Pufferspeicher und Wärmepumpe: ein energieeffizientes Traumpaar
Wenn du dich über Wärmepumpen informierst, wirst du früher oder später auf den Begriff Pufferspeicher stoßen. Welche Funktion er in einer Wärmepumpenheizung hat, wann du ihn benötigst und welche Arten es gibt, erfährst du in diesem Beitrag.
Was ist ein Pufferspeicher?
Pufferspeicher sind keine neue Erfindung. Aber je mehr wir in unseren Häusern auf erneuerbare Energien setzen, umso wichtiger werden sie. Sie speichern Wärme und tragen so zur Effizienz von Photovoltaikanlagen und Wärmepumpenheizungen bei. Du kannst die Wärmeenergie sozusagen zwischenlagern, bis deine Heizung sie anfordert oder neues Warmwasser zum Kochen, Spülen oder Duschen benötigt wird. Auch bei einem günstigem Nachtstromtarif kann sich die Kombination aus Pufferspeicher und Wärmepumpe rentieren.
Photovoltaik mit Heizstab
An sonnigen Tagen kannst du zum Beispiel mit dem in den Mittagsstunden erzeugten Überschuss deiner Photovoltaik das Heizungswasser im Pufferspeicher auf Temperatur zu bringen. Die gespeicherte Wärmeenergie nutzt du zeitversetzt dann, wenn du sie am meisten brauchst.
Wie das funktioniert? Fast so einfach wie Omas Tauchsieder. Der regelbare, elektrische Heizstab im Pufferspeicher wird direkt mit der Photovoltaikanlage verbunden und wandelt die elektrische Energie in thermische Energie um. Ein Pufferspeicher spart also richtig Geld und erhöht sowohl Wirkungsgrad als auch Effizienz deiner Photovoltaik-Anlage.
Gilt fast immer: Wärmepumpe und Pufferspeicher sind eine sinnvolle Kombination
Der Pufferspeicher ist mit den Kreisläufen von Wärmepumpe und Heizsystem jeweils über Vor- und Rücklaufleitungen verbunden. Über einen Wärmetauscher erwärmt die Wärmepumpe das Wasser im Vorlauf des Wärmepumpenkreises und leitet es in den Pufferspeicher. Der Rücklauf transportiert kühles Wasser wieder in die Wärmepumpe zurück. Bei Heizbedarf wird das Heizungswasser aus dem Pufferspeicher in den Vorlauf des Heizsystems geleitet und an die Heizkörper sowie/oder die Flächenheizung verteilt. Das abgekühlte Heizungswasser gelangt über den Rücklauf wieder in den Pufferspeicher zurück und der Kreislauf beginnt von neuem.
Luft/Wasser-Wärmepumpen eignen sich dafür ebenso wie Sole/Wasser-Wärmepumpen. Auch beim Heizsystem stehen dir von konventionellen Heizkörpern bis zu Flächenheizungen wie Fußbodenheizung, Wandheizung oder Deckenheizung viele Möglichkeiten offen. Im Beitrag „Wärmepumpe mit Heizkörper - Der Ratgeber“ haben wir dir viel Wissenswertes zu Wärmepumpen-kompatiblen Heizsystemen zusammengestellt.
Der Pufferspeicher als hydraulische Weiche
Insbesondere im Altbau ist die bestehende Rohrinstallation aufgrund unterschiedlich großer Volumenströme, sprich Umlaufwassermassen, nicht immer für Wärmepumpen geeignet. Würde man das Heizwasser direkt von der Wärmepumpe in den Heizkreis führen, wäre der Druck dort unter Umständen zu hoch. Andererseits kann ein Schließen der Heizungsthermostate die Durchflussmenge unter Umständen so weit reduzieren, dass die Wärmepumpe in den Fehlermodus geht. Eine effiziente Entkopplung der hydraulischen Kreisläufe zwischen Wärmepumpe und Heizkreislauf über einen Trennpufferspeicher schafft hier Abhilfe, denn er hält die Durchflussmenge im Wärmepumpenkreis konstant. Dein Pufferspeicher fungiert wie eine hydraulische Weiche.
