HEIZUNG/LÜFTUNG/ELEKTRIZITÄT Energietechnik im Gebäude     BAU & ENERGIE

7.2 Wassererwärmung und Warmwasserspeicherung

Ausgewählte Firmen der Warmwasserversorgung

7.1 Übersicht
7.2 Wassererwärmung und Warmwasserspeicherung
7.3 Warmwasserverteilung
7.4 Planung

7.2.1 Begriffe [SIA 385/1]

7.2.1 Begriffe [SIA 385/1] – 7.2.2 Wassererwärmungsverfahren

Wassererwärmer: Apparat, in welchem dem Kaltwasser durch direkte und/oder indirekte Erwärmung Wärme zugeführt wird.

Speicherwassererwärmer: Wassererwärmer in Form eines Behälters mit eingebauten Heizflächen, in denen das Kaltwasser erwärmt und gespeichert wird.

Durchflusswassererwärmer: Wassererwärmer, in welchem das Kaltwasser im Zeitpunkt der Entnahme, d.h. beim Durchströmen, erwärmt wird.

Warmwasserspeicher: Behälter zum Speichern von Warmwasser ohne eingebaute Heizflächen.

Kombispeicher: Behälter (mit oder ohne eingebaute Heizflächen) mit getrennten Kammern für die gleichzeitige Speicherung von Heizungs- und Warmwasser.

Die Norm legt auch die Anforderungen an die Wärmedämmung fest.

7.2.2 Wassererwärmungsverfahren

7.2.1 Begriffe [SIA 385/1] – 7.2.2 Wassererwärmungsverfahren

Speicherwassererwärmer mit Heizelementen («Beistellspeicher»)

Jedes Heizelement erwärmt nur den darüberliegenden Speicherteil (Bild 7.3). Beim Schichtladungs- oder Magro-System ist das Heizelement extern oder oben platziert. Die Speicherladung erfolgt mittels Pumpe schichtend von oben nach unten und erfordert eine geeignete Regelung. Heutige Öl- oder Gasheizkessel haben so kleine Bereitschaftsverluste, dass die Wassererwärmung auch im Sommer ohne Nachteil mit dem Kessel erfolgen kann.

Polyvalenter Speicherwassererwärmer
Bild 7.3 Polyvalenter Speicherwassererwärmer
Wassererwärmung mit der Heizungs-Wärmepumpe

Bei Wärmepumpenheizungen soll das Warmwasser – auch im Sommer – mit der Heizungs-Wärmepumpe erwärmt werden. Sonnenkollektoren können einen grossen Anteil der Wärme liefern, erhöhen aber die Investitionskosten der Anlage wesentlich. Um die zur Legionellenvorbeugung notwendige Warmwassertemperatur von 60 °C erreichen zu können, ist eine Wärmepumpe erforderlich, welche eine entsprechend höhere Heizwasser-Vorlauftemperatur liefern kann. Eine Vorlauftemperatur von 65 °C genügt nur unter günstigen Umständen [BFE5] .

Solare Wassererwärmung

Siehe Kapitel 2.5.

Wärmepumpen-Wassererwärmer

Darunter werden kompakte oder Split-Geräte verstanden, welche ausschliesslich der Trinkwassererwärmung dienen. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht Wärme einem nicht zu beheizenden, grösseren Raum, der Fortluft einer Lüftungsanlage oder der Aussenluft. Dabei kondensiert ein Teil der Luftfeuchtigkeit. Entfeuchtung und Temperaturschwankungen sind in Gemüse- und Weinkellern unerwünscht. Zwecks kleinerer Aggregate arbeiten WP-Wassererwärmer in der Regel den ganzen Tag und nicht nur während der Niedertarifzeit. In der Regel ist auch ein Elektroeinsatz zur zusätzlichen Temperaturerhöhung oder Spitzendeckung vorhanden; er sollte sich nach beendeter Aufheizung möglichst ganz ausschalten («Einmal-Knopf»). Die kostengünstigen Kompaktanlagen mit direkt auf- oder angebauter WP weisen Arbeitszahlen von etwa 3 auf. WP-Wassererwärmer sind keine Alternative zu Wohnungs-Elektrowassererwärmern («Wärmediebstahl», Geräusch). Sie eignen sich vor allem für Gebäude mit Holzfeuerungen oder ohne zentrales Heizgerät. Sie werden mit wirklichkeitsnahen Betriebszyklen geprüft [EN 16147]. Die Unterschiede verschiedener Produkte sind beachtlich [Top1].

Kälteanlagen-Abwärmenutzung

Kühlanlagen: Die Kondensatorabwärme wird sinnvoll für die Wassererwärmung genutzt, da sowohl die Kälte als auch das Warmwasser das ganze Jahr benötigt werden. Der (Sicherheits-)Kondensator kann direkt in den Wassererwärmer eingebaut werden. Wird der Wärmeübertrager in eine Enthitzungs- und eine Verflüssigungszone aufgeteilt, ist sogar eine über der Kondensationstemperatur liegende Warmwassertemperatur erreichbar. Bei Klima-Kälteanlagen ist unter Umständen die jährliche Betriebszeit zu kurz für eine wirtschaftliche Abwärmenutzung.

Abwasser-Wärmerückgewinnung

Das ungetrennte Abwasser von Gebäuden ist meistens über 20 °C warm. Aus fäkalienhaltigem Abwasser hat sich in grösseren Anlagen eine Wärmerückgewinnung mittels Wärmepumpe bewährt [Fek]. Solche Anlagen gewährleisten ganzjährig die Wassererwärmung. Praktikabel sind auch Duschwannen mit einem Wärmeübertrager, in welchem das Kaltwasser während des Duschens auf etwa 20 °C vorgewärmt wird [Jou].

Dezentrale Erwärmung durch Heizsystem

Durch das Heiznetz vorgewärmte Wohnungswassererwärmer ohne Regelung ersparen das Warmwasserverteilnetz (Bild 7.4 oben). Je höher die Heiznetztemperatur ist, desto tiefer fällt der Elektrizitätsverbrauch aus. Das System eignet sich aus diesem Grund für eine Heiznetz-Auslegungs-Vorlauftemperatur von mindestens 50 °C. Die Schaltung nach Bild 7.4 unten ist geeignet bei einem Wärmeerzeuger, für welchen die Rücklauftemperatur unwichtig ist (Holzfeuerung). Wird ein Motorventil – wie dargestellt – eingebaut, so ist kein Elektroeinsatz nötig. Zum Laden des Speichers wird im Winter wie im Sommer die Heiznetztemperatur hochgefahren.

Dezentrale Wassererwärmung durch das Heizsystem, oben Vorwärmung, unten vollständige Erwärmung
Bild 7.4 Dezentrale Wassererwärmung durch das Heizsystem, oben Vorwärmung, unten vollständige Erwärmung