Wie dimensioniert man einen Warmwasserspeicher für den Hausgebrauch

• 28-04-2026


• Joris Bracke


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  Heizung
  

Die Dimensionierung eines Warmwasserspeichers ist nicht immer einfach. Dies gilt insbesondere für große Gebäude oder sehr gut isolierte Häuser mit geringem Heizbedarf. Um die Einhaltung der Anforderungen an den Warmwasserkomfort zu überprüfen, kann die Norm EN 12831:2017 herangezogen werden. Diese Norm gilt in allen EU-Ländern und besteht aus vier Teilen:

• EN 12831-1 = Bestimmung der Wärmeverluste
• EN 12831-2 = Erläuterung zu EN 12831-1
• EN 12831-3 = Dimensionierung der Warmwasserbereitung
• EN 12831-4 = Erläuterung zu EN 12831-3

Die vorherige Fassung der Norm stammte aus dem Jahr 2003 (EN 12831:2003). Da Gebäude seitdem deutlich besser isoliert und luftdichter sind, war eine Aktualisierung der Norm notwendig. Die Formeln zur Bestimmung der Wärmeverluste wurden überarbeitet und ein Abschnitt zur Dimensionierung der Warmwasserbereitung hinzugefügt. In der alten Normfassung war dies nicht wirklich notwendig, da der Heizenergiebedarf hoch genug war und stets ein Überschuss für die Warmwasserbereitung vorhanden war. In den letzten Jahren ist der Heizenergiebedarf jedoch stetig gesunken, während der Bedarf für die Warmwasserbereitung konstant geblieben oder sogar leicht gestiegen ist (aufgrund der vermehrten Nutzung von Regenduschen). Daher ist es wichtig geworden, die Einhaltung der Komfortanforderungen an die Warmwasserbereitung sicherzustellen.

Dies wird daher in EN 12831-3 überprüft. Dieser Abschnitt der Norm beschreibt die Erstellung eines Diagramms, das wie folgt aussieht:

Auf der X-Achse sind die Tageszeiten dargestellt, beginnend um Mitternacht, 3 Uhr, 6 Uhr usw. Gegen 7 Uhr morgens beginnen die Einwohner zu duschen, und hier ist ein erster Ausschlag in der blauen Kurve zu sehen. Über den Tag hinweg steigt der Warmwasserverbrauch kontinuierlich an, und am Abend, kurz vor dem Zubettgehen, ist ein weiterer Verbrauchsspitzenwert zu beobachten. Die blaue Kurve zeigt daher den Warmwasserbedarf an.

Die rote Kurve zeigt die im Speicher gespeicherte Energiemenge an. Um Mitternacht heizt der Wärmepumpe den Warmwasserspeicher auf; anschließend kühlt er langsam ab und wird gegen 8 Uhr morgens wieder aufgeheizt usw. Die obere orange Linie markiert die maximale Speicherkapazität des Speichers, die untere orange Linie die minimale Komfortgrenze. Fällt die rote Linie unter die untere orange Linie, kommt kein Wasser mit 42 °C mehr aus dem Speicher, und die Komfortanforderungen werden nicht mehr erfüllt. Beispiel: Ein Wohnblock mit 20 Wohnungen, 2 Bewohnern pro Wohnung und einem gemeinsamen Heizraum mit einer 50-kW-Wärmepumpe, die einen 500-Liter-Warmwasserspeicher auf 55 °C erwärmt. Daraus ergibt sich das untenstehende Diagramm.

Wir stellen fest, dass die Anforderungen an die Warmwasserversorgung nicht erfüllt werden, da die rote Linie morgens gegen 8 Uhr und abends gegen 21 Uhr außerhalb des orangen Bereichs liegt. Das bedeutet, dass in diesen Zeiträumen kein Wasser mit 42 °C aus dem Speicher austreten kann.

Um dieses Problem zu beheben, können wir zwei Maßnahmen ergreifen: entweder den Speicher vergrößern oder die Leistung der Wärmepumpe erhöhen. Verwenden wir einen 2000-Liter-Heizkessel anstelle eines 500-Liter-Boilers, ergibt sich die unten dargestellte Situation.

Die rote Linie befindet sich nun im orangen Bereich, alle Komfortanforderungen werden also erfüllt. Wir sehen außerdem, dass die rote Linie gegen 8 Uhr morgens ansteigt (die Wärmepumpe beginnt, den Speicher aufzuheizen) und es bis etwa 12 Uhr mittags dauert, bis der Speicher vollständig aufgeheizt ist. Um diesen Vorgang zu beschleunigen, können wir die Leistung der Wärmepumpe beispielsweise von 50 kW auf 70 kW erhöhen. Dies führt zu der unten dargestellten Situation.

Wir sehen nun, dass der Speicher gegen 10:00 Uhr bereits aufgeheizt ist. So können wir mit den Parametern experimentieren, bis alle Anforderungen erfüllt sind. Die Norm EN 12831 schreibt vor, dass zunächst der Wärmeverlust berechnet und anschließend geprüft werden muss, ob die Anforderungen an den Warmwasserkomfort mit einem Heizkessel erfüllt werden können. Ist dies nicht der Fall, muss der Speicher zunächst vergrößert werden. Reicht dies weiterhin nicht aus, kann die Leistung der Wärmepumpe erhöht werden. Beispielsweise darf man nicht die Heizleistung berechnen und dann 200 W pro Person für die Warmwassererzeugung hinzurechnen.

Das Warmwassermodul der Heat-Box unterstützt die Erstellung dieses Diagramms. Benutzer können das gewünschte (anpassbare) Zapfstellenprofil auswählen.

Nutzer können auch festlegen, wann Warmwasser im Haushalt verbraucht wird. Im folgenden Beispiel werden beispielsweise 27,5 % des gesamten Warmwassers im Haushalt zwischen 8 und 9 Uhr morgens verbraucht:

Des Weiteren wird ein (anpassbarer) Gleichzeitigkeitsfaktor berechnet, und unter anderem können folgende Punkte eingegeben werden:

• Kaltwassertemperatur
• Mindestgewünschte Warmwassertemperatur
• Generatorleistung
• Temperatur des durch die Heizschlange im Kessel fließenden Wassers
• Maximale Kesseltemperatur
• Kesselvolumen
• Höhe des Kessels
• Höhe des Temperaturfühlers im Kessel
• Umwälzleitungen (die zusätzlichen Wärmeverluste verursachen)

Dieses Modul eignet sich besonders zur Dimensionierung von Warmwasserspeichern in großen Gebäuden (Mehrfamilienhäuser mit gemeinsamem Heizraum, Sporthallen, Hotels oder Pensionen usw.) oder für sehr gut isolierte Wohnhäuser, die mit einer Wärmepumpe mit geringer Leistung (7 kW oder weniger) beheizt werden.