Was ist das / Wie funktioniert es
Ein Wärmepumpenspeicher unterscheidet sich von herkömmlichen Kesselspeichern vor allem durch die Dimensionierung und Geometrie seines internen Glattrohr-Wärmetauschers.
Während ein Gas- oder Ölkessel Vorlauftemperaturen von typischerweise etwa 70 bis 80 °C liefert, arbeiten Wärmepumpen bei Vorlauftemperaturen von rund 50 bis 55 °C wirtschaftlicher. Um bei diesem geringen Temperaturunterschied (Grädigkeit) zwischen Heizungswasser und Trinkwasser dieselbe Wärmemenge in gleicher Zeit zu übertragen, muss die Tauscheroberfläche deutlich größer sein:
- Großflächen-Wärmetauscher: Wärmepumpenspeicher nutzen doppelwandige, eng gewickelte Doppelrohrwendeln mit Flächen von typischerweise etwa 2,5 bis 5,0 m² (verglichen mit nur etwa 0,8 bis 1,2 m² bei Standard-Kesselspeichern).
- Geringer Druckverlust: Die Wärmetauscherrohre weisen größere Querschnitte auf, um den hohen Heizwasser-Volumenstrom der Wärmepumpe ohne übermäßigen hydraulischen Widerstand zu bewältigen.
Als Speichertypen existieren reine Wärmepumpen-Warmwasserspeicher zur Trinkwasserbereitung sowie kombinierte Wärmepumpen-Trenn- oder Pufferspeicher zur Sicherstellung von Abtauenergie und Mindestlaufzeiten.
Wann ist es sinnvoll
Der Einsatz eines echten Wärmepumpenspeichers ist bei jeder Wärmepumpeninstallation zwingend geboten:
- Abgrenzung zu Standard-Warmwasserspeichern: Wird eine Wärmepumpe an einen alten Standard-Kesselspeicher angeschlossen, kann der kleine Wärmetauscher die gelieferte Kompressorleistung nicht schnell genug an das Wasser abgeben. Der Druck im Kältemittelkreis steigt schlagartig an, und die Wärmepumpe schaltet mit einer Hochdruckstörung ab.
- Abgrenzung zu Solarspeichern: Solarspeicher besitzen zwar oft zwei Wärmetauscher, diese sind jedoch separat ausgelegt und einzeln meist zu klein für Wärmepumpenvolumenströme.
- Effizienz und Stromkosten: Je größer die Tauscherfläche, desto niedriger kann die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe bei der Warmwasserladung bleiben. Jedes Grad weniger Vorlauftemperatur spart im Jahresverlauf bares Geld bei den Stromkosten.
Worauf achten
Bei der Auswahl eines Wärmepumpenspeichers sind entscheidende Kenngrößen zu prüfen:
- Verhältnis von Heizleistung zu Tauscherfläche: Als Richtwert der Hersteller gilt typischerweise etwa eine Mindest-Tauscherfläche von 0,25 bis 0,35 m² pro Kilowatt Wärmepumpenleistung.
- Volumen für Mischwasser: Da Wärmepumpen Trinkwasser meist nur auf etwa 50 bis 55 °C erwärmen, muss das Speichervolumen typischerweise etwa 20 bis 30 Prozent größer gewählt werden als bei einem auf 65 °C aufgeheizten Gaskesselspeicher, um dieselbe Mischwassermenge zum Duschen bereitzustellen.
- Nachrüstung Elektro-Heizstab: Für den Fall sehr kalter Wintertage oder für thermische Desinfektionsprogramme sollte eine Flansch- oder Muffenöffnung für einen elektrischen Zusatzheizstab vorhanden sein.
Häufige Fragen
Warum kann man für eine Wärmepumpe keinen alten Gasspeicher weiternutzen?
Alte Gasspeicher besitzen Wärmetauscher mit kleineren Oberflächen (oft unter etwa 1 m²), da Gaskessel mit typischerweise etwa 80 °C Vorlauf arbeiten. Wärmepumpen mit ihren etwa 50 bis 55 °C Vorlauftemperatur können darüber nicht ausreichend Wärme übertragen und schalten bei Überhitzung im Kältekreis ab.
Wie groß sollte ein Wärmepumpenspeicher für ein Einfamilienhaus sein?
Für eine vierköpfige Familie wird typischerweise ein Speicherinhalt von etwa 250 bis 300 Litern empfohlen, da das Wasser mit maximal etwa 50 bis 55 °C bevorratet wird und somit weniger Kaltwasser beim Zapfen beigemischt wird.
Was bedeutet Doppelwendel-Wärmetauscher?
Bei einem Doppelwendeltauscher sind zwei Rohrschlangen konzentrisch ineinander gewickelt. Dadurch verdoppelt sich die wärmeübertragende Metalloberfläche auf engstem Raum, ohne dass der Speicher übermäßig hoch gebaut werden muss.
Braucht die Wärmepumpe zwingend einen elektrischen Heizstab im Speicher?
Ein Heizstab ist nicht für den täglichen Regelbetrieb erforderlich, dient aber als Reserve für Spitzenverbräuche oder zur thermischen Legionellenbekämpfung bei Abwesenheit.