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Effizienz und Hygiene in Einklang – welches System bringt‘s?

Damit die Energiewende gelingt, muss der Verbrauch fossiler Brennstoffe drastisch reduziert werden. Ein Ansatzpunkt ist es dabei,...

Abb. 1: Kurze Ausstoßzeiten für Trinkwasser warm, zum Beispiel gemäß Komfortstufe III der VDI 6003, sind sowohl mit dezentraler als auch zentraler Trinkwassererwärmung zu realisieren.
Quelle: Viega
Abb.1: Kurze Ausstoßzeiten für Trinkwasser warm, zum Beispiel gemäß Komfortstufe III der VDI 6003, sind sowohl mit dezentraler als auch zentraler Trinkwassererwärmung zu realisieren.

...den Aufwand für die Warmwasserbereitung zu verringern bzw. die dafür notwendige Wärmeenergie aus „grünem Strom“ zu gewinnen. Denn der Anteil des Wärmebedarfs privater Haushalte liegt für Trinkwasser warm (PWH) im Durchschnitt bei rund 19 Prozent [1], in Effizienzhäusern sogar noch höher. Dass die Elektrifizierung der Warmwasserbereitung über dezentrale Durchlauferhitzer aber kein „Königsweg“ ist, wird sehr schnell bei einer ganzheitlichen Betrachtung des Themas unter Einbeziehung der Aspekte Trinkwasserhygiene, Energieeinsatz, Bau- und Betriebskosten sowie Komfortanspruch deutlich.

Abb. 2: Sollte die oft zitierte Energie- und Wärmewende zu einer Systemwende in der Trinkwassererwärmung führen? Hauptkriterium bei dieser Frage bleibt die Absicherung der Trinkwassergüte.
Quelle: Viega
Abb. 2: Sollte die oft zitierte Energie- und Wärmewende zu einer Systemwende in der Trinkwassererwärmung führen? Hauptkriterium bei dieser Frage bleibt die Absicherung der Trinkwassergüte.

Das 2021 novellierte Klimaschutzgesetz sieht eine weitere, deutliche Reduzierung der CO2-Emissionen für den deutschen Gebäudesektor vor. Als neues Emissionsziel für 2030 sind nun 67 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent festgeschrieben. Das soll jedoch nur ein markanter Meilenstein zur CO2-Neutralität im Jahr 2045 sein: In der Konsequenz ist der Einsatz fossiler Brennstoffe mittelfristig noch stärker zu reduzieren als ohnehin bereits geplant. Aufgrund des wachsenden Anteils erneuerbarer Energien am deutschen Strommix besteht daher die Hoffnung, dass mit zunehmender Elektrifizierung – wie beispielsweise E-Autos im Verkehrssektor – der CO2-Ausstoß nachhaltig zurückgeführt werden kann. Ist in der Haustechnik analog dazu Strom in Form einer dezentralen Trinkwassererwärmung mit Durchlauferhitzern tatsächlich auch ein nachhaltiger Weg?

Abb. 3: Wärme aus erneuerbaren Energien lässt sich sehr einfach als erhitztes Wasser speichern und für die Raumwärme und Trinkwassererwärmung nutzen. Besonders gefördert werden hierfür Wärmepumpen und Solarthermie.
Quelle: Viega
Abb. 3: Wärme aus erneuerbaren Energien lässt sich sehr einfach als erhitztes Wasser speichern und für die Raumwärme und Trinkwassererwärmung nutzen. Besonders gefördert werden hierfür Wärmepumpen und Solarthermie.

Die Antwort auf diese Frage sei aus guten Gründen hier zunächst einmal ein wenig relativiert: Um fossile Energieträger im Gebäudesektor weiter zu substituieren, spielt die Frage der zentralen oder dezentralen Trinkwassererwärmung zwar eine wichtige, aber nicht die alles entscheidende Rolle. Denn für beide Systeme können erneuerbare Energien eingesetzt werden – allerdings mit unterschiedlich hohem Aufwand. Entscheidend für die Systemfrage bleibt in erster Linie vielmehr die Absicherung der Trinkwassergüte – und dann erst stellt sich die nach der Wirtschaftlichkeit und der Effizienz. Welche Vor- und Nachteile haben die zentrale und dezentrale Trinkwassererwärmung also im hygienischen Vergleich?

Abb. 4: In der UBA-Mitteilung aus Dezember 2018 wurde bereits klargestellt,
Quelle: Viega
Abb. 4: In der UBA-Mitteilung aus Dezember 2018 wurde bereits klargestellt, "dass es auch in dezentralen Trinkwassererwärmern und in den dahinterliegenden Leitungen zu einer Legionellenvermehrung kommen kann."

