IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 7/2003, Seite 19 ff.
SANITÄRTECHNIK
Obschon die Einteilung der Systeme nach unterschiedlichsten Kriterien gewählt werden kann, betrachtet dieser Beitrag die in der Technischen Gebäudeausrüstung gängigste Variante, die Unterscheidung nach einem "Speicher-" und "Durchflusssystem".
| Elektrischer Kleindurchlauferhitzer zur Warmwasserversorgung eines Waschbeckens oder Gäste-WCs, einer Bürotoilette oder Werkstatt. Der Temperaturbereich liegt etwa zwischen 35 und 50°C. Es gibt auch Übertischvarianten. (Clage GmbH, Lüneburg) |
Als die drei klassischen Durchflusssysteme gelten der Elektro-Durchlauferhitzer, der Gas-Durchlauferhitzer und das Gas-Kombigerät. Das Prinzip ist bei allen gleich: Öffnet der Nutzer einen Warmwasserhahn, schließt eine Regelung den Stromkreis oder schaltet die Gaszufuhr zum Brenner frei. Das Wasser wird erwärmt und fließt zur Zapfstelle.
Durchlauferhitzer bevorraten kein warmes Wasser, das folglich auch nicht auskühlen kann. Wärmeverluste durch die Speicherung entstehen also erst gar nicht.
Durchlauferhitzer, ob elektrisch oder Gas betrieben, sollten möglichst in der Nähe der Zapfstellen installiert sein. Drei bis vier Meter Leitungslänge gelten da als Obergrenze. Denn durch einen langen Leitungsweg fließt erst kaltes Wasser der Rohrleitung ungenutzt in den Abfluss, bevor warmes die Zapfstelle erreicht.
Bei allen Durchflusserwärmern ist die zu zapfende Warmwassermenge begrenzt. Zwar können durchaus mehrere Zapfstellen an ein Gerät angeschlossen werden, in der Regel reicht jedoch die Wärmeleistung für eine zeitgleiche Warmwasserversorgung nicht aus.
| Durchlauferhitzer erwärmen das Wasser ohne lange Leitungswege. Den höchsten Komfort bietet der vollelektronische – wie im Bild zu sehen. Denn er hält die vorgewählte Auslauftemperatur gradgenau ein. (Stiebel Eltron GmbH, Holzminden) |
Diese Geräte gibt es in einem sehr großen Leistungsbereich. Den Anfang macht der Kleindurchlauferhitzer mit etwa 3,5 kW Leistung und 230 V-Anschluss. Die niedrige Leistung begrenzt den Durchfluss auf etwa 2 Liter pro Minute bei einer Auslauftemperatur von rund 35°C. Für ein Handwaschbecken reicht das vollkommen aus. Das obere Ende der Leistungsskala bildet der Durchlauferhitzer mit etwa 27 kW. Dieses Gerät benötigt einen 400 V-Anschluss und lässt sich für die Versorgung eines kompletten Bades einsetzen. Dazwischen gibt es eine ganze Reihe von Leistungsstufen.
Bei dem hydraulisch gesteuerten Durchlauferhitzer stellt der Nutzer vor Gebrauch die Leistung am Gerät ein (der Kleindurchlauferhitzer ist hiervon jedoch ausgenommen). Unabhängig von der Menge an durchfließendem Wasser gibt der Durchlauferhitzer die eingestellte Wärmemenge ab. Kommt es zu Druckschwankungen im Wasserleitungsnetz, fließt mal mehr, mal weniger Wasser. Da aber die Leistung des Durchlauferhitzers konstant bleibt, schwankt die Temperatur des Brauchwassers. Unangenehmes Wechselduschen kann die Folge sein.
