Warmwasseraufbereitung: Systeme, Kosten und Energieverbrauch
Die Warmwasseraufbereitung gehört zu den wichtigen Bereichen der Haustechnik. Ob Warmwasserspeicher, Frischwasserstation, Durchlauferhitzer oder Wärmepumpe:
Welches System geeignet ist, hängt unter anderem von der Anzahl der Bewohner, dem Warmwasserbedarf, den Leitungswegen und dem vorhandenen Wärmeerzeuger ab.
Wer eine Heizung modernisiert oder ein Haus neu baut, sollte deshalb auch die Warmwasseraufbereitung von Anfang an mitplanen. Denn neben der Energie für die Erwärmung spielen auch Speicher- und Leitungsverluste sowie der Strombedarf von Pumpen eine Rolle.
Der Austausch oder die Modernisierung der Heizung ist ein guter Zeitpunkt, auch die Warmwasseraufbereitung überprüfen und gegebenenfalls neu planen zu lassen. Welche Lösung sinnvoll ist, hängt vom Gebäude und vom individuellen Warmwasserbedarf ab.
Welche Warmwasseraufbereitung ist die richtige?
Welche Warmwasseraufbereitung die richtige ist, hängt vom Gebäude, vom Warmwasserbedarf und vom vorhandenen oder geplanten Wärmeerzeuger ab.
Eine zentrale Warmwasseraufbereitung mit Speicher eignet sich häufig für Haushalte mit mehreren Personen und mehreren Zapfstellen. Eine Frischwasserstation kann interessant sein, wenn Warmwasser bedarfsgerecht über einen Wärmetauscher erzeugt werden soll.
Kleinspeicher sind vor allem für einzelne Zapfstellen mit geringem Warmwasserbedarf geeignet. Durchlauferhitzer können eine Alternative sein, wenn Warmwasser dezentral und ohne Speicher bereitgestellt werden soll.
Bei einer neuen Wärmepumpe sollte die Warmwasseraufbereitung von Anfang an in die Anlagenplanung einbezogen werden. Entscheidend sind dabei nicht nur die Leistung des Wärmeerzeugers, sondern auch Speichergröße, Warmwasserbedarf, Leitungswege und die gewünschte Nutzung.
Wer eine Heizungsanlage modernisiert, sollte deshalb die Warmwasseraufbereitung gemeinsam mit der gesamten Heizungs- und Trinkwasserinstallation betrachten und die Anlage fachgerecht planen lassen.
Zentrale oder dezentrale Warmwasseraufbereitung?
Bei einer zentralen Warmwasseraufbereitung wird das Trinkwasser an einer zentralen Stelle erwärmt und anschließend über das Leitungsnetz zu den Zapfstellen im Haus verteilt. Häufig übernimmt ein Heizsystem wie eine Wärmepumpe die Erwärmung des Trinkwassers über einen Warmwasserspeicher.
Bei einer dezentralen Warmwasseraufbereitung wird das Wasser dagegen möglichst nahe an der jeweiligen Zapfstelle erwärmt. Typische Beispiele sind elektrische Durchlauferhitzer oder Kleinspeicher unter einem Waschbecken.
Welche Variante geeignet ist, hängt unter anderem von der Größe des Hauses, der Zahl der Bewohner und den Leitungswegen ab.
Vorteile der zentralen Warmwasseraufbereitung
- Mehrere Zapfstellen können über ein gemeinsames System versorgt werden.
- Warmwasser kann mit dem vorhandenen Wärmeerzeuger bereitgestellt werden.
- Ein Warmwasserspeicher kann größere Mengen bevorraten.
- Je nach Anlagenkonzept können beispielsweise Wärmepumpe oder Solarthermie für die Warmwasseraufbereitung genutzt werden.
Nachteile der zentralen Warmwasseraufbereitung
- Längere Leitungswege verursachen Wärmeverluste.
- Ein Speicher benötigt Platz und verursacht Bereitschaftsverluste.
- Bei längeren Leitungswegen kann eine Zirkulationsleitung sinnvoll oder erforderlich sein.
- Speicher, Wärmeerzeuger und Leitungsnetz müssen zum tatsächlichen Warmwasserbedarf passen.
Bei einer dezentralen Lösung sind die Leitungswege dagegen kurz. Das kann insbesondere bei einzelnen Zapfstellen sinnvoll sein, die weit von einer zentralen Warmwasseranlage entfernt liegen.
Warmwasserspeicher: Wie funktioniert das System?
