Was ist ein Pufferspeicher und für welche Heizsysteme ist er sinnvoll?

Ein Pufferspeicher ist ein isolierter Wassertank, der die Wärmeenergie einer Heizquelle für den späteren Verbrauch zwischenspeichert. Auf diese Weise kann er die Energieeffizienz einer Heizung deutlich verbessern. Ob dies tatsächlich der Fall ist, hängt jedoch stark von der verwendeten Heizungstechnik ab. Lesen Sie hier, für welche Heizsysteme der Einbau eines Pufferspeichers empfehlenswert ist – und für welche eher nicht.

Wie funktioniert ein Pufferspeicher?

Die wesentliche Komponente jedes Pufferspeichers ist ein aufrecht stehender Edelstahlzylinder, der mit einer stark dämmenden Isolierschicht (meist aus Hartschaum) ummantelt ist. Dieser dient dazu, heißes Wasser über einen langen Zeitraum auf einer hohen Temperatur zu halten. Vom Grundaufbau her ist ein Pufferspeicher also vergleichbar mit einer sehr großen Thermoskanne. Der Vorteil: Durch die hydraulische Speicherung der Heizwärme werden Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch zeitlich voneinander entkoppelt. Vor allem bei Heizungen, die „takten“ – also sich entweder vollständig ein- oder ausschalten – wird so die Effizienz verbessert: Ohne Pufferspeicher müsste die Heizung ständig auf den wechselnden Wärmebedarf reagieren. Doch die Speicherung der Wärme puffert die Schwankungen zwischen voller Leistung und Stillstand ab; die Heizung arbeitet in gleichmäßigeren, längeren Taktintervallen. Zusätzlich wirkt sich ein Pufferspeicher stabilisierend auf den hydraulischen Abgleich im Heizsystem aus, da er die Wärmeerzeugung vom Heizkreis entkoppelt.

Welche verschiedenen Pufferspeicherarten gibt es?

Die Zufuhr des Heizwassers bzw. die Erwärmung im Pufferspeicher sowie die Abgabe der Wärmeenergie können auf unterschiedliche Weise erfolgen. Ein Überblick über die in Privathaushalten gängigsten Systeme:

Standard-Pufferspeicher: Das Heizungswasser im Speichertank wird über einen Wärmetauscher erwärmt, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist. Bei Wärmebedarf wird das heiße Wasser in den Heizkreis, also zu den Heizkörpern oder zur Fußbodenheizung gepumpt. Einfache Modelle arbeiten ohne Wärmetauscher – hier fließt das Heizungswasser direkt von der Heizquelle in den Speichertank.

Schicht-Pufferspeicher: Dieser Speichertyp schichtet das Heizungswasser temperaturabhängig statt es bei einer gleichmäßigen Mischtemperatur zu halten. Die Durchmischung der Temperaturschichten wird auf natürliche Weise vermieden, weil das leichtere, heiße Wasser oben und das schwerere, kalte Wasser unten zirkuliert. So bleibt die Wärme dort erhalten, wo sie gebraucht wird – was sich positiv auf die Energieeffizienz auswirkt. Schicht-Pufferspeicher gibt es, wie Standard-Pufferspeicher, mit und ohne Wärmetauscher. Einige Modelle besitzen zwischen dem Warm- und dem Kaltwasserbereich eine zusätzliche physische Trennschicht.

Pufferspeicher mit Frischwassererwärmung im Durchlaufprinzip: Das im Pufferspeicher befindliche Heizwasser wird in der Regel direkt für den Heizkreislauf genutzt. Für Trinkwasser ist das jedoch nicht zulässig – schon aus hygienischen Gründen. Soll der Pufferspeicher auch zur Frischwassererwärmung dienen, ist ein zusätzlicher Wärmetauscher erforderlich, der das Trinkwasser im Durchlaufprinzip erwärmt. Alternativ kann ein sogenannter Kombispeicher eingesetzt werden.

