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Experten-Wissen: Technik, Aufbau und Funktionsweise von Frischwasserstationen

Was ist eine Frischwasserstation und welche Aufgabe hat sie?Wie funktioniert die Erwärmung des Brauch- und Trinkwassers mit einer Frischwasserstation? Was hat sie mit einem Pufferspeicher zu tun?

Wir erklären in diesem Artikel, was eine Frischwasserstation ist, wie es bautechnisch gelingt, dass sie Zapfstellen und Abnehmer - zentral oder dezentral betrieben – mit Warmwasser versorgt und welche Vorteile sie gegenüber Alternativen wie Boiler oder Durchlauferhitzer bringt. Nicht zuletzt geht es um den häufig kombinierten Einsatz von Frischwasserstationen und Pufferspeicher.

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Funktionsprinzip einer Frischwasserstation im Vergleich

Eine Frischwasserstation, kurz auch FriWa oder noch kürzer FWS genannt, ist ein haustechnisches Gerät, mit dessen Hilfe warmes Wasser bereitet wird. Und zwar das Brauch- und Trinkwasser, das an den Zapfstellen im Haushalt (Wasserhähne in Küche und Bad, Dusche, Badewanne sowie von Waschmaschine & Co.) abgenommen wird. Die Wärme, die dazu genutzt wird, bekommt die Frischwasserstation vom Heizungswasser, das die Wärme über einen Wärmetauscher an das Brauchwasser überträgt. Dieses Prinzip ist auch der wesentliche Unterschied zwischen ihr und einem Durchlauferhitzer bzw. Boiler. Denn der Durchlauferhitzer und der Boiler haben beide eigene Wärmequellen, zum Beispiel in Form eines Gasbrenners oder eines elektrischen Heizstabes, bereits integriert und können speziell nur zur Brauchwassererwärmung eingesetzt werden.

Während der Boiler das Wasser erhitzt, das er in seinem Behälter fasst, erwärmt der Durchlauferhitzer es wie die Frischwasserstation quasi im Durchlauf erst dann, wenn man den Hahn aufdreht. Durchlauferhitzer und Boiler brauchen viel Energie (Gas oder Strom), um das Warmwasser zuzubereiten, was sich auf der Stromrechnung beziehungsweise Gasrechnung deutlich bemerkbar macht. Die Frischwasserstation gilt als energiesparende Alternative zu Durchlauferhitzer und Boiler. Dennoch wird natürlich Heizenergie notwendig, die über die Heizung erzeugt werden muss.

Die Pumpe der Frischwasserstation wird in Abhängigkeit der benötigten Trinkwarmwassertemperatur, der Wassermenge und der aktuellen Vorlauftemperatur des (Puffer-) Speicherkreises mit Hilfe eines Mikroprozessors gesteuert und kann Schwankungen der Vorlauftemperatur ausgleichen. Es ist möglich, die gewünschte Trinkwarmwassertemperatur an der Ausgangsseite der Frischwasserstation im Rahmen der vorhandenen Pufferspeichertemperatur einzustellen.

Letztlich ist die Brauchwassertemperatur von der Temperatur des Heizungswassers abhängig. Hat man also einen hohen Brauchwasserbedarf mit einer hohen Brauchwassertemperatur, so muss sich der Heizungsbetrieb - auch in den Sommer und Übergangsmonaten, in denen die Heizung normalerweise wenig betrieben wird - entsprechend nach diesen Anforderungen richten. Dies kann Ineffizienzen ggü. dem getrennten Betrieb bedeuten.

Die Anforderungen an die Planung und Ausführung von Trinkwasseranlagen unterscheiden sich (außer bei der Auslegung des Pufferspeichers und der Frischwasserstation) hingegen nicht von denen herkömmlicher Heizungsanlagen. Die Dimensionierung der Rohrleitungen und Armaturen sowie die Auslegung der Zirkulationsanlage bleiben ebenfalls gleich.

