Plattenwärmetauscher oder Rohrwendel im Speicher?

✅ Trinkwassererwärmung mit einer Wärmepumpe – die zwei beliebtesten Lösungen zur Wärmeübertragung

Trinkwarmwasser (TWW) ist eines der wichtigsten Elemente jeder Heizungsanlage und die Grundlage für den Wohnkomfort. Bei Wärmepumpen ist die Art der Trinkwassererwärmung von besonderer Bedeutung, da diese Geräte bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen am effizientesten arbeiten. Das bedeutet, dass die Einrichtung zur Wärmeübertragung auf das Trinkwarmwasser äußerst leistungsfähig sein muss (denn es ist schwieriger, Trinkwarmwasser mit einer Wärmepumpe zu erwärmen, die mit 50 Grad Celsius arbeitet, als mit einem älteren Heizkessel, der beispielsweise mit 70 Grad arbeitet).

In der Praxis begegnet man am häufigsten zwei Lösungen: einem Trinkwarmwasserspeicher mit integrierter Wendel sowie einer Anlage mit externem Plattenwärmetauscher.

Beide Lösungen haben ihre Vorteile, unterscheiden sich jedoch hinsichtlich ihrer Funktionsweise, Leistungsfähigkeit und Einsatzmöglichkeiten. Die Wahl der passenden Lösung sollte nicht nur vom Preis abhängen, sondern vor allem von den Parametern der Wärmepumpe (oder einer anderen Wärmequelle), der Anzahl der Nutzer sowie dem Bedarf an Trinkwarmwasser.

Trinkwarmwasserspeicher mit Rohrwendel – die klassische und einfache Lösung

Ein Speicher mit integrierter Rohrwendel gehört zu den am häufigsten eingesetzten Lösungen zur Trinkwassererwärmung. Dabei strömt das Heizmedium der Wärmepumpe durch ein spiralförmiges Rohr im Inneren des Speichers und überträgt die Wärmeenergie auf das im Speicher befindliche Wasser. Die Wendel ist ein Wärmetauscher, genauer gesagt eine spezielle Bauform eines Wärmetauschers.

Der größte Vorteil einer Wendel im Speicher ist ihre einfache Bauweise. Die Installation benötigt weniger Komponenten und erfordert weder einen zusätzlichen Wärmetauscher noch eine zusätzliche Regelung. Diese Lösung ist komfortabel und wird häufig in Komplettsystemen von Wärmepumpen für Einfamilienhäuser eingesetzt. Der Heizkreis wird einfach an den Anschluss des Speichers angeschlossen, an den die Wendel bereits angeschlossen ist.

Einschränkungen der Wendel beim Betrieb mit einer Wärmepumpe – oder bei niedrigen Vorlauftemperaturen

Trotz ihrer Beliebtheit – die im Grunde früher und teilweise auch heute noch als Standard gilt – weist die Wendel gewisse Einschränkungen auf. Die wichtigsten Einschränkungen sind die Wärmeübertragungsfläche und der Wärmeübergangskoeffizient. Damit die Wärmeenergie der Wärmepumpe effizient auf das Trinkwarmwasser übertragen werden kann, muss die Wendel über eine ausreichend große Oberfläche verfügen.

Wärmepumpen arbeiten in der Regel mit niedrigeren Temperaturen als Gas- oder Ölkessel und benötigen deshalb größere Wärmeübertragungsflächen. Ist die Wendel zu klein, kann die Erwärmung des Trinkwarmwassers lange dauern und die Anlage arbeitet weniger effizient.

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Die Oberfläche einer Rohrwendel ist nicht mit der Plattenfläche eines Plattenwärmetauschers gleichzusetzen

Der Wärmeübergangskoeffizient eines Plattenwärmetauschers ist deutlich höher als der einer Rohrwendel. Das bedeutet, dass eine Wendel mit einer Oberfläche von 2 Quadratmetern die Wärme dennoch wesentlich schlechter überträgt als ein Plattenwärmetauscher mit einer Plattenfläche von 2 Quadratmetern. Tatsächlich ist der Wärmeübergangskoeffizient von Plattenwärmetauschern so viel höher, dass häufig bereits ein Plattenwärmetauscher mit einer Fläche von 1 Quadratmeter in der Praxis effizienter arbeitet als eine Wendel mit einer Oberfläche von 3 oder sogar 3,5 Quadratmetern.

Warum ist das so?

Die Antwort ergibt sich bei der Betrachtung der Arbeitsweise beider Geräte. Ein Plattenwärmetauscher besteht aus einem Paket aus Stahlplatten, zwischen denen sich in der Regel etwa 2 mm Abstand befinden. Das Wasser, das durch den Plattenwärmetauscher strömt, wird in hauchdünne, zwei Millimeter starke Schichten aufgeteilt, die auf beiden Seiten mit einer heißen Stahlplatte in Kontakt stehen. Unter diesen Bedingungen erwärmt sich das Wasser selbstverständlich schneller als in einem Speicher mit Wendel, bei dem die Wendel große zusammenhängende Wassermengen erwärmen muss.

