| 2. Warmwasserbereitung | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.1. Vorbemerkung Warmwasserbereitungsanlagen werden auch als Wassererwärmungs- oder Brauchwassererwärmungsanlagen bezeichnet. Neben der Heizungsanlage nimmt die Warmwasserbereitungsanlage einen erheblichen Anteil der jährlichen Gesamtenergiekosten in Anspruch. Der Energieverbrauch ist von folgenden Kriterien abhängig:
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2.2. Bestandteile |
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Eine
Warmwasserbereitungsanlage ist aus folgenden Bestandteilen aufgebaut:
Ähnlich wie bei Heizungsanlagen unterscheidet man zwischen zentraler und dezentraler Warmwasserversorgung. |
2.3. dezentrale Warmwasserversorgung |
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| Meist werden
dezentrale Warmwasserversorgungsanlagen in einer Einheit (z.B. Mietwohnung) oder direkt an
der Entnahmestelle installiert. Es entfallen lange Rohrleitungswege und die damit
verbundenen Wärmeverluste. Diese Form der Wasserversorgung kommt vor allem in Altbauten zum Einsatz, wo keine Warmwasserheizung vorhanden ist. Dezentrale Warmwasserversorgungsanlagen werden vor allem mit Gas und Strom betrieben. Sogenannte Badeöfen (betrieben mit Kohle, Gas, Strom oder Holz) werden (geringer Komfort, Luftverunreinigung) nicht mehr eingebaut. |
2.3.1. Bauarten |
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2.3.2. Geräte |
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2.3.2.1. Gas- Wasserheizer |
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| Ähnlich wie bei
Einzelheizungen sind die saubere Verbrennung, schnelle Verfügbarkeit und der hohe
Wirkungsgrad bei gasbetriebenen Einzel- Warmwasserheizern von Vorteil. Aufstellung und Anschluß dürfen (nach den Technischen Regeln für Gas- Installation) nur von autorisierten Betrieben vorgenommen werden. Die Leistungen liegen zwischen 18 und 28 kW. Gas- Wasserheizer, die an den Schornstein angeschlossen sind, sollten (bei Raumluftverbund) nicht gleichzeitig mit einer Küchendunstabzugshaube in Betrieb sein (Unterdruck: Kohlenmonoxid !). |
2.3.2.2. gasbeheizter Warmwasserspeicher |
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| Sie sind für kurzfristig
benötigte größere Wassermengen (geringere Anschlußwerte) geeignet. Sie werden angeboten in:
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2.3.2.3. gasbeheizter Warmwasser- Durchlauferhitzer |
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| Sie sind für stoßweisen
Betrieb mit stark wechselndem Wasserbedarf geeignet. Sie werden ohne oder mit Schornsteinanschluß und als Außenwandgerät angeboten. |
2.3.2.4. Elektro- Heißwasserspeicher |
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| Für die Warmwasserversorgung
von einzelnen Zapfstellen (z.B. Waschbecken) wird ein elektrisches Kleingerät (Inhalt bis
ca. 10 Liter) an die Steckdose (Anschlußwert ca. 2- 3 kW) angeschlossen. Die Anlage (drucklos oder druckfest ausgebildet) ist wärmegedämmt. Elektro- Heißwasserspeicher können auch an die Warmwasserversorgung angeschlossen werden, wenn die Brauchwassertemperatur an einzelnen Entnahmestellen, für die individuellen Bedürfnisse, zu kühl ist. |
2.3.2.5. Elektro- Boiler |
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| Boiler sind drucklos und nicht
wärmegedämmt. Sie werden kurz vor der beabsichtigten Wasserentnahme eingeschaltet. Bei Erreichen der gewählten Temperatur schalten sie sich automatisch ab. Sie sind relativ preisgünstig und wirtschaftlich im Betrieb. |
2.3.2.6. Elektro- Durchlauferhitzer |
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| Sie finden vor allem bei der
dezentralen Warmwasserversorgung von Duschen und Badewannen (Zapfstellen mit höherem
Wasserbedarf) in Altbauten Einsatz. Die Wasserentnahme ist gut regelbar. Elektro- Durchlauferhitzer brauchen wenig Platz und keinen Kaminanschluß. Sie müssen vom zuständigen Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) genehmigt werden. Aus Preisgründen sollten günstigere Nachtstromtarife genutzt werden. Dies bedingt eine größere Dimensionierung des Durchlauferhitzers. Die hohen Anschlußleistungen (11, 18, 24, 33 kW) fordern im allgemeinen stärker ausgelegte Stromleitungen. Die Grundpreispauschalen der Stromrechnung sind relativ hoch. Die Durchflußmenge in l / min beträgt etwa die Hälfte der angegebenen Leistung. Die Durchflußmenge eines Elektro- Durchlauferhitzers 24 kW beträgt etwa 12 l / min. |
2.3.2.7. Heizwasserbeheizter Durchlauferhitzer |
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Sie vereinen in sich die
Vorteile der zentralen und dezentrale Wasserversorgung, wie z.B.:
