Boiler mit indirekter Erwärmung: Aufbau, Funktionsprinzip und Anschlussschemata

In Privathäusern, Datschen, Sportkomplexen und Hotels wird häufig ein indirekter Warmwasserbereiter eingesetzt – das Gerät funktioniert ohne Anschluss an die zentrale Wasserversorgung. Dieses Gerät bewältigt das Erhitzen großer Wassermengen, hält problemlos die gewünschte Temperatur und gewährleistet eine unterbrechungsfreie Versorgung mit heißem Wasser.

Kurz gesagt, wenn Sie einen kostengünstigen Warmwasserbereiter als Ergänzung zu einem Einkreiskessel suchen – ziehen Sie die Installation eines IWB in Ihrem Haus in Betracht. Um die Auswahl zu erleichtern, empfehlen wir Ihnen, sich mit den Kaufkriterien für einen Boiler, seinem Funktionsprinzip und den Anschlussplänen vertraut zu machen.

Konstruktionsmerkmale und Funktionsprinzip des IWB

Ein indirekter Warmwasserbereiter kann nur mit den Ressourcen einer externen Quelle betrieben werden, aber zur Wartung des Systems in der warmen Jahreszeit kann ein Heizelement angeschlossen werden.

Um eine unterbrechungsfreie Versorgung zu gewährleisten, ist im System ein Rezirkulationskreis vorgesehen – das Wasser bewegt sich ständig durch die Rohre, und beim Öffnen des Wasserhahns an den an den Kreis angeschlossenen Entnahmestellen fließt heißes Wasser.

Ein indirekter Warmwasserbereiter wird normalerweise neben dem Heizkessel installiert, und dieses 'Duo' nimmt eine ziemlich große Fläche ein, insbesondere wenn beide Geräte Standgeräte sind.

Somit ermöglicht das Gerät erhebliche Einsparungen an Energieressourcen, bietet aber gleichzeitig nicht weniger Komfort als bei der Nutzung eines zentralen Warmwasserversorgungssystems.

Wie ein indirekter Warmwasserbereiter aufgebaut ist

Ein Gerät, das Wasser nach dem indirekten Prinzip erwärmt. Es handelt sich um einen isolierten Speicherbehälter, in dem ein Heizelement installiert ist, das von einem externen Wärmeträger gespeist wird.

Der Tank selbst kann rechteckig oder zylindrisch sein, und in seinen Wänden sind Anschlussstutzen vorgesehen – für die Zirkulation des Warmwassers aus der Heizungsanlage und für den Ein-/Ausgang der Wasserleitungen.

Die Grundkonstruktion besteht aus einem Metall- oder Kunststoffbehälter mit einem Fassungsvermögen von zehn bis zu mehreren tausend Litern. Im Inneren kann der Tank mit einer Beschichtung aus Emaille, Keramik oder Emailleglas versehen sein, was dazu beiträgt, die Wasserqualität zu erhalten und Korrosion zu vermeiden.

Das Gehäuse wird durch eine Isolierschicht aus Polyurethan, Schaumstoff oder Mineralwolle vor Wärmeverlust geschützt.

Die Spirale mit dem Wärmeträger kann gleichmäßig im gesamten Behälter angeordnet oder dicht am Boden platziert werden, um das dort eintretende Kaltwasser schneller zu erwärmen (+)

Um Kalkablagerungen vorzubeugen, wird im oberen Teil des Behälters eine Magnesium- oder Titananode installiert, die das Wasser enthärtet, das Metall vor galvanischer Korrosion schützt und die Lebensdauer des Geräts verlängert.

Außerdem wird das Gerät mit einem Thermostat ausgestattet, der die Erwärmung auf eine bestimmte Temperatur regelt, und mit Sicherheitsventilen, die zur Schutzgruppe gehören.

Vor- und Nachteile des IWB

Der Hauptvorteil eines indirekt beheizten Boilers ist die Einsparung von Energieträgern. Für seinen Betrieb muss kein Gasbrenner angeschlossen oder Strom verwendet werden, wie es ein direkt beheiztes Gerät erfordert.

