UBA-Schrift: Warmwasserbereitung mit Wärmepumpen
Das Umweltbundesamt vergleicht und bewertet in einem 19-seitigen Papier unterschiedliche Konzepte
Ad-hoc-Papier „Trink warm wasserkonzepte fü r Gebäude mit einer Wärmep umpenheizung“ (Stand: 1. November 2023). (UBA)
Bewertung und Einordnung der Trinkwassererwärmungskonzepte, Auszug aus Tabelle 1. (UBA)
Wird zur Beheizung eines Gebäudes eine Wärmepumpe eingesetzt, stellt die Erwärmung von Trinkwasser aufgrund der notwendigen hohen Temperatur oft eine Herausforderung dar, insbesondere in Bezug auf den Schutz gegen Legionellen. Zur Entscheidungsfindung, welche Technik sich für den jeweiligen konkreten Anwendungsfall empfiehlt, hat das Umweltbundesamt ein Ad-hoc-Papier unter der Überschrift „Trinkwarmwasserkonzepte für Gebäude mit einer Wärmepumpenheizung“ herausgegeben. Die 19-seitige Publikation (Stand: 1. November 2023) steht kostenlos zum Download bereit.
Hohe Temperaturen für die Trinkwassererwärmung mindern die Effizienz eines Wärmepumpensystems: Muss die Wärmepumpe einen hohen Temperaturhub leisten oder wird der Heizstab eingeschaltet, verringert sich die Jahresarbeitszahl. In Trinkwasserinstallationen mit zentralem Warmwasserspeicher sind Temperaturen von 60 °C nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik aber oftmals erforderlich, um – in Kombination mit einem bestimmungsgemäßen Betrieb der Anlage – eine hygienisch einwandfreie Trinkwasserqualität zu gewährleisten. Zirkulationsleitungen erhöhen den Energieverbrauch für die Trinkwassererwärmung zusätzlich, da sie oft unzureichend hydraulisch abgeglichen und mangelhaft gedämmt sind. Außerdem hat die Trinkwassererwärmung in Mehrfamilienhäusern eine größere relative Bedeutung als im Bereich der Ein- und Zweifamilienhäuser. Dies liegt u. a. daran, dass bei Mehrfamilienhäusern aufgrund der niedrigeren durchschnittlichen Wohnflächen pro Kopf Warmwasser einen höheren Anteil am gesamten Wärmebedarf hat.
Unterschiedliche Konzepte für unterschiedliche Anforderungen
Wird zur Beheizung eines Gebäudes eine Wärmepumpe als Wärmeerzeuger eingesetzt, können für die Trinkwassererwärmung verschiedene Konzepte eingesetzt werden:
- die Trinkwassererwärmung durch eine separate Warmwasser-Wärmepumpe,
- die anteilige oder vollständige Trinkwassererwärmung mit der vorhandenen Heizungs-Wärmepumpe oder
- eine direktelektrische Trinkwassererwärmung.
Die UBA-Publikation erläutert auf insgesamt 19 Seiten die drei Konzepte detailliert und gibt basierend auf den jeweiligen Vor- und Nachteilen Empfehlungen, bei welchen Anwendungen sich welches System am besten eignet. Dabei greift sie die in diesem Zusammenhang wichtigen Themen Ultrafiltration, Legionellenschaltung sowie Trinkwasserdesinfektion auf und ordnet diese ein:
- Künftig soll beispielsweise die Ultrafiltration es ermöglichen, einen wirksamen Legionellenschutz auch bei niedrigeren Temperaturen im Verteilsystem sicherzustellen. Das Verfahren wird im Rahmen einiger Forschungsprojekte derzeit erprobt.
- Bei einer Legionellenschaltung wird der Trinkwasserspeicher periodisch (z. B. einmal am Tag) kurzzeitig auf eine Temperatur oberhalb von z. B. 70 °C aufgeheizt. Damit sollen eventuell vorhandene Legionellen abgetötet werden. Laut Umweltbundesamt fehlt aber der Nachweis, dass eine solche Betriebsweise im realen Betrieb wirksam eine Verkeimung mit Legionellen verhindert oder reduziert.
- Die chemische Desinfektion wird ausschließlich nach Unterbrechung der Abgabe von Trinkwasser mit Natriumhypochlorit, Chlordioxid oder Wasserstoffperoxid durchgeführt. Die erforderlichen Konzentrationen der eingesetzten chemischen Substanzen überschreiten allerdings die zulässigen Maximalkonzentrationen und widersprechen dem Minimierungsgebot der Trinkwasserverordnung, womit diese Schutzmaßnahme für den Normalbetrieb ausscheidet.
Die Einbindung von solarthermischen Anlagen, der Einsatz bivalenter Brauchwasserspeicher, Tank-in-Tank-Systeme, Pufferspeicher mit integriertem Wärmetauscher sowie die Trinkwassererwärmung mittels Frischwasser- oder Wohnungsstationen werden ebenfalls abgehandelt.
Das Umweltbundesamt vermeidet generelle Empfehlungen zu Gunsten einzelner Optionen. Vielmehr müsse für jeden Einzelfall geprüft werden, welche Art der Trinkwassererwärmung die beste sei, heißt es.
Literatur:
[1] Ad-hoc-Papier, Trinkwarmwasserkonzepte für Gebäude mit einer Wärmepumpenheizung, Stand: 1. November 2023, Kurzlink: t1p.de/rridj
