Wichtige Wasserblase

Die Wärmepumpe hat sich in den vergangenen Jahren einen festen Platz in der Wärme- und Kälteversorgung energieeffizienter Neubauten gesichert. Sie ist auch bei Sanierungen immer eine Alternative. Allerdings stellt sich bei der Planung einer Heizungsanlage mit einer Wärmepumpe als zentralem Wärmeerzeuger grundsätzlich die Frage, ob ein bzw. welcher Pufferspeicher zum Einsatz kommt.

Kombinierte Trinkwarmwasser- und Heizungspufferspeicher, Standspeicher mit unterschiedlichen Wärmeübertragern, Speicher als Schnitt- und Sammelstelle für unterschiedlichste Hausenergiesysteme, Durchlaufspeicher, Solar-Warmwasser-Standspeicher, Pufferspeicher für Großwärmepumpen, Standspeicher mit Anschlussmöglichkeiten für weitere Wärmeerzeuger wie Kamine, Gas-, Öl- oder Pelletheizungen, spezielle Pufferspeicher für den Kühlbetrieb in Verbindung mit Wärmepumpen, Speicher für den kombinierten Wärmepumpen- und Solarbetrieb – die Lis­te der Möglichkeiten ließe sich beliebig fortsetzen.

Kaskaden und bivalente Lösungen immer mit Speicher
Werden mehrere Wärmepumpen zu einer Kaskade zusammengeschaltet, ist der Einsatz eines Pufferspeichers unerlässlich. Meist kommen mehrere Speicher parallel geschaltet zum Einsatz, um die Mindestlaufzeit der Kaskadenanlage und die hydraulische Trennung zum Verteilsystem sicherzustellen. Allerdings muss auch hier darauf geachtet werden, dass der Speicher für das Einsatzgebiet entsprechend geeignet ist. Daher ist derjenige gut beraten, der den zur Wärmepumpe passenden Speicher wählt. Ist der Speicher z.B. speziell auf das Zusammenspiel mit Großwärmepumpen konzipiert, sind seine Anschlüsse korrekt dimensioniert. Hat er ein entsprechend großes Volumen (z.B. 1000 oder 1500 l), kann der Speicher auch als hydraulische Entkopplung der Volumenströme von Wärmepumpen- und Heizkreis herangezogen werden.
Darüber hinaus bieten diese Speicher mitunter die Anschlussmöglichkeit zusätzlicher Wärmeerzeuger und/oder Elektroheizflansche oder Elektro-Einschraubheizkörper. Die zugehörige Wärmedämmung ist dafür ausgelegt, die Wärmeverluste niedrig zu halten.
Auch bei bivalenten oder neuerdings sogenannten Hybrid-Anlagen, bei der ein zusätzlicher Wärmeerzeuger während Zeiten besonders tiefer Außentemperaturen eine Luft-Wasser-Wärmepumpenanlage unterstützen soll, ist ein Speicher unerlässlich. Denn nur so können die verschiedenen Wärmeerzeuger zusammengebracht werden. Sinnvoll ist eine derartige Anlage ohnehin nur ab einer bestimmten Anlagengröße – in Ein- und Zweifamilienhäusern ist die alleinige Wärmepumpe technisch und wirtschaftlich richtig.

