Warmwasserspeicher für Brauch- und Trinkwasser

In der Heiztechnik unterscheidet man zwischen Heizwasser und Brauchwasser. Heizwasser zirkuliert ausschließlich in der Heizungsanlage und transportiert Wärmeenergie, Brauchwasser ist Trinkwasser für Küche und Bad. Trinkwasser wird zu einem großen Teil auch temperiert benötigt, d.h. es muss auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt werden. Die einfachste Möglichkeit ist ein Durchlauferhitzer, der bei großen Mengen aber schnell unkomfortabel wird. Ein Warmwasserspeicher ist deshalb eine geeignete Option für Haushalte, die komfortabel, günstig und in ausreichender Menge warmes Wasser beziehen wollen.

Funktionsweise von Warmwasserspeichern

Die Funktionsweise eines Warmwasserspeichers ist einfach erklärt: Der Speicher ist mit einem geschlossenen Behälter vergleichbar, in dem sich eine Rohrschlange als Heizspirale befindet. Trinkwasser umfließt die Rohrschlange, in der sich wiederum Heizwasser befindet. Die Rohrschlange überträgt nun als Wärmetauscher die Heizwärme auf das Brauchwasser, nachströmendes kaltes Wasser wird bei Entnahme von Warmwasser ebenfalls aufgeheizt. Wichtig sind beim Warmwasserspeicher zum einen die sehr gute Dämmung, um Wärmeverluste gering zu halten, zum anderen eine Temperatur von mindestens 60 °C, um die Gefahr von Legionellen abzuwehren.

Direkte und indirekte Beheizung

Bei Warmwasserspeichern unterscheidet man zwischen direkter und indirekter Beheizung. Was sind nun die Unterschiede?

Direkte Beheizung

Der klassische Boiler ist das beste Beispiel für eine direkte Beheizung: Das Wasser im Speicher wird per Strom oder Gas erwärmt, auf der gewünschten Temperatur vorgehalten und bei Bedarf abgegeben. Der Wirkungsgrad von Boilern ist aber gering, der Strompreis bei elektrisch betriebenen Geräten treibt die Kosten in die Höhe. Direkte Beheizung ist deshalb nicht wirtschaftlich und wird zusehends aufgegeben.

Indirekte Beheizung

Anders bei der indirekten Beheizung: Hier erfolgt die Erwärmung durch die Heizung selbst. Der Brauchwasserspeicher befindet sich meist in unmittelbarer Nähe zum Heizkessel, um lange Wege und damit Wärmeverluste zu vermeiden. Im Gegensatz zu direkt beheizten Speichern ist der indirekt beheizte Warmwasserspeicher deutlich wirtschaftlicher. Alle Ausführungen in diesem Ratgeber beziehen sich deshalb auf indirekt beheizte Speicher.

Im Gegensatz zum Pufferspeicher enthält ein Warmwasserspeicher – auch als Brauchwasserspeicher bekannt – Trinkwasser. Die Übertragung der Heizwärme erfolgt über einen Wärmetauscher (in der Regel eine Rohrschlange), in seltenen Fällen auch über einen Doppelmantel, bei dem sich der Trinkwasserbereich in einem eigenen Speicher innerhalb des Warmwasserspeichers befindet. Das Heizwasser des Energieerzeugers (Heizkessel, Wärmepumpe etc.) umgibt also den Innenmantel und erwärmt so das Brauchwasser. Im Detail funktionieren beide Methoden wie folgt:

Wärmeübertragung mit einer Rohrschlange

Das heiße Heizwasser gelangt über eine Pumpe in den Brauchwasserspeicher. Dort fließt es in einer spiralförmigen Rohrschlange aus Kupfer, Edelstahl oder emailliertem Stahl von oben nach unten. Auf dem Weg gibt das Wasser Wärme an das Trinkwasser im Speicher ab – die Rohrschlange erfüllt die Funktion eines Wärmetauschers.

Ein Beispiel hierfür ist unser uniSTOR exclusive VIH RW.