Die Heizungsanlage liefert alle notwendigen Ressourcen, sodass Warmwasser praktisch ein kostenloser „Bonus“ ist, der in der kalten Jahreszeit erheblich zur Einsparung des Familienbudgets beiträgt.

Die meisten indirekt beheizten Boiler sind zusätzlich mit Heizstäben mit Thermostat ausgestattet, damit das Gerät auch in der warmen Jahreszeit verwendet werden kann, wenn die Heizung ausgeschaltet ist.

Weitere Vorteile eines indirekt beheizten Boilers:

• Hohe Leistung – ein Tank mit einem Volumen von 100 Litern kann in einer Stunde etwa 400 Liter Warmwasser liefern (vorausgesetzt, der Heizkessel ist ausreichend leistungsstark).
• Lange Lebensdauer – das Heizmedium kommt nicht mit dem fließenden Wasser in Kontakt, wie bei vergleichbaren Geräten mit direkter Erwärmung.
• Überlastet das Stromnetz nicht – es wird von einer externen Energiequelle betrieben.
• Sofortige Warmwasserbereitstellung – Sie müssen nicht warten, bis der kalte Wasserstrom abfließt, wie bei der Nutzung von Gasdurchlauferhitzern, oder bis der verbrauchte Tank erwärmt ist, wie bei einem elektrischen Boiler.
• Erschwingliche Kosten – bei Bedarf kann das System auch selbst zusammengebaut werden.
• Möglichkeit des Anschlusses an mehrere Energiequellen, z. B. an einen Vakuum-Sonnenkollektor, einen Heizkessel, eine Geothermiewärmepumpe.

Natürlich gibt es auch Nachteile. Bei allen Vorteilen lässt die Aufheizgeschwindigkeit des Wassers im Gerät zu wünschen übrig – für die Behandlung von 100 Litern benötigt selbst moderne Ausrüstung mindestens 15-20 Minuten, und selbstgebaute Systeme schaffen es vielleicht nicht einmal in einer Stunde.

Auch sind indirekt beheizte Boiler recht sperrig und nehmen daher eine beträchtliche Menge an Freiraum ein. Für große Behälter kann ein separater Raum erforderlich sein.

Ein indirekt beheizter Boiler kann auch aus vorhandenen Materialien hergestellt werden, indem man ein gebogenes Kupferrohr für die Spule, ein großes Fass mit Deckel oder eine Gasflasche für den Tank verwendet:

Eine weitere Variante eines selbstgebauten indirekt beheizten Boilers wurde unter Verwendung des Gehäuses eines gewöhnlichen Speicherwassererhitzers hergestellt:

Darüber hinaus ist dieses Gerät nur während der Heizperiode wirklich wirtschaftlich, während in der warmen Jahreszeit entweder der Heizkessel eingeschaltet werden muss oder alternative Wärmequellen vorgesehen werden müssen – Sonnenkollektoren, Heizstab. Und der Preis eines hochwertigen indirekten Speichers übersteigt den von Modellen mit direkter Beheizung.

Typen und Modellvarianten der Geräte

Der gebräuchlichste Gerätetyp ist ein Speichertank, in dem Stahl- oder Messingrohre (Spiralrohr) mit zirkulierendem Wärmeträger untergebracht sind.

Die Anzahl der Windungen seiner Spirale bestimmt die Geschwindigkeit der Wassererwärmung. Das Funktionsprinzip eines solchen indirekten Warmwasserspeichers ist denkbar einfach: In den Tank gelangt kaltes Wasser und der Wärmeträger, der sich durch die Spule bewegt, erwärmt es auf die gewünschte Temperatur.

Es gibt jedoch auch Geräte, die nach dem Prinzip 'Tank im Tank' konstruiert sind, bei denen anstelle eines spiralförmigen Rohrs zwei Behälter mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet werden.

Das System funktioniert wie folgt: In den kleineren Behälter gelangt kaltes Wasser, das durch den heißen Wärmeträger erwärmt wird, der zwischen den Wänden der Behälter zirkuliert.