FWMautark Frischwassermodul von SOLARFOCUS (Foto: SOLARFOCUS)
FWMautark Frischwassermodul von SOLARFOCUS (Foto: SOLARFOCUS)
Frischwasserstation Eco Swift von Austria Email (Foto: Austria Email)
Frischwasserstation Eco Swift von Austria Email (Foto: Austria Email)
Junkers-Frischwasserstation FWST-2 (Foto: Junkers)
Junkers-Frischwasserstation FWST-2 (Foto: Junkers)

Technischer Aufbau und Bauweisen von Frischwasserstationen

Um die Wärme zur Erwärmung des Brauch- und Trinkwassers auf dieses zu übertragen, greift die Frischwasserstation sie mit einem Wärmeübertrager vom Heizwasser ab. Meist ist das ein sogenannter Gegenstrom-Plattenwärmeübertrager. Der Wärmeübertrager selbst hat nur ein geringes Volumen, so dass sein Wasserinhalt entsprechend gering ist. Das heißt, es wird jeweils nur eine kleine Menge Wasser warm vorgehalten und bei normalem Betrieb oft und schnell ausgetauscht.

Die Frischwasserstation wird mittels Rohren an den Wärmeerzeuger oder alternativ an einen Pufferspeicher (siehe unten) gebunden. Es gibt demzufolge keinen Kontakt zwischen dem Heizungswasser, das hier als Wärmespeichermedium fungiert, sowie dem Brauch- und Trinkwasser.

Mögliche Wärmequellen einer Frischwasserstation

Es gibt mehrere Möglichkeiten, über die die Frischwasserstation das warme Heizwasser bezieht:

Zum einen kann es von einem Heizkessel dann bereitgestellt werden, wenn es bezogen wird, also der Wasserhahn aufgedreht wird. Diese Wärmeerzeugung im Moment des Bedarfs ist ratsam, wenn die Wärmequelle ein kleiner Gasheizkessel (Gastherme) ist. Zum anderen kann das warme Heizwasser aus einem Zwischenlager (Pufferspeicher) kommen. Der ist als Komponente im Heizungskreislauf, zu dem beispielsweise eine Wärmepumpe und / oder eine Solarthermie-Anlage gehören. Denn sowohl die Wärmepumpe als auch die Solarthermie-Anlage sind nicht in der Lage, plötzlich eine hohe Leistung zu liefern.

Darüber hinaus besteht durchaus auch die Möglichkeit, die Frischwasserstation über die Fernwärmeleitung mit warmem Heizwasser zu versorgen.

Daraus folgt: Je nachdem, welche Wärmequelle der Frischwasserstation zuliefert, kann es sein, dass auch beim Einsatz einer Frischwasserstation warmes Wasser zwischengelagert (gespeichert) werden muss.

Kombinationen von Frischwasserstationen und Pufferspeicher

Erwähnt werden soll an dieser Stelle unbedingt, dass es Pufferspeicher auf dem Markt gibt, die eine Frischwasserstation integriert haben. Solche Pufferspeicher werden als „Pufferspeicher mit Frischwasserstation“, „Hygienespeicher“ und leider verwirrender Weise auch als „Frischwasserstation“ gehandelt.

Frischwasserstationen in Kombi mit Pufferspeichern gewinnen in Solarheizungssystemen eine immer größere Bedeutung. Grundsätzlich hat man drei Wege, um das Brauchwasser in Solarthermie-Anlagen zu erwärmen: 

  • Das Brauchwasser wird im Solarspeicher erwärmt.
  • Ein Edelstahlwärmetauscher im Solarspeicher erwärmt das Brauchwasser.
  • Eine eigenständige, häufig am Pufferspeicher montierte Frischwasserstation erwärmt das Brauchwasser.

Letztgenannte Variante ist von den genannten die teuerste, hat aber insbesondere für den Betrieb einer Solarthermie-Anlage den Vorteil, dass die Rücklauftemperatur des Wassers, das zum Pufferspeicher geführt wird, kalt ist. Infolgedessen kühlt der untere Teil des Pufferspeichers gut aus, so dass die von den Solarthermie-Kollektoren geerntete Sonnenwärme effizient nachgefüllt werden kann.

