Warmwasserverteilung

Wie warmes Trinkwasser vom Wärmeerzeuger zur Entnahmestelle transportiert wird, spielt eine entscheidende Rolle für Energieverbrauch, Betriebskosten, hygienische Sicherheit und Nutzerkomfort. Daher bedarf die Verteilung von Warmwasser im Gebäude einer sorgfältigen Planung, die die Wahl des richtigen Systems, die korrekte Dimensionierung der Komponenten und die Beachtung der relevanten nationalen und internationalen Normen berücksichtigt.

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Funktion und Komfort

Ziel eines Warmwasserverteilungssystems ist die bedarfsgerechte Versorgung in Bezug auf Temperatur, Menge und Verfügbarkeit. Nutzer*innen erwarten zunehmend, dass warmes Wasser ohne lange Wartezeiten und in der gewünschten Temperatur an den Entnahmestellen zur Verfügung steht. Die DIN 1988-200: Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen - Teil 200: Installation Typ A (geschlossenes System) - Planung, Bauteile, Apparate, Werkstoffe; Technische Regel des DVGW empfiehlt für dezentrale Systeme eine Warmwasser-Entnahmetemperatur von mindestens 50 °C. Dies ist gleichzeitig eine gute Grundlage für den sogenannten thermischen Komfort. Allerdings kann es bei zentralen Warmwasserversorgungssystemen durch lange Rohrleitungswege zu signifikanten Wartezeiten kommen. Bei einer Leitungslänge von 15 Metern können sich knapp 5 Liter kaltes Wasser in der Leitung befinden, die zunächst abgelassen werden muss, was bis zu 30 Sekunden dauern kann. Dezentrale Systeme haben demgegenüber kürzere Leitungswege, müssen jedoch von Grund auf anders geplant werden. 

Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit und Betrieb

Die Wirtschaftlichkeit von Warmwassersystemen wird maßgeblich durch die Energieverluste in der Warmwasserverteilung beeinflusst. Hohe Verteilverluste führen zu einem erhöhten Energiebedarf und somit zu höheren Betriebskosten. Besonders bei zentralen Systemen können die Verluste durch die Wärmeverteilung einen Großteil des gesamten Energiebedarfs ausmachen, wenn das System nicht fachgerecht geplant ist. 

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Es gibt verschiedene Maßnahmen zur Reduzierung von Verteilverlusten, darunter die Reduktion der Leitungslänge, die Senkung der Vorlauftemperatur (nur unter Berücksichtigung der hygienischen Anforderungen), die Erhöhung der Dämmstärke der Rohrleitungen, die Optimierung der Leitungsführung, der hydraulische Abgleich des Systems und der Einsatz von Hocheffizienzpumpen.

Planung von Warmwasserverteilsystemen

Bedarfsanalyse
Eine Bedarfsanalyse bildet die Grundlage für eine effiziente Auslegung des Systems und sollte den individuellen und gebäudebezogenen Warmwasserbedarf umfassen. Hierbei ist es wichtig, Nutzungsprofile und statistische Daten zu berücksichtigen, um den durchschnittlichen und maximalen Warmwasserverbrauch zu ermitteln. Es ist ebenfalls ratsam, die zukünftige Entwicklung des Warmwasserbedarfs abzuschätzen, etwa im Hinblick auf Familienzuwachs oder veränderte Nutzungsgewohnheiten. Mit einer genauen Bedarfsanalyse lassen sich Unter- oder Überdimensionierungen und somit Energieverluste und unnötige Kosten vermeiden.

Systemauswahl
Anschließend folgt die Auswahl des geeigneten Warmwasserversorgungssystems. Es stehen hierbei grundsätzlich zwei Optionen zur Verfügung: die zentrale und die dezentrale Warmwasserversorgung. Beide haben spezifische Vor- und Nachteile. Systeme, bei denen das Warmwasser an einem zentralen Ort erwärmt und dann im Gebäude verteilt wird, eignen sich besonders für Mehrfamilienhäuser und Gebäude mit gleichzeitig hohem Warmwasserbedarf an verschiedenen Entnahmestellen. Dezentrale Systeme, bei denen das Warmwasser direkt an den Entnahmestellen durch beispielsweise Durchlauferhitzer erwärmt wird, sind besonders effizient in Bezug auf Energie- und Wasserverbrauch, da lange Leitungswege und Speicherverluste entfallen.

