Ein Rohrwendel-Wärmetauscher ist ein spiralförmiges Rohr – aus glattem Stahl, emailliert oder aus gewelltem Edelstahl –, das in einen Speicher eingetaucht ist und Wärme zwischen zwei Wasserkreisläufen überträgt, ohne sie zu vermischen. In der Solarpraxis wird die Rohrwendel mit etwa 0,2–0,3 m² Tauscherfläche pro m² Kollektorfläche dimensioniert; Wärmepumpenspeicher benötigen rund die dreifache Rohrwendelfläche eines vergleichbaren Kesselspeichers.
Was leistet ein Rohrwendel-Wärmetauscher im Speicher?
Eine indirekte Rohrwendel trennt zwei Wasserkreisläufe und lässt dennoch Wärme zwischen ihnen fließen. Der Primärkreis – Solarflüssigkeit, Heizungswasser der Wärmepumpe oder Kesselwasser – wird durch die Rohrwendel gepumpt; das gespeicherte Wasser um sie herum erwärmt sich durch natürliche Konvektion über die Rohrwand. Die Kreise vermischen sich nie, was unerlässlich ist, wenn die Primärseite Propylenglykol-Frostschutz oder nicht trinkbares Heizungswasser führt, während der Speicher Trinkwasser enthält.
Indirekte Rohrwendeln sind in europäischen Warmwasserspeichern die Standardmethode der Wärmeübertragung. EN 12897, die Norm für indirekt beheizte, geschlossene Speicher-Wassererwärmer, legt fest, wie diese Speicher und ihre Wärmetauscher spezifiziert und geprüft werden, und EN 12977-3 prüft, wie gut Solarspeicher über sie be- und entladen werden.
Welche Rohrwendel-Typen werden in Warmwasserspeichern verwendet?
- Glatte Stahl-Rohrwendel – die klassische Solar- oder Kesselwendel, in emaillierten Speichern gemeinsam mit dem Speicher emailliert.
- Gewellte Edelstahl-Rohrwendel – die Wellung bringt mehr Oberfläche pro Rohrmeter unter; wird als Trinkwasser-Durchlaufwendel in einem Hygienespeicher verwendet.
- Doppelwandige Sicherheitswendel – zwei Rohrwände mit einem Leckage-Erkennungsspalt, von einigen Installationsvorschriften gefordert, wo Solarflüssigkeit und Trinkwasser aufeinandertreffen.
- Anordnungen mit zwei Wärmetauschern – eine Solarwendel unten im Speicher plus eine Kessel- oder Wärmepumpenwendel weiter oben, die Standardkonfiguration für Solar-Kombispeicher.
Wie viel Rohrwendelfläche braucht ein Speicher?
| Anwendung | Auslegungs-Faustregel | Beispiel |
|---|---|---|
| Solar-Trinkwarmwasser-Wendel | 0,2–0,3 m² pro m² Kollektor | 5 m² Kollektoren → 1,0–1,5 m² Wendel |
| Kessel-Nachheizwendel | ~0,5–1,0 m² für einen Familienspeicher | Speicher mit 200–300 L |
| Wärmepumpen-Trinkwarmwasser-Wendel | ~0,25–0,3 m² pro kW Leistung | 8-kW-Wärmepumpe → 2,5–3 m² Wendel |
| Hygiene-Trinkwarmwasser-Wendel | Ausgelegt auf die Spitzenzapfmenge | Gewellter Edelstahl, volle Speicherhöhe |
Unterdimensionierung ist der klassische Praxisfehler: Eine zu kleine Wendel kann nicht die volle Leistung der Quelle übertragen, sodass die Ladung langsamer wird und die Quelle heißer läuft als nötig.
Warum brauchen Wärmepumpen größere Rohrwendeln?
Die Wärmeübertragung über eine Rohrwendel wird von der Temperaturdifferenz zwischen Primärwasser und gespeichertem Wasser getrieben. Ein Kessel mit 80 °C, der einen 60-°C-Speicher lädt, verfügt über 20 K treibende Temperaturdifferenz; eine Wärmepumpe mit 55 °C Vorlauf hat vielleicht 5–10 K. Um dieselbe Leistung mit einem Viertel der Temperaturdifferenz zu übertragen, braucht die Wendel ein Mehrfaches an Fläche. Eine zu kleine Wendel zwingt die Wärmepumpe, ihre Vorlauftemperatur zu erhöhen, und jede Erhöhung der Verflüssigungstemperatur um 1 °C kostet etwa 2–3 % COP (EHPA-Planungshinweise). Deshalb tragen spezielle Wärmepumpenspeicher Wendeln von 2,5–4 m², wo Kesselspeicher mit etwa 1 m² auskommen.
Wo sitzen die Rohrwendeln im Speicher – und warum ist das wichtig?
Die Position folgt der Temperaturschichtung. Die Solarwendel sitzt ganz unten, wo der Speicher am kältesten ist, weil der Kollektorwirkungsgrad stark steigt, wenn dem Kollektor kaltes Wasser zugeführt wird. Die Kessel- oder Wärmepumpenwendel sitzt im mittleren bis oberen Bereich, sodass die Zusatzwärme nur das Bereitschaftsvolumen erwärmt, statt die kalte Zone zu zerstören, die der Solarkreis braucht. Die Trinkwasserwendel eines Hygienespeichers läuft nahezu über die volle Höhe und nutzt die Temperaturleiter vom kalten Eintritt bis zum heißen Austritt. In emaillierten Trinkwasserspeichern wird die Wendel zusammen mit dem Behälter emailliert und von derselben Magnesiumanode geschützt. Solimpeks fertigt in seinem Werk Konya Speicher mit einer und mit zwei Wendeln sowie Hygienespeicher und stimmt die Wendelfläche auf Kollektorfeld oder Wärmepumpenleistung ab.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen einem Speicher mit einer und mit zwei Rohrwendeln?
Ein Speicher mit einer Wendel hat einen Wärmetauscher für eine Wärmequelle, meist einen Kessel oder eine Wärmepumpe. Ein Speicher mit zwei Wendeln (bivalenter Speicher) fügt eine zweite, tiefer liegende Wendel für Solarkollektoren hinzu, sodass die Solaranlage das gesamte Volumen vorwärmen kann, während die obere Wendel nachheizt. Die Ausführung mit zwei Wendeln ist die Standardwahl für solare Trinkwarmwasseranlagen.
Rohrwendel im Speicher oder externer Plattenwärmetauscher – was ist besser?
Innenliegende Wendeln sind einfacher: keine zusätzliche Pumpe, keine Regelung, keine verschmutzungsanfälligen engen Spalte. Externe Plattenwärmetauscher übertragen pro Baugröße deutlich mehr Leistung und eignen sich für große Kollektorfelder und Frischwasserstationen. Für Wohngebäude ist meist die innenliegende Wendel die richtige Antwort.
Kann eine defekte innenliegende Rohrwendel ersetzt werden?
Nein – Wendeln sind in den Behälter eingeschweißt und keine wartbaren Teile. Ausfälle sind selten, weil die Wendel in derselben geschützten Umgebung liegt wie der Speicher; fällt doch eine aus, ist die praktische Reparatur ein externer Plattenwärmetauscher oder der Austausch des Speichers.
Zerstört die Rohrwendel im Betrieb die Schichtung?
Eine richtig platzierte Wendel unterstützt die Schichtung: Die auf einer Ebene abgegebene Wärme steigt sanft in die zu ihrer Dichte passende Schicht. Vermischungsschäden entstehen durch direkte Einströmungen mit hoher Geschwindigkeit, nicht durch Wendeloberflächen.