Wärmetausch im Doppelmantel

Ein Doppelmantel-Warmwasserspeicher ist funktional ein Speicher im Speicher. Der äußere Speicher ist mit Heizwasser gefüllt, darin befindet sich ein zweiter Speicher, der mit kaltem Trinkwasser befüllt ist. Als Wärmetauscher fungiert nun die Wand des innenliegenden Speichers, über den die Heizwasserwärme übertragen wird.

Nachteilig beim Doppelmantelspeicher ist die fehlende Temperaturschichtung des Wassers, die mit einem Rohrschlangen-Wärmetauscher möglich ist. Der Wirkungsgrad ist daher geringer, die Anwendung für Brennwert- und Solaranlagen, die mit Temperaturschichtung arbeiten, nicht sinnvoll. Eine Alternative stellen Rohrschlangenspeicher dar, wie sie im uniSTOR exclusive VIH RW realisiert sind (siehe Bild): die Rohrschlange kompensiert durch ihre große Oberfläche die Nachteile einer Doppelmantelkonstruktion. Wir bieten deshalb keine Doppelmantelspeicher mehr an.

Warmwasserspeicher: monovalent und bivalent

Bei Warmwasserspeichern gibt es zwei Typen, die das Brauchwasser mit einer oder mehr Wärmequellen erwärmen:

Monovalenter Warmwasserspeicher

Das monovalente System verfügt über einen Wärmetauscher und erwärmt damit das Trinkwasser. Die Versorgung geschieht über das Heizwasser, das vom Wärmeerzeuger erhitzt wurde. Sobald die gewünschte Brauchwassertemperatur erreicht ist, stoppt der Vorgang. Verbraucher bekommen das Warmwasser aus dem oberen Teil des Wärmespeichers, der wiederum von unten mit Kaltwasser aufgefüllt und beheizt wird. Das oben sichtbare Modell uniSTOR exclusive VIH RW ist ein Beispiel für einen monovalenten Warmwasserspeicher.

Bivalenter Warmwasserspeicher

In einem bivalenten System gibt es zwei Wärmetauscher und damit auch zwei Wärmeerzeuger. Bivalente Wärmespeicher werden vorwiegend mit Wärmepumpen und solarthermischen Anlagen eingesetzt. Das Brauchwasser kann nun mittels des unteren Wärmetauschers, der an die Solaranlage oder Wärmepumpe angeschlossen ist, erwärmt werden. Scheint die Sonne nicht oder ist die Leistung der Wärmepumpe im Parallelbetrieb bei hohem Wärmebedarf zu gering, kommt der zweite Wärmetauscher zum Einsatz. Er unterstützt die Aufheizung des Trinkwassers mit Heizwasser aus der oberen Wärmequelle, beispielsweise einem Gas-Brennwertgerät. Ein Beispiel für einen bivalenten Warmwasserspeicher ist der uniSTOR exclusive VIH SW.

Schichtladespeicher

Der Schichtladespeicher ist einerseits als Pufferspeicher üblich, kann aber auch als reiner Warmwasserspeicher genutzt werden. Das Modell actoSTOR geht noch einen Schritt weiter: Als Beistellspeicher für die Gas- und Öl-Brennwertgeräte ecoVIT exclusiv und icoVIT exclusiv nutzt er das Schichtladeverfahren, bei dem Wasser aus dem unteren Speicherbereich über einen Plattenwärmetauscher erwärmt und in den oberen Bereich eingeleitet wird. Durch die Schichtung steht immer warmes Wasser zur Verfügung, die Vermischung und damit Temperaturabsenkung des Wassers wird konsequent vermieden. Schichtladespeicher können aufgrund ihres Funktionsprinzips kleiner als herkömmliche Speicher ausgelegt werden, was den Platzbedarf, die Bereitschaftsverluste und damit auch die Kosten reduziert.

In unserem Gas-Kompaktgerät ecoCOMPACT ist beispielsweise schon ein Warmwasserspeicher integriert. Die Variante mit der Nutzung eines Schichtladespeichers ist besonders effizient, da hier fortdauernd kleinere Mengen Wasser erwärmt und im Speicher bereitgehalten werden (siehe Grafik).

