HEIZUNG/LÜFTUNG/ELEKTRIZITÄT Energietechnik im Gebäude     BAU & ENERGIE

7.3 Warmwasserverteilung

Ausgewählte Firmen der Warmwasserversorgung

7.1 Übersicht
7.2 Wassererwärmung und Warmwasserspeicherung
7.3 Warmwasserverteilung
7.4 Planung

7.3.1 Begriffe [SIA 385/1]

7.3.1 Begriffe [SIA 385/1] – 7.3.2 Ausstossleitungen – 7.3.3 Warm gehaltene Verteilsysteme

Warmwasserverteilsystem: Gesamtheit der Leitungen ab Speicher bis zu den Entnahmestellen (Bild 7.1).

Warm gehaltene Leitung: Warmwasserleitung, die mit einem Zirkulationssystem oder Warmhaltebändern zwischen den Entnahmen warm gehalten wird.

Ausstossleitung: Leitung, die sich nach einer Wasserentnahme auskühlt.

Entnahmestelle: Entnahmearmatur oder Sanitärapparat zur Entnahme von Trinkwasser.

Verteiler: Bauteil zum Anschliessen mehrerer Ausstossleitungen.

Wärmesiphon: Rohrleitungsstück am Anfang einer Ausstossleitung, das nach unten führt und wärmegedämmt ist. Wärmesiphons sind geeignet, um den warm gehaltenen Teil des Warmwasserverteilsystems von den Ausstossleitungen thermisch zu trennen, und sie verhindern Gegenstromzirkulation in Ausstossleitungen.

Gegenstromzirkulation: Allein durch unterschiedliche Wasserdichten verursachte Strömung in einer Leitung. Bei Warmwasserentnahmen sowie bei der Umwälzung in einem Kreislauf findet keine Gegenstromzirkulation statt.

Zirkulationsleitung: Teilstück des Warmwasserzirkulationskreises, als Rückführung zur Wassererwärmung.

7.3.2 Ausstossleitungen

7.3.1 Begriffe [SIA 385/1] – 7.3.2 Ausstossleitungen – 7.3.3 Warm gehaltene Verteilsysteme

Bei jeder Wasserentnahme wird zunächst das abgekühlte, in der Ausstossleitung befindliche Wasser ausgestossen und durch warmes ersetzt. Der Ausstossvorgang stellt einen Wasserverlust und einen Wärmeenergieverlust dar. Der Ausstossverlust ist gleich der benötigten Energie, um ein Ausstossvolumen Kaltwasser und das Rohr auf Warmwassertemperatur zu bringen. Ausstossleitungen dürfen nicht warm gehalten werden, dies ist Teil der Legionellen-Vorbeugung [SIA 385/1]. Eine Wärmedämmung wäre wenig nützlich, da sich die dünne Leitung trotzdem ziemlich rasch unter die Nutztemperatur abkühlen würde (ausgenommen u.U. die Ausstossleitungen zur Küche wegen der kurzen Abstände der Entnahmen). Hingegen ist eine dünne Ummantelung oder ein Schutzrohr wegen Schallschutz und Längendehnungen sinnvoll.

Ausstossleitungen sollen gemäss Bild 7.5 mit einem Wärmesiphon versehen werden. Ausnahme: Bei nicht warm gehaltenem Verteiler (für wenige Abgänge) befindet sich der Wärmesiphon unmittelbar am Speicher (Bild 7.5c). Damit Wärmesiphons genügend wirksam sind, sollte die Höhe h des abwärts führenden Teils mindestens 7 Rohrinnendurchmesser oder mindestens 15 cm betragen.

Beispiele für Wärmesiphons und Anschlüsse von Ausstossleitungen
Bild 7.5 Beispiele für Wärmesiphons und Anschlüsse von Ausstossleitungen [SIA 385/1]: a) Anschluss an warm gehaltene Leitung im MFH, b) Anschluss an warm gehaltenen Verteiler im EFH, c) Anschluss an nicht warm gehaltenen Verteiler im EFH

Die Ausstosszeit ist die Zeit bis zum Erreichen einer Temperatur von 40 °C bei voll geöffneter Entnahmearmatur. Um die Ausstossverluste in vertretbarem Rahmen zu halten und den Komfortansprüchen zu entsprechen, sind maximale Ausstosszeiten von 15 Sekunden (ohne Warmhaltung) und 10 Sekunden (mit Warmhaltung) festgelegt. Für Verteilsysteme ohne Warmhaltung sind längere Zeiten zulässig, weil keine Warmhalteverluste anfallen. Eine einfache Berechnungsmethode sowie eine Messmethode für die Ausstosszeit sind in der Norm [SIA 385/2] beschrieben.

