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Heizung | Fachartikel | 18.02.2019

Dezentrale Trinkwarmwasserversorgung

Effizient und hygienisch erprobt

Frischwasserstationen sind bereits seit Jahren eine feste Größe in der Wohnungswirtschaft. Sie können stoßweise warmes Wasser bereitstellen – und das energieeffizient sowie hygienisch einwandfrei. Zudem können die Größe des Pufferspeichers und damit einhergehende Wärmeverluste begrenzt werden. Genutzt werden können diese Vorteile jedoch nur bei richtiger Planung und Auslegung.

  • Hygienisch einwandfrei und energie­effizient: dezentrale Wohnungsstationen. Foto: Oventrop

  • Alle 70 Wohnungen der Seniorenresidenz im Berner Heerweg, Hamburg, wurden von den Planern von vorneherein mit Frischwasserstationen bedacht. Foto: Danfoss

  • Zwei Mehrfamilienhäuser in Wetzlar werden mit Wohnungsstationen versorgt. Die Mieter von 18 Wohnungen profitieren dabei auch von sinkenden Nebenkosten. Foto: Buderus

  • Gesteuert wird das System mittels Display in jeder einzelnen Wohnung. Die Warmwasserbereitung erfolgt mittels BHKW und Gas-Brennwerttherme. Zum Einsatz kamen „Logamax kompakt WS170“ von Buderus. Foto: Buderus

  • „Der wesentliche Vorteil für die Hy­giene des Systems liegt im reduzierten Anlageninhalt, da die Energiebevorratung im Heizungspufferspeicher geschieht“, berichtet Florian Wiemeyer von Oventrop. Foto: Oventrop

  • Die Installation von Frischwasserstationen entspricht den üblichen Regeln der Technik. Foto: Weishaupt

  • Übersicht über die Installation von Wohnungsstationen Quelle: Oventrop

Frischwasserstationen gibt es in zwei Varianten: Zum einen können sie nah am Abnehmer, also in jeder Wohnung, installiert werden. Zum anderen gibt es noch Wohnungsstationen, die nicht nur die Warmwasserbereitung, sondern auch die Heizung einer einzelnen Wohneinheit übernehmen und steuern. Diese können auch in einem Heizungskeller zentral untergebracht werden. So müssen nicht immer Speicher- oder Speicher­lade­sys­teme zum Einsatz kommen.
Technisch werden meist Systeme genutzt, die mit Wärmetauschern arbeiten. Aber auch die klassischen Durchlauferhitzer (Trinkwasser­erwär­mung mittels elektrischem Heizstab) werden häufig eingesetzt.
In diesem Beitrag geht es jedoch um die Lösung mit Wärmetauschern. Diese ist planerisch etwas aufwendiger, da die Hydraulik des gesamten Gebäudes berücksichtigt werden muss.
Gegenüber einer zentralen Wassererwärmung mit großem Pufferspeicher hat die dezentrale Lösung einen planerischen und installationstechnischen Vorteil: Die Leitungen werden meist horizontal verlegt. Das wiederum verringert den Platzbedarf. Vor allem für die vertikalen Leitungsstränge, denn in denen müssten ansonsten Leitungen für Kaltwasser, Heizungsvor- und -rücklauf, Trinkwarmwasser und Warmwasserzirkulation verlegt werden. Bei einer Wohnungs- oder Frischwasserstation hingegen genügen Kaltwasser, Heizungsvor- und -rücklauf.
Zudem spielen die gesetzlichen Regelungen den Frischwasser­stationen in die Hände. Denn wenn in großen Speichern Trinkwasser vorgehalten wird, muss dieses nach der Trinkwasserverordnung von 2011 hygienisch einwandfrei sein. Zu erreichen ist dies nur mit Temperaturen von 60 °C – Stichwort Legionellen – oder aber Filtersystemen, etwa von Solvis, die auch bei niedrigeren Temperaturen Legionellen und andere Keime herausfiltern. Doch diese sind nicht sehr verbreitet.
Grundlage für diese Regelungen ist die regelmäßige Prüfungspflicht der Legionellenkonzentration bei Großanlagen mit zentralem Trinkwarmwasserspeicher größer 400 l oder mit mehr als 3 l Wasserinhalt bis zur Zapfstelle. Diese Parameter werden in jedem Mehrfamilienhaus locker überschritten. Wohnungs- oder Frischwasserstationen hingegen umgehen dies komplett, da eine Wasserspeicherung so gut wie gar nicht stattfindet.
„Wenn die Frischwasserstationen die entsprechend geforderten Spitzenzapfleistungen und Temperaturen erfüllen, können sie in allen Wohngebäudetypen verwendet werden“, umreißt Thomas Schneider von elco die Einsatzbereiche. Temperatureinschränkungen seien nicht bekannt, die Anwendung müsse zu den Einsatztemperaturen passen. Auch sollte der Verbrühschutz gewährleistet sein, was auf eine maximale Vorlauftemperatur von 110 °C und einen einstellbaren Wert bei der Trinkwarmwasserbereitung bis max. 75 °C hinauslaufe.
Technologisch nutzt man meist Plattenwärmeübertrager. Als Energiequelle kann dienen, was im Haus sowieso genutzt wird. In Wohngebäuden ist dies meist Fernwärme. Aber auch alle anderen Heiztechnologien können diese dezentrale Lösung problemlos bedienen. Sie hat deutlich mehr Vor- als Nachteile, die im Infokasten 1 (rechts unten) beschrieben werden.