Heizwasserbeheizte Durchlauferhitzer kommen vor allem bei schrittweisen Altbausanierungen in Frage, da nur Vor- und Rücklaufleitungen eingebaut werden müssen (Warmwasserverteil- und Zirkulationsleitungen sind nicht notwendig). |
2.4. zentrale Warmwasserversorgung |
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| Zentrale Warmwasser-
Bereitungsanlagen versorgen über ein Leitungsnetz verschiedene, weit auseinanderliegende
Entnahmestellen. Die zentrale Warmwasserversorgung (Brauchwasserbereitung) bietet erheblich mehr Komfort als dezentrale Anlagen. Der Wirkungsgrad ist jedoch geringer (Wärmeübergangsverluste, Leitungsverluste). Zur Energieeinsparung bei zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen tragen folgende Kriterien bei:
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2.4.1. Trinkwassererwärmungsanlagen mit eigenem Kessel |
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| Die Warmwasserbereiter
verfahren nach dem gleichen System wie bei der dezentralen Warmwasser- Versorgung. Sie
werden mit Öl, Gas, evt. Kohle oder Strom betrieben. Für wechselnden, geringen Verbrauch werden Durchlauferhitzer (etwa 9 - 15 l / min), für großen, stoßweisen Verbrauch Speicher (in der Regel ca. 100 - 300 Liter Inhalt) eingebaut. Da die Anlage unabhängig von der Heizungsanlage läuft, kann diese im Sommer ganz abgeschalten werden. Für kleinere Verbrauchseinheiten (z.B. Reihenhaus) gestalten sich die Investitionen preisgünstiger als es bei Trinkwassererwärmungsanlagen mit Wassererwärmung durch das Heizwasser der Fall ist. Der Einsatz von Sonnenenergie zur Brauchwasser- Bereitung ist dabei jedoch in der Regel nicht möglich. |
2.4.2. Trinkwassererwärmungsanlagen mit Wassererwärmung durch das Heizwasser |
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| In der Regel übernimmt der
Heizkessel gleichzeitig die Brauchwassererwärmung. Bei neueren Anlagen ist das Brauchwasser nichr mehr an die Kesseltemperatur gekoppelt und kann somit beliebig eingestellt werden. Die Wärme des Heizwassers (bzw. die Wärme des Heizmediums Dampf oder Heißwasser der Fernwärmeversorgung) wird mittels Wärmetauscher an das Brauchwasser abgegeben.
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2.4.2.1. einwandige Speicher |
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| In den Speicher sind
Heizregister oder Heizschlangen eingebaut. Sie werden vom Heizmedium durchströmt und
geben die Wärme ohne Verluste an das Brauchwasser ab. Der Speicher muß vor Korrosion geschützt werden (Magnesium- Opferanode oder spezielle Innenbeschichtung), und die Stahl- bzw. Kupferrohre müssen herausziehbar sein. |
2.4.2.2. Doppelmantelspeicher |
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| Das Heizwasser umspült in
einem äußeren Doppelmantel das Brauchwasser. Die Wärmeübertragung ist dabei weniger optimal. |
2.4.2.3. Durchlauf- Brauchwasserbereiter |
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| In Röhren (druckfest
ausgebildet) durchströmt das Brauchwasser das Heizwasser und erwärmt sich dabei. Bedingt durch die hohe Fließgeschwindigkeit besteht (im Gegensatz zum einwandigen Speicher) keine Korrosionsgefahr. Ggf. wird die Raumheizung für die Dauer der Wasserentnahme (Brauchwasser- Vorrangschaltung) gedrosselt. |
2.4.2.4. Heizkessel mit integriertem Warmwasserbereiter |
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| Die zentrale
Warmwasserbereitung in Kombination mit gas- oder ölbetriebenen Heizungsanlagen stellt
heute bei den meisten Wohnungen (mit Warmwasserheizung) den Regelfall dar. Der Durchlauferhitzer bzw. der Speicher (Aufbau wie eben genannt) ist in einem kombinierten Kessel (Warmwasserheizung und Brauchwassererwärmung) eingebaut. Der Wirkungsgrad einer Warmwasserbereitung ist von der Beschaffenheit des Wärmeerzeugers und der Auslastung abhängig. Mit Hilfe einer Brauchwasser- Vorrangschaltung wird der Warmwasserspeicher bzw. Durchlauferhitzer unabhängig von den Bedingungen des Heizungsbetriebs auf Soll- Temperatur gehalten. Ggf. wird die Raumheizung für die Dauer der Wasserentnahme gedrosselt.
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2.4.2.5. Fernwärmeversorgung |
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| Der Gegenstromapparat überträgt die Wärme des Dampfes bzw. des Heißwassers der Fernwärmeversorgung auf eine Trinkwassererwärmungsanlage. |
2.4.3. Warmwasserverteilung |
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| Bei der Warmwasserverteilung
entstehen die größten Wärmeverluste. Dabei können die Verluste zwischen 20 % und 280 %
der eigentlich benötigten Wärme liegen. Aus energetischen Einsparungsgründen sollte die Temperaturdifferenz zwischen Wasserein- und Wasseraustritt (in / aus Verteilersystem) maximal 5 °C betragen. |
2.4.3.1. Rohrleitungen |
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