhnlich zweistufig. Da das ständige Anfahren und Runterfahren bei Bedarf viel Energie kostet und der Heizung schadet, ist die Anschaffung zumindest eines Warmwasserspeichers sehr zu empfehlen. Wer allerdings der Umwelt etwas Gutes tun will, der sollte sich besser einen Kombispeicher anschaffen.

Gas-Brennwertheizungen arbeiten meist mehrstufig und sind auch für niedrige Auslastungen ausgelegt. So sind sie in der Lage, den Bedarf sparsam zu decken. Ein Pufferspeicher wird hier nicht benötigt. Wenn man beim Duschen nicht auf warmes Wasser warten will, ist die Anschaffung eines Warmwasserspeichers allerdings zu empfehlen.

Zu den Holzheizungen zählen Pelletheizungen, Scheitholzvergaser und Hackschnitzelheizungen. Da Holzheizungen unter Volllast am effizientesten arbeiten, müssen diese Heizungstypen mit einem thermischen Speichersystem ausgestattet werden.

Holzheizungen brauchen einen Speicher, da sie unter Volllast Überdruck im Heizkreislauf erzeugen. Wird dieser nicht im Wärmespeicher aufgefangen, kommt es zur Notabschaltung der Heizung.

Außerdem muss die Heizung ohne Speicher dann bei Bedarf immer wieder hochfahren, ohne dass die maximale und damit optimale Auslastung erreicht wird. Das dazu notwendige Heizgebläse benötigt dabei relativ viel Strom und braucht noch dazu einige Zeit, bis z. B. genügend Warmwasser zum Befüllen einer Badewanne zur Verfügung steht.

Das kostet viel Energie und damit Geld. Das Potenzial der Heizung kann ohne Wärmespeicher also nicht ausgeschöpft werden. Ein weiteres Argument für die Anschaffung eines Speichersystems ist die staatliche Förderung.

Für zahlreiche Fördermittel des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) ist zumindest die Anschaffung eines Pufferspeichers eine bindende Voraussetzung wenn es um Holzheizungen geht. Zu empfehlen wäre, genau wie bei einer Wärmepumpe, ein Kombispeicher oder eine Kombination aus Pufferspeicher und Trinkwasserstation.

Bei dieser Kombination sind die Wärmeverluste am geringsten und die Holzheizung arbeitet am effizientesten. So amortisiert sich die Anlage am schnellsten.

Wer die Anschaffung einer Wärmepumpe plant oder bereits eine besitzt, dem kann man nur raten, sich unbedingt einen Kombispeicher anzuschaffen. Alternativ kann man auch einen Pufferspeicher mit kombinierter Trinkwasserstation verbauen.

Die Steigerung der Effizienz macht sich bei den Verbrauchskosten deutlich bemerkbar. Außerdem amortisiert sich die gesamte Anlage deutlich früher.

Da die Kosten für einen Kombispeicher oder eine Kombination aus Pufferspeicher und Trinkwasserstation nicht viel höher als die für die Anschaffung eines Pufferspeichers und eines Warmwasserspeichers sind, sollte man hier auf keinen Fall sparen. Die Mehrinvestitioin lohnt sich in jedem Fall.

Solarthermie-Anlagen produzieren nur dann Wärme, wenn die Sonne scheint. Da die Wärme aber meist dann verbraucht wird, wenn die Sonne nicht mehr scheint, muss die Wärme gespeichert werden.

Nur so kann die Anlage effizient arbeiten und die produzierte Wärme nicht ungenutzt verpufft. Zudem müssen Solarthermie-Anlagen zwingend einen Speicher haben, um den Überdruck der Anlage im Betrieb auszugleichen.

Deshalb und weil eine Solarthermie-Anlage nur im Verbund mit einer anderen Heizung genutzt werden kann, braucht man spezielle Solarspeicher, die größer ausgelegt sind, als die für andere Heizungen üblichen thermischen Speicher.

Außerdem sind Solarspeicher in einer bestimmten Größe Vorraussetzung für eine staatliche Förderung der Solarthermie-Anlage. Leider sind Solarspeicher etwas teurer als normale Speicher. Welchen Speicher man für eine Solarthermie-Anlage braucht, hängt letztlich davon ab, welchen Zweck die Anlage erfüllen soll.

Für Solarthermie-Anlagen, die nur die Warmwasserbereitung unterstützen, reicht ein Solar-Warmwasserspeicher mit einem Fassungsvermögen von 320 bis 400 Litern völlig aus (4-Personen-Haushalt). Für Solarthermie-Anlagen, die zusätzlich zur Heizungsunterstützung (unser Musterhaus; Wohnfläche: 140 m²) genutzt werden, sollte man sich einen Solar-Kombispeicher anschaffen.

Dieser ist mit circa 700 Litern platzsparender als ein Solar-Zweispeichersystem aus Solar-Warmwasserspeicher und Solar-Pufferspeicher (rund 1.000 Liter) und kostet nur unwesentlich mehr Geld. Außerdem hat der Solar-Kombispeicher nicht so große Wärmeverluste wie das Solar-Zweispeichersystem. Nicht zu verwechseln sind die Solar-Wärmespeicher mit dem Solarspeicher für die Photovoltaik-Anlage. Hierbei handelt es sich um einen Stromspeicher.