Trinkwassererwärmung ad hoc

Sie sind kompakt, teilweise kleiner als ein Schuhkarton und benötigen nur eine Kaltwasserzulaufleitung sowie einen Stromanschluss, um kurzfristig warmes Wasser punktgenau und ohne Warmwasserbevorratung zur Verfügung zu stellen: Die Rede ist von elektrischen Durchlauferhitzern, die seit Jahren eine kleine Renaissance erleben und eine neue Erfolgsgeschichte schreiben. Der triviale Grund für diesen Trend liegt in der energieeffizienten Trinkwassererwärmung.

Sieben größere und eine Vielzahl von kleineren Herstellern teilen sich heute den Markt der elektrischen Durchlauferhitzer. Gerade die Geräte von kleineren Herstellern sind oft im Baumarkt zu finden. Man unterscheidet in E-Minidurchlauferhitzer, E-Kleindurchlauferhitzer und E-Kompaktdurchlauferhitzer. Letztere verfügen über einen höheren Anschlusswert – je höher die Heizleistung, desto mehr Wasser kann auf eine gewünschte Temperatur erwärmt werden. Grundsätzlich ist die Heizleistung dem Bedarf an Warmwasser und der geforderten Temperatur auszulegen.

Funktionsprinzip
Die Funktionsweise von Durchlauferhitzern ist relativ einfach. Wird die Armatur geöffnet, durchläuft das kalte Wasser eine gewundene Heizspirale im Gerät. Je höher die Durchflussmenge ist, desto höher ist die Leistung der Spirale.
Unterschieden wird in hydraulische, elektronische und vollelektronische Durchlauferhitzer. Bei hydraulischen Durchlauferhitzern wird die Heizleistung über den Wasserdruck und Durchflussmenge mechanisch in bis zu drei Stufen zugeschaltet. Dadurch kann es bei Druckschwankungen im Leitungsnetz zu Veränderungen der Warmwassertemperatur kommen. Kleine Wassermengen können mit dieser Technik nicht erwärmt werden, da zum Einschalten eine Mindestdurchflussmenge erforderlich ist.
Bei einem elektronischen Durchlauferhitzer wird die Temperatur im Zulauf ermittelt, die Elektronik schaltet dann entsprechend des eingestellten „Sollwerts“ die Heizleistung stufenlos über fest programmierte Werte zu. Bei einem vollelektronischen Durchlauferhitzer wird die Temperatur jeweils im Zu- und Auslauf ermittelt. Es findet sozusagen eine Überprüfung des Ausgabewertes statt, anhand dessen die Elektronik entsprechend die Temperatur nochmals nachregeln kann. Somit ist eine entsprechend gradgenaue Temperatur am Geräteausgang möglich.
Tatsächlich erhitzen E-Durchlauferhitzer nur die exakt benötigte Wassermenge; Warmwasser muss nicht bevorratet werden. So ergeben sich keine vermeidbaren Wärmeverluste durch z. B. lange Rohrleitungen. In der Regel sind die Geräte in Küche, Badezimmer, Gäste-WC oder in Toilettenanlagen in Bürogebäuden immer in der Nähe der Zapfstelle montiert. Elektronisch geregelte Durchlauferhitzer sind im Energieverbrauch sparsamer als die hydraulischen Modelle. Zahlreiche elektronische Durchlauferhitzer sind für Solaranlagen geeignet und können bereits vorgewärmtes Wasser erhitzen.

Mehr Komfort und weniger Energieverbrauch
Durch den stetigen Technologiefortschritt und gesetzliche Anforderungen sinkt der Heizwärmebedarf von Gebäuden ständig. Darum kommt der energieeffizienten Warmwasserversorgung immer mehr Aufmerksamkeit zu. Innerhalb der Energieeinsparverordnung sind Warmwassergeräte (wie andere Haustechnik auch) im Gesamtkontext mit dem Gebäude zu planen.
Im Vergleich dazu wird das Wasser in einem zentralen Speicher auf hohe Temperaturen von ca. 60 - 65 °C erwärmt und zu den jeweiligen Entnahmestellen geführt. Dabei wird mehr Wasser erhitzt als tatsächlich benötigt wird. Bei langen Leitungswegen dauert es ggf. eine Zeit, bis warmes Wasser aus der Zapfarmatur fließt.

