Wärmespeicher - für Heizungen oder 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.

Welche Wärmespeicher ist der richtige?

Wenn man sich als Laie erstmalig mit dem Thema Heizung und Wärmespeicher beschäftigt, dann schlägt einem schnell eine Fülle an Informationen und Begriffen entgegen, sodass man leicht die Übersicht verlieren kann. Das liegt ganz einfach daran, dass es für die Warmwasserbereitung viele verschiedene Möglichkeiten gibt. Lassen sie sich davon nicht verwirren oder gar abschrecken. In der Regel können Sie Ihrem Heizungsbauunternehmen vertrauen und sich beraten lassen.

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Auf Wärmespeicher verzichten?

Immer wieder stößt man im Netz auf (überflüssige) Diskussionen über die Notwendigkeit von Wärmespeichern. Natürlich ist die Anschaffung eines Wärmespeichers nicht für alle Heizungstypen zwingend notwendig. Aber vor dem Hintergrund, dass Wärmespeicher in der Anschaffung nicht die Welt kosten, sich schnell amortisieren und zudem die laufenden Kosten für Energie deutlich senken, gibt es eigentlich keinen vernünftigen Grund, darauf zu verzichten. Im Gegenteil: Für einige Heizungen braucht man einen Wärmespeicher, um Förderung für die Heizung zu erhalten.

Allerdings kann man durchaus darüber nachdenken, ob man sowohl Brauchwasser als auch Heizungswasser speichert, oder ob man das Brauchwasser z. B. mit einer Trinkwasserstation dezentral erwärmt. In letzterem Fall ist ein Pufferspeicher für die Heizung völlig ausreichend.

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. Es wird in einem zweiten Kreislauf erwärmt, gespeichert und dem Verbraucher 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 nötig, um die Qualität des Trinkwassers zu erhalten.

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 bis 1.500 Euro für einen Warmwasserspeicher. Für einen Pufferspeicher entstehen Kosten von 1500 bis 3.000 Euro und ein Kombispeicher kostet zwischen 2.000 und 3.000 Euro. 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.

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 einer Edelstahlspirale die als Wärmetauscher fungiert statt eines Speichers für das Warmwasser. Dabei durchfließt das zu erwärmende Wasser die Spirale in einem geschlossenem Kreislauf von unten nach oben und erwärmt sich. So bleibt das Warmwasser nie lange stehen und es können sich keine Keime bilden. Kombispeicher haben meist eine Größe von circa 1.100 Litern. Davon entfallen rund 800 Liter auf Heizungswasser und 300 Liter auf Warmwasser.

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 nach dem Durchflussprinzip. Allerdings durchfließt das zu erwärmende Wasser nicht den Speicher, sondern wird an der Außenseite des Pufferspeichers durch einen Plattenwärmetauscher erwärmt.

Dabei gibt der Plattenwärmetauscher die Wärme des Heizungswassers an den mit dem Wärmetauscher verbundenen Trinkwasserkreislauf ab und bereitet so das warme Brauchwasser zur sofortigen Nutzung. In einigen Fällen ist der Wärmetauscher auch nicht am Speicher sondern einfach an einer passenden Stelle an den Heizkreislauf montiert. So kann die Bereitung des warmen Trinkwassers auch fernab der Heizwassererwärmung und des Wärmespeichers dezentral stattfinden.

Der große Vorteil dieser Technologie ist, dass keine größeren Mengen warmen Trinkwassers über einen längeren Zeitraum in der Leitung oder einem 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. Dieser muss für eine Pelletheizung bzw. eine Hackschitzelheizung ein Speichervolumen von mindestens 30 Liter pro Killowatt Nennwärmeleistung. Für einen Holzvergaser oder Kombinationen aus Holzvergaser und einer anderen Holzheizung sind sogar 50 Liter pro Kilowatt Nennwärmeleistung vorgeschrieben. Zu empfehlen wäre allerdings, 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. Bedenken sollte man dabei auch, dass das Vorhandensein eines Pufferspeichers nicht nur Voraussetzung für die Förderung einer Holzheizung ist. Er ist auch selber förderfähig. Im Rahmen der Heizungsoptimierung der neu eingeführten „Bundesförderung für effiziente Gebäude” BEG kann man vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) eine Förderung von 20 Prozent der förderfähigen Kosten, maximal aber 12.000 Euro erhalten. So amortisiert sich die Anlage am schnellsten und der Umwelt ist auch geholfen.

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 verpufft nicht ungenutzt. 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. 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.