Inverter-Technik: Verbesserung der Effizienz
Einen großen Schritt in Richtung höherer Effizienz von Wärmepumpen stellt die Verwendung der Inverter-Technik, also drehzahlgeregelter Kompressoren, dar. Derzeit sind nur wenige Wärmepumpenhersteller mit derartigen Produkten am Markt vertreten.
Die Inverter-Technologie verleiht der Wärmepumpe „Intelligenz“: Sie sorgt dafür, dass die Leistung des Kompressors, der für die Verdichtung des dampfförmigen Kältemittels zuständig ist, stets nur der aktuellen Anfrage entspricht. Daher ist der Energieverbrauch deutlich geringer als bei herkömmlicher Technik, da der Verdichter – ganz ähnlich wie beim Autofahren – nicht einfach nur Vollgas gibt, um anschließend hart abzubremsen, sondern die benötigte Energie fein dosiert wird. So arbeitet der Kompressor komfortabel, effizienter und im Mittel auch leiser.
Experten bezeichnen die bisherige Praxis als „On-Off-Lösung“. Entweder, der Verdichter läuft mit 100% – oder gar nicht. Dies bedingt in der Übergangszeit eine hohe Taktrate des Gerätes, was ein häufiges Ein- und Ausschalten bedeutet. Denn immer dann, wenn Leistung benötigt wird, startet der Kompressor, um nach verhältnismäßig kurzer Vollgas-Laufzeit wieder abzuschalten. Invertergeregelte Kompressoren dagegen takten entsprechend seltener und laufen deutlich länger, dafür aber nur im Extremfall mit voller Leistung. In der weit überwiegenden Zeit ist nur ein Bruchteil der maximal möglichen Leistung notwendig, um den Bedarf zu decken. Diese Drosselung der Drehzahl im Teillastbereich geht natürlich mit einer geringeren Stromabnahme und einem im Durchschnitt deutlich leiseren Betrieb einher. Natürlich kann eine drehzahl- und damit leistungsgeregelte Wärmepumpe einen Großteil ihrer Stärken nur ausspielen, wenn sie direkt auf die Anforderungen aus dem Gebäude reagiert. Ein zwischengeschalteter Pufferspeicher würde verzögern bzw. verhindert die direkte Rückmeldung aus dem Gebäude. Dennoch können die Gegebenheiten im individuellen Fall den Einsatz eines Speichers erfordern – etwa, um die einwandfreie hydraulische Entkopplung zu einem bestehenden Verteilsystem zu gewährleisten. Die leistungsgeregelte Wärmepumpe kann jedoch auch in diesem Fall noch mit Vorteilen aufwarten – wie einem sehr hohen Warmwasserkomfort, denn die Trinkwarmwasserbereitung kann extrem kurzzeitig erfolgen.

Solaranlage verlangt ­Speicher
Mit der Entscheidung, neben der Wärmepumpe eine Solaranlage zu nutzen, ist auch die Verwendung eines entsprechenden Speichers obligatorisch. Je nachdem, ob die Solarkollektoren allein die Trinkwarmwasserbereitung oder auch die Heizung unterstützen, sind spezielle Puffer- und Trinkwasserspeicher zu verwenden. Üblicherweise werden getrennte Speicher genutzt, die Gewinne der Solaranlage werden in beide Speicher separat eingespeist. Dies erfolgt bei hochwertigen Produkten über entsprechend ausgestaltete Wärmeübertrager, die auch hohe Wärmeerträge – also zeitweise sehr hohe Temperaturen, wie sie bei thermischen Solaranlagen durchaus üblich sind – schnell an das Speichermedium Wasser abgeben können und so höchst effizient arbeiten.

Kombispeicher als Alternativlösung
Insbesondere dort, wo beengte Platzverhältnisse herrschen, sind sogenannte Durchlaufspeicher optimal. Die hygienische Trinkwarmwasserbevorratung und -bereitstellung erfolgt im Durchflussprinzip innerhalb des Pufferspeichers.
Neben dem Platzvorteil punkten diese Kombispeicher auch mit ihrem technischen Innenleben. So gewährleisten die Wärmeübertrager die Hygiene im Speicher, weil nur noch geringe Mengen Trinkwasser bevorratet werden müssen. Übrigens auch auf Basis umweltfreundlicher Sonnenenergie: Durch den Solar-Wärmeübertrager im Speicher kann ein weiterer regenerativer Energieträger (z.B. Pelletkessel) problemlos eingebunden werden. Die Durchlaufspeicher fassen mehrere einhundert Liter.
Mit einigen Durchlaufspeichern lassen sich zudem verschiedene Wärmeerzeuger hydraulisch entkoppeln. Werden beispielsweise Wärmepumpe und Solaranlage für Heizung und Trinkwarmwasserbereitung kombiniert, erfüllt ein solcher Speicher drei Funktionen: Er ist gleichzeitig Pufferspeicher, Trinkwarmwasserspeicher und Solarspeicher.
Der Solareintrag erfolgt über einen Wärmeübertrager, der vorzugsweise am tiefsten Punkt des Speichers angeordnet ist. Dadurch wird ein hoher Solaranteil sichergestellt, und es ergibt sich eine optimale Nutzung der solarthermischen Energie mit bestmöglicher Temperaturschichtung. Wenn der vorhandene Solareintrag nicht ausreicht, z.B. tageszeitbedingt (Nacht) oder bei Warmwasserspitzenentnahmen, wird durch den Temperaturfühler eine Wärmeanforderung an die Wärmepumpe ausgelöst und die benötigte Wärmemenge zur Verfügung gestellt.

Quelle: Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, Holzminden

Bilder: Stiebel Eltron

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