Beispiel für eine moderne Anlage mit Wärmepumpe, Pufferspeicher, Warmwasserspeicher und Solarthermie
Das folgende Hydraulikschema zeigt beispielhaft, wie ein Heizwasser-Pufferspeicher und ein indirekt beheizter Warmwasserspeicher von TRIVEN in eine moderne Heizungsanlage eingebunden werden können.
Das System kombiniert eine Wärmepumpe, eine Solarthermieanlage und elektrische Heizstäbe. Dadurch lassen sich Heizung und Trinkwarmwasserbereitung flexibel und effizient betreiben.
Welche Aufgaben erfüllt dieses System?
Die dargestellte Anlage:
- versorgt das Heizsystem über eine Wärmepumpe,
- nutzt einen Solarthermie-Kollektor vorrangig zur Trinkwarmwasserbereitung,
- erwärmt Trinkwarmwasser in einem indirekt beheizten Warmwasserspeicher mit zwei Rohrwendel-Wärmetauschern,
- stabilisiert den Heizbetrieb durch einen Heizwasser-Pufferspeicher,
- verfügt über elektrische Heizstäbe als Reserve- oder Zusatzheizung.
Wie funktioniert die Anlage?
1. Wärmepumpe und Pufferspeicher
Die Wärmepumpe lädt den Heizwasser-Pufferspeicher mit erwärmtem Heizungswasser. Der Pufferspeicher versorgt anschließend das Heizsystem, beispielsweise eine Fußbodenheizung oder Heizkörper.
Der Pufferspeicher kann dazu beitragen, den Betrieb der Wärmepumpe zu stabilisieren, die erforderlichen Volumenströme sicherzustellen und häufiges Ein- und Ausschalten zu reduzieren.
2. Vorrangige Trinkwarmwasserbereitung
Wird Trinkwarmwasser benötigt, schaltet die Regelung auf Warmwasserbereitung um. Die Wärmepumpe erwärmt den Warmwasserspeicher über den oberen Rohrwendel-Wärmetauscher.
Dadurch wird insbesondere der obere Bereich des Speichers rasch aufgeheizt, sodass warmes Wasser zeitnah zur Verfügung steht.
3. Solarthermieanlage
Der Solarthermie-Kollektor erwärmt eine Wärmeträgerflüssigkeit. Diese gibt ihre Wärme über den unteren Rohrwendel-Wärmetauscher an den Warmwasserspeicher ab.
Die solare Wärme wird typischerweise vor allem im Sommer und in den Übergangszeiten genutzt. Durch die Einbindung im unteren Speicherbereich kann ein möglichst großer Teil des Speichervolumens erwärmt werden.
4. Elektrische Heizstäbe als Zusatzlösung
Die elektrischen Heizstäbe dienen als Reserve- oder Zusatzheizung:
- E-TWW im Warmwasserspeicher: für die Notaufheizung, als Reserve bei Wartung oder Ausfall der Wärmepumpe sowie bei Bedarf für eine zusätzliche Erwärmung des Trinkwarmwassers.
- E-PS im Pufferspeicher: als Reserve- oder Spitzenlastheizung für das Heizsystem, beispielsweise bei sehr niedrigen Außentemperaturen oder einer vorübergehenden Störung der Wärmepumpe.
Bei vorhandener Photovoltaikanlage können die elektrischen Heizstäbe außerdem zur Nutzung von PV-Überschüssen eingesetzt werden.
Ein typisches Regelkonzept lautet daher: zuerst Solarthermie, anschließend Wärmepumpe und erst danach elektrische Zusatzheizung.
Typische Komponenten im Technikraum
Für eine solche Anlage werden üblicherweise folgende Komponenten benötigt:
- Wärmepumpe, beispielsweise Luft-Wasser- oder Sole-Wasser-Wärmepumpe, mit Regelung und Temperaturfühlern,
- Heizwasser-Pufferspeicher mit optionalem elektrischem Heizstab,
- indirekt beheizter Warmwasserspeicher mit zwei Rohrwendel-Wärmetauschern,
- elektrischer Heizstab für den Warmwasserspeicher,
- Solarthermie-Kollektor,
- Solarstation mit Pumpe, Durchflussmesser und Sicherheitsventil,
- Solar-Ausdehnungsgefäß und Entlüfter,
- Sicherheitsventil, Rückflussverhinderer und gegebenenfalls Druckminderer für die Trinkwarmwasserinstallation,
- thermostatisches Mischventil mit Verbrühschutz am Warmwasseraustritt,
- Absperrarmaturen, Filter und Entleerungsmöglichkeiten an den erforderlichen Stellen.