Bei solchen Geräten wird das Wasser innerhalb weniger Minuten warm – die große Heizfläche ermöglicht es dem Gerät, effizient im Durchlaufbetrieb zu arbeiten und eine unterbrechungsfreie Versorgung mit heißem Wasser zu gewährleisten.

Warmwasserspeicher nach dem 'Tank im Tank'-System erhitzen Wasser nicht nur schnell auf 90 °C, sondern verfügen auch über eine Selbstreinigungsfunktion (+)

Ein kombinierter indirekter Warmwasserspeicher kann Energie aus mehreren Quellen gleichzeitig nutzen oder mit einem eingebauten Heizstab ausgestattet sein.

Varianten des indirekten Warmwasserspeichers

Nach Aufstellungsort:

• Wandmontiert – in der Regel ein kleines Gerät mit einem Fassungsvermögen von bis zu 200 Litern. Es wird mit speziellen Halterungen an jeder ausreichend stabilen vertikalen Oberfläche befestigt, um das Gewicht des voll gefüllten Tanks zu tragen (Gipskartonwände sind eindeutig ungeeignet). Es kann relativ hoch angebracht werden und nimmt keine nutzbare Grundfläche des Raums in Anspruch.
• Standmodell – ein großer Boiler, ausgelegt für eine große Anzahl von Verbrauchern. Allerdings wird für ein Gerät mit einem Fassungsvermögen von mehr als 1000 Litern empfohlen, einen separaten Raum bereitzustellen – einen Heizraum einzurichten. Ein solches System wird jedoch normalerweise für die Versorgung großer Villen, Unternehmen, Hotels und anderer Einrichtungen installiert; für den Familiengebrauch kann man mit einem Gerät von 250-300 Litern auskommen.

Nach Tankform:

• Horizontal – nimmt viel Platz ein, aber es ist einfacher, den erforderlichen Wasserstand eigenständig aufrechtzuerhalten, ohne Pumpen anschließen zu müssen.
• Vertikal – spart Stellfläche, ist jedoch im Fassungsvermögen recht eingeschränkt.

Je nach Nutzungsnuancen, den Gegebenheiten der Raumaufteilung und dem verfügbaren Platz können Sie das optimale Modell des indirekten Heizungswärmespeichers (BKN) auswählen, das sich harmonisch in die Raumgestaltung einfügt und Ihr Haus zuverlässig mit Warmwasser versorgt.

Worauf bei der Auswahl eines IWB zu achten ist

Einer der wichtigsten Parameter, der beim Kauf eines Boilers entscheidend sein sollte, ist sein Fassungsvermögen. Um die erforderliche Tankkapazität zu ermitteln, empfehlen wir, sich an der Anzahl der Personen in Ihrem Haushalt zu orientieren.

Empfehlungen zum Fassungsvermögen:

• 80-100 l – 2 Verbraucher;
• 100-120 l – 3 Personen;
• 120-150 l – 4 Benutzer;
• 150-200 l – 5 Verbraucher.

Es ist wichtig, die Begriffe "Gesamtkapazität des Tanks" und "Arbeitskapazität" zu unterscheiden, da das im Boiler befindliche Spiralrohr eine erhebliche Fläche einnimmt. Fragen Sie daher beim Kauf unbedingt nach, wie viel Wasser tatsächlich in das Gerät passt. In den technischen Daten sollte dieser Punkt angegeben sein.

Neben der pauschalen Zählung der potenziellen Verbraucher müssen auch die Häufigkeit und die Menge der Wassernutzung berücksichtigt werden. Wenn Ihre Familie beispielsweise gerne ein warmes Bad nimmt, anstatt schnell zu duschen, sollte die Arbeitskapazität des Tanks entsprechend sein – mindestens 120 Liter.

Es ist vorteilhaft, einen BKN in Kombination mit einem Festbrennstoff- oder Einkreis-Gaskessel zu verwenden. Wenn der Wasserverbrauch jedoch unter 1 l/min liegt, ist ein Zweikreis-Kessel kostengünstiger, der zudem viel weniger Platz benötigt als ein System mit indirekter Erwärmung.

