Wärmepumpe für Heizung und Warmwasser – Speichergröße, Warmwassertemperatur, Zeitprogramm und Pufferspeicher

So macht die Wärmepumpe Warmwasser

Die Wärmepumpe kennt zwei Betriebsarten: Heizen und Warmwasser. Fällt die Temperatur im Trinkwarmwasserspeicher unter den eingestellten Wert, schaltet die Regelung auf Warmwasservorrang: Ein 3-Wege-Umschaltventil leitet den Vorlauf vom Heizkreis in die Heizschlange des Speichers, die Wärmepumpe fährt mit erhöhter Vorlauftemperatur und lädt den Speicher in 30 bis 60 Minuten nach. Der Heizkreis bleibt so lange unversorgt – bei Fußbodenheizung unbemerkt, bei Heizkörpern merkt man es erst nach mehreren Stunden.

Weil die Wärmepumpe mit kleinen Temperaturdifferenzen arbeitet, braucht der Speicher eine deutlich größere Wärmetauscherfläche als ein Kesselspeicher: 3 bis 4 m² Glattrohrfläche bei 300 Litern, oft als Doppelschlange. Ein Standard-Kesselspeicher mit 1 m² Fläche zwingt die Wärmepumpe auf 65 °C Vorlauf und frisst die Effizienz. Der Heizstab mit 3 kW im Speicher übernimmt das wöchentliche Legionellenprogramm und die Spitzenlast, wenn die Badewanne dreimal hintereinander voll läuft.

• 3-Wege-Umschaltventil mit Vorrangschaltung: Warmwasser zuerst, dann Heizung
• Trinkwarmwasserspeicher emailliert mit Doppelschlange oder Edelstahl, Speicherfühler, Opferanode
• Heizstab 3 kW für das 60-°C-Programm und Spitzenlast, möglichst nur wenige Stunden im Jahr
• Thermostatischer Brauchwassermischer am Austritt als Verbrühschutz
• Sicherheitsgruppe 10 bar mit Ablauf und Trinkwasser-Ausdehnungsgefäß

Speichergröße nach Personen

Richtwert sind 35 bis 50 Liter Warmwasser bei 45 °C je Person und Tag, umgerechnet auf Speichertemperatur 50 °C rund 50 bis 70 Liter Speicherinhalt je Person. Weil die Wärmepumpe mit 8 bis 14 kW schnell nachlädt, muss der Speicher nicht den ganzen Tagesbedarf bevorraten, aber die Morgen- oder Abendspitze. Zu groß gewählte Speicher kosten Bereitschaftsverluste und erhöhen das Legionellenrisiko, zu kleine zwingen den Heizstab zum Einsatz.

Warmwassertemperatur: 48 bis 52 °C sind effizient

Jedes Grad Speichertemperatur kostet die Wärmepumpe rund 2 bis 3 Prozent Effizienz. Mit 48 bis 52 °C Solltemperatur kommen Sie komfortabel durch, weil Duschwasser ohnehin auf 38 bis 40 °C gemischt wird. Auf 60 °C sollte der Speicher nur für das Legionellenprogramm gehen, bei Speichern bis 400 Litern im Ein- und Zweifamilienhaus genügt nach DVGW W 551 und DIN 1988-200 als Empfehlung ein wöchentlicher Lauf – über den Heizstab, nicht über die Wärmepumpe, die sonst mit schlechtem COP am oberen Ende ihres Bereichs arbeitet. Im vermieteten Mehrfamilienhaus mit mehr als 400 Litern oder mehr als 3 Litern Leitungsinhalt gelten 60 °C am Speicheraustritt und 55 °C in der Zirkulation dauerhaft.

Zeitprogramm für Warmwasser: sinnvoll oder nicht?

Ein Zeitprogramm ist sinnvoll, wenn es die Warmwasserladung in Zeiten mit günstigem oder eigenem Strom verschiebt und aus Zeiten nimmt, in denen die Heizung die Wärmepumpe braucht. Mit Photovoltaik ist die Regel einfach: Warmwasserladung zwischen 11 und 15 Uhr freigeben, Solltemperatur in diesem Fenster auf 55 bis 58 °C anheben (SG-Ready), nachts nur Mindesttemperatur halten. Ohne PV lohnt sich die Ladung in der Nacht oder am frühen Morgen, wenn die Außentemperatur am niedrigsten ist, dagegen nicht – dann lieber am Nachmittag, wenn die Luft wärmer und der COP höher ist.

Was ein Zeitprogramm nicht leisten sollte: den Speicher morgens kalt lassen. Wer um 6 Uhr duscht, braucht die Ladung bis 5 Uhr, sonst springt der Heizstab ein und kostet an einem Morgen so viel wie die Wärmepumpe an drei Tagen. Wir stellen die Zeiten bei der Inbetriebnahme nach Ihrem Tagesablauf ein und prüfen sie nach der ersten Heizperiode.

