Wasser effizient erwärmen

Energieeffizienz

Trinkwasserkonzept
Energieeffizienz

Drei Gründe für höhere Energieeffizienz

Energieeffizienz in Sachen Trinkwassererwärmung ist Pflicht. Zur Erreichung der EnEV-Anforderungen in Verbindung mit den verschiedensten Wärmeversorgungsarten, wie Gas-Brennwert-Heizkessel, Wärmepumpen oder Fernwärme muss die Trinkwasser-Erwärmung effizient eingebunden werden. Dezentrale Frischwasser-Wohnungsstationen, wie sie im Uponor-Trinkwasserkonzept für Mehrfamilienhäuser eingesetzt werden, haben hier aus den folgenden drei Gründen wesentliche Vorteile gegenüber einer zentralen Trinkwassererwärmung mit Warmwasser-Zirkulation:

Reduzierung von Verteilverlusten im Gebäude
Adaption der Wärmebereitstellung an das Nutzerverhalten
Niedrige System-Rücklauftemperaturen für eine energieeffiziente Einbindung in die Wärmeversorgung

Warmwasser-Verteilverluste um 35% reduzieren

Herkömmliche, zentrale Warmwasser-Verteilsysteme in Großanlagen, bestehen aus einer Warmwasserleitung und einer Zirkulationsleitung, die ganzjährig mit 60/55°C betrieben werden müssen, um Legionellen-Wachstum zu verhindern. Darüber hinaus wird noch ein separates Verteilnetz für die Bereitstellung der Heizwärme benötigt. Diese sogenannten „4-Leiter-Netze“ haben im Vergleich zur dezentralen Trinkwassererwärmung mit Frischwasser-Wohnungsstationen, das üblicherweise als 2-Leiter-Netz ausgeführt wird, erheblich größere Wärme-Verteilverluste.

Der Unterschied in der Energieeffizienz der Wärmeverteilung von 2- und 4-Leiter-Systemen lässt sich anhand einer statischen Betrachtung der Wärmeverluste von Rohrleitungen gem. VDI-Richtlinie 2055 (Wärme- und Kälteschutz von betriebstechnischen Anlagen – Berechnungsgrundlagen) verdeutlichen.

Dazu betrachtet man einen Teilbereich der verschiedenen 2- bzw. 4-Leiter Rohrnetze, wie z.B. den Fußpunkt eines Steigstrangs zur Erschließung der Wohnungen.

Variante 1:

4-Leiter-System

Bestehend aus:

zentrale Warmwasserverteilung mit Zirkulation
PWW-Heizungsrohrnetz zur Versorgung einer Fußbodenheizung

Berücksichtigt man nun, dass diese Wärmeverluste zum Teil ganzjährig und zum Teil nur innerhalb der Heizperiode auftreten, so kann man für die betrachtete Stelle des Rohrleitungssystems einen, über das Jahr gemittelten Wärmeverlust für die Variante berechnen.
Für das oben beschriebene 4-Leiter-System mit der zentralen Warmwasserverteilung und Zirkulation sowie PWW-Heizung liegt der Wert für den Wärmeverteilverlust bei im Mittel 15,2 Watt/m.

Variante 2

2-Leiter-System

Bestehend aus:

PWW-Heizungsrohrnetz zur Versorgung der dezentralen Frischwasser-Wohnungsstationen sowie einer Fußbodenheizung

Berücksichtigt man auch hier, das jeweilige Auftreten der Wärmeverluste im Jahresverlauf, so kann man auch für die betrachtete Stelle des Rohrleitungssystems im 2-Leiter-Rohrnetz einen, über das Jahr gemittelten Wärmeverlust für diese Variante berechnen.
Für das oben beschriebene 2-Leiter-System zur Versorgung dezentraler Frischwasserstationen zur Versorgung einer PWW-Fußbodenheizung liegt der Wert für den Wärmeverteilverlust bei im Mittel 9,8 Watt/m.