Pufferspeicher als Energiespeicher
Insbesondere bei Luft-Wasser-Wärmepumpen kommt es bei Temperaturen ab ca. 5°C zu einem Abtauvorgang an der Wärmepumpe. Durch den Entzug der Wärme aus der Umgebungsluft gefriert der Wärmetauscher und muss abgetaut werden. Die benötigte Energie für das Abtauen bekommt die Wärmepumpe entweder aus der Gebäudehülle oder aus dem Pufferspeicher.
Pufferspeicher verhindert häufige Taktung der Wärmepumpe
Insbesondere in Bestandsbauten verhindern Pufferspeicher darüber hinaus ein häufiges An- und Ausschalten – das sogenannte Takten – der Wärmepumpe, denn sie halten das benötigte Warmwasser ja schon bereit, wenn die Raumtemperaturen absinken. Damit verbessern sie den Wirkungsgrad und verlängern das Leben des Verdichters. Allerdings können moderne Inverter-Wärmepumpen (in diesem Beitrag erfährst du, was das genau ist) ihre Leistung stufenlos und mit größtmöglicher Effizienz auf die gewünschte Temperatur für Heizung und Warmwasser regeln. Da sie im modulierenden Betrieb arbeiten, schalten sie sich idealerweise nur ganz selten ab. Ob diese clevere Technik für dein individuelles Wärmepumpenprojekt ausreicht, oder du doch einen Pufferspeicher benötigst, erklärt dir gerne einer unserer geschulten Fachpartnerbetriebe.
Pufferspeicher überbrückt Sperrzeit
Wenn du einen günstigen Wärmepumpenstromtarif wählst, ermöglichst du deinem Energieversorger, deine Wärmepumpe für die Netzstabilisierung zu verwenden und Lastspitzen zu vermeiden. Er kann sie also für einige Zeit vom Netz nehmen. Mit einem Pufferspeicher überbrückst du diese Sperrzeiten problemlos und dein Haus bleibt kuschelig warm.
Und was ist bei einer Fußbodenheizung?
Wenn du eine Fußbodenheizung installiert hast, übernimmt diese wie gesagt in aller Regel die Wärmespeicherung. Alleine wegen der EVU-Sperrzeiten benötigst du also keinen zusätzlichen Pufferspeicher. Allerdings kann es im Einzelfall andere Gründe für einen Pufferspeicher geben, der dann aber meist kleiner ausfallen kann. Lass dich am besten von einem unserer Fachpartnerbetriebe in deiner Nähe beraten.
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Welcher Pufferspeicher für deine Wärmepumpe?
Welcher Pufferspeicher für dich der richtige ist, hängt von deinen Wünschen, den baulichen Gegebenheiten, der vorhandenen Rohrleitung und deinem Heizsystem ab. Beachte bitte: Solltest du einen Pufferspeicher benötigen, darf er nicht überdimensioniert sein. Abgesehen vom erhöhten Platzbedarf wäre dies ineffizient, denn der Speicher verliert nicht genutzte Wärmeenergie mit der Zeit auch bei bester Isolierung.
Trennpufferspeicher: Wie oben bereits beschrieben, entkoppelt er die hydraulischen Kreisläufe zwischen Wärmepumpe und Heizkreislauf und fungiert als hydraulische Weiche. Die Kreisläufe werden durch separate Wärmetauscher geführt.
Reihenpufferspeicher: Wird in Reihe mit der Wärmepumpe und dem Heizsystem in einem Kreislauf verschaltet. Es findet keine hydraulische Trennung zwischen den Volumenströmen der Wärmepumpe und des Heizsystems statt. Vorteil: geringere Warmhalteverluste durch die Rücklaufeinbindung. Nachteil: funktioniert nur bei einem Temperaturniveau und benötigt ein Überströmventil.
Schichtenspeicher: Wasser wird in verschiedenen Temperaturschichten gelagert. Über entsprechend angeordnete Ein- und Auslässe greift die Wärmepumpe gezielt auf die Schicht mit der erforderlichen Temperatur zu.
Kombispeicher: Trinkwasser und Heizwasser werden in einem Behälter, gespeichert. Das Trinkwasser wird im Durchlauferhitzerprinzip erwärmt.
Integrierter Pufferspeicher: Warmwassertank und Brauchwasserwärmepumpe sind platzsparend in einem Gehäuse untergebracht.
Multifunktionsspeicher: Kann aus verschiedenen Wärmequellen wie Wärmepumpe, Solarthermie, Photovoltaik oder Festbrennstoffkessel gleichzeitig gespeist werden.