Der optimale Pufferspeicher für die Wärmepumpe
Wie groß sollte er sein?
Mit einem Pufferspeicher können Sie überschüssige Wärme, die von der Wärmepumpe erzeugt wird, speichern und bei Bedarf wieder abrufen. Die Wahl der richtigen Größe des Pufferspeichers ist entscheidend, um eine optimale Nutzung der erzeugten Wärme zu gewährleisten. Erfahren Sie im Folgenden alles Wissenswerte über die Funktion und den Aufbau von Pufferspeichern.
Funktion des Pufferspeichers
Der Pufferspeicher ist ein sorgfältig isolierter Behälter, der mit Heizungswasser gefüllt ist. Wasser ist das ideale Medium, um Wärme zu transportieren und zu speichern. Gründe dafür sind die gute Verfügbarkeit und die hohe Wärmekapazität. Die Wärmekapazität beschreibt die Fähigkeit eines Materials oder Systems, Wärmeenergie zu speichern und wieder abzugeben.
Erhöht sich die Temperatur von einem Liter Wasser um ein Grad, nimmt es durchschnittlich 4190 Joule [J] Wärme auf. Beim Abkühlen gibt das Wasser die aufgenommene Energie wieder ab. So kann es die Energie nicht nur vom Wärmeerzeuger in die Heizkörper bringen, sondern auch in einem Wärmespeicher aufbewahren. Letzteres ist vorteilhaft, wenn das Wärmeaufkommen und der Wärmebedarf zeitlich voneinander abweichen, was besonders bei Luft/Wasser-Wärmepumpen häufig vorkommt.
Die Vorteile eines Pufferspeichers
Neben der Speicherung überschüssiger Wärme bietet die Nutzung eines Pufferspeichers folgende Vorteile:
Stromnetze funktionieren nur, wenn stets genau so viel Energie erzeugt, wie verbraucht wird. Viele Stromlieferanten bieten im Interesse einer gleichmäßigeren Netzauslastung Sondertarife für die Versorgung von Wärmepumpen an. Die niedrigen Energiepreise gelten in der Zeit, in der der allgemeine Verbrauch niedrig ist. Bei Lastspitzen, in denen viele Abnehmer am Netz sind, werden höhere Preise berechnet oder Sperrzeiten vorgesehen.
In Sperrzeiten ist die Stromversorgung für die Wärmepumpe komplett unterbrochen. Mit einem Pufferspeicher können Sie günstige Stromtarife unabhängig von Ihrem Wärmebedarf nutzen und Sperrzeiten sicher überbrücken.
Während Sie bei einer Sole/Wasser-Wärmepumpe oder Wasser/Wasser-Wärmepumpe mit konstanten Quelltemperaturen rechnen können, wirken sich die Temperaturunterschiede der Luft im Tagesverlauf auf die Energieeffizienz einer Luft/Wasser-Wärmepumpe aus. Je niedriger die Temperatur der Umgebungsluft ist, desto mehr Energie verbraucht der Kompressor Ihrer Wärmepumpe. Der Pufferspeicher ermöglicht es Ihnen, die Betriebszeit unabhängig vom Wärmeverbrauch an die Umgebungsbedingungen anzupassen.
Ist die Wärmeabnahme am Kondensator zu gering, schaltet sich die Wärmepumpe automatisch ab. Eine zu geringe Wärmeabnahme kann dazu führen, dass der Kondensator überhitzt. Dadurch werden wiederum die Bauteile beschädigt oder das Kältemittel kann ausgasen. Dies hätte zur Folge, dass irreparable Schäden am System auftreten. Um solche Situationen zu vermeiden, kommt die automatische Abschaltung als eine Art Schutzfunktion zum Einsatz.
Durch den Einsatz eines Pufferspeichers verlängern Sie die Schaltzyklen des Heizsystems. So kann die Wärmepumpe ohne Unterbrechung arbeiten, bis der Speicher geladen ist und anschließend den Betrieb längere Zeit aussetzen. Die Reduzierung der Schalthäufigkeit verbessert die Energieeffizienz und erhöht die Lebensdauer Ihrer Wärmepumpe.
An einen Pufferspeicher können Sie zusätzlich zur Wärmepumpe weitere Wärmeerzeuger anschließen. Beispielsweise können Sie mithilfe eines Heizstabes im Inneren des Pufferspeichers überschüssigen Strom aus einer Photovoltaikanlage in Wärme umwandeln. Dadurch entlasten Sie die Wärmepumpe, reduzieren die Schalthäufigkeit und sparen Strom.