Weitere wichtige Parameter:

1. Leistung – je höher der Wasserverbrauch, desto größer sollte die Ressource des Geräts sein. Dabei ist jedoch wichtig, dass die Leistung des "indirekten Erhitzers" die Möglichkeiten der Heizungsanlage (oder einer anderen externen Energiequelle) nicht übersteigt. Wenn das Volumen des Speichertanks beispielsweise zwischen 120 und 150 Litern liegt, sollte die Kesselleistung mindestens 23 kW betragen, bei 160-200 Litern sind bereits 31-39 kW erforderlich.
2. Heizzeit – ein Parameter, der vom Tankvolumen und der Anzahl der Windungen der Spule abhängt (große oder kombinierte Behälter können mit mehreren Spiralen ausgestattet sein).
3. Material des Tanks – für eine lange Nutzungsdauer eignen sich am besten Boiler aus Edelstahl oder medizinischem Stahl.
4. Wärmedämmung – bei günstigen Modellen wird Schaumstoff verwendet, der schnell verschleißt und Wärme durchlässt. Daher ist es besser, ein teureres Gerät zu kaufen, bei dem Polyurethan verwendet wurde.
5. Steuerung – das Gerät kann automatisch arbeiten, den Wasserfluss bei Bedarf ein- und ausschalten und die Erwärmung über einen Temperatursensor steuern.

Bei der Wahl der Form und Größe des Tanks ist auch zu beachten, dass der Boiler zwar theoretisch in jedem Raum mit Zugang zur Heizungsleitung installiert werden kann, der optimale Standort jedoch in der Nähe des Heizkessels liegt. So ist die Wärmeübertragung am effizientesten.

Einen indirekten Warmwasserspeicher kann man selbst herstellen. Eine Anleitung zur Herstellung des Geräts finden Sie in diesem Artikel.

Nuancen und Anschlusspläne des Boilers

Wie bereits erwähnt, nutzt der indirekte Warmwasserbereiter die Energie einer externen Quelle. Daher ist es wichtig, vor dem Anschluss an den Wärmeträger ein geeignetes Schema für die Montage des Geräts auszuwählen. Betrachten Sie die gängigsten Varianten.

Allgemeine Prinzipien der Installation des Geräts

Der Warmwasserbereiter muss auf einer vorbereiteten ebenen Fläche in unmittelbarer Nähe des Heizkessels montiert werden. Hängemodelle werden an einer Beton- oder Ziegelwand befestigt, auf gleicher Höhe oder etwas oberhalb des Heizkessels.

Bei einem Standgerät sollte der für den Tank vorgesehene Bereich waagerecht ausgerichtet werden (falls der Boden sehr uneben ist, kann ein Sockel in Form eines Podests erstellt werden).

Die Verrohrung des indirekten Speichers dient zum Anschluss des Geräts an zwei Systeme – die Wasserversorgung und die Heizung. Dafür befinden sich am Gehäuse spezielle Anschlussstutzen.

Zur Sicherheitsgruppe des indirekten Warmwasserbereiters gehören ein Rückflussverhinderer und ein Überdruckventil, die das System vor zu hohem Druck und Austritt von heißem Wasser schützen.

Anschlussprinzipien:

1. Kaltwasser aus dem Wasserversorgungssystem sollte in den unteren Teil des Tanks gelangen, während heißes Wasser aus dem oberen Teil austreten sollte.
2. Am Kaltwassereinlass sollte ein Rückschlagventil installiert werden, das ein Ausströmen des heißen Wassers aus dem Boiler bei einem Druckabfall im System verhindert.
3. In der Mitte des Geräts kann sich ein Anschlusspunkt für die Rezirkulation befinden.
4. Wenn der Heizkreislauf eingeschaltet wird, sollte die Bewegung des Wärmeträgers von oben nach unten erfolgen. Das heißt, das Rohr mit heißem Wasser wird an den oberen Stutzen angeschlossen, und das Rohr mit abgekühltem Wasser tritt unten aus.
5. Alle Stutzen sollten mit Hähnen mit Überwurfmuttern versehen werden, um die Möglichkeit zu haben, den Warmwasserbereiter abzuschalten, zum Beispiel bei einem Geräteaustausch oder Reparaturarbeiten.

