Warmwasserbereitung im dezentralen Durchflusssystem

Die Bereitung von Trinkwarmwasser ist ein zentraler Aspekt bei der Planung gebäudetechnischer Anlagen, der maßgeblich den Komfort beeinflusst, aber auch den Energieverbrauch im Betrieb eines Gebäudes. Am weitesten verbreitet ist die zentrale Warmwasserbereitung über einen zentralen Heizkessel mit Speicher oder die dezentrale Warmwasserbereitung über elektrische Wand- oder Kleinspeicher. Vor dem Hintergrund der Wärmewende rücken dezentrale Durchflusssysteme allerdings immer mehr in den Fokus, denn sie bieten eine interessante Alternative, die Komfort, Hygiene und Energieeffizienz miteinander verbindet, besonders beim Einsatz von Wärmepumpen oder Fernwärmeanschlüssen.

Gallerie

Arten und Funktionsweise

Wohnungsstationen, auch Etagenstationen genannt, sind kompakte Einheiten, die dezentral in jeder Wohnung installiert werden. Sie werden oftmals auch als Frischwasserstationen bezeichnet, die sich jedoch meist in der Nähe des Wärmeerzeugers und/oder des Speichers befinden. Die Kernfunktion von Wohnungsstationen ist die hygienische Warmwasserbereitung im Durchflussprinzip. Im Gegensatz zu Speichersystemen wird das Trinkwarmwasser nicht bevorratet, sondern bei konkretem Bedarf erwärmt. Sie ähneln dem Prinzip eines Durchlauferhitzers, der als elektrisches Gerät jedoch allein für die dezentrale Warmwasserbereitung in der Nähe der Zapfstelle verantwortlich ist. Wohnungsstationen erzeugen zunächst keine Wärme selbst, sondern erhalten die Wärme von einem Wärmekreislauf, in der Regel aus einem zentralen Heizsystem (etwa Fernwärme, Wärmepumpe etc.), und übertragen diese Wärme auf das kalte Trinkwasser. Diese Unterverteilung der Wärme bringt einige Vorteile in Bezug auf die Energieeffizient, die Hygiene (Legionellenvorbeugung) und den Bau der Anlage.

Man unterscheidet übergeordnet zunächst zwei Hauptarten:

• Standard-Wohnungsstationen sind primär für die Warmwasserbereitung konzipiert und werden oft in Mehrfamilienhäusern eingesetzt, die bereits über eine zentrale Heizungsanlage verfügen. Sie ermöglichen die Entnahme von Warmwasser auf Abruf und eliminieren die Notwendigkeit dezentraler Boiler oder Durchlauferhitzer.
• Kombinierte Wohnungsstationen übernehmen nicht nur die Warmwasserbereitung, sondern auch die Heizungsverteilung innerhalb der Wohnung. Sie integrieren sowohl die Heizkreisverteilung als auch die Frischwasserbereitung in einer kompakten Einheit.

Je nach Installationsvariante unterscheidet man außerdem in:

• Zwei-Leiter-System: Bei diesem System gibt es keine zentrale Warmwasser- oder Zirkulationsleitung und ebenfalls keinen Warmwasserspeicher, sondern lediglich einen Vorlauf vom Pufferspeicher zum Wärmetransport zur Wohnungsstation sowie einen Rücklauf zum Pufferspeicher. Mit der Wärme aus diesem Kreislauf wird das kalte Trinkwasser in der Wohnungsstation erwärmt. Dieses einfache System generiert wenige Investitionskosten, muss jedoch ganzjährig mit einer hohe Vorlauftemperatur betrieben werden, was zu hohen Betriebskosten führen kann.
• Drei-/Vier-Leiter-System: Dieses System arbeitet mit einem Vorlauf für die Heizung und einem zweiten für die Warmwasserbereitung. Das Drei-Leiter-System hat einen gemeinsamen Rücklauf, beim Vier-Leiter-System sind die Kreisläufe konsequent voneinander getrennt. Die Entkoppelung beider Kreisläufe ermöglicht unterschiedliche Temperaturen sowie ein Ausschalten des Heizkreises im Sommer. Allerdings ist die Installation aufwendiger.
• Zwei-Leiter-System mit Durchlauferhitzer: Hierbei wird durch den zentralen Wärmeerzeuger eine relativ niedrige Vorlauftemperatur bereitgestellt, die zur Beheizung ausreicht. Ein elektrischer Durchlauferhitzer erwärmt das in der Wohnungsstation ebenfalls vorgewärmte Trinkwasser bedarfsgerecht auf die gewünschte Temperatur. Die Investitionskosten sind bei diesem System immer noch niedrig, ebenso die Betriebskosten, da im zentralen Wärmeerzeuger keine hohen Temperaturen generiert werden müssen.