Warmwasseraufbereitung von der Heizung trennen
Die Trennung der Warmwasserversorgung von der zentralen Heizungsanlage ist eine energiesparende Alternative, aber nicht immer möglich. E-Durchlauferhitzer erhitzen nur das Wasser genau in den Mengen und Temperaturen, die wirklich gebraucht und eingestellt werden. Das Wasser wird direkt beim Durchströmen des Gerätes erhitzt. Beim Schließen der Armatur schaltet sich der E-Durchlauferhitzer automatisch wieder aus. Dadurch wird nur so viel Wasser erwärmt, wie auch tatsächlich benutzt wird. Da E-Durchlauferhitzer kein Wasser bevorraten müssen, fallen die Geräteabmessungen sehr klein aus. Sie benötigen daher auch wenig Platz. Die Geräte können auch in einem Badmöbel versteckt installiert werden oder zwei nebeneinanderliegende Räume wie Küche und Bad versorgen.
Sinnvoll kann es sein, nicht nur Küchenspülen und Handwaschbecken, sondern auch das Badezimmer mit jeweils einem E-Durchlauferhitzer auszustatten. Vor allem in gewerblichen Sanitärräumen ist der Einsatz von E-Kleindurchlauferhitzern an den Handwaschbecken sinnvoll, weil dadurch erhebliche Betriebskosten gespart werden können.
Für Küchenspülen ist ein E-Kompaktdurchlauferhitzer empfehlenswert. Das kompakte Gerät lässt unter der Spüle ausreichend Stauraum frei für z. B. Küchen­utensilien und/oder Mülltrennungs­systeme.

Dimensionierung/Leistungswerte
Wichtig ist die richtige Dimensionierung der Durchlauferhitzer. Grundsätzlich gilt: Je höher die Anschlussleistung des­to größer die Durchflussmenge des warmen Wassers. Zur Versorgung eines Handwaschbeckens genügt bereits ein steckerfertiges 3,5-kW-Gerät mit 230 V. Für die Küchenspüle mit einem normalen Bedarf von 5 l/min mit 48 °C ist eine Anschlussleis­tung von 13 kW/400 V eine oft gewählte Variante. Im Bad dagegen sollte, aufgrund der höheren Wassermenge, die maximale Heizleistung von 24 kW oder 27 kW/400 V
gewählt werden. Vollelektronische Durchlauferhitzer bringen Komfortvorteile mit sich. Bei vielen Modellen gehört beispielsweise die gradgenaue Temperatureinstellung per Fernbedienung, Smartphone oder Tablet zur Grundausstattung. Auch Wasser- und Energieverbrauch lassen sich auf dem Display oder dem mobilen Endgerät anzeigen und ermöglichen so jederzeit die volle Kontrolle der Kosten im Betrieb.

Sicherungseinrichtungen
Wird Wasser an der Armatur gezapft, detektiert das Gerät den Durchfluss und schaltet den Stromweg frei: Das fließende Wasser wird erwärmt. Wird die Wasser­entnahme unterbrochen, muss die Energiezufuhr umgehend abgeschaltet werden. Geschieht das nicht oder stark verzögert, kann die zugeführte Energie nicht mehr an das durchfließende Wasser abgegeben werden – es überhitzt. In solch einem Störfall wird das Gerät durch einen Sicherheitstemperaturbegrenzer außer Betrieb gesetzt und muss durch eine qualifizierte Person wieder in Betrieb genommen werden. Als weitere Sicherheitsmaßnahme werden Sicherheitsdruckschalter verwendet.

Wasserhöchsttemperatur für Duschen verbindlich geregelt
E-Durchlauferhitzer für Duschen dürfen laut neuer Sicherheitsnorm [1] nur noch eine maximale Temperatur von 55 °C erzeugen. Die Übergangsfrist endete am 12. Oktober 2018. Seitdem dürfen nur noch der neuen Norm entsprechende Durchlauferhitzer von Herstellern ausgeliefert werden. Allerdings: Durchlauferhitzer, die nicht der neuen Normanforderung entsprechen, aber vor dem 13. Oktober ausgeliefert wurden, dürfen noch installiert werden.

Durchlauferhitzer meist ohne Legionellenprüfung
Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) schreibt seit dem 1. November 2011 eine Untersuchungspflicht für alle Trinkwarmwasserspeicher mit einem Volumen größer als 400 l vor. Gleiches gilt für Anlagen mit Trinkwarmwasserleitungen (vom Speicher bis zur Zapfstelle) mit mehr als 3 l Volumen. Der Betreiber bzw. Inhaber der Anlage ist für die Prüfung verantwortlich. Durch diese Maßnahme trägt der Gesetzgeber dem Gesundheitsschutz vor Legionellen Rechnung.
Wird ein Durchlauferhitzer zur Warmwasserbereitung eingesetzt, entfällt in aller Regel diese Pflicht, da der Leitungsinhalt weniger als 3 l beträgt. Damit spart der Betreiber Aufwand und Kosten. Dies gilt auch für Warmwasserspeicher, wenn das Volumen der Zuleitung vom Speicher bis zur Zapfstelle weniger als 3 l beträgt.