Pufferspeicher: wann nötig und wie groß

Der Pufferspeicher ist das meistdiskutierte Bauteil der Wärmepumpenhydraulik. Er hat zwei Aufgaben: Er sorgt für eine Mindestlaufzeit des Verdichters, damit das Gerät nicht taktet, und er stellt beim Abtauen des Außengeräts die Wärme bereit, die kurzzeitig aus dem Heizsystem gezogen wird. Beides braucht Wasserinhalt, aber keinen großen Trennspeicher. Unsere Praxis nach dem Herstellerschema: kein Trennpuffer als Standard. Ein Reihenpuffer mit 100 Litern im Rücklauf, dazu ein Überströmventil, reicht, wenn der Wasserinhalt der Heizung unter etwa 20 Litern je kW Heizleistung liegt oder viele Heizkörperventile schließen.

Bei Fußbodenheizung mit offenen Kreisen kommt die Anlage oft ganz ohne Puffer aus: 150 m² Fußbodenheizung enthalten rund 150 bis 200 Liter Wasser, genug für Abtauung und Laufzeit. Ein Trennpuffer als hydraulische Weiche wird erst bei komplexen Hydrauliken nötig: mehrere gemischte Heizkreise, Kaskade aus zwei Wärmepumpen, zweiter Wärmeerzeuger oder Gebläsekonvektoren zum Kühlen. Der Preis dafür sind 3 bis 5 Kelvin Mischverlust und Effizienzeinbußen von 5 bis 10 Prozent.

Frischwasserstation oder Speicher?

Der Trinkwarmwasserspeicher ist im Einfamilienhaus die einfache und günstige Lösung: Richtwert für den Speichertausch 300 Liter komplett mit Anbindung, Sicherheitsgruppe und Mischer rund 9.400 € brutto, der Speicher selbst liegt materialseitig bei rund 4.750 € brutto. Die Frischwasserstation erwärmt Trinkwasser im Durchfluss über einen Plattenwärmetauscher aus einem Heizungspuffer. Es wird kein Trinkwasser bevorratet, das Legionellenthema entfällt, die Wärmepumpe kann den Puffer mit niedriger Temperatur fahren. Dafür braucht sie einen Pufferspeicher mit 500 bis 800 Litern und eine Wärmepumpe mit genug Leistung für die Zapfspitze.

Im Mehrfamilienhaus oder bei hohen Gleichzeitigkeiten ist die Frischwasserstation deshalb oft die bessere Wahl: Material rund 3.150 € brutto, als komplette Lösung mit Puffer, Anbindung und Regelung in unserem MFH-Beispiel rund 20.000 € brutto. Im Einfamilienhaus mit vier Personen bleibt der 300-Liter-Speicher mit Doppelschlange die effizientere und günstigere Lösung.

Zirkulation: Komfort gegen Energieverlust

Eine Zirkulationsleitung bringt sofort warmes Wasser an entfernte Zapfstellen, kostet aber laufend Wärme: 10 m ungedämmte Leitung verlieren mehr Energie, als eine Person im Jahr an Warmwasser verbraucht. Deshalb gilt: Zirkulation nur mit Dämmung nach GEG, mit Zeitsteuerung auf die Nutzungszeiten und mit Thermostatventil, das die Pumpe abschaltet, sobald die Leitung warm ist. Bedarfsgesteuerte Pumpen, die auf das kurze Öffnen eines Hahns reagieren, sparen zusätzlich. Im Einfamilienhaus mit kurzen Wegen verzichten wir häufig ganz darauf.

Im Mehrfamilienhaus ist die Zirkulation Pflicht, dort gehört zur Legionellensicherheit eine thermische Hygienespülung: Regelmäßig wird das gesamte Netz auf über 70 °C erhitzt, gesteuert über die Regelung. Als nachgerüstetes Paket mit Pumpe, Strangregulierventilen und Steuerung liegt die Zirkulation mit Hygienespülung in unserem Beispiel bei rund 4.900 € brutto.

Heizung, Warmwasser, Elektro und Förderung als ein Kleinprojekt

Wärmepumpe mit Speicher, Hydraulik, Elektro-Umrüstung und Förderantrag sind zusammen ein kleines Projekt mit fünf Gewerken. Wir führen es aus einer Hand: Heizung und Sanitär bauen Speicher und Hydraulik, unsere Elektrofachkraft setzt Zuleitung, Zählerplatz und Nebenstromkreise, das Büro stellt die Bestätigung zum Antrag und begleitet den KfW-Antrag. Nach dem Herstellerschema sind das Umschaltventil, der 300-Liter-Speicher mit Heizstab, der Reihenpuffer und die Sicherheitsgruppe immer dabei; das Ausdehnungsgefäß und das 3-Wege-Ventil sitzen in der Anlage, nicht im Gerät.

Kosten: Richtwerte brutto

Für das Einfamilienhaus im Bestand mit 10-kW-Wärmepumpe, 300-Liter-Speicher, Hydraulik, Elektro, Demontage, Fachplanung und Förderbegleitung liegt unser Beispielangebot bei rund 51.900 € brutto, für den Altbau mit 14 kW bei rund 59.800 €. Die BEG-Förderung deckt davon bis zu 70 Prozent (bei niedrigem Einkommen 80 Prozent) der förderfähigen 28.000 €, also bis 22.400 €; Speicher, Puffer, Elektro-Infrastruktur, Demontage und Planung sind als Teil der Wärmepumpenanlage förderfähig, wenn sie getrennt ausgewiesen sind.