☑️✅ Merken Sie sich: Beim Ersatz einer Rohrwendel durch einen Plattenwärmetauscher sollten die Oberflächen beider Geräte nicht miteinander verglichen werden. Es handelt sich um zwei unterschiedliche Gerätetypen, weshalb ein direkter Vergleich nicht sinnvoll ist. Ein Plattenwärmetauscher mit kleinerer Oberfläche kann die Leistung einer Wendel mit deutlich größerer Oberfläche erreichen oder sogar übertreffen.

Plattenwärmetauscher – höhere Leistung und schnellere Trinkwassererwärmung

Eine alternative Lösung ist der Einsatz eines Plattenwärmetauschers. Dabei wird die Wärmeenergie aus dem Kreislauf der Wärmepumpe über dünne Stahlplatten mit einer sehr großen Wärmeübertragungsfläche auf das Trinkwarmwasser übertragen.

Dank ihrer speziellen Konstruktion erreichen Plattenwärmetauscher eine sehr hohe Effizienz bei vergleichsweise kompakten Abmessungen. Sie ermöglichen die schnelle Übertragung großer Energiemengen, was insbesondere in Anlagen mit hohem Trinkwarmwasserbedarf von Vorteil ist. Das Gerät bietet daher erhebliche Vorteile – dabei geht es nicht nur um die hohe Effizienz. Im Vergleich zu einer Wendel besitzt es jedoch auch gewisse Nachteile.

Ein Plattenwärmetauscher ist ein sehr kompaktes Gerät – ein Vorteil im Heizraum

Ein wesentlicher Vorteil des Plattenwärmetauschers ist seine kompakte Bauweise. Moderne Heizräume bieten nur wenig Platz, da sie so geplant werden, dass möglichst viel Fläche für Wohn- oder Nutzräume zur Verfügung steht. Das ist wichtig, denn ein Plattenwärmetauscher ist kein Speicher, sondern ein kleines Durchflussgerät mit einem Gewicht von lediglich wenigen Kilogramm. Dadurch lässt er sich in den meisten Heizräumen problemlos integrieren. Es kommt nur selten vor, dass auf seinen Einsatz verzichtet werden muss, weil nicht genügend Platz vorhanden ist.

Warum kann ein Plattenwärmetauscher für eine Wärmepumpe vorteilhafter sein als eine Rohrwendel?

Wendeln haben sich über viele Jahre hinweg hervorragend bewährt – bis sich zu Beginn des 21. Jahrhunderts die Heiztechnik und die Planung von Heizsystemen grundlegend weiterentwickelten. Heute geht der Trend eindeutig in Richtung Niedertemperaturheizung – nicht nur bei Niedertemperatur-Fußbodenheizungen mit Heizkreisverteilern oder bei Plattenheizkörpern, sondern auch bei der Trinkwassererwärmung. Moderne Wärmeerzeuger – Gasheizkessel, Pelletkessel oder Wärmepumpen – verbrauchen weniger Energie, wenn sie mit einer sogenannten niedrigen Vorlauftemperatur arbeiten. Dies stellt jedoch höhere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Wärmetauscher (einschließlich der Rohrwendeln, da auch sie Wärmetauscher sind).

Das bedeutet jedoch nicht, dass Wendeln in Verbindung mit einer Wärmepumpe ungeeignet sind. Häufig benötigen sie lediglich Speicher mit deutlich größeren Wendeln als in den 1990er-Jahren üblich waren, als Vorlauftemperaturen von 60–70 °C Standard waren. In vielen Fällen stellen Eigentümer, die eine Wärmepumpe in einem älteren Haus installieren und bereits über einen Speicher mit Wendel verfügen, später fest, dass dieselbe Wendel das Trinkwarmwasser nach dem Austausch der Wärmequelle durch eine Wärmepumpe nicht mehr so effizient erwärmt.

Die Kombination einer Wärmepumpe mit einem Plattenwärmetauscher kann mehrere wesentliche Vorteile bieten. Vor allem lässt sich das Trinkwarmwasser schneller erwärmen, da der Wärmetauscher eine äußerst effiziente Wärmeübertragung ermöglicht.

Dies ist insbesondere in größeren Einfamilienhäusern, Mehrfamilienhäusern, Gewerbeobjekten oder überall dort von Bedeutung, wo ein hoher Trinkwarmwasserbedarf besteht. In solchen Fällen kann eine herkömmliche Wendel nicht mehr ausreichend sein.

