In einem hybriden Heizsystem sind Wärmespeicher und die Systemregelung zwei essenzielle Komponenten, die das Zusammenspiel der unterschiedlichen Wärmeerzeuger – wie Wärmepumpe, Solarthermie, Biomassekessel, Kamin- und Pelletöfen – optimal koordinieren und steuern. Sie bilden das Fundament, um Effizienz, Versorgungssicherheit und Nutzerkomfort sicherzustellen.
Systemreglung #
In einem modernen Hybridsystem arbeiten mehrere Wärmeerzeuger zusammen: Wärmepumpe, Solarthermie, Photovoltaik, Biomassekessel, Kamin- und Pelletöfen sowie eventuell Gas- oder Ölheizungen. Damit das System effizient, reibungslos und energiesparend funktioniert, wertet die Systemregelung das aktuelle Wärmeangebot - also welcher Energieerzeuger produziert gerade Wärme - der verschiedenen Wärmeerzeuger aus, berücksichtigt vorgegebene Temperaturvorgaben für Raumwärme und Brauchwasser sowie individuelle Nutzeranforderungen hinsichtlich der Priorisierung der eingesetzten Energiequellen.
Funktion der Systemregelung #
Man kann sich die Regelung wie das Gehirn des Heizsystems vorstellen. Sie wertet kontinuierlich Daten aus und trifft automatische Entscheidungen. Wichtige Faktoren, die sie dabei berücksichtigt, sind:
Aktuelle Außentemperatur
Wettervorhersage (bei smarten Regelungen)
Heizwärmebedarf des Gebäudes
Verfügbarkeit der einzelnen Energiequellen (z. B. Sonneneinstrahlung für Solarthermie, Ladezustand des Pufferspeichers)
Individuelle Zeitprogramme und Wunschtemperaturen der Nutzer
Moderne Systeme sind oft mit dem Internet verbunden und können dadurch Wetterdaten, Strompreise etc. berücksichtigen. So läuft eine Wärmepumpe beispielsweise am besten, wenn der Strom günstig ist oder wenn die Sonne auf die eigene Solaranlage scheint. Dabei priorisiert die Regelung bestimmte Quellen. Erneuerbare Energien werden eher genutzt als fossile Energien. Gleichzeitig wird aber darauf geachtet, dass der Wärmespeicher nicht überhitzt oder unterkühlt. Daraufhin werden dann die verschiedenen Sysetemkomponenten zu- oder abgeschaltet, ohne dass die Taktung zu hoch ist. Bei Geringem Wärmeverlust im Pufferspeicher kann beispielsweise ein Pelletofen eingeschaltet werden. Dieser ist kleiner als ein Biomassekessel.
Betriebsmodi #
Abhängig vom aktuellen Wärmebedarf und den äußeren Bedingungen steuert die Regelung den Betrieb der Wärmeerzeuger. Es gibt unterschiedliche Betriebsarten:
- Monovalenter Betrieb: Hier arbeitet jeweils nur ein Wärmeerzeuger aktiv – beispielsweise übernimmt eine Wärmepumpe allein die Heiz- und Brauchwassererwärmung.
- Bivalent paralleler Betrieb: Ein sekundärer Wärmeerzeuger ergänzt den primären – zum Beispiel springt ein Kaminofen ein, um die Wärmepumpe bei sehr kalten Außentemperaturen zu unterstützen.
- Bivalent alternativer Betrieb: Unter vordefinierten Regelungsparametern übernimmt der sekundäre Wärmeerzeuger die alleinige Wärmebereitstellung.
Durch die dynamische Abstimmung der Wärmeerzeuger und die Einbindung des Wärmespeichers sorgt die Systemregelung dafür, dass stets die effizienteste und kostengünstigste Energiequelle genutzt wird.
Es ist Winter, die Solarthermie liefert kaum Wärme – die Regelung schaltet die Wärmepumpe zu. Bei niedrigen Temperaturen springt zusätzlich der Pelletofen an.
Vorteile einer intelligenten Systemregelung #
Maximale Energieeffizienz #
Alle Komponenten arbeiten im optimalen Zusammenspiel.
Kosteneinsparungen #
Günstige Energien werden vorrangig genutzt, teure nur bei Bedarf.
Längere Lebensdauer der Heizgeräte #
Weniger Taktungen und Verschleiß.
Zukunftsfähigkeit #
Smarte Regelungen können später auch mit neuen Komponenten oder smarten Stromtarifen erweitert werden.
Wärmespeicher #
Während einige Wärmeerzeuger, wie Wärmepumpen oder Gaskessel, Wärme nur dann produzieren, wenn sie benötigt wird, gibt es andere, wie Solarthermie-Anlagen oder Kaminöfen, die bei Betrieb kontinuierlich Wärme erzeugen. Damit die Wärme genau dann verfügbar ist, wenn sie gebraucht wird, kommt der Wärmespeicher ins Spiel. Er fungiert als „Energiespeicher auf Abruf“: Er nimmt überschüssige Wärme auf und gibt sie erst dann wieder ab, wenn das Heiz- oder das Brauchwasser sie tatsächlich benötigt. Ohne einen gut abgestimmten Speicher ließe sich viel Energie nicht effizient nutzen.
Arten von Wärmespeichern #
1. Pufferspeicher:
Ein Pufferspeicher speichert Heizungswasser und hält es auf Temperatur. Er dient als Zwischenstation, in der überschüssige Wärme von Wärmepumpe, Solarthermie oder Biomassekessel gesammelt wird. Diese Wärme kann dann zeitversetzt an die Heizkörper oder die Fußbodenheizung abgegeben werden.