Schlussbemerkung
E-Durchlauferhitzer vereinen viele Vorteile: Trinkwasserhygiene, Komfort, Ener­gieeffizienz, Kostenreduzierung. Als Nachteil wird der relativ hohe Primär­energie-Verbrauch (Stromverbrauch) ins Feld geführt. Der lässt sich mit dem Einsatz von vollelektronischen Durchlauferhitzern reduzieren.
Unter der Berücksichtigung aller Kriterien, dazu zählen der geringe Materialbedarf in der Leitungsführung inkl. Dämmung und die einfache und kostengüns­tige Montage, sind Durchlauferhitzer moderner Ausprägung für viele Einsatzgebiete geeignet. Gerade in Bürogebäuden mit vielen Toiletten oder in Gebäuden mit einer öffentlichen/halböffentlichen WC-Anlage stellt die dezentrale Warmwasserversorgung eine sinnvolle Variante dar. Im privaten Bereich spielen das grundsätzliche Konzept und der Warmwasserbedarf eine gewichtige Rolle, da es natürlich auch Einsatzgebiete gibt, wo der E-Durchlauferhitzer an seine Grenzen hinsichtlich der Energieeffizienz kommt.

Autor:
Dietmar Stump, freier Journalist mit Pressebüro

Literatur:
[1] DIN EN 60335-2-35; VDE 0700-35:2018-07: Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke – Teil 2-35: Besondere Anforderungen für Durchflusserwärmer

Ein Blick in die Geschichtsbücher
Der Erfinder und Ingenieur Hugo Junkers meldete bereits 1894 das Patent für seinen Gasbadeofen, den Heißwasser-Stromautomat, an. 1907 kam der erste elektrische Durchlauferhitzer auf den Markt. 1927 wird der erste Kleindurchlauferhitzer mit 1000 W und mit der damals revolutionären 2-Stufen-Technik produziert. Das Gerät von Stiebel-Eltron erhielt als erstes dieser Art überhaupt das VDE-Prüfzeichen. 1951 stellte Clage seine E-Kleindurchlauferhitzer vor. Ein weiterer wichtiger Entwicklungsschritt gelang 1987 Stiebel-Eltron mit der Entwicklung der ersten elektronischen Durchlauferhitzer.
Früher waren sie in fast jeder deutschen Küche oberhalb oder unterhalb des Spülbeckens oder im Badezimmer unter dem Waschbecken zu finden. Doch mit der Einführung der zentralen Warmwasserversorgung wurden sie etwas in die Ecke gedrängt. Unter dem Handwaschbecken in einer kleinen Werkstatt ja, in der Küche, eher nein.

Überraschende Ergebnisse
Bei Durchlauferhitzern entfällt aufgrund der geringen Wasservolumina in der  Regel die Überwachungspflicht auf Legionellen. Doch das kann sich  möglicherweise ändern. Die Ergebnisse einer systematischen Beprobung einer Apartmentanlage mit 84 Wohneinheiten im Kreis Nordfriesland lassen den Schluss zu, dass Durchlauferhitzer nicht zwingend die hygienische Sicherheit in einer Trinkwasser-Installation gewährleisten. So zeigte sich etwa, dass 37 % der Proben oberhalb des Technischen Maßnahmenwertes der  Trinkwasserverordnung von 100 KBE/100 ml lagen. In 5 % der Proben wurde der Wert von 10 000 KBE/100 ml überschritten. Betroffen waren sowohl Warm- als auch Kaltwasserleitungen. Wie es in dem Projektbericht heißt, wiesen Durchlauferhitzer im Vergleich zu Literaturdaten von Großanlagen der  Trinkwassererwärmung deutlich häufiger erhöhte Legionellengehalte auf. Daher könne der Einsatz ohne zusätzliche Anforderungen, wie eine Untersuchungspflicht auf Legionellen analog zu Großanlagen, aus hygienischer Sicht nicht empfohlen werden.
Lesen Sie dazu auch das Intro von Markus Sironi im Fachplanerteil auf Seite 3.