Ein Warmwasserspeicher erwärmt Trinkwasser und hält es für die Nutzung vor. Bei einer Wärmepumpenanlage erfolgt die Erwärmung in der Regel über einen Wärmetauscher im Speicher.
Der Vorteil eines Speichers:
Auch wenn mehrere Personen kurz hintereinander duschen oder mehrere Zapfstellen genutzt werden, steht eine bestimmte Menge Warmwasser zur Verfügung.
Allerdings entstehen bei einem Speicher Bereitschaftsverluste, weil das Wasser auch dann warm gehalten wird, wenn gerade kein Warmwasser benötigt wird. Wie hoch diese Verluste sind, hängt unter anderem von der Dämmung, der Speichertemperatur und dem Nutzungsverhalten ab.
Auch die Rohrleitungen verursachen Wärmeverluste. Bei längeren Leitungswegen kann eine Zirkulationsleitung dafür sorgen, dass an den Zapfstellen schneller warmes Wasser zur Verfügung steht. Die Zirkulationspumpe benötigt allerdings Strom und sollte möglichst bedarfsgerecht betrieben werden.
Frischwasserstation: Warmwasser im Durchlaufprinzip
Eine Frischwasserstation erwärmt Trinkwasser erst dann, wenn es benötigt wird. Dazu wird die Wärme aus einem Heizungs- oder Pufferspeicher über einen Wärmetauscher auf das Trinkwasser übertragen.
Das Trinkwasser wird dabei nicht wie in einem klassischen Warmwasserspeicher bevorratet. Dadurch können Speicherverluste bei der Trinkwasserbevorratung reduziert werden.
Wie sinnvoll eine Frischwasserstation ist, hängt unter anderem von der Auslegung des Systems, dem Wärmebedarf und dem vorhandenen Wärmeerzeuger ab.
Kleinspeicher und Boiler
Ein Kleinspeicher, häufig auch Boiler genannt, wird in der Nähe einer Zapfstelle installiert. Typische Einsatzbereiche sind beispielsweise Küchen- oder Handwaschbecken.
Kleine Geräte fassen häufig nur wenige Liter und eignen sich deshalb vor allem für geringe Warmwassermengen. Größere Speicher können entsprechend mehr Wasser bereitstellen.
Der Vorteil: Die Leitungswege zwischen Speicher und Zapfstelle sind sehr kurz.
Nachteilig kann sein, dass das Wasser dauerhaft auf Temperatur gehalten wird und bei einem elektrisch betriebenen Gerät entsprechend Strom benötigt wird.
Durchlauferhitzer
Ein Durchlauferhitzer erwärmt das Wasser erst während der Entnahme. Ein separater Warmwasserspeicher ist deshalb nicht erforderlich.
Elektronische Durchlauferhitzer können die Leistung an die benötigte Wassermenge und Temperatur anpassen. Sie eignen sich insbesondere dort, wo einzelne Zapfstellen dezentral mit Warmwasser versorgt werden sollen.
Für die Warmwasserversorgung einer Dusche oder Badewanne ist allerdings eine entsprechend hohe elektrische Leistung erforderlich. Deshalb sollte vor der Installation geprüft werden, ob die vorhandene Elektroinstallation dafür ausgelegt ist.
Ein Vorteil gegenüber einem Speicher ist, dass keine Bereitschaftsverluste durch dauerhaft gespeichertes Warmwasser entstehen. Dafür kann bei größeren Warmwassermengen eine hohe elektrische Leistung erforderlich sein.
Warmwasseraufbereitung bei Wärmepumpen
Bei einer Wärmepumpe kann neben der Raumheizung auch das Trinkwarmwasser erwärmt werden. Dafür wird häufig ein separater Warmwasserspeicher eingesetzt, der über einen Wärmetauscher mit Wärme aus der Wärmepumpe versorgt wird.
Die Warmwasseraufbereitung benötigt dabei meist höhere Temperaturen als die Raumheizung. Dadurch können sich die Betriebsbedingungen und die Effizienz der Wärmepumpe während der Warmwasserbereitung verändern.
Bei der Planung sollte deshalb darauf geachtet werden, dass Wärmepumpe, Speicher und Warmwasserbedarf aufeinander abgestimmt sind.
Eine weitere Möglichkeit sind Warmwasser-Wärmepumpen. Sie sind für die Erwärmung von Trinkwarmwasser vorgesehen und können beispielsweise Wärme aus der Raumluft nutzen. Je nach Gerät und Aufstellort unterscheiden sich die Betriebsbedingungen.