2. Kombispeicher:
Kombispeicher vereinen Heizungswasser- und Trinkwasserspeicher. Sie können gleichzeitig Heizwärme puffern und Trinkwasser erwärmen. Besonders platzsparend und effizient für kleinere Haustechnikräume.
3. Schichtspeicher:
Hier wird die Wärme in verschiedenen Temperaturzonen gespeichert. Heiße Wasserschichten oben, kältere unten. Das sorgt für eine besonders effiziente Nutzung der gespeicherten Energie.
Aufgabe der Wärmespeicher im Hybridsystem #
Ganz gleich, welche Art Wärmespeicher zum Einsatz kommt, seine Rolle ist immer die Selbe:
- Wärmeaufnahme: Überschüssige Wärme aus Wärmeerzeugern wird aufgenommen – sei es direkt zur Raumerwärmung oder zur Aufladung des Speichers.
- Flexibilität: Er ermöglicht es, dass auch bei fluktuierenden Energieangeboten, wie bei Solarthermie (die stark von der Sonneneinstrahlung abhängig ist) oder einer Wärmepumpe bei kalten Temperaturen, stets ausreichend Wärme verfügbar ist.
Vermeidung von Taktungen: Durch das Speichern der Wärme wird verhindert, dass die einzelnen Wärmeerzeuger ständig ein- und ausschalten, was zu einem effizienteren Betrieb und einer längeren Lebensdauer der Geräte führt.
Vorteile eines gut dimensionierten Wärmespeichers #
Höhere Effizienz #
Die erzeugte Wärme wird nicht verschwendet, sondern optimal genutzt.
Energiekostenersparnis #
Günstige oder kostenlose Energie (z. B. Solarwärme) kann vollständig genutzt werden.
Mehr Komfort #
Stabile Raumtemperaturen und jederzeit warmes Wasser. Egal ob tagsüber oder nachts. Außerdem wetterunabhängig.
Flexibler Betrieb #
Der Speicher gleicht Schwankungen in der Wärmeerzeugung aus.
Ein ausreichend großer Wärmespeicher ist für viele Förderprogramme eine Voraussetzungspflicht, da er entscheidend zur Effizienz beiträgt. Bei wasserführenden Kamin- und Pelletöfen aber auch anderen Wärmeerzeugern ist ein Wärmespeicher sogar Pflicht, da das heiße Wasser nicht immer direkt verbraucht wird.
Dimensionierung #
Die Dimensionierung des Wärmespeichers ist entscheidend. Ein zu kleiner Speicher führt dazu, dass Energie verloren geht. Ein zu großer Speicher kostet unnötig Geld und Platz. Fachbetriebe helfen bei der Berechnung – als Faustregel gilt: Je mehr unterschiedliche Wärmeerzeuger vorhanden sind, desto wichtiger und größer sollte der Speicher sein. Nachfolgend haben wir dir eine Tabelle erstellt, wie groß ein Wärmespeicher bei welchem Einsatzzweck sein sollte.
| Art des Speichers | Empfohlene Größe | Einsatzbereich |
|---|---|---|
| Pufferspeicher | 30–50 Liter pro kW Heizleistung | Klassische Heizungsanlagen mit Wärmepumpe, Biomassekessel oder Gas-/Ölheizung |
| Pufferspeicher bei Solarthermie | 50–100 Liter pro m² Kollektorfläche | Wenn Solarthermie integriert ist, sollte der Speicher größer dimensioniert werden |
| Kombispeicher | 500–1000 Liter, je nach Haushaltsgröße | Für Gebäude mit kombinierten Heiz- und Brauchwasseranforderungen, ideal bei wenig Platz |
| Schichtspeicher | Wie Pufferspeicher, aber hocheffizient | Wenn viele Wärmeerzeuger integriert sind, oder bei sehr wechselnden Wärmelasten |
| Pellet- oder Holzheizung Pufferspeicher | Mindestens 55 Liter pro kW Kesselleistung | Wichtig, da Pellet- und Scheitholzöfen am besten mit längeren Laufzeiten arbeiten |
Betrieb ohne Wärmespeicher #
Ohne Wärmespeicher besteht bei wasserführenden Kamin- und Pelletöfen, Biomassekesseln oder Solarthermieanlagen die Gefahr einer Überhitzung. Dies kann nicht nur die Anlage beschädigen, sondern auch ein Sicherheitsrisiko darstellen. Ein ausreichend großer Wärmespeicher ist daher nicht nur sinnvoll, sondern in vielen Fällen sogar vorgeschrieben. Zudem ist der Betrieb ohne Speicher ineffizient: Wird das Wasser im System zu heiß, wird es über Sicherungen abgelassen und durch kaltes Frischwasser ersetzt – wertvolle Energie geht dabei verloren.
Fazit #
Die Systemregelung organisiert die einzelnen Wärmeerzeuger und sorgt dafür, dass diese effizient und schonend genutzt werden. Sie verhindert häufige Taktung, steuert die Priorisierung und übernimmt das Wärmespeichermanagement. Ein Wärmespeicher im hybriden System speichert die Wärme der einzelnen Energieerzeuger (Solar, Wärmepumpe, Pelletofen, etc.) und gibt sie dann ab, wenn sie gebraucht wird.