Es ist nicht sinnvoll, Entnahmestellen zu verbinden, beispielsweise das Handwaschbecken an die Badebatterie anzuhängen (ausser ggf. zwei Waschbecken nebeneinander). Die Ausstosszeiten würden wegen der erforderlichen Leitungsdimensionen [SVGW W3] zu lang.

7.3.3 Warm gehaltene Verteilsysteme

7.3.1 Begriffe [SIA 385/1] – 7.3.2 Ausstossleitungen – 7.3.3 Warm gehaltene Verteilsysteme

Bei Distanzen zwischen Warmwasserspeicher und Entnahmestelle von mehr als 5 bis 10 Metern (je nach Rohrdimensionen und Druckverhältnissen) können die geforderten Ausstosszeiten nicht mehr eingehalten werden. Somit ist ein warm gehaltenes Verteilsystem erforderlich. Im EFH ist oft eine Zwischenlösung möglich gemäss Bild 7.5b: Ein durch Gegenstromzirkulation warm gehaltener, wärmegedämmter Verteiler kann bis etwa 1 m entfernt vom Speicher montiert werden. Die Ausstossleitungen müssen siphoniert werden.

Zirkulationssystem

Zirkulationssysteme (Bild 7.1) erlauben kurze Ausstossleitungen. Um die Wärmeverluste in Grenzen zu halten, müssen Leitungen und Armaturen lückenlos nach Vorschrift wärmegedämmt werden (Ausnahme: Pumpen-Motor). Zirkulationssysteme werden immer mit Umwälzpumpe gebaut, um die Temperatur zuverlässig hoch halten zu können. Eine nächtliche Abschaltung wird nicht mehr empfohlen, aus Gründen des Komforts und der Legionellen-Vorbeugung. Wegen der langsamen Auskühlung der gedämmten Leitungen wäre der Spareffekt ohnehin nur bescheiden.

Der mehr oder weniger abgekühlte Zirkulations-Rücklauf in den Speicher führt immer zu einer gewissen Störung der Schichtung. Mit hydraulischen Vorkehren wird versucht, diese Störung zu vermindern, z.B. mit sogenannten Schichtlanzen. Sehr wichtig ist auch die sorgfältige Pumpenauslegung und -einstellung, damit der Zirkulations-Volumenstrom nicht grösser als berechnet ausfällt. Da laufend Energie für die Wiedererwärmung des Zirkulationswassers benötigt wird, muss der Wassererwärmer in der Regel mehrmals täglich nachgeladen werden.

Beim Rohr-an-Rohr-System werden Vor- und Rücklaufleitung dicht aneinander montiert mit einer gemeinsamen, beide Rohre umschliessenden Isolation. Damit werden die Wärmeverluste gegenüber zwei separaten Leitungen vermindert und die Rücklauftemperatur wird durch Wärmeübertragung vom Vorlauf erhöht, was die Störung der Speicherschichtung vermindert. Es gibt auch «Rohr-in-Rohr»-Systeme (nicht zu verwechseln mit dem gleichnamigen Installationssystem im Schutzrohr), welche noch effizienter sind. Sie sind aber bei der Montage sehr anspruchsvoll wegen der erforderlichen Durchführungen der inneren Zirkulationsleitung bei Abzweigungen.

Warmhalteband

Anstelle einer Zirkulationsleitung können mit einem elektrischen Heizband die Wärmeverluste der Verteilleitung ersetzt werden. Das Heizband enthält einen halbleitenden Kunststoff, dessen Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. Es ist damit selbstregelnd; allerdings mit relativ flacher Regelcharakteristik. Deshalb wird bei guter Wärmedämmung die Nenn-Haltetemperatur meist deutlich überschritten. Dies kann mit einer Leistungsregelung kompensiert werden, was erhebliche Stromeinsparungen erlaubt. Beträchtliche Stromeinsparungen sind auch mit «intelligenten» Steuerungen möglich, welche die Beheizung unterbrechen, wenn Warmwasser bezogen wird und damit die Verluste aus dem Speicher gedeckt werden. Auch hier ist eine Nacht-Abschaltung nicht zu empfehlen.

Der Energieaufwand ist kleiner als mit einer Zirkulation, da keine Rückleitung benötigt wird; jedoch ist es immer Elektrizität, sodass die Wertigkeit im Vergleich mit Zirkulationssystemen zu beachten ist. Der Montageaufwand ist eher grösser als bei einem Rohr-an-Rohr-System, da zusätzlich die elektrischen Anschlüsse und Verbindungen zu erstellen sind. Reparaturen defekter Warmhaltebänder können aufwendig sein.