Warmwasserbereitung

Die Bereitstellung von Trinkwarmwasser in Gebäuden nimmt einen signifikanten Anteil am gesamten Energieverbrauch ein. Besonders in energieeffizienten Gebäuden, in denen der Heizwärmebedarf durch verbesserte Dämmstandards und moderne Heizsysteme deutlich reduziert wurde, kann der Energieverbrauch für die Warmwasserbereitung bis zu 40 % des Gesamtverbrauchs ausmachen. Angesichts steigender Energiekosten und eines wachsenden Bewusstseins für die Notwendigkeit nachhaltiger Praktiken im Gebäudesektor gewinnt die effiziente und umweltschonende Warmwasserbereitung zunehmend an Bedeutung. Dabei ist die Berücksichtigung einschlägiger Vorschriften wichtig, insbesondere zur Vermeidung von Legionellen und zur Einhaltung der erforderlichen Hygiene.

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Grundsätzlich lässt sich die Trinkwarmwasserbereitung in zentrale und dezentrale Systeme unterscheiden. Beide Systeme weisen spezifische Eigenschaften auf, die bei der individuellen Auswahl für ein bestimmtes Gebäude berücksichtigt werden müssen:

Zentrale Warmwasserbereitungssysteme

Erfolgt die Erwärmung des Wassers an einem Ort im Gebäude, von wo aus es zu den verschiedenen Entnahmestellen über ein Rohrleitungssystem transportiert wird, spricht man von einer zentralen Warmwasserbereitung. Diese Systeme nutzen in der Regel einen oder mehrere Wärmeerzeuger, die an einen zentralen Speicher angeschlossen sind. Zentrale Systeme bieten den Vorteil einer effizienten Warmwasserproduktion für das gesamte Gebäude. In der Regel steht eine große Menge an Warmwasser zur Verfügung, außerdem ist die Zapftemperatur meist konstant. Allerdings weisen zentrale Systeme auch Nachteile auf. So entstehen Wärmeverluste durch die Speicherung des Warmwassers und den Transport in den Rohrleitungen, insbesondere wenn Zirkulationsleitungen installiert sind. In großen Speichern besteht zudem die Gefahr der Legionellenvermehrung, wenn die Wassertemperatur nicht ausreichend hoch ist oder das Wasser längere Zeit steht. Zentrale Systeme benötigen auch Platz für den Warmwasserspeicher, der bei der Gebäudeplanung berücksichtigt werden muss.

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Dezentrale Warmwasserbereitungssysteme

Im Gegensatz zu zentralen Systemen erfolgt bei dezentralen Warmwassersystemen die Erwärmung des Wassers in direkter Nähe zur jeweiligen Entnahmestelle. Die gängigsten Technologien für die dezentrale Warmwasserbereitung sind elektrische Durchlauferhitzer und kleine elektrische Speicher (Boiler), die direkt an den Waschbecken, Duschen oder anderen Zapfstellen angeordnet werden.

Dezentrale Systeme haben den Vorteil, dass keine Wärmeverluste durch Speicherung oder lange Transportwege entstehen. Zudem ist das Risiko einer Legionellenbildung in den kleinen Wasservolumina gering. Die Installation ist in der Regel einfach. Die Investitionskosten für einzelne Geräte können niedriger sein als bei einem zentralen System, da die Rohrleitungen für das Warmwasser von einer zentralen Stelle zum Verbraucher entfallen und lediglich Kaltwasserleitungen verlegt werden müssen. Dezentrale Systeme haben aber auch Nachteile: Die Warmwasserzapfmenge ist je nach Gerät begrenzt und es kann zu schwankenden Zapftemperaturen kommen. Zu groß oder zu klein dimensionierte Warmwassergeräte oder eine falsche Nutzung können außerdem zu höheren Betriebskosten führen. Zusätzlich muss für die benötigten Geräte Platz in den jeweiligen Räumen geschaffen werden.

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Strategien zur Energieeffizienz

Um die Energieeffizienz von Warmwassersystemen zu verbessern und den Energieverbrauch sowie die damit verbundenen Kosten und Umweltbelastungen zu reduzieren, können verschiedene Strategien angewendet werden. Grundlegende Aspekte der Energieeffizienz sind die Optimierung des Systemdesigns und eine hochwertige Dämmung aller relevanten Komponenten:

