Warmwasserspeicher: Technik, Größe, Unterschiede

Mit einem Warmwasserspeicher lässt sich die Effizienz beim Heizen deutlich steigern – nicht nur mit Solarthermie oder Photovoltaik auf dem eigenen Dach. Wer die falsche Größe wählt, kann allerdings auch drauf zahlen.

Warmwasserverbrauch zu hoch?

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Was ist ein Warmwasserspeicher?

Ein Warmwasserspeicher speichert in einem gedämmten Behälter warmes Wasser für die Heizung und für das Trinkwasser in Küche, Bad/WC und an sonstigen Wasserhähnen. Die Wärme dafür stammt in der Regel aus einer separaten Heizanlage: zum Beispiel aus einer Wärmepumpe, Gasheizung oder Ölheizung – und eventuell zusätzlich aus einer Solarthermie- und/oder Photovoltaikanlage. Es gibt auch Heizanlagen mit einem integrierten Warmwasserspeicher.

Vorteile und Nachteile von Warmwasserspeichern

Der größte Vorteil eines Warmwasserspeichers ist, dass sich damit laufende Heizkosten einsparen lassen. Der Austausch eines alten gegen einen neuen externen Speicher ist meist problemlos. Solarthermie und/oder Photovoltaik lassen sich mit einem Warmwasserspeicher oft besser nutzen als ohne.

Zu den Nachteilen von Warmwasserspeichern zählen die höheren einmaligen Kosten im Vergleich zu einer Lösung ohne (externen) Speicher. Auch mehr Platz ist damit nötig. Und: Ein Warmwasserspeicher ist nicht bei allen Wärmeerzeugern sinnvoll.

Was ist der Unterschied zwischen Warmwasserspeicher und Pufferspeicher?

Für Fachleute gibt es einen grundsätzlichen Unterschied zwischen Warmwasserspeicher und Pufferspeicher: Mit einem Warmwasserspeicher wird Trinkwasser aufbewahrt; mit einem Pufferspeicher dagegen Heizwasser. Die beiden Speicher-Arten werden aber häufig miteinander kombiniert – und viele Nicht-Fachleute verstehen Warmwasserspeicher als Überbegriff für beide Arten.

Heizwasser und Trinkwasser sind immer voneinander getrennt. Mit einem Wärmetauscher kann jedoch Wärme vom Heizwasser an das Trinkwasser übertragen werden. Eine solche Erweiterung für einen Speicher wird oft Frischwasserstation oder Frischwasser-Modul genannt. Möglich ist bei einer Kombination auch, beide Speicher-Arten direkt zu beladen (zu erwärmen).

Boiler als veraltete Warmwasserspeicher-Arten

Unterschiede gibt es auch zum verwandten Warmwasserboiler: Darin wird das Wasser nicht nur gespeichert, sondern auch vom Boiler selbst erwärmt. Der Boiler-Behälter ist allerdings nur leicht oder gar nicht wärmegedämmt. Das darin gespeicherte Warmwasser kühlt schnell wieder ab. Deswegen gilt diese Warmwasserspeicher-Art als veraltet und ineffizient.

Unterschiede zwischen Warmwasserspeicher-Arten

Bei Warmwasserspeichern gibt es viele weitere Unterschiede: je nach Größe, Warmwasserbereitung, Anschlüsse, Aufstellung, Material und Wasserdruck.