Warmwasserspeicher und Legionellen

Im Gegensatz zum Durchlauferhitzer, bei dem Wasser unmittelbar vor dem Verbrauch erhitzt wird, ist bei Warmwasserspeichers die Auseinandersetzung mit Legionellen erforderlich. Legionellen sind Bakterien, die überall vorkommen, wo Wasser fließt. Unser Leitungswasser ist nicht steril, enthält also sehr geringe Mengen verschiedener Bakterien. Das ist nicht weiter gefährlich, solange sich diese Bakterien nicht unkontrolliert vermehren. Wenn warmes Wasser aber über längere Zeit gespeichert wird und dabei zwischen 30 und 50 °C warm ist, begünstigt das die Vermehrung von Legionellen.

Es ist deshalb wichtig, eine konsequente Trinkwasserhygiene zu befolgen. Dazu gehört, dass die Temperatur im Warmwasserspeicher mindestens 60 °C betragen sollte, denn ab dieser Temperatur können sich Legionellen kaum mehr vermehren. Sogenannte Legionellenschaltungen erhitzen das Brauchwasser zwar einmal am Tag auf 60 °C; wenn die Wassertemperatur in der Zwischenzeit aber unter 55 °C absinkt, finden Legionellen wieder gute Vermehrungsbedingungen vor. Wir empfehlen deshalb eine konstante Mindesttemperatur von 60 °C im Warmwasserspeicher, um die Vermehrung von Legionellen gar nicht erst zu ermöglichen.

Wie groß muss ein Warmwasserspeicher sein?

Die richtige Speichergrößer ist ein wichtiges Kriterium, um effizient und kostengünstig Wasser zu erwärmen. Der Heizungsfachmann kann vor Ort bei Ihnen die passende Größe ermitteln. Zu große Speicher weisen in Summe höhere Bereitschaftsverluste auf, zu kleine Speicher hingegen liefern bei hohem Bedarf nicht ausreichend Warmwasser. Bei der Verwendung erneuerbarer Energien kann es dazu kommen, dass Versorgungslücken auftreten: die gleichmäßige Versorgung mit warmem Wasser ist nicht möglich, zwischendurch kommt kaltes Wasser aus dem Hahn. Das tritt beispielsweise ein, wenn die Sonneneinstrahlung zu gering ist oder die Wärmepumpe über ihr Limit hinaus beansprucht wird.

Für die Berechnung der Größe eines Warmwasserspeichers ist neben der Heizanlage auch die Personenzahl ausschlaggebend. Wird viel Warmwasser für Duschen, Baden und Kochen benötigt und ist ein Heizsystem mit geringer Leistung (z.B. im Passiv- bzw. Niedrigenergiehaus) installiert, kann die Heizung schnell an ihr Limit kommen. Wir bieten für jede Haus- und Wohnsituation den richtigen Speicher an:

• Elektrische Kleinspeicher, Wandspeicher mit 50 bis 120 Liter eignen sich bevorzugt für (Etagen-)Wohnungen und Räume mit geringem Warmwasserbedarf (Gäste-WC/Bad, Freizeit- und Hobbyraum).
• Speicher und Durchlauferhitzer sorgen für effiziente Erwärmung in EFH und Wohnung.
• Wenn die Sonne als ergänzende Energiequelle hilft, sind Ein- und Mehrfamilienhäuser mit unseren Solarspeichern bestens versorgt.
• Warmwasserbereitung und die Nutzung erneuerbarer Energie für Einfamilienhäuser vereint unsere Warmwasser-Wärmepumpe aroSTOR: Sie kann ideal in bereits bestehende Heizsysteme integriert werden und lässt sich optional durch eine Photovoltaikanlage mit Strom versorgen.

Vor- und Nachteile von Warmwasserspeichern

Wer ein Haus baut oder saniert, wird immer vor der Frage der Warmwasserbereitung stehen: Soll sie über einen Warmwasserspeicher oder über Durchlauferhitzer erfolgen? Generell lässt sich sagen, dass ein Speicher mit zunehmendem Warmwasserbedarf, mehr Bewohnern und Zapfstellen mittel- und langfristig die rentabelste Lösung ist. Durchlauferhitzer lohnen sich nur für die Warmwasserbereitung in geringen Mengen.