Ein elektronisch geregelter Durchlauferhitzer schafft da komfortable Abhilfe. Der Nutzer stellt lediglich eine Wunschtemperatur am Gerät ein, beispielsweise 38°C, während die interne Regeleinheit die Geräteleistung der eingestellten Auslauftemperatur gradgenau konstant hält. Auch schwankende Wasserdrücke werden ausgeregelt.
| Gas-Durchlauferhitzer für die Warmwasserversorgung einzelner oder mehrerer nah beieinander liegender Zapfstellen. (Robert Bosch GmbH, Geschäftsbereich Thermotechnik – Junkers, Wernau) |
Diese Form der Warmwasserbereitung ist prädestiniert für Mehrfamilienhäuser. Von Bad oder Küche aus versorgt der Gas-Durchlauferhitzer die nahen Warmwasserzapfstellen. Die übliche Leistungsbandbreite liegt zwischen 8 und 28 kW. Die kleineren Geräte lassen sich sehr gut für die Versorgung einer Spüle oder eines Waschtisches einsetzen, nicht aber für die Versorgung einer Badewanne; mindestens 20 kW sollten es da schon sein.
Auch bei den Gasdurchlauferhitzern gibt es zwei Komfortlösungen. Die einen Geräte geben ihre vorher eingestellte Leistung konstant ab, andere regeln die Wassertemperatur gradgenau ein und schaffen so einen hohen Komfort.
Bei einem Speichersystem wird Brauchwasser ständig auf Temperatur gehalten. Vielfältigste Ausführungsvarianten sind da anzutreffen: direkt und indirekt beheizte, mit Strom oder Gas betriebene, emaillierte Speicher und solche aus Edelstahl oder Kunststoff. Bei Speichern ab etwa 80 Liter kann der Nutzer gleichzeitig an mehreren Zapfstellen warmes Wasser entnehmen. Ob im Gästebad gerade geduscht wird und in der Küche die Spüle voll läuft, für Speichersysteme kein Problem.
Sind die Wege zu den Zapfstellen weit, empfiehlt sich eine zeit- und temperaturgeregelte Zirkulationsleitung. Nachteilig sind die Kosten, die durch die aufwendigere Rohrinstallation, durch die elektrische Energie der Zirkulationspumpe und die Wärmeverluste der Rohrleitung entstehen.
| Ein Klassiker: Das Kochendwassergerät mit angeschlossener Armatur. Verschiedene Geräte geben ein akustisches Signal, wenn das Wasser kocht. (AEG Hausgeräte GmbH, Nürnberg) |
Diese Art der Trinkwasserspeicher haben eine eigene Wärmequelle: Elektroeinsatz und Gasbrenner.
Die kleinste Variante, das elektrische Kochendwassergerät, hat ein Volumen von etwa 5 Liter und wird oberhalb der Zapfstelle angebracht. Hier wird so viel Wasser erhitzt, wie gerade benötigt wird, etwa zum Spülen. Kochendwassergeräte arbeiten mit 230 V und lassen sich bis 100°C einstellen. Es gibt sie ausschließlich als offenes System.
| Ein Kleinspeicher fasst zwischen 5 und 20 Liter. Einsatzbereiche: Waschtisch, Dusche, Küchenspüle. Die "offene" Variante dient der Versorgung einer einzelnen Zapfstelle, die "geschlossene" kann mehrere bedienen. (AEG Hausgeräte GmbH, Nürnberg) |
Die nächst größere Speichervariante, der Kleinspeicher für Spüle und Waschtisch, fasst zwischen einigen Litern bis rund 20 Liter. Auch sie arbeiten mit 230 V; die Temperatur ist auf etwa 85°C begrenzt. Weil hier ständig Wasser vorgehalten wird, entstehen zwangsläufig Speicherverluste. Kleinspeicher gibt es als geschlossene und offene Variante. Sie werden dann eingesetzt, wenn mehr Wasser benötigt wird als ein Kochendwassergerät oder Kleindurchlauferhitzer liefern kann.
Der Einsatz eines Elektrospeichers mit Volumen von etwa 20 bis mehreren 100 Litern erweist sich dann als sinnvoll, wenn der Nutzer günstig Strom beziehen kann oder nicht auf Gas oder Öl zurückgreifen kann. Je nach Bauform und Hersteller lässt sich regenerative Energie über thermische Solaranlagen oder Wärmepumpen nutzen.