Kaskadenschaltung von Frischwasserstationen

Da die Schüttleistung einzelner Frischwasserstation begrenzt ist, kann man bei einem höheren Bedarf an Warmwasser auch mehrere Stationen in Kaskade schalten. Die Schüttleistung erhöht sich damit ebenfalls um die Summe der entsprechenden Einzelstationen, beispielsweise von 25 Litern pro Minute - abhängig u.a. von der Pufferspeicher- und gewünschten Trinkwarmwassertemperatur - für eine Einzelanlage auf bis zu 100 Litern pro Minute bei einer vierfachen Kaskade. Der Einsatz von Frischwasserstationen ist damit auch in sehr großen Trinkwasseranlagen möglich. Damit dabei nicht einzelne Frischwasserstationen überbeansprucht werden, wechselt die Kaskadenregelung täglich die Prioritäten für die Ansteuerung der einzelnen Stationen, so dass durch eine Rotation die Laufzeiten gleichmäßig verteilt werden.

Versorgung von Heizkörpern

Eine eigenständige Frischwasserstation kann weitere Aufgaben übernehmen: Dazu gehört die Versorgung von Heizkörpern. In diesem Fall besitzt sie neben dem Wärmeübertrager zum Beispiel noch einen Heizungsmischer, mit dem sich die gewünschte Heizkörpertemperatur regeln lässt, und auch eine Pumpe, die zum Betrieb wiederum einen Stromanschluss benötigt, ist dann häufig eine weitere Komponente. Des Weiteren kommt dann auch oft ein Wärmemengenzähler zum Einsatz, um die verbrauchte Wärme für Abrechnungszwecke zu erfassen.

Zentraler und dezentraler Betrieb

Neben dem zentralen Betrieb einer Frischwasserstation lässt sie sich auch dezentral betreiben. Dann versorgt sie nicht alle Verbrauchsstellen eines Einfamilienhaushalts mit Brauch- und Trinkwasser, sondern möglicherweise hat jede Wohneinheit eines Mehrfamilienhauses ihre eigene Frischwasserstation. Bautechnisch ist das gut realisierbar, da die Frischwasserstation ein vergleichsweise kleines Bauteil ist, das ohne Probleme in einem flachen Kasten an der Wand (oder direkt in diese eingelassen) optisch verschwinden kann.

Der Vorteil der dezentral betriebenen Frischwasserstation ist der: Das von ihr erwärmte Warmwasser muss so nur noch über kurze Strecken zu den Zapfstellen und Abnehmern transportiert werden und nicht wie bei einer zentralen Frischwasserstation durchs ganze Haus. Es ist sogar häufig, dass wegen der geringen Transportwege ein sogenanntes Warmwasserzirkulationssystem nicht mehr nötig ist.

Hersteller und Produkte im Überblick

In Europa gibt es eine Vielzahl von Herstellern und eine große Auswahl an Produkten. Die Preise bewegen sich zwischen 1.000€ bis 2.500€ und können für komplexe Systemanwendungen von Frischwasserstationen und -module auch über 5.000€ kosten.

