Wärmepumpe: Inwieweit ein Pufferspeicher sinnvoll ist

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Fotograf: pixabay/ai generiert

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Wärmepumpe im Energiesystem: Wie Pufferspeicher helfen 

In Zeit dens Klimawandels und steigender Nachhaltigkeit wird nachhaltige Haustechnik in Ulm und ganz Deutschland immer wichtiger. In diesem Sinne sind strombetriebene Wärmepumpen mit einem Wirkungsgrad zwischen 300 und 500 Prozent in deutschen Neubauten mittlerweile eines der beliebtesten Heizsysteme. Seit dem Gesetz für erneuerbares Heizen haben auch immer mehr Altbau-Eigentümer Interesse an der Technologie. Denn Wärmepumpen speisen ihre Nutzwärme bei geringem Strombedarf zu 75 Prozent aus Umgebungsenergie. Noch umweltfreundlicher und wirtschaftlicher wird der Betrieb der beliebten Heizsysteme, wenn Immobilien-Eigentümer den Strombedarf ihrer Wärmepumpe mithilfe eines Energiemanagementsystems zu einem möglichst hohen Anteil mit Strom aus einer eigenen Photovoltaikanlage decken.

Gut aufeinander abgestimmte Gesamtsysteme aus Solaranlage, Stromspeicher, Energiemanagementsystem und Wärmepumpe machen Verbraucher in Sachen Wärme- und Energieversorgung autarker, was vielen Menschen in Zeiten unsicherer Energiemarktentwicklungen am Herzen liegt. Zusätzlich zu den genannten Komponenten kann ein derartiges System einen Pufferspeicher beinhalten, der für eine hydraulische Trennung der Wärmeerzeugungs- und Wärmeverbraucherkreise sorgt. Dadurch muss sich die Erzeugung der thermischen Energie nicht mehr mit dem Zeitpunkt des Wärmeverbrauchs decken. Sinnvoll ist dies insofern, als dass sich Photovoltaikanlagen durch Stromgewinnungsspitzen zur Mittagszeit auszeichnen, während im Haushalt vor allem in den Abendstunden Wärmebedarf besteht. Der Pufferspeicher kann diese Zeitdifferenz überbrücken und den Mittags gewonnenen Strom bis zum Abend verfügbar halten.

Pufferspeicher lieber nicht als Ersatz für Stromspeicher nutzen

Pufferspeicher speichern ausschließlich thermische Energie und sollten in Gesamtsystemen aus Wärmepumpe und Solaranlage nicht als Ersatz für einen Stromspeicher, sondern eher als Ergänzung angeschafft werden. 

Vorteile von Pufferspeichern: Was Verbraucher wissen sollten

Eingebürgert haben sich Pufferspeicher vor allem für hybride Heizsysteme, die auf zwei verschiedenen Wärmeerzeugern beruhen. Ein Energiemanagementsystem kann dabei dafür sorgen, dass die Wärmeerzeugung zu jeder Zeit zu den günstigen Kosten erfolgt und der Wärmebedarf eines Gebäudes dauerhaft zu möglichst kleinem Preis gedeckt wird. Die gewonnene Wärme wird von den kombinierten Heizsystemen an den Pufferspeicher abgegeben, wo sie zwischengespeichert wird. Wenn im Haus Wärmebedarf besteht, kann sie auf diese Weise unabhängig vom Erzeugungszeitpunkt bereitgestellt werden. Vereinfacht ausgedrückt sind Pufferspeicher gedämmte Wassertanks, die Wärme bevorraten und bei Bedarf wieder abgeben. Dies kann Vorteile haben wie

• einen geringeren Verschleiß, weil Wärmepumpen mit Pufferspeicher gleichmäßiger arbeiten und sich nicht so oft ein- und ausschalten müssen.
• einen störungsfreien und zuverlässigen Betrieb, weil die thermische Energie aus dem Kältemittelkreislauf dank des konstanten Heizwasserstroms bei der Kombination einer Wärmepumpe mit einem Pufferspeicher stetig abgenommen wird.
• die Überbrückungsfähigkeit möglicher Sperr- und Schlechtwetterzeiten, weil dank des Speichers auch ohne aktuell bezogenen Strom Wärme zum Heizen zur Verfügung steht.
• die Vorhaltung von Wärmeenergie zum Abtauen, wie sie bei Wärmepumpen im Altbau sinnvoll sein kann.

Die letzten beiden Vorteile sind nur unter bestimmten Umständen Vorzüge. Moderne Inverter-Wärmepumpen sind im Gegensatz zu älteren Modellen beispielsweise nicht von Einfrieren bedroht, sodass kein Abtauen notwendig wird. Auch die Überbrückungsfähigkeit von Strom-Flauten ist differenziert zu betrachten. Denn wer Wärmepumpen in Kombination mit einer Solaranlage und einem Stromspeicher betreibt, hat in der Regel genügend zwischengespeicherten Strom, um mögliche Sperrzeiten des öffentlichen Netzes sowie tagezeit- oder schlechtwetterbedingte Flauten bei der Eigenstromproduktion auszugleichen. Den Autarkiegrad erhöht ein zusätzlicher Pufferspeicher allerdings immer. 

Speicher-Arten: Welcher Pufferspeicher passt zur Wärmepumpe?

Weil Pufferspeicher zu relativ günstigen Kosten im dreistelligen oder niedrig vierstelligen Bereich zu haben sind, ist die Investition für die meisten Menschen leicht zu handhaben. Allerdings sollte das Gesamtsystem immer von einem Experten geplant und umgesetzt werden, damit die einzelnen Komponenten auch wirklich zusammenpassen. Wichtig ist beispielsweise die Wahl des richtigen Pufferspeichers. Unterschiedliche Arten der Speichersysteme sind zu unterscheiden, darunter vor allem

• der einfache Pufferspeicher, der für Wärmepumpen eher ungeeignet ist, eine mittlere Temperatur beibehält und sich nicht komplett entladen lässt.
• der bi- oder multivalente Pufferspeicher, der mit Anschlüssen für mehrere Wärmeerzeuger ausgestattet ist und sich dadurch für hybride Heizsysteme aus Wärmepumpe und kombinierter Gasheizung oder Solarthermieanlage eignet.
• der Schichtladespeicher, der Wasser in verschiedenen Temperaturzonen speichert und auch dann noch Wärme abgeben kann, wenn er so gut wie entladen ist.
• der integrierte Pufferspeicher, der bei geringem Platzbedarf die beste Wahl darstellt und in die Wärmepumpe eingebaut ist.
• der 2-in-1-Pufferspeicher, der thermische Energie und bei Frischwasseranschluss zudem warmes Trinkwasser bevorratet.

Welcher Pufferspeicher wann die beste Wahl ist, hängt vom Einzelfall ab und sollte immer unter der Berücksichtigung der individuellen Gebäudegegebenheiten entschieden werden. Auch die Dimensionierung des Speichers ist Experten zu überlassen. In vielen Fällen reicht ein 100- bis 200-Liter-Speicher aus – insbesondere dann, wenn eine Solaranlage mit Stromspeicher zum Gesamtsystem gehört. Vor allem die erforderliche Heizleistung bestimmt die Speichergröße. Pro Kilowatt empfiehlt sich ein Speichervolumen zwischen 50 und 100 Litern. Dabei beeinflusst die Größe die genauen Kosten. Auch die Art des Pufferspeichers wirkt sich auf den Preis aus. Schichtenspeicher sind beispielsweise etwa doppelt so kostspielig wie einfache Pufferspeicher.