Versorgungslösung für mehr Trinkwasserhygiene und Effizienz „HAST-Akku“-Technologie bringt Hygiene- und Energiesparaspekte in Einklang

In Bestandsanlagen weit verbreitet sind indirekt beheizte Trinkwasserspeicher, die in der Regel überdimensioniert sind. Hier kommt es insbesondere in großen Speichern immer wieder zu Hygiene-Problemen, die konstruktiv bedingt sind. Neben langen Verweilzeiten und der Ausbildung von Totzonen ist oftmals die Temperaturhaltung mangelhaft. Die in den DVGW-Arbeitsblättern geforderten Betriebstemperaturen sorgen zusätzlich für einen hohen Energiebedarf, ohne jedoch das Legionellenrisiko gänzlich ausschließen zu können.
Darüber hinaus ergeben sich oftmals zu lange Nachladezeiten mit – für moderne Wärmeerzeuger – untauglichen Rücklauftemperaturen, sodass auch energetische Probleme zu beseitigen sind.

Trinkwasser nach Bedarf erwärmen
Eine Technik, die sich mehr und mehr durchsetzt, ist deshalb die Trinkwasser-Erwärmung im Durchfluss-Prinzip, bei der kein Trinkwasser mehr gespeichert wird, sondern entsprechend dimensionierte Pufferspeicher das Trinkwasser nach Bedarf über einen Plattenwärmetauscher erwärmen.
Der „Hast-Akku“ von Buderus ist eine intelligente Kombination von Energie- und Speichermanagement für den Einsatz in Fernwärme Hausanschlussstationen sowie multivalenten Kesselanlagen. Er verspricht neben einer deutlichen Verbesserung der Trinkwasserhygiene auch erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen für den Betreiber. Das System besteht im Wesentlichen aus in Serie geschalteten Pufferspeichern mit Lade- und Entladeregelkreis.

Die Funktion: Die Speicher werden über einen Heizkessel oder Fernwärme geladen. Dieser Vorgang wird erst beendet, wenn im unteren Teil der Speicher die Solltemperatur zu 2/3 erreicht hat oder wenn der Entladevorgang beginnt. Der Entladevorgang erfolgt über einen Regelkreis mit Pumpe und Stellventil. Durch kontinuierliche Zwischenspeicherung von Wärme in Schwachlastzeiten können die Leistungsspitzen der Verbraucher (Heizung/Luftung/Warmwasser) bei Spitzenlast durch Nutzung der Energiereserven im Speicher kompensiert werden. Insbesondere in Fernwärme-Hausanschluss-Stationen kann durch das Puffervolumen eine Glättung des Lastganges und somit eine Reduzierung der Anschlussleis­tung erreicht werden.

Komplettsystem mit thermischer Desinfektion
In dem von Buderus angebotenen vormontierten hydraulischen Rohrsystem sind Pumpen, Stellglieder, Armaturen sowie Fühler und Dämmung bereits integriert. Sie bilden das Herzstück dieser intelligenten hydraulischen Schaltung von Heizungs-Pufferspeichern und nachgeschalteten Plattenwärmetauschern zur Trinkwassererwärmung. Bei Systemen mit „Hast-Akku“ erfolgt die Brauchwasserbereitung in zwei Stufen im Durchflussprinzip. Ohne Hygieneproblematik können so aufgrund der Leistungsreserven der Heizungs-Pufferspeicher große Mengen Warmwasser bereitet werden, da keine Speicherung von Warmwasser erforderlich ist. In der Variante „Legioex“ bietet das System darüber hinaus eine thermische Desinfektion. Dazu wird in einem thermischen Reaktionsbehälter durch mindestens dreiminütige Zwischenspeicherung bei 70°C eine Legionellenverkeimung des Trinkwassernetzes verhindert (siehe Schema).

Schematischer Aufbau des „HAST-Akku“-Systems mit Legionellenprävention.

Die Regelung der Anlage, die das Betriebs- und Regelungskonzept mit Schaltschranktechnik beinhaltet, ist werkseitig auf drei Winter- sowie eine Sommerbetriebsart ausgelegt, um eine Taktung der Anlage weitgehend zu vermeiden. Das Anlagen-Konzept mit Hast-Akku wird von Buderus durch eine weitere Service-Leistung komplettiert: Über eine Heizperiode lang optimiert der Hersteller das System im laufenden Betrieb.

Wirtschaftlichkeit für multivalente Anlagen
Anhand von Simulationsrechnungen hat Buderus für eine multivalente Anlage die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems nachgewiesen. Es besteht aus einem BHKW zur Erwärmung des Trinkwassers und zur Unterstützung der Raumheizung sowie einer Luft/Wasser-Wärmepumpe, mit der die Heiz-Grundlast aufgebracht wird. Den Strom dazu liefert das BHKW. Die Abdeckung der Spitzenlast erfolgt dabei mithilfe eines Gas-Brennwertkessels. Das Energie- und Speichermanagement „HAST-Akku“ optimiert den Betrieb zusätzlich. Mit diesem multivalent-regenerativen Mehrkomponenten-System kann der Primärenergiebedarf nach Angaben von Buderus gegenüber einer Altanlage (Altbau 1980 mit 7500 m²) um bis zu 32% gesenkt werden. Dies bedeutet eine Energiekosteneinsparung von bis zu 38%.

Zwei Brennwertkessel, ein Erdgas-Blockheizkraftwerk sowie eine Luft/Wasser-Wärmepumpe konnten auf wirtschaftliche Weise in das Strom- und Wärmeversorgungs-System eines Seniorenheims in Bremen integriert werden.

Ein solches System wurde nun im Seniorenheim „Schöne Flora“ der KerVita Immobiliengesellschaft mbH in Bremen realisiert. Im Gebäude arbeiten ein Erdgas-Blockheizkraftwerk „Loganova EN20“ mit einer elektrischen Leistung von bis zu 19 kW und einer thermischen Leistung von bis zu 34 kW, zwei Gas-Brennwertkessel „Logano plus GB312“ und eine Luft/Wasser-Wärmepumpe „WPL 220 AR“ zusammen. Ebenso wichtig war im Seniorenheim eine Trinkwassererwärmung mit Legionellenprävention. Hierfür wurde das „HAST-Akku“-Sys­tem in Verbindung mit der Trinkwassererwärmung „Legioex“ gewählt.

Das vormontierte System erhöhe den Jahresnutzungsgrad von Heizungsanlagen in größeren Gebäudeeinheiten auf über 90%, bezogen auf den oberen Heizwert.

Damit sich das wirtschaftliche Potenzial der Anlage vollständig ausschöpfen lässt, wurden alle Wärmeerzeuger in das Energie- und Speichermanagementsystem integriert. Dies stelle sicher, dass alle Komponenten jeweils nur diejenige Leistung bringen, die dem aktuellen Bedarf entspricht. Die Laufzeiten des BHKWs und der Wärmepumpe würden maximiert und die Brennerstarts der Gas-Brennwertkessel auf ein Minimum reduziert.

Die Buderus Systemlösung reduziert nicht nur den Energieverbrauch, die Wohnnebenkosten und den CO₂-Ausstoß erheblich. Darüber hinaus erfülle sie auch die Vorgaben des Erneuerbare Energien Wärmegesetzes (EEWärmeG) und unterschreite die Anforderungen der EnEV 2009 deutlich. Das System soll künftig auch in weiteren Pflegeheim-Neubauten der KerVita-Gruppe in Reppenstedt bei Lüneburg und in Hamburg zum Einsatz kommen.

Bilder: Bosch Thermotechnik GmbH, Buderus Deutschland

www.buderus.de