Der Hygiene-Vergleich

Es hält sich nach wie vor die Ansicht, eine dezentrale Trinkwassererwärmung per Elektro-Durchlauferhitzer beuge Legionellen vor, da kein Wasser gespeichert werde. Diese (falsche!) Annahme hat das Umweltbundesamt (UBA) bereits 2018 in einer Mitteilung richtiggestellt (Abb. 4). Darin heißt es auszugsweise: „Bislang werden dezentrale Trinkwassererwärmer als sicher im Hinblick auf eine Legionellenkontamination angesehen. Neuere Erkenntnisse zeigen jedoch, dass es auch in dezentralen Trinkwassererwärmern und in den dahinterliegenden Leitungen zu einer Legionellenvermehrung kommen kann. Bei der Abklärung von Legionelleninfektionen sind auch dezentrale Trinkwassererwärmer in die Ursachensuche einzubeziehen“.[2]

Die Untersuchung von Probenahmen in einer Apartmentanlage mit 84 Wohneinheiten, durchgeführt vom Medizinaluntersuchungsamt und Hygiene am Universitätsklinikum Kiel, belegt ebenfalls die vom UBA erwähnten Erkenntnisse. Die Ergebnisse sind alarmierend: In jedem Apartment versorgen Durchlauferhitzer die Bewohner mit Trinkwasser warm (PWH). Die 3-Liter-Regel zur Bemessung des längsten, zulässigen Leitungswegs vom Trinkwassererwärmer bis zur Entnahmestelle gemäß DIN 1988-200 und DVGW-Arbeitsblatt W 551 wurde eingehalten. Dennoch zeigten Probenahmen aus Kalt- und Warmwasser eine hohe Kontamination. Die Untersuchungen auf Legionellen ergaben in 54 Prozent der Wohnungen Konzentrationen oberhalb des technischen Maßnahmenwertes, in 12 Prozent der Wohnungen sogar oberhalb des Gefahrenwertes von 10.000 KBE/ 100 ml – unabhängig davon, ob die Apartments leer standen oder bewohnt waren. Selbst bei Temperatureinstellungen am Durchlauferhitzer von über 50 °C wurden teilweise hohe Belastungen mit Legionellen festgestellt – trotz regelmäßiger Nutzung der Entnahmestellen.[3]

Montag, 10.01.2022

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  • Abb.1: Kurze Ausstoßzeiten für Trinkwasser warm, zum Beispiel gemäß Komfortstufe III der VDI 6003, sind sowohl mit dezentraler als auch zentraler Trinkwassererwärmung zu realisieren.
  • Abb. 2: Sollte die oft zitierte Energie- und Wärmewende zu einer Systemwende in der Trinkwassererwärmung führen? Hauptkriterium bei dieser Frage bleibt die Absicherung der Trinkwassergüte.
  • Abb. 3: Wärme aus erneuerbaren Energien lässt sich sehr einfach als erhitztes Wasser speichern und für die Raumwärme und Trinkwassererwärmung nutzen. Besonders gefördert werden hierfür Wärmepumpen und Solarthermie.
  • Abb. 4: In der UBA-Mitteilung aus Dezember 2018 wurde bereits klargestellt, "dass es auch in dezentralen Trinkwassererwärmern und in den dahinterliegenden Leitungen zu einer Legionellenvermehrung kommen kann."
  • Abb. 5: Bei den Baukosten ist die Installation einer Zirkulation für eine zentrale Trinkwassererwärmung den Kosten des Netzbetreibers für einen Stromanschluss mit hoher Leistung für die elektrische Trinkwassererwärmung in Relation zu setzen. Je mehr Wohneinheiten versorgt werden müssen, umso höher auch die Anschlusskosten.
  • Abb. 6: Der Wirkkreis der Trinkwassergüte zeigt die Wechselwirkung der entscheidenden Parameter. Ein dauerhaftes Absenken der Temperatur von Trinkwasser warm, wie dies bei dezentralen Durchlauferhitzern in der Regel der Fall ist, muss durch geeignete Kompensationsmaßnahmen abgesichert werden. Welche das sein können, ist derzeit Gegenstand von Forschungsprojekten.
  • Abb. 7: Die typische Nutzungstemperatur für PWH ist gleichzeitig der Temperaturbereich mit dem höchsten Risiko für Legionellenwachstum. Das Wasser nur auf Wunschtemperatur zu erhitzen, ist somit sehr kritisch für die Trinkwassergüte.
  • Abb. 8: Der Energiebedarf für die Zirkulation einer zentralen Trinkwassererwärmung lässt sich minimieren. Unabhängig davon ist aus Sicht der Trinkwasserhygiene ein Temperaturregime für PWH > 55 °C derzeit jedoch unverzichtbar.
  • Abb. 9: Wärmeverluste in Zirkulationsleitungen lassen sich durch die Installation von Inlinern weiter reduzieren. Hier verläuft die Zirkulation innerhalb der Rohrleitung des Steigestrangs für Trinkwasser warm.
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