Die kompakten Wohnungsstationen fungieren also immer als dezentrale Übergabestation der zentral erzeugten Wärme an das kalte Trinkwasser. Dadurch kann die Warmwasserbereitung sehr effizient betrieben werden. Die Wärme wird in der Regel über einen effizienten Edelstahl-Plattenwärmetauscher übergeben. Durch die kurzen Rohrwege zwischen Station und Zapfstelle sind keine zusätzlichen Maßnahmen zur Hygiene (Bekämpfung von Legionellen) notwendig.

Vor- und Nachteile

Der Einsatz von Wohnungsstationen bietet viele Vorteile, dabei nur verhältnismäßig wenig Nachteile. Ob Wohnungsstationen eingebaut werden, hängt vom Einzelfall ab, weswegen es immer empfehlenswert ist, bei der konkreten Planung Fachleute heranzuziehen.

Vorteile:

• Hygiene: Da das Trinkwasser nicht gespeichert wird, entfällt das Risiko der Bildung von Legionellen – ein signifikanter Vorteil gegenüber zentralen Speichersystemen. Das Wasser wird erst bei Bedarf erwärmt.
• Energieeffizienz: Die Warmwasserbereitung erfolgt bedarfsgerecht, was Stand-by-Verluste durch Speicherung minimiert. Lange Zirkulationsleitungen, die bei zentralen Speichersystemen zu erheblichen Wärmeverlusten führen, entfallen größtenteils.
• Komfort: Praktisch unbegrenzte Warmwasserverfügbarkeit ohne Wartezeiten, da das Wasser kontinuierlich im Durchfluss erwärmt wird.
• Kostenkontrolle: Die einzelnen Wohneinheiten können ihren Warmwasserverbrauch direkt messen und abrechnen, was zu einer höheren Transparenz und potenziell bewussterem Umgang mit Energie führt.
• Platzersparnis: Die kompakte Bauweise der Wohnungsstationen spart Platz in der Wohnung, da keine großen Warmwasserspeicher benötigt werden.
• Reduzierte Installation: Bei kombinierten Systemen entfällt die Notwendigkeit separater Heizkreisverteiler in der Wohnung.

Nachteile:

• Anfangsinvestition: Im Vergleich zu einem zentralen Großspeicher können die Anschaffungskosten pro Wohneinheit höher sein.
• Druckverlust: Der Plattenwärmetauscher kann in gewissem Rahmen einen Druckverlust verursachen, was bei der Auslegung der Trinkwasserinstallation berücksichtigt werden muss.
• Komplexität bei Störung: Eine Störung an einer Wohnungsstation betrifft nur die jeweilige Wohneinheit, erfordert jedoch eine Einzelreparatur.

Bedeutung für die Wärmewende

Die dezentrale Warmwasserbereitung mit Wohnungsstationen kann ein wichtiger Baustein für die Wärmewende im Bausektor sein, denn sie fördert die Nutzung erneuerbarer Energien und effizienter Wärmeerzeuger. Durch die Entkopplung von Warmwasserbereitung und zentraler Heizung können etwa Wärmepumpen oder Solarthermieanlagen optimal in das System integriert werden. Die vergleichsweise geringeren Systemtemperaturen, die für die Plattenwärmetauscher ausreichend sind, kommen dem effizienten und zukunftssicheren Betrieb von Wärmepumpen entgegen. Zudem ermöglicht die Einzelabrechnung eine stärkere Sensibilisierung für den Energieverbrauch.

Normen und Regeln

Gemäß VDI 6003 haben die Nutzer*innen Anspruch auf eine Zapftemperatur von 50 °C an der Küchenspüle. Enthält das Warmwasserleitungssystem in einer Wohnung – nach der Wohnungsstation – weniger als 3 Liter Wasser, entfällt die Pflicht der Legionellenprüfung nach DIN 1988-200. Zur Dimensionierung der Warmwasserbereitung mit Wärmepumpen wird die DIN EN 15450 Anhang E angewendet. Der maximale tägliche Warmwasserbedarf und das entsprechende Verbrauchsverhalten werden hierbei über Zapfprofile für drei unterschiedliche Nutzergruppen dargestellt. Auch die Rohrnetzplanung muss entsprechend angepasst werden, damit es an keiner der Stationen zu einer Über- oder Unterversorgung kommt. 

Fachwissen zum Thema