| Elektrisch betriebene Wandspeicher gibt es als Einkreis- und Zweikreisgeräte. Die Zweikreisausführung nutzt zum Tagstrom zusätzlich günstigen Niederstromtarif in der Nacht. (Stiebel Eltron GmbH, Holzminden) |
Bei der direkt befeuerten Speichervariante mit Gasbrenner ab etwa 100 bis einigen 100 Litern Inhalt ist der Flammraum von dem zu erwärmenden Trinkwasser umschlossen. Dadurch wird die Speicherwandung mit der sehr hohen Temperatur der Heizgase beaufschlagt, was eine verstärkte Kesselsteinbildung nach sich zieht. Mit steigendem Lebensalter verschlechtert sich der Wärmeübergang – steigen Abgasverluste und Energiekosten sind die Folge. Thermische Solaranlagen lassen sich nicht einbinden. Vorteilhaft wirkt sich aber die Unabhängigkeit vom Heizkessel aus: Im Falle einer Störung steht dem Nutzer dennoch warmes Wasser zur Verfügung. Außerdem kann der Heizkessel im Sommer ausgeschaltet werden.
| Bei einem direkt befeuerten Warmwasserbereiter steht auch dann warmes Brauchwasser zur Verfügung, wenn der Heizkessel ausfällt. (Vaillant GmbH, Remscheid) |
| Wandhängendes Gasgerät mit untergestelltem Warmwasserspeicher. Aufgrund der Optik und der Abmessungen findet eine solche Kombination auch im Wohnbereich einen Platz, ohne störend zu wirken. (Buderus Heiztechnik GmbH, Wetzlar) |
Bei dieser Lösung wird das Trinkwasser über einen separaten Wand- oder Standheizkessel erwärmt. Als Energiequelle kommt in der überwiegenden Zahl der Fälle Erdgas und Heizöl zum Einsatz, äußerst selten Strom.
Der Wärmeerzeuger übernimmt die Aufheizung des Heizungswassers, das über eine Speicherladepumpe zum Trinkwasserspeicher gelangt. Dort wird die Wärme über einen Wärmetauscher an das Trinkwasser abgegeben. Der Heizkessel übernimmt eine Doppelfunktion für Wohnraumbeheizung und Trinkwassererwärmung. Vorteilhaft deshalb die niedrigeren Betriebs- und Wartungskosten. Diese Aussage trifft auch auf die so genannten wandhängenden Kombigeräte zu. Das Trinkwasser wird über einen im Gerät integrierten Wärmetauscher erwärmt. Kombigeräte verfügen in aller Regel über keinen Speicher für erwärmtes Trinkwasser. Es gibt aber auch Ausnahmen. In diesen wenigen Fällen wird eine sehr geringe Wassermenge von einigen Litern bevorratet. Wird mehr Wasser benötigt, etwa zum Baden, wird es im Durchlaufbetrieb erwärmt.
| Ein Edelstahlspeicher für die Trinkwassererwärmung in senkrechter Bauform. Im unteren Bereich sitzt ein zweiter Wärmeübertrager, um Sonnenenergie aus thermischen Solarkollektoren einzuspeisen. (Viessmann Werke, Allendorf) |
Indirekt beheizte Trinkwasserspeicher gibt es ab etwa 50 Liter. Bauformen sind Wandspeicher (bis rund 80 Liter in Kombination mit einem wandhängenden Wärmeerzeuger) und Standspeicher (für wandhängende oder bodenstehende Wärmeerzeuger).
Möchte man thermische Solarenergie nutzen, kommt man um einen indirekt beheizten Speicher nicht herum. In Deutschland übernehmen die Solaranlagen vor allem die Warmwasserbereitung. In diesem Fall befindet sich im Brauchwasserspeicher ein weiterer Wärmetauscher, der die solare Wärme der Kollektoren einspeist. Eine Solarkollektoranlage wird aber nie allein die gesamte Wärme für die Trinkwassererwärmung liefern können. Deshalb muss ein zusätzlicher Wärmeerzeuger in die Anlage eingebunden sein.
| Ein Speicher aus Kunststoff. Das metallene Wärmetauscherrohr erwärmt das Speicherwasser, dieses dann das Brauchwasser, das sich in dem gelben Kunststoffrohr befindet. Obwohl der gesamte Speicher 500 Liter fasst (davon 80 Liter Brauchwasser), wiegt er nur 110 kg. (Rotex GmbH, Güglingen) |
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