Je nach Größe werden Warmwasserspeicher in verschiedene Kategorien eingeteilt:

• Kleinspeicher für bis zu 20 Liter (meist in der Küche)
• Mittelspeicher für bis zu 120 Liter (in Bad oder Küche)
• Großspeicher für das komplette Gebäude (bei zentraler Heizanlage)

Unterschiede gibt es auch bei der Warmwasserbereitung:

• direkte Erwärmung durch einen Heizstab (mit Strom – auch Elektro-Warmwasserspeicher genannt), selten mit Gas 
• indirekte Erwärmung durch Wärmetauscher
• Kombination aus beidem (Strom/Heizstab und Wärmetauscher)

Auch der Anschluss von Wärmeerzeugern unterscheidet sich:

• monovalente Warmwasserspeicher: Anschluss für einen Wärmeerzeuger, etwa eine Gasheizung 
• bivalente Warmwasserspeicher: Anschlüsse für zwei Wärmeerzeuger, wie Wärmepumpe und Solarthermie 
• multivalente Warmwasserspeicher: Anschlüsse für mehr als zwei Wärmeerzeuger, zum Beispiel Solarthermie, Wärmepumpe und Gasheizung

Mit bi- und multivalenten Warmwasserspeichern lassen sich die Vorteile verschiedener Wärmeerzeuger kombinieren und die Effizienz steigern. So kann zum Beispiel unten die Solarthermieanlage angeschlossen werden. Reicht die Energie für die gewünschte Wassertemperatur oder -menge nicht aus, wird oben mit Hilfe eines zweiten Wärmeerzeugers nachgeheizt.

Für die Aufstellung gibt es ebenfalls verschiedene Möglichkeiten:

• wandmontiert (kleines bis mittleres Gerät) 
• nebenstehend (meist neben dem Heizkessel), auch Standgerät genannt 
• untergestellt (etwa unter dem Heizkessel) oder kleineres Untertischgerät 
• liegend (falls ausreichend Platz in der Höhe fehlt – besonders stabil)

Für das Material eines Warmwasserspeichers wird grob zwischen zwei Varianten unterschieden:

• Stahl mit je nach Hersteller verschiedenen Beschichtungen (meist emaillierte Speicher, günstiger)
• Edelstahl rostfrei (wesentlich teurer, aber leichter, wartungsärmer und längere Garantie)

Unterschiede gibt es zudem in Sachen Wasserdruck:

• druckfeste, geschlossene Warmwasserspeicher (mit konstantem Wasserleitungsdruck) für mehrere Zapfstellen 
• drucklose, offene Warmwasserspeicher für einzelne Zapfstellen mit speziellen Armaturen

Wann lohnt sich ein Warmwasserspeicher?

Ein Warmwasserspeicher lohnt sich in einem Wohngebäude mit zentraler Heizanlage fast immer. Denn damit lässt sich die Effizienz deutlich steigern – je größer der Warmwasserverbrauch, desto mehr. Der Speicher sorgt nämlich dafür, dass die Heizanlage nicht bei jedem Warmwasserbedarf anspringen muss. Wird an einem Wasserhahn das warme Wasser aufgedreht, kommt statt dessen warmes Wasser aus dem Speicher. Die Alternative wäre ein häufiges Ein- und Ausschalten der Heizanlage (takten). Das kostet mehr Energie und lässt die Technik schneller verschleißen. Das gilt nicht nur für Trinkwasser: Wird zum Beispiel die Heizung aufgedreht, kann der Warmwasserspeicher ebenfalls für ausreichend Nachschub sorgen, ohne dass etwa die Gasheizung erneut anspringen muss. Bei Heizwasser sprechen Fachleute allerdings von einem Pufferspeicher.

Warmwasserspeicher bei erneuerbaren Energien

Ein Warmwasserspeicher kann außerdem Energie aufbewahren, bis diese benötigt wird – beispielsweise aus Solarthermie oder Photovoltaik. Mit Hilfe der Sonne kann je nach Wetter den ganzen Tag über Energie eingesammelt werden, besonders mittags. Benötigt wird sie vor allem am Abend und am frühen Morgen. Bei Solarthermie, Festbrennstoffkesseln (wie für Scheitholz) und Blockheizkraftwerken (BHKW) lohnt sich ein Warmwasserspeicher beziehungsweise Pufferspeicher daher ganz besonders; häufig aber auch bei Photovoltaik.

