Warmwasser-Studie: Luftwärmepumpe mit Durchlauferhitzer besser als Wohnungsstation

Durch den sinkenden Heizwärmebedarf gut gedämmter Wohngebäude wird der Stellenwert des Trinkwarmwasserbedarfs am Gesamtwärmebedarf immer größer. Daher stellt sich die Frage, wie effektiv zentrale Warmwasserversorgungsanlagen in Wohngebäuden sind.

Um dem nachzugehen, hat das BBSR das ITG Dresden mit dem Forschungsvorhaben „Effiziente Trennung der Wärmeerzeugung für Heizung und Trinkwarmwasser im Wohnungsbau“ beauftragt.

Als Rahmenbedingungen wurden drei verschiedene energetische Gebäudestandards sowie Größenklassen festgelegt, um die optimale Trinkwarmwasserversorgung zu identifizieren. Dabei wurde jeweils der Gas-Brennwert-Kessel mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe und dem Wärmenetz verglichen und mit unterschiedlichen dezentralen Trinkwarmwassersystemen kombiniert. Anschließend wurden die Systeme energetisch, ökologisch und wirtschaftlich bewertet.

Bei dem Vorhaben ging es nicht darum, die drei Anlagentechniken untereinander, sondern die damit verbundenen dezentralen Trinkwarmwassersysteme zu bewerten:

• Unter den betrachteten Systemen schnitten bei den Wärmenetzen alle dezentralen Systeme besser ab.
• Bei den Warmpumpensystemen konnte überwiegend die Kombination mit einem Speicher und PV-Anlage sowie ein Durchlauferhitzer mit einer Rückgewinnung der Duschwasserwärme überzeugen.

Auch im Hinblick auf die hygienischen Vorschriften wurde die Duschwasserwärme-Rückgewinnung für gut befunden.

• Der Einsatz von dezentralen, elektronisch geregelten Elektro-Durchlauferhitzern sollte aus energetischer Sicht möglichst in Kombination mit einer Duschwasserwärmerückgewinnung erfolgen. Dabei ist die Hygiene beim Einbau von Systemen zur Rückgewinnung von Duschwasserwärme (Trennung von Trink- und Abwasser) zu beachten.
• Kann von einem niedrigeren Warmwasserbedarf als dem Durchschnittswert nach Norm ausgegangen werden, beispielsweise durch eine geringere Personenbelegung, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit des dezentralen Systems mit Elektro-Durchlauferhitzer gegenüber einem zentralen System mit Warmwasserspeicher.
• Beim Einsatz von Wohnungsstationen sollten niedrige Systemtemperaturen gewährleistet werden (Vorlauftemperatur: 40 °C), dies ist als Hybridsystem mit Elektro-Durchlauferhitzer zur Nacherwärmung des Trinkwarmwassers möglich.
• Wohnungsstationen zur vollständigen Trinkwassererwärmung (Vorlauftemperatur 60 °C) sind auf Grund der schlechten Effizienz der Wärmepumpen bei (dauerhaft) hohen Vorlauftemperaturen nicht zu empfehlen.
• Ein verringerter Warmwasserbedarf hat nur einen geringen Einfluss auf die wirtschaftlichen Verhältnisse zwischen Wohnungsstationen und einem zentralen System mit Warmwasserspeicher.

• Der Einsatz von dezentralen, elektronisch geregelten Elektro-Durchlauferhitzern sollte aus energetischer Sicht möglichst in Kombination mit einer Duschwasserwärmerückgewinnung erfolgen. Dabei ist die Hygiene beim Einbau von Duschwasserwärme-Rückgewinnungssystemen (Trennung von Trink- und Abwasser) zu beachten.
• Kann von einem niedrigeren Warmwasserbedarf als der Durchschnittswert nach Norm ausgegangen werden, beispielsweise durch eine geringe Personenbelegung, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit des dezentralen Systems mit Elektro-Durchlauferhitzer gegenüber einem zentralen System mit Warmwasserspeicher.
• In Verbindung mit Wärmenetzen kann ein Einsatz von Wohnungsstationen zur vollständigen Trinkwassererwärmung (Vorlauftemperatur 60 °C) erfolgen, da höhere Systemtemperaturen bei Wärmenetzen oft unproblematisch sind. Noch höhere primärseitige Vorlauftemperaturen sollten zur Minimierung der Wärmeverteilverluste vermieden werden.
• Ein verringerter Warmwasserbedarf hat keinen Einfluss auf die wirtschaftlichen Verhältnisse zwischen Wohnungsstationen und einem zentralen System mit Warmwasserspeicher.