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Dimensionierung der Rohrleitungen
Ziel hierbei ist es, einen ausreichenden Warmwasserfluss zu allen Entnahmestellen zu gewährleisten und gleichzeitig Druckverluste und Wartezeiten zu minimieren. Bei der Dimensionierung müssen der Warmwasserbedarf und die Gleichzeitigkeit der Nutzung berücksichtigt werden. Für die Rohrdimensionierung bieten relevante Normen detaillierte Richtlinien unter Berücksichtigung von Hygiene, Komfort und Energieeffizienz, etwa die DIN 1988-300: Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen - Teil 300: Ermittlung der Rohrdurchmesser; Technische Regel des DVGW und DIN EN 806-3: Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen - Teil 3: Berechnung der Rohrinnendurchmesser - Vereinfachtes Verfahren.

Materialien
Die Auswahl geeigneter Materialien ist entscheidend für die Qualität, Hygiene und Langlebigkeit des Systems. Kupfer, Edelstahl und Kunststoffe (PEX, PP-R, CPVC) sowie Verbundrohre stehen zur Auswahl, wobei jedes Material spezifische Eigenschaften und Anwendungsbereiche aufweist. Es müssen die Korrosionsbeständigkeit, die Temperaturbeständigkeit und die hygienische Eignung berücksichtigt werden.

Verbindungselemente
Die Verbindung von Rohren untereinander ist primär abhängig von dem verwendeten Material, wobei es die Möglichkeiten des Verpressens, Schweißens, Hart-und Weichlötens sowie des Verschraubens gibt. Dabei werden Verbindungsformstücke verwendet, sogenannten Fittings. 

Bestimmungen und Normen

Die DIN-Normen bilden die Grundlage für die technische Ausführung von Warmwasserinstallationen in Deutschland. Die DIN 1988, auch bekannt als Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen (TRWI), enthält detaillierte Vorgaben für die Planung, den Bau und den Betrieb von Trinkwasseranlagen. Auf europäischer Ebene gibt es entsprechend die europäische DIN EN 806. Auch das Gebäudeenergiegesetz (GEG) enthält Anforderungen an die Energieeffizienz von Warmwasserbereitungsanlagen und -verteilungssystemen sowohl in Neubauten als auch in Bestandsgebäuden. 

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Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) dient der Sicherstellung der hygienischen Qualität des Trinkwassers und enthält spezifische Anforderungen an Warmwasseranlagen, insbesondere im Hinblick auf Prävention von Legionellen. Schließlich enthalten auch die Arbeitsblätter des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) detaillierte Anleitungen für die Planung, Errichtung und den Betrieb von Trinkwasseranlagen. In Deutschland müssen sämtliche Installationen und wesentliche Änderungen an Trinkwasseranlagen von eingetragenen Installationsbetrieben ausgeführt werden.

Bestandteile eines Warmwasserverteilungssystems

Ein Warmwasserverteilungssystem besteht in der Regel aus folgenden Komponenten:

• Warmwasserbereiter und -speicher: das Herzstück, in dem das Wasser erwärmt wird
• Zirkulationspumpe: zur Zirkulation des warmen Wassers im Rohrnetz
• Rohrleitungen: dienen dem Transport des warmen Wassers vom Erzeuger zum Verbraucher
• Ventile: regulieren und steuern den Warmwasserfluss
• Armaturen: dienen der Entnahme des warmen Wassers
• Wärmetauscher: können optional eingesetzt werden, um zwei Wasserkreise voneinander zu trennen und dennoch einen Wärmeaustausch zu gewährleisten
• Sicherheitsarmaturen und -ventile: schützen das System vor Überdruck
• Ausdehnungsgefäße: nehmen den durch die Erwärmung bedingten Volumenzuwachs des Wassers auf

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