Dank dieses Schemas wird der maximale Wirkungsgrad des Geräts erreicht, da der im Wärmetauscher zirkulierende Wärmeträger das Wasser im oberen Teil des Tanks erwärmt, die Restwärme an die niedrigen Temperaturschichten abgibt und zur erneuten Erwärmung in den Kessel gelangt.

Anschlusspläne des IWB an die Quelle

Um das richtige Anschlussschema des Warmwasserbereiters an die Heizungsanlage auszuwählen, müssen die Möglichkeiten der bereits vorhandenen Verrohrung und der Installationsort des Heizgeräts berücksichtigt werden. Es gibt mehrere Lösungen.

Variante 1. Das gebräuchlichste Schema für die ständige Nutzung von Warmwasser ist der Anschluss über ein Dreiwegeventil. Es setzt das Vorhandensein von zwei Heizkreisen voraus – dem Hauptkreis und einem separaten für den indirekten Warmwasserbereiter.

Dazu wird in die Warmwasserzuleitung eine Zirkulationspumpe eingebaut, und dahinter wird ein Dreiwegeventil installiert, das vom Thermostat des Boilers gesteuert wird.

Das Schema funktioniert wie folgt: Wenn die Wassertemperatur im Boiler unter den eingestellten Wert fällt, schaltet das Ventil auf Signal des Thermostats das System auf die Erwärmung des Speicherbehälters um. Nach Erreichen des gewünschten Wertes leitet es den Strom zur Zirkulation durch den gemeinsamen Hauskreislauf.

Für die korrekte Funktion des Dreiwege-Systems ist es wichtig, die Daten des Thermostats zu regulieren, damit die für den Boiler programmierte Temperatur nicht niedriger eingestellt ist als die des Kesselthermostats (+).

Variante 2. Einrichtung eines Zweipumpensystems – dieses Schema ist sinnvoll, wenn kein Bedarf an ständigen und großen Mengen heißem Wasser besteht. Beispielsweise ist der Boiler in einem Landhaus installiert und wird nur an Wochenenden genutzt.

In diesem Fall werden der Boiler und der Heizkessel parallel angeschlossen, und die Wärmeträgerströme bewegen sich durch zwei Leitungen. Für den erzwungenen Wasserumlauf werden zwei Pumpen installiert: eine am Heizkreislauf und eine an der Zuleitung zum Boiler.

Die Erwärmung erfolgt mithilfe eines Thermostats, das vorübergehend die Heizkörperheizung abschaltet und die gesamte Systemleistung zum Boiler leitet.

Bei der Zweipumpen-Schaltung wird der Heizkreislauf während des Boilerbetriebs abgeschaltet, aber in den 30–60 Minuten, die zum Aufheizen des Tanks „von Null“ erforderlich sind, können die Heizkörper nicht kritisch auskühlen (+).

Variante 3. Für Räume, in denen eine Mehrkreislaufheizung verwendet wird, z. B. zusätzlich zu den Heizkörpern eine Fußbodenheizung installiert ist, wird ein hydraulischer Verteiler eingesetzt.

Hydraulische Weichen verteilen den Druck in einzelnen Abschnitten des Kreislaufs neu und gewährleisten einen unterbrechungsfreien Wärmeträgerfluss auch ohne Unterstützung von Umwälzpumpen.

Ohne technische Erfahrung wird man ein so komplexes Schema kaum selbst umsetzen können – um eine Vielzahl von Nuancen zu berücksichtigen und einen reibungslosen Betrieb des Systems zu gewährleisten, ist es besser, sich an professionelle Planer zu wenden (+).