Ergebnis

Für die Variante 2 (Uponor Trinkwasserkonzept) ergeben sich ca. 35% geringere Wärmeverteilverluste und damit eine deutlich höhere Energieeffizienz der Wärmeverteilung für das dezentrale Konzept.

Energieeffizienz durch „Eco Mode und adaptives Heizen

Die hohe energetische Effizienz der KaMo-Wohnungsstation „Combi Port E“ resultiert aus der Betriebsweise „Eco Mode“, durch die sowohl der Wärmeverlust in der Station selbst als auch in den Anbindeleitungen und im Verteilsystem vermieden und gleichzeitig die komfortable Versorgung mit Warmwasser verbessert wird. Erreicht wird dies durch eine elektronische Steuerung, die das Nutzerverhalten und somit den Warmwasserbedarf „erlernt“. Während des normalen Betriebs wird die Wohnungsstation den Wärme- und Warmwasser-Anforderungen entsprechend auf Betriebstemperatur gehalten. Stellt die Regelung keinen Bedarf fest, wird der Bypass-Betrieb komplett eingestellt.

Zum Energiesparen verfügt der „Combi Port E“ darüber hinaus über eine optionale automatische Urlaubserkennung. Diese sorgt dafür, dass die Station bei längerer Abwesenheit in den Energiesparmodus versetzt wird, ohne dass dies Auswirkungen auf den Erhalt der Trinkwasserqualität hätte. Auf der Heizungsseite bleibt ebenso der Frostschutz gewährleistet.
Um dennoch den gewohnt hohen Versorgungskomfort der Wohnungsstationen zu gewährleisten, löst die adaptive Warmwasserregelung analog zum erlernten Nutzerverhalten die Vorwärmung des Wärmetauscher aus, sobald ein Bedarf erwartet wird.

Bis 6% Energieeinsparung mit adaptives Heizen

Echtzeit Reaktion auf den aktuellen Heizbedarf
Präzise Steuerung von Vor- und Rücklauftemperatur
Energieeinsparung und höherer Komfort

Mehr erfahren über den KaMo Combi Port E

Beide Rücklauftemperaturen (40°C im Sommerbetrieb und 32°C in der Heizperiode) ermöglichen die Vollkondensation der Abgase des Gas-Brennwert-Heizkessels und somit die vollständige Nutzung des Brennwert-Effekts. So ergeben sich hohe Kessel-Wirkungsgrade zwischen 101% und 104% bezogen auf den Brennwert des Erdgases.
Deutlich niedriger fallen die Wirkungsgrade der Wärmeerzeugung aus, wenn die System-Rücklauftemperatur wie bei einer zentralen Warmwasserverteilung mit Zirkulation mit 55°C zurück zum Heizkessel strömt.

Außerhalb der Heizperiode wird der Gas-Brennwert-Heizkessel keinen Vollkondensationsbetrieb erreichen. Wie die Grafik zeigt, kann in diesem Zeitraum überhaupt kein Abgas kondensieren. Der Wirkungsgrad fällt mit etwa 97 % bezogen auf den Heizwert des Gases entsprechend niedrig aus.

Ergebnis

Das dezentrale Trinkwasserkonzept mit Wohnungsstationen, die im Durchflussprinzip Trinkwasser erwärmen, erreicht im Beispiel des Gas-Brennwert-Heizkessels ca. 4-7% höhere Wärmeerzeuger-Wirkungsgrade und macht mit den sehr niedrigen System-Rücklauftemperaturen eine Einbindung von Erneuerbaren Energien wie z.B. Solarthermie oder eine Fernwärme-Einbindung erst möglich.

Energieeffizienz

Drei Gründe für höhere Energieeffizienz

Warmwasser-Verteilverluste um 35% reduzieren

Variante 1:

4-Leiter-System

Variante 2

2-Leiter-System

Ergebnis

Energieeffizienz durch „Eco Mode und adaptives Heizen

Bis 6% Energieeinsparung mit adaptives Heizen

Ergebnis

Reduzierung von Verteilverlusten

Adaption an Nutzerverhalten

Energieeffiziente Wärmeversorgung