 

Wie eine Planung aussehen sollte

„Für die Dimensionierung und Auslegung der zentralen Frischwasserstationen wird der benötigte Spitzenvolumenstrom des zu versorgenden Gebäudes für Trinkwarmwasser benötigt“, nennt Florian Wiemeyer von Oventrop den Ausgangspunkt für die Planung. „Der wesentliche Vorteil für die Hygiene des Systems liegt im reduzierten Anlageninhalt, da die Energiebevorratung im Heizungspufferspeicher geschieht. Bei dezentralen Wohnungsstationen wird der Spitzenvolumenstrom der einzelnen Wohnung betrachtet.“

Die Heizleistung zur Trinkwarmwasserbereitung werde, wie die Leistung zur Beheizung der Wohnung, über das gemeinsame Heizungsrohrnetz transportiert. Die Gleichzeitigkeit zur Trinkwarmwasserbereitung werde bei der Rohrnetzdimensionierung des Heizungssystems sowie bei der Berechnung des Pufferspeichers berücksichtigt.
Die Verbrauchsprofile können dabei je nach der Nutzung des Gebäudes variieren, schätzt Heizungshersteller Weishaupt ein. Wohnungen hätten einen anderen Verbrauch als etwa Hotels, Wohnheime oder Sportstätten. Zudem müssten die Entnahmestellen nach ihrer Entnahmemenge qualifiziert werden, beispielsweise beim Einsatz bestimmter Duschtypen, etwa Raindance oder Sparbrausen. Der Hersteller Weishaupt empfiehlt zudem beim Neubau sowie bei der Sanierung von Wohngebäuden die Berechnung nach DIN oder TU Dresden anzusetzen.
Hersteller wie Weishaupt nutzen meist eine eigene Berechnungsgrundlage sowie ein Messverfahren über zwei bis vier Wochen. Für Bestandsgebäude bietet Weishaupt neben der theoretischen Berechnung auch eine Messausrüstung zur Bewertung des Warmwasserbedarfes kostenfrei zur Ausleihe an. Mittels Ultraschallmessgerät und diversen Temperaturfühlern werden der Warmwasser- und der Zirkulationswärmebedarf für das Gebäude über mehrere Wochen gemessen. Anhand des Messergebnisses werden dann das tatsächlich benötigte Speichervolumen und die Nachheizleistung ermittelt. So wird präventiv gegen eine Überdimensionierung der Warmwasserbereitung vorgegangen.

