Pufferspeicher für die Wärmepumpe: Größe, Einbindung, Notwendigkeit

Vier Aufgaben, von denen nur zwei wirklich zählen

Ein Pufferspeicher ist ein Wassertank im Heizkreis, der Wärme zwischenlagert. Verkauft wird er meist mit vier Argumenten, und die sind unterschiedlich stichhaltig:

• Sperrzeiten überbrücken. Der wichtigste Grund in Österreich, dazu gleich mehr.
• Mindestlaufzeit sichern. Eine Wärmepumpe soll nicht alle zehn Minuten anspringen. Jeder Start kostet Effizienz und Verdichterlebensdauer. Der Puffer nimmt Wärme auf, die das Gebäude gerade nicht braucht, und verlängert damit den Lauf.
• Abtauen ermöglichen. Luftwärmepumpen vereisen bei Temperaturen um den Gefrierpunkt und drehen zum Abtauen den Kreislauf um. Die Energie dafür holen sie aus dem Heizwasser - ohne Puffer aus den Heizkörpern, was kurzzeitig kalte Räume bedeutet.
• Hydraulische Entkopplung. Das schwächste Argument. Wo Volumenstrom und Auslegung stimmen, braucht es keine Entkopplung, und sie kostet immer Temperatur.

Der österreichische Sonderfall: die EVU-Sperre

Wärmepumpen laufen in Österreich fast immer über einen unterbrechbaren Anschluss, weil dieser Tarif deutlich günstiger ist. Die Gegenleistung: Der Netzbetreiber darf abschalten. Laut Bosch-Übersicht zur EVU-Sperre in Österreich sind das bis zu dreimal täglich je maximal zwei Stunden, in Summe also höchstens sechs Stunden pro Tag; nach jeder Sperrphase muss eine mindestens gleich lange Heizphase folgen. Die konkreten Zeiten legt jeder Netzbetreiber selbst fest.

Das hat zwei Konsequenzen für die Planung. Erstens muss die Wärmepumpe größer ausgelegt werden, weil sie dieselbe Wärmemenge in weniger Stunden liefern muss. Der Rechenweg dafür heißt Sperrzeitfaktor: 24 Stunden geteilt durch 24 minus Sperrstunden. Bei sechs Sperrstunden ergibt das 1,33 - die Anlage braucht ein Drittel mehr Leistung.

Zweitens braucht das System Wärme auf Vorrat. Genau dafür ist der Puffer da. Wer den unterbrechbaren Tarif nutzt und dafür einen um 20 bis 40 Prozent niedrigeren Arbeitspreis bekommt, finanziert den Speicher über die Stromrechnung mit. Mehr zu den Tarifmodellen steht im Beitrag zu Kosten und Stromverbrauch der Wärmepumpe.

Wie groß der Puffer sein muss

Die Faustwerte hängen davon ab, welche Aufgabe im Vordergrund steht:

Größer ist nicht besser. Jeder zusätzliche Liter bedeutet mehr Oberfläche, über die Wärme in den Heizraum abstrahlt, und mehr Masse, die vor dem Heizen erwärmt werden will. Ein 500-Liter-Puffer an einer 8-kW-Anlage ist kein Sicherheitspolster, sondern ein dauerhafter Effizienzverlust.

Und ein häufiges Missverständnis: Der Heizungspuffer ist nicht der Warmwasserspeicher. Warmwasser braucht 50 bis 60 Grad, das Heizsystem einer Fußbodenheizung nur 30 bis 35. Beides in einem Behälter zu führen, zwingt die Wärmepumpe dauerhaft auf das höhere Temperaturniveau. Kombispeicher sind deshalb nur dort sinnvoll, wo der Platz keine zwei Behälter zulässt.

Reihe oder parallel: hier entscheidet sich die Effizienz

Die Einbindung ist wichtiger als die Größe, und sie wird beim Angebot fast nie diskutiert:

• Reihenpuffer (im Rücklauf): Der Speicher hängt nur im Rücklauf, der Vorlauf geht direkt zu den Heizflächen. Die Wärmepumpe liefert also unvermischt die Temperatur, die im Haus ankommt. Das ist die energetisch günstigste Variante.
• Parallelpuffer: Der Speicher liegt zwischen Wärmepumpen- und Heizkreis, beide Kreise sind getrennt. Dabei mischt sich Vorlauf mit Rücklauf, weshalb die Wärmepumpe rund 5 Kelvin höhere Vorlauftemperatur fahren muss. Der Preis dafür ist gut zehn Prozent mehr Stromverbrauch.
• Hydraulische Weiche: Ein sehr kleiner Behälter zur Trennung der Kreise. Energetisch die schlechteste Lösung, weil die Durchmischung bei geringem Volumen praktisch unvermeidbar ist.

Als Faustregel gilt: Fünf Kelvin höhere Vorlauftemperatur kosten eine Wärmepumpe grob zehn bis fünfzehn Prozent Effizienz. Über zwanzig Jahre gerechnet ist die Frage, ob der Puffer in Reihe oder parallel hängt, damit teurer als die gesamte Investition in den Speicher.

Wichtig beim Reihenpuffer: Volumenstrom und Überströmventil müssen sauber eingestellt sein, sonst funktioniert das Prinzip nicht. Auch hier hilft nur ein Betrieb, der die Anlage einregelt statt sie nur zu montieren - siehe hydraulischer Abgleich.