Tabelle: Hersteller und Frischwasserstationen von A bis Z
Hersteller Produkte
Austria Email ECO SWIFT E/EZ
Brötje DWM 35
Buderus Logalux FS/2, Logalux FS27/3, Logalux FS40/3
CEFT-Energietechnik CEFT-FWM/R35, CEFT-FWM/R60
CitrinSolar BWM65, BWM 85
Danfoss EvoFlat FSS/MSS, ThermoDual FLS
ELCO 20-1, 40-1
Estec Easy, Friwa 8055 Master und Slave
Estec Komfort
Fröling FWM
Gasokol frehoMix 26/17, frehoMix 41/27, freshoMat 50, freshoMat-P, freshoMax 59/32, freshoMax 65/42, freshoMax 99/72
Hoval FWM-E (145), FWM-E (80)
Junkers FWST-2, TF 27-2
Kioto Solar FRESH Hydro
LME LME-WW35EU, LME-WW250, LME-WW35O
Meibes LogoFresh DN25
Naturkraftheizung NKH-TRIWA35A, NKH-TRIWA50A
NAU FWS 41/27
Orkli S40000003
Oventrop Regumaq X-30-B, Regumaq XZ-30-B, Regumaq XH
Paradigma WFS-35 II Huba
PAW FriwaMaxi, FriwaMega, FriwaMidi
Phönix Sonnenwärme FWS30, FWS50, FWS67
Pichler Systemtechnik Felix 2.0
Ratiotherm TWKK-140
Reinhard Solartechnik Friwa Mini HE, Friwa Midi HE
Rennergy FWS SF26, FWS SF70
Sailer FRIWASTA-Plus 20 -700
Sferatec Friwa Kompakt, Friwa Kompakt Kaskade, Sferasan
Siko Solar T2035A, T3550A, T5080A, T80120A
Solarbayer Friwa 40 HE, Friwa 45 HE Kaskade
Solarfocus FWM autark, FWM eco 20, FWM eco 30, FWM konvent 20, FWM konvent 30, FWM konvent 40, FWM konvent 50
SOLARier Solarier FWT35
Solar-Info-Zentrum FWS Thermo
Solar-Steiner Felix MDV, Frista KS Master
Soleado SOLEADO FW 200, SOLEADO FW 40, SOLEADO FW 40 Z, SOLEADO FW 60, SOLEADO FW 60 Z, TacoTherm Fresh Femto, TacoTherm Fresh PIKO, TacoThermDual PIKO
Soltop Aquapur
Solvis FWS 20, FWS 40, FWS 80, FWS 120, FWS WWS-36, WWS 24
Sonnenkraft FWM15i, FWM30i, FWM-Kaskade 2-4xFWM30i
Strasshofer FW-E 40, FW-E 60, FW-D 40
Taconova TacoTherm Dual NANO, TacoTherm Fresh Exa C, TacoTherm Fresh Femto, TacoTherm Fresh Mega, TacoTherm Fresh Mega C, TacoTherm Fresh NANO, TacoTherm Fresh PETA CL, TacoTherm Fresh PIKO, TacoTherm Fresh Tera C, TacoTherm Fresh Tera CL, TacoThermDual PIKO
Technische Alternative FRISTAR2
TiSUN FWM 30, FWSG 150, FWSG 225
TTO Thermotechnik XS Modell
Tuxhorn Tubra-Frista mix 30, Tubra-Frista mix 40, Tubra-Frista-mix KS, Tubra-Frista-mix-XL, Tubra-nemux 20, Tubra-nemux 30
Vaillant aquaflow exclusive VPM 20/25 W/2, aquaFLOW exclusive VPM 30/35 W/2, aquaflow exclusive VPM 40/45 W/2
varmeco Vario fresh-nova 20 HE, Vario fresh-nova 30 HE, VARIO fresh-nova 40 HE, Vario fresh-nova 50 HE, Vario fresh-nova 60 HE
Viessmann Vitotrans 353 PBL, Vitotrans 353 PBM, Vitotrans 353 PBS, Vitotrans 353 PZM, Vitotrans 353 PZS
Wagner Solar Ratiofresh 210, Ratiofresh 500
Watts FRIWA 8032C HE, FRIWA 8033C HE, FRIWA 8035C HE, FRIWA 8055C HE, FRIWA easy 8023 CEC, FRIWA easy 8024 CEC
Weishaupt WHI freshaqua 100, WHI freshaqua 22, WHI freshaqua 44, WHI freshaqua 55
Westfalen Frista HE, Frista HE kompakt
Wikora FriWaSt26/17HE, FriWaSt36/23HE, FriWaSt41/27HE, FriWaSt8032C HE, FriWaSt8033C HE
Windhager FriWIN Perfekt Z
Wolf FWS-140, FWS-2-60

Trinkwasserqualität und hygienische Aspekte

Die geringe Wasservorratshaltung in der Frischwasserstation ist ein großer Unterschied zu einem Warmwasserspeicher, der große Mengen – die Rede ist hier nicht selten von mehreren Hundert Litern – warmes Wasser vorhält. Die Frischwasserstation punktet hierbei vor allem in Sachen Hygiene: Denn wegen des zügigen Austauschs des warm vorgehaltenen Wassers (Stichwort: geringe Verweilzeit) ist die Gefahr bei ihr deutlich geringer als beim Warmwasserspeicher, dass sich im warmen Wasser Legionellen-Bakterien stark vermehren.