Ein effizienterer Wärmetauscher ist besser für die Wärmepumpe und ihren Verdichter

Ein effizienterer Wärmetauscher wirkt sich nicht nur positiv auf die Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe aus, sondern auch auf ihre Lebensdauer und Betriebssicherheit. Ist der Wärmetauscher zu leistungsschwach – sei es eine Wendel oder ebenso ein falsch ausgelegter unterdimensionierter Plattenwärmetauscher –, schaltet sich die Wärmepumpe häufiger aus und anschließend auch wieder häufiger ein. Dies führt zu einem deutlich höheren Stromverbrauch und erhöht langfristig auch den Verschleiß des Verdichters, der das Herzstück jeder Wärmepumpe darstellt und dessen Ausfall besonders kostspielig und problematisch ist.

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Hat ein Plattenwärmetauscher auch Nachteile?

Ein Plattenwärmetauscher ist jedoch keine Lösung ohne Nachteile. Er erfordert zusätzliche Installationskomponenten wie eine Umwälzpumpe und Ventile – also alles, was für den Aufbau eines zusätzlichen Heizkreises notwendig ist. Dadurch ist das System aufwendiger als bei einem klassischen Trinkwarmwasserspeicher mit Wendel. Außerdem muss dieser zusätzliche Heizkreis installiert werden, was zusätzliche Kosten verursacht. Bei einer Wendel erhält man dagegen einen Speicher mit bereits integriertem Wärmetauschersystem, wodurch die Installation wesentlich einfacher ist.

Auch die Kosten sollten berücksichtigt werden. Soll ein Plattenwärmetauscher mit Niedertemperatur-Wärmequellen betrieben werden, sollte er mit einer ausreichenden Reserve, also einer größeren Wärmeübertragungsfläche, ausgelegt werden. Dies verursacht selbstverständlich zusätzliche Kosten.

Ebenso wichtig ist die richtige Auslegung des Wärmetauschers. Leider kommt es häufig vor, dass Installateure nicht genau wissen, wie ein solches Gerät dimensioniert werden muss, und deshalb Modelle auswählen, die sich in der Praxis als ungeeignet erweisen – beispielsweise weil sie zu klein sind. Besonders häufig treten Fehler beim Anschluss von Plattenwärmetauschern auf.

Anschließend wird häufig behauptet, der Plattenwärmetauscher sei grundsätzlich ineffizient oder bei ihm trete immer ein großer Temperaturverlust zwischen Primär- und Sekundärseite auf. Beides ist eindeutig falsch und geht auf eine fehlerhafte Auslegung oder eine unsachgemäße Installation zurück. Zwar handelt es sich dabei nicht um einen konstruktiven Nachteil des Geräts selbst, dennoch sollte dies erwähnt werden, da viele Anwender bereits mit diesem Problem konfrontiert wurden. In Bezug auf die einfache Installation spricht dies eindeutig für die Wendel.

Trinkwasserhygiene – Wasserspeicherung oder Durchlauferwärmung?

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Wahl der geeigneten Lösung ist die Hygiene. In einem klassischen Speicher wird eine große Wassermenge über längere Zeit gespeichert. Deshalb müssen geeignete Temperaturen eingehalten und regelmäßige Maßnahmen zum Schutz vor der Vermehrung von Bakterien wie Legionellen durchgeführt werden.

Ein System mit Plattenwärmetauscher kann selbstverständlich auch mit einem Speicher betrieben werden, es kann jedoch ebenso als Durchflusssystem arbeiten und das Wasser erst dann erwärmen, wenn es tatsächlich benötigt wird. Dadurch wird die Speicherzeit des Wassers verkürzt, was sowohl den Komfort als auch die hygienische Sicherheit erhöhen kann. Diese Lösung wird besonders geschätzt, weil sie den Verzicht auf einen platzraubenden Speicher ermöglicht.

Plattenwärmetauscher oder Wendel – welche Lösung ist die richtige?

Es lässt sich nicht pauschal sagen, dass die eine Lösung grundsätzlich besser ist als die andere. Bei einem kleinen Einfamilienhaus mit einem moderaten Trinkwarmwasserverbrauch kann ein hochwertiger Speicher mit einer ausreichend großen Wendel vollkommen ausreichend sein.

Wer jedoch Wert auf eine hohe Leistung, eine schnelle Trinkwassererwärmung und eine möglichst optimale Nutzung der Wärmepumpe legt, findet im Plattenwärmetauscher häufig die technisch fortschrittlichere und effizientere Lösung.

Die endgültige Entscheidung sollte von den Parametern der jeweiligen Anlage, der Leistung der Wärmepumpe, der Anzahl der Nutzer sowie dem gewünschten Warmwasserkomfort abhängen. In vielen modernen Heizungsanlagen ermöglicht erst der Plattenwärmetauscher die vollständige Ausschöpfung des Potenzials einer Wärmepumpe.

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