Wann Sie gar keinen Puffer brauchen

Es gibt Anlagen, die ohne besser laufen:

• Fußbodenheizung im ganzen Haus. Der Estrich ist der beste Speicher, den ein Gebäude haben kann - er hält Wärme über Stunden und fängt eine Sperrzeit ohne Komfortverlust ab. Bei durchgehend beheizten Flächen mit ausreichend Wasserinhalt genügt oft ein kleiner Abtaupuffer oder gar keiner.
• Modulierende Inverter-Wärmepumpe, die von 30 bis 100 Prozent regelt und im Teillastbereich durchläuft, statt zu takten.
• Richtig ausgelegte Anlage ohne Überdimensionierung. Ein zu großes Gerät taktet, und dann wird der Puffer als Pflaster gegen einen Planungsfehler verkauft.

Umgekehrt ist der Puffer schwer zu ersetzen bei Heizkörperanlagen im Altbau mit kleinem Wasserinhalt, bei Anlagen mit Einzelraumregelung, die viele Kreise gleichzeitig schließt, und immer dann, wenn lange Sperrzeiten überbrückt werden müssen. Was im Altbau sonst noch zu beachten ist, steht im eigenen Beitrag.

Der Puffer als billigster Stromspeicher

Ein Aspekt, der bei der Planung fast immer untergeht: Wärme zu speichern ist um Größenordnungen billiger als Strom zu speichern. Ein Kubikmeter Wasser, um 30 Kelvin erwärmt, hält rund 35 Kilowattstunden. Ein 300-Liter-Puffer mit demselben Temperaturhub fasst also gut 10 Kilowattstunden Wärme.

Rechnen Sie das gegen: Der Puffer kostet mit Montage vielleicht 1.500 Euro, macht rund 150 Euro je Kilowattstunde Speicherkapazität. Ein Batteriespeicher liegt beim Mehrfachen davon. Wer eine Photovoltaikanlage hat, kann den Mittagsüberschuss über eine Anhebung der Puffertemperatur einlagern und abends daraus heizen - thermisch statt elektrisch.

Die Grenzen sind allerdings klar: Wärme lässt sich nur in Wärme zurückverwandeln, nicht in Fernsehstrom. Und jede Anhebung der Puffertemperatur über das nötige Maß kostet Arbeitszahl, weil die Wärmepumpe dafür höher fahren muss. Sinnvoll ist die Überhöhung um wenige Kelvin, gesteuert über ein Energiemanagement, nicht das Aufheizen auf Anschlag.

Der zweite Speicher: Warmwasser

Neben dem Heizungspuffer braucht praktisch jede Wärmepumpenanlage einen Warmwasserspeicher, und der ist oft der kritischere. Faustwerte für den Bedarf: 30 bis 50 Liter Speichervolumen je Person bei einem Vierpersonenhaushalt, also 200 bis 300 Liter.

Der Unterschied zum Heizungspuffer liegt in der Temperatur. Warmwasser braucht mindestens 50 bis 55 Grad, aus Hygienegründen periodisch mehr. Für die Wärmepumpe ist das der anstrengendste Betriebspunkt des Jahres - im Sommer, wenn nicht geheizt wird, läuft sie nur noch dafür. Deshalb gilt: Warmwasserbereitung in einem eigenen Speicher mit großer Wärmetauscherfläche, nicht im Kombibehälter mitgeführt. Wo Platz oder Budget das nicht hergeben, ist eine separate Brauchwasserwärmepumpe die effizientere Lösung als ein überhitzter Kombispeicher.

Kosten und Verluste

Ein Heizungspufferspeicher mit 200 bis 300 Litern kostet je nach Ausführung 500 bis 1.200 Euro, dazu kommen Anschluss, Armaturen und Montage. Der Aufwand ist überschaubar - kritischer ist der Platz: Ein 300-Liter-Speicher braucht mit Dämmung rund einen halben Quadratmeter Stellfläche und über zwei Meter Kipphöhe beim Einbringen.

Die Wärmeverluste eines gut gedämmten Speichers liegen bei etwa 1,5 bis 2,5 Kilowattstunden pro Tag. Im Heizraum eines beheizten Kellers ist das kein Totalverlust, weil die Wärme im Gebäude bleibt. Steht der Speicher im unbeheizten Keller, gehen im Jahr schnell 500 bis 800 Kilowattstunden verloren - Grund genug, bei der Dämmstärke nicht zu sparen und die Anschlussleitungen sauber zu isolieren.

Häufige Fragen

Wie groß muss der Pufferspeicher für eine Wärmepumpe sein?

Für die Taktvermeidung 15 bis 25 Liter je Kilowatt Heizleistung, zum Überbrücken von Sperrzeiten 30 bis 40 Liter. Bei einer 8-kW-Anlage sind das 120 bis 320 Liter, je nach Zweck.

Braucht jede Wärmepumpe einen Pufferspeicher?

Nein. Bei einer durchgehenden Fußbodenheizung mit ausreichend Wasserinhalt und einer modulierenden Inverter-Wärmepumpe kann er entfallen oder sehr klein ausfallen. Nötig wird er bei Heizkörperanlagen mit wenig Wasserinhalt und bei langen Sperrzeiten.

Reihenpuffer oder Parallelpuffer?

Der Reihenpuffer im Rücklauf ist effizienter. Beim Parallelpuffer mischen sich Vor- und Rücklauf, die Wärmepumpe muss rund 5 Kelvin höher fahren und verbraucht gut zehn Prozent mehr Strom.

Wie lange darf der Netzbetreiber die Wärmepumpe abschalten?

Bei unterbrechbarem Anschluss bis zu dreimal täglich je maximal zwei Stunden, insgesamt höchstens sechs Stunden pro Tag. Nach jeder Sperre muss eine mindestens gleich lange Heizphase folgen.