Und sollte die Warmwassertemperatur im herkömmlichen Betrieb der Frischwasserstation doch zu kalt sein, um die Legionellen abzutöten, kann man bei Gelegenheit eine thermische Desinfektion vornehmen – die lässt sich kurzfristig realisieren und ist dank des geringen Wasserinhalts in der Frischwasserstation ohne großen energetischen Aufwand machbar. Werden im Pufferspeicher entsprechend hohe Temperaturen bereitgestellt, ist es möglich, Trinkwarmwasser auch mit höheren Temperaturen als 60 °C (bis max. 75 °C Zirkulations-Rücklauftemperatur ) zu erzeugen und damit das Rohrleitungsnetz thermisch zu desinfizieren.

Experten-Tipp: Bei der Bereitstellung des Brauch- und Trinkwassers kann es zur Verkalkung des Wärmeübertragers in der Frischwasserstation kommen. Dagegen hilft eine chemische Entkalkung, die von Zeit zu Zeit durchgeführt werden sollte.

Der Einsatz von Frischwasserstationen ist aus hygienischen Gründen nicht nur sinnvoll bei der Neuinstallation eines Heizungssystems, sondern können auch der Verbesserung der hygienischen Trinkwarmwasserqualität beim Einsatz in Altanlagen dienen. Denn durch den Entfall der in Altanlagen häufig eingesetzten Trinkwarmwasserspeicher und den Einsatz von Pufferspeichern kann ein ursächlicher Schwerpunkt des Wachstums von Mikroorganismen vermieden werden.

Effizienz von Frischwasserstationen und Energieeffizienzkennzeichnung

Aufgrund ihrer Funktionsweise minimiert eine Frischwasserstation etwaige Wärmeverluste des Systems Warmwasserspeicherung. Sie hat verglichen mit Alternativen die geringste Trinkwasserbevorratung und man kann sie in Sachen Zapfleistung an das zu versorgende Objekt anpassen. Dabei sollte man sich allerdings am Spitzenvolumenstrom orientieren! Denn die Frischwasserstation erwärmt das Brauch- und Trinkwasser nach dem Durchflussprinzip. Für eine dem Bedarf des Haushalts gerecht werdende Dimensionierung der Frischwasserstation ist fachlicher Rat unbedingt zu empfehlen. Denn eine zu klein ausgelegte Frischwasserstation kann womöglich nicht genug Zapfleistung für einen höheren Bedarf erbringen. Und auch die unterschiedlichen Wärmeerzeuger haben systemisch bedingt unterschiedliche Anforderungen an die Frischwasserstation.

Orientierung bietet in diesem Zusammenhang die seit dem 26. September 2015 für indirekt beheizte Warmwasserspeicher wie Frischwasserstationen geltende Energieeffizienzkennzeichnung und die Ökodesign-Anforderungen entsprechend der EU-Verordnungen Nr. 813/2013, Nr. 814/2013, die Vorgaben an die Energieeffizienz der Produkte stellt. Die Warmwasserbereitungs-Energieeffizienz von Speichern mit Frischwasserstationen lässt sich demnach an Energielabeln erkennen. Allerdings wird dabei nicht zwischen den einzelnen Arten der Kombispeicher, z. B. mit externem Wärmetauscher (Frischwasserstation), internem Trinkwasserwärmetauscher oder innenliegendem Trinkwasserspeicher (Tank-in-Tank-System) unterschieden. Die Energieeffizienzanforderungen beziehen sich nur auf die Gestaltung/ Isolierung der äußeren Speicherhülle.

Erläuterung eines Energielabels für einen Warmwasserspeicher (Grafik: Europäische Kommission)
Erläuterung eines Energielabels für einen Warmwasserspeicher (Grafik: Europäische Kommission)

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"Experten-Wissen: Technik von Frischwasserstationen" wurde am 28.11.2017 das letzte Mal aktualisiert.