Praktische Hinweise zur Regelung
- Vorrangschaltung für Trinkwarmwasser: Sinkt die Temperatur im oberen Bereich des Warmwasserspeichers unter den eingestellten Wert, schaltet die Wärmepumpe auf Trinkwarmwasserbereitung um. Nach dem Aufheizen wechselt sie wieder in den Heizbetrieb und lädt den Pufferspeicher.
- Solarthermie: Die Solarpumpe wird abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen dem Kollektor und dem unteren Bereich des Warmwasserspeichers ein- oder ausgeschaltet.
- Elektrischer Heizstab im Warmwasserspeicher: Der Heizstab sollte im normalen Betrieb nur als Reserve oder für eine gezielte zusätzliche Erwärmung verwendet werden. Bei vorhandener Photovoltaikanlage kann er zur Nutzung von PV-Überschüssen eingesetzt werden.
- Elektrischer Heizstab im Pufferspeicher: Der Heizstab im Pufferspeicher sollte im üblichen Betrieb deaktiviert bleiben und nur bei Bedarf als Reserve- oder Spitzenlastheizung zugeschaltet werden. Auch hier ist eine Nutzung von PV-Überschüssen möglich.
Häufige Fehler bei der Planung
- Solarthermie und Photovoltaik verwechseln:
Solarthermie erzeugt Wärme. Photovoltaik erzeugt Strom. - Kein thermostatisches Mischventil mit Verbrühschutz vorsehen:
Bei höheren Speichertemperaturen besteht Verbrühungsgefahr. - Temperaturfühler falsch positionieren:
Eine ungeeignete Anordnung der Fühler kann den effizienten Betrieb der Wärmepumpe und der Solarthermieanlage beeinträchtigen. - Absperrarmaturen und Entleerungsmöglichkeiten vergessen:
Eine mangelhafte Planung erschwert Wartung und Servicearbeiten.
FAQ
Handelt es sich bei dem Solarkollektor in diesem Schema um eine Photovoltaikanlage?
Nein. Es handelt sich um einen thermischen Solarkollektor. Dieser erwärmt eine Wärmeträgerflüssigkeit, die ihre Wärme über einen Wärmetauscher an den Warmwasserspeicher abgibt. Der Kollektor erzeugt keinen Strom.
Warum verfügt der indirekt beheizte Warmwasserspeicher über zwei Wärmetauscher?
Der untere Rohrwendel-Wärmetauscher dient zur Nutzung der Solarthermie. Der obere Wärmetauscher wird von der Wärmepumpe versorgt und ermöglicht eine schnelle Erwärmung des oberen Speicherbereichs. Dadurch können beide Wärmequellen sinnvoll miteinander kombiniert werden.
Wann wird der elektrische Heizstab im Warmwasserspeicher eingesetzt?
Der elektrische Heizstab dient hauptsächlich als Reserve bei Wartung oder Ausfall der Wärmepumpe. Er kann außerdem zur zusätzlichen Erwärmung nach einem erhöhten Warmwasserverbrauch oder zur Nutzung von PV-Überschüssen eingesetzt werden.
Wann ist ein elektrischer Heizstab im Pufferspeicher sinnvoll?
Der Heizstab im Pufferspeicher kann als Reserve- oder Spitzenlastheizung für das Heizsystem eingesetzt werden, beispielsweise bei einer Störung der Wärmepumpe oder bei sehr niedrigen Außentemperaturen. Bei der Planung müssen die erforderliche elektrische Leistung und eine geeignete Absicherung berücksichtigt werden. Auch die Nutzung von PV-Überschüssen ist möglich.
Wie lässt sich eine Verbrühung bei hohen Speichertemperaturen vermeiden?
Am Warmwasseraustritt wird ein thermostatisches Mischventil mit Verbrühschutz installiert. Es mischt das heiße Wasser aus dem Speicher mit Kaltwasser und stellt dadurch eine sichere Temperatur für die Warmwasserverteilung bereit. Häufig wird eine Austrittstemperatur von etwa 45 bis 50 °C eingestellt.
Weiterführende Informationen
Weitere unabhängige Fachinformationen finden Sie hier:
- klimaaktiv: Leitfaden für optimierte Wärmeverteilung und Hydraulik
- Energieinstitut Vorarlberg: So läuft Ihre Wärmepumpe rund
- Energieinstitut Vorarlberg: Photovoltaik und Solarthermie
- DIE UMWELTBERATUNG: Warmes Wasser – Systeme und Möglichkeiten der Warmwasserbereitung
- klimaaktiv: Technologien zum Heizen und zur Warmwasseraufbereitung
Geschrieben von Karel Kluger, Vertriebsmanager, TRIVEN s.r.o.
Mit langjähriger Praxis im Maschinenbau und in der Heiztechnik.
Triven, 15.12.2025