Kombi-Pufferspeicher mit integriertem Frischwassertank: Bei dieser sogenannten Kombispeicher-Lösung wird das Trinkwasser in einem separaten Hygienetank vorrätig gehalten, der sich innerhalb des Heizungswassertanks befindet.
Damit sich im Frischwasserspeicher keine Legionellen oder andere gesundheitsgefährdende Bakterien vermehren, wird die Temperatur dort entweder konstant über 50 °C gehalten oder in regelmäßigen Abständen auf über 60 °C erhitzt.

Für welche Heizungsarten ist ein Pufferspeicher sinnvoll?

Inwieweit ein Pufferspeicher die Effizienz eines Heizsystems steigern kann, hängt sowohl von der Art der Wärmeerzeugung als auch von den Heizflächen ab. Wenn ein Wohngebäude beispielsweise über eine sehr große Fußbodenheizung verfügt, bringt ein Pufferspeicher kaum zusätzlichen Nutzen, da der Heizkreis und der umgebende Estrich bereits eine natürliche Speicherfunktion haben. Bei der Heizung selbst ist entscheidend, wie bedarfsgerecht und effizient sie Wärme erzeugt. Im Folgenden ein Überblick:

Wärmepumpen: Bei älteren oder günstigen, „taktenden“ Modellen ist ein Pufferspeicher sehr sinnvoll – denn diese Geräte liefern entweder volle Leistung oder gar keine. Ohne Zwischenspeicher würden sie sich ständig ein- und ausschalten, was zu hohen Energieverlusten und schnellerem Verschleiß führen würde. Bei modernen, modulierenden Wärmepumpen in Kombination mit Flächenheizungen wird die Energieeffizienz hingegen kaum verbessert. Wenn die Wärmepumpe mit PV-Strom und/oder einem dynamischen Stromtarif betrieben wird, kann ein Pufferspeicher jedoch die Wirtschaftlichkeit erhöhen – sozusagen als „Wärmebatterie“: Immer, wenn Strom gerade reichlich vorhanden bzw. günstig ist, wird Wärme erzeugt und für später gespeichert. Auch zur Überbrückung von Sperrzeiten, die vom Netzbetreiber für Wärmepumpen verhängt werden können, übernimmt ein Pufferspeicher eine wichtige Aufgabe: Er stellt während der Netzabschaltung die Wärmeversorgung sicher und unterstützt so das lokale Energiemanagement im Haushalt.
Gas- oder Ölheizungen: Für fossile Heizungen bringt ein Pufferspeicher nur dann einen Effizienzgewinn, wenn die Technik nicht mehr dem aktuellen Stand entspricht. Moderne Brennwertkessel passen ihre Leistung automatisch an den aktuellen Wärmebedarf an und benötigen daher keine zusätzliche Regulierungsebene. Im Gegenteil: Wird eine modulierende Gas-Brennwertheizung mit einem Pufferspeicher kombiniert, kann sich das sogar nachteilig auf die Energieeffizienz auswirken, da höhere Rücklauftemperaturen den Brennwertnutzen mindern.
Holz- und Pelletheizungen: Für Pelletheizungen wird ein Pufferspeicher dringend empfohlen. Der Grund Pelletkessel erzeugen Wärme in Schüben und können ihre Leistung daher nicht kontinuierlich an den tatsächlichen Wärmebedarf anpassen. Ein Pufferspeicher gleicht diesen Nachteil aus – durch seine regulierende Funktion senkt er den Brennstoffverbrauch, reduziert Emissionen und erhöht die Effizienz der Anlage.
Für Holz- oder Holzschnitzelheizungen ist ein Pufferspeicher sogar gesetzlich vorgeschrieben (§ 5 Abs. 4 1. BImSchV).
Hybridsysteme: Kombinationen verschiedener Wärmeerzeuger benötigen in der Regel einen Pufferspeicher – denn nur so funktioniert die effiziente Arbeitsteilung der Systemkomponenten. Gängige Hybridlösungen sind zum Beispiel die Kopplung einer Gasheizung mit einer Wärmepumpe, die ergänzende Nutzung von Solarthermie oder auch die Integration eines (PV-)elektrischen Heizstabs in den Speichertank.