Die Größe des Pufferspeichers
Die Größe des Pufferspeichers richtet sich nach Ihrem Wärmebedarf, der Leistung Ihrer Wärmepumpe und gegebenenfalls weiterer Wärmequellen sowie der zu überbrückenden Zeitspanne. Ein zu klein dimensionierter Pufferspeicher kann die an ihn gestellten Aufgaben nicht zufriedenstellend erfüllen. Ist der Pufferspeicher zu groß, steigen die Wärmeverluste, die sich trotz guter Isolierung nicht vollständig vermeiden lassen. Daher ist es besonders wichtig, dass Sie sich bei der Auswahl Ihres Pufferspeichers von einem Fachmann beraten lassen.
Wärmebedarf
Ihr Wärmebedarf ist eine wesentliche Grundlage für die Auswahl eines passenden Heizsystems. Für die von ihr zu liefernde Wärmeleistung sind folgende Kriterien ausschlaggebend:
- die zu erreichenden Temperaturen in den einzelnen Wohnräumen
- die zu beheizende Grundfläche und die Deckenhöhe der Innenräume
- die Dämmeigenschaften des Gebäudes
- die Art der Heizung (Wand- oder Fußbodenheizung, Heizkörper)
- die Anzahl der Heizkörper oder Fußbodenheizkreisläufe
Soll auch das Warmwasser über die Wärmepumpe bereitgestellt werden, sind zusätzlich die Anzahl der Nutzer oder Bewohner und deren Verbrauch von Warmwasser zu berücksichtigen. Wird bei der Auswahl der Wärmepumpe das Nutzungsverhalten der Bewohner ermittelt, lassen sich gegebenenfalls auch Einsparziele ableiten. Der Pufferspeicher ist so zu dimensionieren, dass er für die Heizleistung der Wärmepumpe angemessen ist.
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Abtauung der Wärmepumpe
Die Abtauung spielt insbesondere bei Luft-Wasser-Wärmepumpen eine wichtige Rolle: Denn im Betrieb kann es bei niedrigen Außentemperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit dazu kommen, dass sich an dem Verdampfer der Wärmepumpe Eis bildet. Diese Eisschicht wirkt wie eine Isolation und verhindert, dass die Wärmepumpe effektiv arbeitet. Das wiederum kann zu einem erhöhten Stromverbrauch und einem Leistungsverlust führen.
Um das zu verhindern, verfügen moderne Wärmepumpen über einen Abtauzyklus. Dieser wird entweder zeitgesteuert oder durch Sensoren gesteuert, die die Eisschicht erkennen. Während des Abtauzyklus wird die Betriebsrichtung der Wärmepumpe kurzzeitig umgekehrt, wodurch sich der Verdampfer erwärmt und das Eis schmilzt. Das so entstehende Tauwasser wird über eine Abtauwanne abgeleitet.
Die Abtauung funktioniert jedoch nur dann effizient, wenn sie richtig eingestellt ist. Eine zu häufige Abtauung kann den Wirkungsgrad der Wärmepumpe verringern, während eine zu seltene Abtauung die Gefahr birgt, dass der Verdampfer komplett vereist. Lassen Sie die Abtauung daher von einem Fachmann überprüfen und einstellen.
Nachteilig sind lediglich ein etwas höherer Preis und ein erhöhter Platzbedarf. Die Pufferspeicher für Wärmepumpen benötigen aufgrund der Isolierung eine entsprechende Stellfläche und Raumhöhe.
Die CHA-Monoblock von WOLF
Diese moderne Luft/Wasser-Wärmepumpe schont nicht nur die Umwelt, weil sie keine fossilen Brennstoffe nutzt und effizient heizt. Sie verwendet auch das natürliche Kältemittel Propan beziehungsweise R290, dessen Treibhauspotenzial deutlich geringer ist als andere Kältemittel.
Die richtige Größe des Pufferspeichers: Schlüssel zur Effizienzsteigerung der Wärmepumpe
Pufferspeicher nutzen die Wärmekapazität von Wasser, um Heizenergie zwischenzuspeichern. Mit ihm überbrücken Sie Sperrzeiten Ihres Energieversorgers und erhöhen die Effizienz Ihrers Heizsystems.
In den allermeisten Fällen ist es zweckmäßig, einen Pufferspeicher für die Wärmepumpe zu nutzen. Wie groß er sein sollte, hängt von der Wärmeenergie ab, die Sie zwischenspeichern wollen. Bestenfalls vertrauen Sie auf die Expertise eines erfahrenen Heizungsexperten.