• Eine sorgfältige Dämmung von Warmwasserspeichern und Verteilungsleitungen minimiert die Wärmeverluste und den Energiebedarf für die Nachheizung.
• Je kürzer die Verteilungswege zwischen dem Wärmeerzeuger bzw. Speicher und den Zapfstellen sind, desto geringer fallen die Wärmeverluste in den Rohrleitungen aus.
• Moderne Heizkessel mit Brennwerttechnik nutzen den Brennstoff effizienter als ältere Modelle, da sie auch die im Abgas enthaltene Kondensationswärme zurückgewinnen. Noch energieeffizienter sind Wärmepumpen, die Umweltwärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser nutzen, um Warmwasser zu bereiten.
• Der Einsatz von wassersparenden Armaturen wie Durchflussbegrenzern an Wasserhähnen und Sparduschköpfen kann den Warmwasserverbrauch erheblich reduzieren, ohne den Komfort wesentlich einzuschränken.
• Nutzer sollten für einen energiebewussten Umgang mit Warmwasser sensibilisiert werden, beispielsweise durch kürzere Duschzeiten.
• Intelligente Steuerungen und Zeitschaltuhren können dazu beitragen, die Verfügbarkeit von Warmwasser an den tatsächlichen Bedarf anzupassen und unnötiges Vorhalten von Warmwasser zu vermeiden.

Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen ist ein wesentlicher Baustein für eine nachhaltige Warmwasserbereitung, da sie zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und zur Schonung fossiler Ressourcen beiträgt. Solarthermische Systeme, wie Solarkollektoren, Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren, nutzen die Sonnenenergie, um Wasser zu erwärmen. Auch die Wärme von Wärmepumpen kann für eine effiziente Trinkwarmwasserbereitung eingesetzt werden. Biomassekessel und -heizungen verwenden nachwachsende Brennstoffe wie Holzpellets, Holzhackschnitzel oder Scheitholz zur Wassererwärmung. Und schließlich kann mit dem Anschluss an ein Fernwärmenetz eine effiziente Warmwasserbereitung ermöglicht werden.

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Lösungen für verschiedene Gebäudetypen

Die Anforderungen an Warmwassersysteme können je nach Gebäudeart stark variieren. Daher ist es wichtig, die spezifischen Bedürfnisse und Gegebenheiten des jeweiligen Gebäudes bei der Auswahl der Technologie zu berücksichtigen:

• In Einfamilienhäusern kann sehr individuell auf die jeweiligen Bedürfnisse und Rahmenbedingungen eingegangen werden. Energieeffiziente und moderne Lösungen sind Wärmepumpen, idealerweise in Kombination mit Photovoltaik, oder Solarthermielösungen.
• Mehrfamilienhäuser stellen besondere Herausforderungen an die Warmwasserbereitung aufgrund des höheren Bedarfs, der Notwendigkeit der Legionellenprävention in größeren Systemen und der gerechten Kostenverteilung auf die einzelnen Wohneinheiten. Hier kommen sowohl zentrale als auch dezentrale Lösungen infrage.
• Größere Gebäude sind in der Regel mit einer Kombination aus verschiedenen Wärmesystemen ausgestattet, die miteinander in einem Smart Grid verknüpft sind, um so stets die energieeffizienteste Lösung der Warmwasserbereitung zu erhalten.

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Hygiene, Legionellen und Trinkwasserverordnung

Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) in der aktuellen Version regelt in Deutschland die Anforderungen an die Qualität von Trinkwasser und beinhaltet spezifische Vorschriften zur Prävention und Kontrolle von Legionellen in Warmwasseranlagen. Legionellen sind Bakterien, die sich in warmem Wasser zwischen 25 °C und 45 °C vermehren und beim Einatmen zu schweren Lungenerkrankungen führen können. Betreiber von Wasserversorgungsanlagen, in denen sich Anlagen zur Trinkwassererwärmung mit einem Speicherinhalt von mehr als 400 Litern oder einem Leitungsinhalt von mehr als 3 Litern zwischen dem Warmwasserbereiter und der Entnahmestelle befinden und in denen Trinkwasser im Rahmen einer öffentlichen oder gewerblichen Tätigkeit abgegeben wird (z. B. in Mietshäusern), sind daher verpflichtet, regelmäßig auf Legionellen zu untersuchen.

Um das Wachstum von Legionellen zu verhindern, ist es wichtig, in Warmwassersystemen eine Mindesttemperatur von 55 °C einzuhalten. Zudem sollte die Stagnation von Wasser in Rohren und Speichern vermieden werden. Regelmäßiges Spülen der Leitungen und eine thermische Desinfektion der Anlage können das Legionellenrisiko weiter minimieren. Frischwasserstationen stellen eine hygienische Alternative dar, da sie das Trinkwasser erst bei Bedarf erwärmen und somit die Speicherung großer Mengen Warmwasser vermeiden.

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