Wie unterstützt ein Pufferspeicher den hydraulischen Abgleich?

Ein Pufferspeicher sorgt im Heizsystem nicht nur dafür, dass Wärme zwischengespeichert wird – er stabilisiert auch die Hydraulik. In modernen Anlagen mit mehreren Heizkreisen, etwa einer Kombination aus Fußbodenheizung und Heizkörpern, kann es durch das Schließen einzelner Ventile zu ungleichmäßigen Durchflussmengen kommen. Der Pufferspeicher wirkt in solchen Fällen wie ein hydraulischer „Stoßdämpfer“: Indem er den Wärmeerzeuger vom Heizkreis entkoppelt, gleicht er Volumenstromschwankungen aus und ermöglicht so einen gleichmäßigeren Betrieb der Wärmepumpe oder des Brenners. Trotzdem kann ein Pufferspeicher den hydraulischen Abgleich nicht ersetzen. Erst wenn alle Heizkreise korrekt eingestellt und aufeinander abgestimmt sind, wird die Wärme im Haus wirklich gleichmäßig verteilt und Energie optimal genutzt.

Welche Größe sollte ein Pufferspeicher idealerweise haben?

Die richtige Größe (bzw. das Fassungsvermögen) hängt stark von der Heizungsart, der Leistung des Wärmeerzeugers, dem Nutzungszweck und der Art des Gebäudes ab. Ein zu klein bemessener Speicher führt zu häufigerem Takten der Wärmepumpe oder des Brenners; ein zu großer Speicher zu Stillstandverlusten. Beides wirkt sich negativ auf die Effizienz des Heizsystems aus. Grundsätzlich sollte vor der Wahl des Pufferspeichers dessen genaues Anforderungsprofil definiert werden: Soll er auch zur Erwärmung von Brauchwasser dienen? Soll er möglicherweise ausschließlich als hydraulische Weiche fungieren? Im Normalfall kann man mit der Faustformel „50 bis 70 Litern pro Kilowatt (kW) Heizleistung“ kalkulieren.

Beispielberechnung:

Ein 150 Quadratmeter großes Einfamilienhaus aus dem Baujahr 1995 kommt auf eine Heizleistung von rund 9 Kilowatt (150 qm x 60 W/m² = 9.000 Watt oder 9 kW ): → 9 kW × 60 l/kW = 540 Liter Volumen, die der Pufferspeicher idealerweise haben sollte.

Je nach Aufbau des Heizsystems kann das optimale Volumen jedoch auch deutlich darüber oder darunter liegen. Die konkrete Planung überlässt man also am besten einem Fachbetrieb.

Fazit

Ein Pufferspeicher entkoppelt die Wärmeerzeugung der Heizung vom Wärmeverbrauch im Haus. Dadurch kann er zu mehr Energieeffizienz beitragen – insbesondere, wenn die Heiztechnik nicht modulierend arbeitet, sondern nur zwischen Volllast und Stillstand wechselt (taktet). Wer eine Wärmepumpe mit Photovoltaik betreibt, kann selbst produzierte Solarenergie in Form von Wärme speichern. Hybride Heizsysteme, die zum Beispiel Solarthermie oder eine Wärmepumpe mit einer Gasheizung kombinieren, sind in der Regel auf einen Pufferspeicher angewiesen. Neben der Speicherung von Wärme haben Pufferspeicher auch eine hydraulische Abgleichfunktion – was ebenfalls die Effizienz des Heizsystems verbessern kann. In einigen Fällen, zum Beispiel wenn moderne, modulierende Heiztechnik und Flächenheizungen vorhanden sind, bringt ein Pufferspeicher keinen nennenswerten Nutzen.