Warmwasserspeicher mit Heizstab als Extra

Bei einigen Warmwasserspeichern ist ein Heizstab serienmäßig dabei, bei anderen optional erhältlich und bei vielen einfach nachzurüsten. Mit einem Heizstab lässt sich das Wasser im Warmwasserspeicher besonders schnell erwärmen. Denn der Heizstab ist ein elektrisches Heizelement, das mit Strom betrieben wird – also ähnlich wie bei einem Wasserkocher. Das Nutzen eines Heizstabs im Warmwasserspeicher kann in verschiedenen Fällen sinnvoll sein, etwa wenn…

• in kurzer Zeit sehr viel Warmwasser benötigt wird,
• die gewünschte Temperatur auf anderen Wegen nicht (oder nicht effizienter) erreicht wird oder 
• günstiger Strom zur Verfügung steht, zum Beispiel aus Photovoltaik.

Lässt sich die gewünschte Menge oder Temperatur über den oder die Wärmeerzeuger ausnahmsweise nicht erreichen, kann ein Heizstab helfen. Günstiger Strom für den Heizstab kann zum Beispiel aus der eigenen Photovoltaikanlage kommen.

Heizstab bei Solarstrom

Wenn am Vormittag oder Nachmittag die Sonne scheint und im Haushalt nur wenig Strom verbraucht wird, kann es sinnvoller sein, den Heizstab im Warmwasserspeicher zu nutzen anstatt den Strom ins Netz einzuspeisen (je nach Einspeisevergütung und Heizenergieträger). Oder auch wenn Batteriespeicher und Elektroauto-Batterie bereits voll geladen sind. Bei variablen oder dynamischen Stromtarifen ist der Strompreis zeitweise ebenfalls so niedrig, dass sich der Einsatz eines Heizstabs rechnet.

Warmwasserspeicher-Heizstab nachrüsten?

Bei vielen Warmwasserspeichern ist es möglich, einen Heizstab nachzurüsten. Denn Heizstäbe sind in vielen verschiedenen Ausführungen und Größen erhältlich. Sie kosten zwischen 500 und 1.000 Euro. Der Aufwand für den Einbau ist vergleichsweise gering.

Für das Ein- und Ausschalten des Warmwasserspeicher-Heizstabs gibt es ganz einfache Lösungen: Erzeugt die Photovoltaik Strom, sorgt der Heizstab für warmes Wasser. Wesentlich effizienter ist es aber in den meisten Fällen, ein Energiemanagementsystem zu nutzen:

• Damit lässt sich festlegen, welche Stromverbraucher im Haushalt Priorität haben. So kann zum Beispiel bei einem Photovoltaik-Überschuss zuerst das Elektroauto oder der Batteriespeicher geladen werden – und erst wenn diese voll sind, der Heizstab im Warmwasserspeicher loslegen. Auch ein solches Energiemanagement lässt sich nachrüsten.
• Bei variablen oder flexiblen Stromtarifen kann automatisch ein besonders niedriger Strompreis ausgenutzt werden. Das Energiemanagementsystem startet und stoppt dann den Warmwasserspeicher-Heizstab, wenn der Strompreis einen bestimmten Wert unter- oder überschreitet.

Warmwasserspeicher: 150 Liter, 300 Liter oder mehr/weniger?

Die Größe eines Warmwasserspeichers wird in Litern angegeben. Die richtige Größe hängt von vielen Faktoren ab. Wichtigster Faktor ist die Anzahl der Personen, die im Haushalt leben. Damit lässt sich ein erster grober Wert bestimmen:

Für die passende Größe eines Warmwasserspeichers kommt es auch auf das Nutzungsverhalten der Personen an, etwa die Häufigkeit des Duschens oder Badens – also den tatsächlichen Wasserverbrauch. Am besten lässt sich die optimale Größe daher mit möglichst aktuellen Abrechnungen oder Zählerständen und mit Hilfe von Fachleuten (wie Installateur*innen und Energieberater*innen) bestimmen. Denn auch die Heizanlage spielt eine Rolle: Ist die Heizleistung eher niedrig, sollte der Speicher größer ausfallen als bei einer höheren Leistung.

