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Dezentrale Trinkwassererwärmung in Zeiten der Energiewende

Es ist unbestritten, dass der Wohlstand unserer Gesellschaft von einer einwandfreien Energieversorgung abhängt.

„Im Zuge der Energiewende ersetzen erneuerbare Energien wie Wasser- und Solarkraft, Windenergie, Erdwärme und nachwachsende Rohstoffe die fossilen Energieträger kontinuierlich. Sie sollen bis 2050 rund 60 Prozent am Bruttoendenergieverbrauch und 80 Prozent am Bruttostromverbrauch ausmachen.“ Auch wir als Hersteller sehen uns in der Pflicht, diesen Weg zu begleiten und setzten bzw. setzen in der Entwicklung ausschließlich auf Produkte, welche mit erneuerbaren Energiequellen kompatibel sind.

Das Bild zeigt ein Kind, das sein Glas füllt.
Quelle: strawa Wärmetechnik
Die Energiewende stellt die gesamte SHK-Branche vor eine sehr große Aufgabe, welche nur durch clevere Systeme für die Wärme- und Warmwasserversorgung gelöst werden kann und im Sinne kommender Generationen gelöst werden muss.

Um diesen Wohlstand auch in Zukunft gewährleisten zu können, ist es unerlässlich, eine wirtschaftliche und umweltverträgliche Energieversorgung zu realisieren. Dass fossile Energieträger wie Erdgas, Erdöl und Kohle schon bald der Vergangenheit angehören, dürfte wohl mittlerweile jedem klar sein. Regenerative Energiequellen werden immer stärker im Fokus sein. Um diese wirtschaftlich und energetisch sinnvoll nutzen zu können, muss man auch die Heizsysteme weiter optimieren.

Aus diesem Grund wird man in Zukunft immer mehr auf Niedertemperatursysteme in Verbindung mit Wärmepumpen setzen. Bei der Optimierung der Jahresarbeitszahl bzw. Leistungszahlen von Wärmepumpenanlagen kommt es vor allem darauf an, dass die Systemtemperaturen (Vor- und Rücklauf) niedrig sind und die resultierende Spreizung für das System angemessen ist. Die energieeffiziente Beheizung eines Gebäudes stellt dabei aus heutiger Sicht kein Problem dar, aber wie verhält es sich mit der ordnungsgemäßen Trinkwassererwärmung?

Speziell im Wohnungsbau gibt es hier große Herausforderungen hinsichtlich der geforderten Trinkwasserhygiene. Aufgrund der Vorgaben und Normung müssen zentrale Trinkwassererwärmungssysteme mit einer Temperatur von 60 °C am Trinkwassererwärmer und 55°C am Zirkulationsrücklauf betrieben werden, um einer Gefährdung durch Legionellen vorzubeugen. Trotz dieser Maßnahmen kommt es aber auch immer wieder zu Zwischenfällen, da diese Systeme sehr viel Wasserinhalt aufweisen und der sichere und bestimmungsgemäße Betrieb sehr komplex und technisch anspruchsvoll ist. Eine weitere Herausforderung ist auch, dass Niedertemperatur-Wärmepumpen eine maximale Vorlauftemperatur von nur etwa 55 °C realisieren können. Um eine Warmwassertemperatur von 60 °C zu erreichen, benötigt man aber Primär-Vorlauftemperaturen von 70 °C und mehr. Technisch sind diese Temperaturen mittlerweile mit entsprechenden Wärmepumpen erreichbar – wirklich wirtschaftlich ist dies jedoch nicht, da die Leistungszahlen bei solch hohen Temperaturen sehr gering sind. Des Weiteren sind die Bereitschafts- und die Netzverteilverluste in derartigen Anlagen sehr hoch.

Nun stellt sich natürlich die folgende Frage: Wie kann man diese Herausforderungen lösen? Die Antwort lautet: mit Dezentralität.

Das Bild zeigt eine Wohnungsstation.
Quelle: strawa Wärmetechnik
Moderne Wohnungsstation mit dezentral-hybrider Trinkwassererwärmung.

Wohnungsstationen im Aufwind

Seit Jahren werden verstärkt Wohnungsstationen und dezentrale Trinkwassererwärmer als Alternative zur zentralen Warmwasserbereitung eingesetzt. Diese Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass das Trinkwasser dezentral und nur nach Bedarf erwärmt wird. Die Energieversorgung für die Trinkwassererwärmung erfolgt aus dem Heizungsnetz. Das bedeutet, dass keine Warmwasser- und Zirkulationsleitungen in der Verteilung benötigt werden. Man spricht bei diesem System von einem 2-Leiternetz.

Auch aus hygienischer Sicht besitzt das dezentrale System mit Wohnungsstationen entscheidende Vorteile. Üblicherweise hat das nachgelagerte Warmwasserleitungsnetz, zum Beispiel in einer Wohnung, einen Wasserinhalt von < 3 Liter. Die DIN 1988-200 („Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen - Teil 200: Installation Typ A [geschlossenes System] - Planung, Bauteile, Apparate, Werkstoffe“) gibt bei diesem Umstand keine Mindesttemperatur vor. Die VDI 2072 („Wärmeübergabestation mit Wasser-Wasser-Wärmeübertrager für Durchfluss-Trinkwassererwärmung/Raumwärmeversorgung“) empfiehlt mit Bezug auf die VDI 6003 („Trinkwassererwärmungsanlagen - Komfortkriterien und Anforderungsstufen für Planung, Bewertung und Einsatz“) eine Warmwasser-Austrittstemperatur von 50 °C. Dadurch, dass nur bedarfsgerecht erwärmt wird und der Wasserinhalt bei normaler Nutzung sehr häufig ausgetauscht wird, bieten dezentrale Trinkwassererwärmer ein hohes Maß an Sicherheit bei der Warmwasserversorgung.

Eine Warmwassertemperatur von 50 °C mit einer Wärmepumpe zu realisieren, ist mit einer Vorlauftemperatur von 55 °C technisch möglich, aber nur bedingt wirtschaftlich. Speziell bei Luft/Wasser-Wärmepumpen wäre das Delta T zwischen Wärmequellentemperatur und benötigter Vorlauftemperatur sehr groß. Zudem muss die Vorlauftemperatur für die Fußbodenheizung auf die Auslegungstemperatur reduziert werden.

Weiterführende Informationen: https://www.strawa.com/

Freitag, 16.09.2022

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  • Die Energiewende stellt die gesamte SHK-Branche vor eine sehr große Aufgabe, welche nur durch clevere Systeme für die Wärme- und Warmwasserversorgung gelöst werden kann und im Sinne kommender Generationen gelöst werden muss.
  • Moderne Wohnungsstation mit dezentral-hybrider Trinkwassererwärmung.
  • Bei der Verwendung der „Ego“-Regelantriebe wird der hydraulische Abgleich von Flächenheiz- und -kühlsystemen vollautomatisch und adaptiv, ohne Voreinstellung der Durchflussmengenanzeiger, realisiert. Diese Regelungs-technik garantiert den Abgleich dabei nicht nur im Heizfall, sondern kann in einem 4-Leiternetz auch für eine hydraulisch abgeglichene Flächenkühlung sorgen.
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