SHK-Systemtechnik

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

Montag, 10.01.2022

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.
Quelle: Viega
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.

Diese Ergebnisse sind nicht überraschend. Zum einen fehlt nach wie vor der Positivnachweis für eine nachhaltige Trinkwasserhygiene bei einer dezentralen Trinkwassererwärmung. Zum anderen hat die wissenschaftlich belegte Wechselwirkung von Temperatur, Durchströmung, Wasseraustausch und Nährstoffen (Abb. 6) als entscheidende Parameter der Trinkwassergüte unverändert Bestand. Somit ist gerade die vielfach ausschlaggebende Überlegung für ein dezentral elektrisches System das größte Hygienerisiko: Energie zu sparen, in dem Trinkwasser nur bedarfsbezogen und dann auch nur auf Wunschtemperatur erwärmt wird. Denn wird in den Leitungsabschnitten zwischen Durchlauferhitzer und Entnahmestelle das Trinkwasser lediglich auf die Nutzungstemperatur erhöht – etwa 35 °C für das Händewaschen und bis 43 °C für das Baden – verbleibt Trinkwasser warm mitten im kritischen Temperaturbereich für das Legionellenwachstum. Der beginnt ab 20 °C und geht bis 55 °C (Abb. 7).

Das Temperaturregime der DIN 1988-200 für Zirkulationssysteme – 60 °C am Speicheraustritt und 55 °C am Speichereintritt – ist daher nicht lediglich eine Notwendigkeit für dieses Verteilungssystem, sondern als Grundsatz für den Erhalt der Trinkwassergüte von PWH anzusehen. Dies wird auch durch die Technische Regel des DVGW Arbeitsblatts W 551 unterstrichen. Darin wird für Kleinanlagen die Einstellung der Reglertemperatur am Trinkwassererwärmer auf 60 °C empfohlen. Betriebstemperaturen < 50 °C sollten in jedem Fall vermieden werden. Andernfalls ist der Betreiber auf das potenzielle Gesundheitsrisiko durch Legionellen hinzuweisen.[4] Ein dauerhaftes Unterschreiten der Temperatur von Trinkwasser warm < 50 °C bei Klein- und < 55 °C bei Großanlagen ist also nur durch geeignete Kompensationsmaßnahmen innerhalb des Wirkkreises der Trinkwassergüte zu tolerieren. Welche das sein können, ist derzeit Gegenstand wissenschaftlicher Forschungsprojekte.

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.
Quelle: Viega
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.

Der Energie-Vergleich

Für die seriöse energetische Analyse einer dezentralen und zentralen Trinkwassererwärmung ist einerseits die Effizienz der Systeme zu betrachten, und andererseits die Möglichkeit, erneuerbare Energien wirtschaftlich zu nutzen. Beide Aspekte sind jedoch direkt miteinander verbunden.

In puncto Energieeffizienz scheinen dezentrale Durchlauferhitzer vordergründig gewisse Vorteile gegenüber einer zentralen Trinkwassererwärmung aufzuweisen. In einem zirkulierenden System treten Wärmeverluste sowohl am Trinkwasserspeicher als auch über die Zirkulationsleitungen auf. In einem Effizienzhaus der Stufe EH 55 können diese 19 Prozent der Nutzenergie betragen (Abb. 8).[5] Darüber hinaus erfordert die Zirkulationspumpe Strom. Wie hoch diese Energieaufwendungen insgesamt sind, hängt von der Größe der Trinkwasser-Installation ab.

Doch dieser Energieeinsatz ist wie zuvor beschrieben aufgrund der Mikrobiologie des Trinkwassers erforderlich, um die Hygiene nicht zu gefährden. PWH ohne geeignete Kompensationsmaßnahmen dauerhaft unterhalb der 55 °C-Grenze zu belassen, ist kein geeignetes Mittel, um Energie zu sparen. Allerdings gibt es zulässige und wirksame Maßnahmen, die kritisierten Wärmeverluste in Zirkulationssystemen massiv zu reduzieren. Neben der vorgeschriebenen Rohrdämmung zählen dazu beispielsweise Inliner-Systeme. Dabei wird die Zirkulationsleitung (PWH-C) im Rohr des Steigestrangs für Trinkwasser warm installiert und so die Rohroberfläche, über die Wärme entweichen kann, praktisch halbiert (Abb. 9).

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.
Quelle: Viega
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.

Zunehmende Bedeutung für die energetische Bewertung eines Gebäudes hat zweifellos die Nutzung regenerativer Energiequellen. Wird beispielsweise der Energiebedarf für Raumwärme und Warmwasser zu mehr als 55 Prozent über erneuerbare Energien gedeckt, sind deutlich höhere Förderungen möglich. So sieht es die neue Bundesförderung für effiziente Gebäude für Wohngebäude und Nichtwohngebäude vor (BEG WG und BEG NWG). Gerade Umweltwärme lässt sich für die zentrale Trinkwassererwärmung recht einfach nutzen. Beispielsweise indem eine Wärmepumpe und/oder eine Solarthermieanlage die erneuerbare Energie in einem Multifunktionsspeicher puffert, der über entsprechende Wärmetauscher dann zur Trinkwassererwärmung und für Raumwärme dient (Abb. 3).

Von Christian Schauer
Leiter des Kompetenzzentrums Trinkwasser bei Viega
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Freitag, 19.04.2024

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