Größe des Warmwasserspeichers bei Kostenfrage beachten

Die Größe des Warmwasserspeichers ist auch entscheidend für die Anschaffungskosten. Die liegen in der Regel zwischen 150 und 3.000 Euro. Nicht zu vernachlässigen sind die laufenden Kosten: Ein zu großer Warmwasserspeicher kann über die Jahre unnötige Energiekosten verursachen, die über den einmaligen Kosten liegen. Verantortlich dafür sind oft zu hohe Bereitschaftsverluste, fehlende Dämmung (vor allem bei den Anschlussrohren) und der Verbrauch der Ladepumpe. Ein zu kleiner Speicher kann jedoch ebenfalls unnötig Geld kosten: Die Anschaffungskosten sind zwar meist geringer. Aber dafür können die laufenden Kosten für Warmwasser höher ausfallen, wenn das gespeicherte Warmwasser häufig nicht ausreicht.

Austausch eines Warmwasserspeichers für neue Solarthermieanlage – mehr im Erfahrungsbericht von Familie Kniehase

Kosten für die Wartung des Warmwasserspeichers

Neben den einmaligen Kosten für Kauf und Installation sowie den laufenden Kosten für Energie entstehen auch noch Kosten für die Wartung. Zwei Aufgaben sind dabei besonders wichtig:

1. das Prüfen auf Dichtheit, Korrosion und Verschmutzungen
2. das Entkalken des Behälters (alle drei bis fünf Jahre, nicht nötig bei Pufferspeichern mit optimiertem Heizwasser)

Für die Wartung des Warmwasserspeichers ist pro Jahr je nach Größe, Technik und Aufwand (zum Beispiel zusätzliche Entkalkung) mit etwa 100 bis 500 Euro zu rechnen.

Warmwasserspeicher-Varianten

Wie der Artikel zeigt, gibt es sehr viele Varianten oder Arten von Warmwasserspeichern. Das gilt nicht nur für die Speicher selbst. Auch bei der Kombination mit verschiedenen Heiztechniken zeigt sich eine große Auswahl. Deswegen hier noch ein kurzer Überblick der häufigsten und effizientesten Varianten.

Gastherme/Gasheizung mit Warmwasserspeicher

In vielen deutschen Haushalten ist eine Gastherme oder Gasheizung mit Warmwasserspeicher zu finden. Bei den meisten handelt es sich um einfache monovalente Warmwasserspeicher. Effizienter sind bi- oder multivalente Varianten, die die Vorteile verschiedener Wärmeerzeuger wie Wärmepumpen und Solarthermie oder Photovoltaik miteinander kombinieren. Denn so lassen sich die Kosten für Energie und CO₂ am besten senken. Wer einen älteren Warmwasserspeicher nutzt, sollte prüfen lassen, ob sich ein Austausch oder eine Nachrüstung (zum Beispiel mit einem Heizstab) rechnet.

Warmwasserspeicher elektrisch

Als elektrischen Warmwasserspeicher oder Elektro-Warmwasserspeicher werden verschiedene Varianten bezeichnet: vom kleinen, einfachen und veralteten Boiler in Küche oder Bad bis zum großen, modernen und multivalenten Warmwasserspeicher neben der zentralen Heizanlage.

Ein älterer Warmwasserspeicher lässt sich oft auch elektrisch nachrüsten. So kann mit einem Heizstab zum Beispiel günstiger Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage oder von einem dynamischen oder flexiblen Stromtarif genutzt werden. Ob sich eine Nachrüstung zum Elektro-Warmwasserspeicher oder ein Austausch rechnen, hängt von vielen Faktoren ab und sollte von Fachleuten (zum Beispiel für Installation oder Energieberatung) berechnet werden.