Foto: Stiebel Eltron
Puffer- und Kombispeicher
Ein Pufferspeicher speichert Heizungswasser und kann dazu beitragen, Wärmeerzeugung und Wärmebedarf zeitlich voneinander zu entkoppeln. Ob ein Pufferspeicher erforderlich ist, hängt vom jeweiligen Heizsystem und Anlagenkonzept ab.
Ein Kombispeicher verbindet Funktionen für Heizungswasser und Trinkwarmwasser in einem Gerät. Je nach Bauart befindet sich das Trinkwasser dabei beispielsweise in einem separaten Speicherbereich oder wird über einen Wärmetauscher erwärmt.
Ob ein Puffer- oder Kombispeicher für die Warmwasseraufbereitung sinnvoll ist, sollte deshalb individuell geplant werden. Ein größerer Speicher ist nicht automatisch die effizientere Lösung.
Warmwasseraufbereitung und Legionellen
Legionellen können sich insbesondere in warmem, länger stehendem Wasser vermehren. Bei der Planung und dem Betrieb einer Trinkwasserinstallation muss deshalb auf eine geeignete Temperaturführung und eine fachgerechte Auslegung geachtet werden.
Für Einfamilienhäuser und Zweifamilienhäuser gelten dabei andere Voraussetzungen als für größere zentrale Trinkwasseranlagen. Eine pauschale Aussage wie „50 °C reichen immer aus“ ist deshalb nicht sinnvoll.
Bei größeren zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen sind insbesondere die Anforderungen der Trinkwasserverordnung und die einschlägigen technischen Regeln zu beachten. Dazu gehören unter anderem Vorgaben zur Temperaturhaltung und zur Auslegung des Systems.
Auch bei kleineren Anlagen sollte das Trinkwasser nicht unnötig lange in Leitungen oder Speichern stehen. Eine fachgerechte Planung und die passende Dimensionierung von Speicher, Leitungen und Zirkulation sind deshalb wichtige Bestandteile der Trinkwasserhygiene.
Wasserverbrauch und Warmwasserbedarf
Wie viel Warmwasser ein Haushalt benötigt, hängt stark vom individuellen Verhalten ab. Duschen, Baden, Händewaschen, Spülen und weitere Anwendungen beeinflussen den Verbrauch.
Auch die Anzahl der Personen ist entscheidend. Für die Planung einer Warmwasseranlage sollte deshalb nicht nur die Wohnfläche betrachtet werden, sondern vor allem der tatsächliche Warmwasserbedarf.
Für die Planung sind beispielsweise folgende Fragen relevant:
- Wie viele Personen leben im Haushalt?
- Wird überwiegend geduscht oder gebadet?
- Gibt es mehrere Badezimmer?
- Werden mehrere Zapfstellen gleichzeitig genutzt?
- Wie weit sind die Zapfstellen vom Speicher entfernt?
- Gibt es besondere Verbrauchsspitzen, etwa morgens oder abends?
Ein zu großer Speicher kann unnötige Bereitschaftsverluste verursachen. Ein zu kleiner Speicher kann dagegen dazu führen, dass bei hohem Verbrauch nicht ausreichend Warmwasser zur Verfügung steht.
Was kostet die Warmwasseraufbereitung?
Die Kosten der Warmwasseraufbereitung lassen sich nicht pauschal für ein bestimmtes System angeben. Sie hängen unter anderem von der benötigten Warmwassermenge, dem Wärmeerzeuger, dem Energiepreis, der Anlagengröße und den Leitungswegen ab.
Bei einem Vergleich sollten deshalb nicht nur die Anschaffungskosten, sondern auch die laufenden Kosten betrachtet werden.
Wichtige Kostenfaktoren sind:
- Anschaffung und Installation des Warmwassergeräts
- Größe und Art des Warmwasserspeichers
- Energieverbrauch für die Warmwasseraufbereitung
- Wärmeverluste von Speicher und Leitungen
- Stromverbrauch von Pumpen
- Wartung und gegebenenfalls Instandhaltung
- erforderliche Anpassungen der Elektro- oder Heizungsinstallation
Ein günstiges Gerät in der Anschaffung muss deshalb nicht automatisch die niedrigsten Gesamtkosten verursachen. Umgekehrt ist ein technisch aufwendigeres System nicht automatisch wirtschaftlicher.
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