Ohne Hydrokollektor kann in einem Mehrkreissystem die Pumpenausrüstung ausfallen und es kann sogar zu einem Thermoschock mit Beschädigung der Heizkörper kommen.

Rezirkulationssystem

Wenn der Boiler über einen dritten Anschluss verfügt, kann daran ein Rezirkulationssystem angeschlossen werden. Dazu wird ein ringförmiger Kreislauf an die Rezirkulationsstelle am Gehäuse des Geräts angeschlossen.

Der Wasserfluss ist dank der Arbeit der Umwälzpumpe ständig in Bewegung und liefert daher sofort warmes Wasser an die Verbrauchsstelle (+).

Für die Umsetzung des Schemas muss ein zusätzlicher Kreislauf montiert und folgende Elemente installiert werden:

1. Rückschlagventil am Eingang des Erwärmers.
2. Automatischer Entlüfter, der die Pumpe vor dem Eindringen von Luft vor dem Start schützt.
3. Sicherheitsventil, das vor Druckschwankungen schützt.
4. Membran-Druckausdehnungsgefäß, in das bei Druckanstieg im System überschüssiges Wasser abfließt. Beachten Sie, dass das Volumen des Reservebehälters mindestens 1/10 des Volumens des BKN selbst betragen muss.

Wenn das Gerät des indirekten Heizkessels keinen Anschluss für den Umwälzkreis vorsieht, kann eine Rücklaufleitung in das Kaltwasserrohr eingefügt und eine Pumpe installiert werden. Dann erfolgt der Anschluss gemäß dem unten stehenden Schema.

Die Wahl des Rohrleitungsschemas mit oder ohne Umwälzung sollte auf der Konstruktion des BKN und der Heizungsanlage sowie der Leistung der Geräte basieren (+)

Der Anschluss nach dem Rücklaufschema gewährleistet eine unterbrechungsfreie Warmwasserversorgung – das heißt, Sie müssen nicht darauf warten, dass das Heizmedium das Wasser im Tank erwärmt.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Bevor Sie sich für den Kauf und die Installation eines neuen Warmwasserbereiters in Ihrem Haus entscheiden, empfehlen wir Ihnen, sich die Videomaterialien anzusehen, die die Vorteile des „Indirekten“ und die Nuancen seines Anschlusses anschaulich demonstrieren.

In diesem Video erfahren Sie, wie indirekte Heizkessel mit dem im Rohrschlangenwärmetauscher befindlichen Wärmeträger arbeiten:

Alle Nuancen des inneren Aufbaus und der Funktionsprinzipien verschiedener Arten von indirekten Heizkesseln in einem detaillierten Video-Tutorial von einem praktizierenden Fachmann:

Übersicht und Anschluss eines 300-Liter-Geräts, das mit zwei Wärmeträgern betrieben wird – Heizkessel und Sonnenkollektoren:

Detaillierte Analyse des Aufbaus eines BKN und seiner Anschlusspläne. Praktische Tipps und Hinweise vom Fachmann:

Was die Wartung betrifft, ist ein indirekter Heizkessel eine recht anspruchslose Ausrüstung. Bei korrekter Installation und eingestelltem Systembetrieb kann nur der Austausch der Magnesiumanode alle 6-12 Monate und eine vorbeugende Spülung des Tanks erforderlich sein.

Die Häufigkeit der Wartung hängt von der Qualität des Leitungswassers und der Nutzungsintensität ab. Wenn Sie jedoch ein Gerät installiert haben, das nach der „Tank-in-Tank“-Technologie arbeitet und über eine Selbstreinigungsfunktion verfügt, sind keine Verbrauchsmaterialwechsel erforderlich.

Allerdings kann man die regelmäßige Wartung der Geräte immer mit Fachleuten vereinbaren, die auf die Installation und Reparatur von Wasserversorgungssystemen spezialisiert sind.

Fragen? Oder möchten Sie persönliche Erfahrungen zur Auswahl, zum Anschluss und zur Nutzung eines indirekten Heizkessels teilen? Bitte hinterlassen Sie Kommentare zu diesem Artikel.