Solar-Warmwasserspeicher

Wer Solarenergie schon nutzt oder nutzen will, sollte auch an einen Warmwasserspeicher denken: bei Solarthermie auf jeden Fall, bei Photovoltaik vor allem dann, wenn kein anderer großer Speicher wie Batterie oder Elektroauto vorhanden ist (siehe Heizstab).

Denn mit einem Solar-Warmwasserspeicher kann in beiden Fällen überschüssige Energie gespeichert werden, bis sie gebraucht wird. Warmes Wasser ist im Haushalt in der Regel vor allem am Morgen und Abend gefragt. Die meiste Solar-Energie kommt dagegen meist über die Mittagsstunden an. Dann schlägt die Stunde des Solar-Warmwasserspeichers.

Wärmepumpe-Warmwasserspeicher

Ganz ähnlich ist es bei der Kombination aus Wärmepumpe und Warmwasserspeicher. Denn auch die Wärmepumpe sorgt zu bestimmten Zeiten besonders effizient für warmes Wasser. Luft-Wasser-Wärmepumpen zum Beispiel können die höheren Außentemperaturen tagsüber nutzen, um Wasser für den Abend zu erwärmen. Das landet dann in einem Wärmepumpen-Warmwasserspeicher und wird später genutzt.

Warmwasserspeicher-Temperatur

Die Warmwasserspeicher-Temperatur liegt meist zwischen 55 und 80 Grad Celsius (zumindest oben). Je nach Hersteller sind auch bis zu 90 Grad möglich. Hohe Temperaturen im Warmwasserspeicher können sinnvoll sein, um überschüssige Energie zu speichern, etwa aus einer Solarthermieanlage. 55 Grad gelten als Richtwert für die Mindesttemperatur von Trinkwasser, um eine Legionellenbildung zu vermeiden.

Je besser gedämmt ein Warmwasserspeicher ist, desto länger bleibt die Temperatur des Wassers konstant. Der Wärmeerzeuger muss dann seltener nachheizen. So sorgt eine bessere Dämmung für weniger Speicherbereitschaftsverluste und mehr Effizienz bei Heizwasser und Trinkwasser. Mit der Dämmung steigen zwar auch die einmaligen Kosten, aber dafür sinken die laufenden Kosten.

Schichtenspeicher für Warmwasserspeicher

Ein Schichtenspeicher ist ein Warmwasserspeicher mit Schichtladesystem. Dieser kann das Heizen mit Warmwasserspeicher noch effizienter machen. Das funktioniert so:

Das Wasser im Warmwasserspeicher beziehungsweise Pufferspeicher ist oben in der Regel wärmer als unten. Denn warmes Wasser steigt nach oben und kälteres Wasser sinkt nach unten ab. Dadurch gibt es eine gewisse Durchmischung im Warmwasserspeicher, wenn Wasser mit unterschiedlichen Temperaturen für den Vorlauf und aus dem Rücklauf im Speicher zusammen kommt. Diese Durchmischung kann die Effizienz der Wassererwärmung verringern.

Mit einem Schichtladesystem (Schichtenspeicher) lässt sich das vermeiden und die Effizienz noch weiter steigern. Dazu wird das Wasser aus Wärmeerzeuger (heiß) oder Heizungsrücklauf (kälter) je nach Temperatur sachte in der passenden Höhe eingespeist. Platten im Innern des Speichers verhindern eine Durchmischung. So können in einem Schichtenspeicher unten null bis 10 und oben 20 bis 80 Grad Celsius (oder mehr) Wassertemperatur erreicht werden.

Auch die noch seltenen, großen saisonalen Warmwasserspeicher nutzen diese Technik und können diese mit 100 Prozent Solarthermie und Photovoltaik kombinieren – ohne weitere Wärmeerzeuger. Je niedriger der Warmwassserverbrauch (zum Beispiel auch durch Rückgewinnung), desto einfacher geht das.