 

Installation nach Regeln der Technik

Für die Installation reichen die üblichen Regeln der Technik im SHK-Gewerbe. Gewinde und andere Komponenten entsprechen allen gängigen Standards. Bei mehreren Sta­tio­nen wird die hydraulische Anbindung im „Tichelmann-Prinzip“ empfohlen. Dabei werden die Rohre zwischen Wärmeerzeuger und Frischwasserstation in Ringverlegung hin und zurück so geführt, dass die Summe der Längen von Vor- und Rücklauf bei jeder Station gleich sind.

Elektronische Bauteile wie Umwälzpumpen, Volumenstromsensor und andere sind bereits vormontiert und können nach einem hydraulischen Test direkt in Betrieb genommen werden. Da alle Bauteile in der Frischwasserstation vorkonfektioniert sind, muss ein Elektriker, so Weishaupt, lediglich für die Stromzufuhr sorgen.
Die Nutzer sollten jedoch in den Gebrauch der Frischwasserstationen unterwiesen werden. „Ein paar regelungstechnische Grundkenntnisse sowie die Einstellung von Zapftemperatur und Zeitprogramm gehören auf jeden Fall dazu“, so Thomas Schneider.
Jörn Simon empfiehlt außerdem nach längerer Nichtnutzung von drei Tagen oder mehr eine komplette Entleerung der Frischwasserstation, also das Ablassen des Wassers vor der nächsten Benutzung.
Info 1

Frischwasserstationen

Vorteile

größtmöglicher Wirkungsgrad: erwärmt nur so viel Wasser wie benötigt wird,
optimalerer Betrieb durch längere Brennerlaufzeiten in Kombination mit großem Heizwasserpufferspeicher,
geringe Legionellengefahr durch wenig stehendes Wasser,
gute Einkopplung, etwa von Solarthermie, aufgrund niedriger Rücklauftemperaturen,
geringe Verluste, da Wärmeübertrager nur bei Zapfung durchströmt wird,
für Wartung und Pflege leicht zugänglich,
geringer Platzbedarf,
genaue Abrechnung auf Verbraucher bezogen.

Nachteile

Pufferschichtung kann gestört werden,
Funktionskomfort von hydraulischer Einbindung abhängig,
Prüfung von Wasserqualität und -härte nötig,
Entkalkungsgeräte bei höheren Temperaturen > 55 °C und „hartem“ Wasser dKH > 18° dH nötig,
zusätzliche Regelungskomponenten,
eventuell höhere Reparaturkosten.

Zusammenstellung von

Jörn Simon, Danfoss GmbH,

und Thomas Schneider, elco

Info 2

Planung einer Frischwasserstation

Folgendes Vorgehen wird von Weishaupt empfohlen:

1. Erfassung des Warmwasserbedarfs

Neubau: geplante Entnahmestellen, Wohnungsgröße/Personenbelegung, usw.

Bestand: Warmwasserbedarf über bestimmten Zeitraum (zwei bis vier Wochen) messen.

2. Abschätzung der zur Verfügung stehenden Leistung

Neubau (geringer Wärmebedarf): Leistung des Wärmeerzeugers wird oft durch den Warmwasserbedarf definiert.

Bestand: Leistung des Wärmeerzeugers wird durch die Heizlast des Gebäudes definiert.

3. Leistungsbestimmung und Auswahl

Mit definierter Leistung und Auswahl des Wärmeerzeugers (Öl/Gas: Hochtemperatur oder Wärmepumpe: Niedertemperatur) kann, wenn erforderlich, das passende Puffervolumen bestimmt werden.

4. Bestimmen der Größe der Frischwasserstation

In Abhängigkeit der im Pufferspeicher zur Verfügung stehenden Temperatur (Öl/Gas ~ 75 °C; Wärmepumpe ~ 55 bis 65 °C) und der unter 1. erfassten Entnahmemenge kann jetzt die Größe der Frischwasserstation gewählt werden.

Autor:

Frank Urbansky

Freier Journalist und Fachautor, Mitglied der Energieblogger, 04158 Leipzig

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