Trinkwassererwärmung

(Erwärmtes Trinkwasser ist kein "Brauchwasser")
Speicher
Kaskadenschaltung
Kaskadenschaltung
Parallelschaltung 
Schichtenspeicherung
Vorrangschaltung
Solare Trinkwassererwärmung
Speicher
.
Speicher
Speicher
Mischarmatur
Mischarmatur
Sicherheitsventil
Kaltwasseranschluss
Boiler
Boiler
Durchlauferwärmer
Durchlauferwärmer
Durchlauferwärmer
Durchlauferwärmer
Frischwasserstation
Wärmezähler
Wärmezähler
Wärmezähler

Wasser/Wasser-
Booster

Wärmezähler
Wärmezähler
Wärmezähler
Regelstation
Mischarmatur
Wärmezähler
Wärmezähler
Mischarmatur

Trinkwasserverordnung - Zweite Verordnung zur Novellierung am 20.06.2023
Neue Trinkwasserverordnung
Die Erwärmung des Trinkwassers steht auf Grund der vielfältigen Möglichkeiten immer häufiger im Mittelpunkt der Diskussionen, wenn es um die Planung einer Trinkwasser- bzw. Heizungsanlage geht.
Normen zur TRWI (Technische Regeln der Trinkwasserinstallation)
Europäische Grundsatznormen
Nationale Ergänzungsnormen
DIN EN 1717 Schutz des Trinkwassers - 11/2000
 DIN 1988-100 Schutz des Trinkwassers - 8/2011
DIN EN 806 Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen Teil 1 Allgemeines - 5/2001 —
  Teil 2 Planung - 6/2005 DIN 1988-200 Planung - 5/2012
  Teil 3 Berechnung - 6/2006 DIN 1988-300 Berechnung - 6/2012
  Teil 4 Ausführung - 6/2010 —
  Teil 5 Betrieb - 5/2012 —
    DIN 1988-500 Druckerhöhungsanlagen mit
drehzahlgeregelten Pumpen - 10/2010
    DIN 1988-600 Feuerlöschanlagen - 12/2010
    DIN 14462 Löschwasssereinrichtungen - 12/2012
DIN EN 806-2 und DIN 1988-200 Planung
9.6.2.2 Zentrale Trinkwassererwärmer
Zentrale Trinkwassererwärmer – Speicher- oder Durchflusssysteme, bzw. kombinierte Systeme (Speicherladesysteme) – müssen so geplant, gebaut und betrieben werden, dass am Austritt aus dem Trinkwassererwärmer die Warmwassertemperatur gleich oder größer 60 °C beträgt.
Bei Entnahme von Spitzenvolumenströmen ist mit einem Temperaturabfall im Speicher zu rechnen. Kurzzeitige Absenkungen der Speicheraustrittstemperatur im Minutenbereich sind daher tolerierbar. (siehe z. B. DIN 4708). Systembedingte Unterschreitungen von 60 °C sind unzulässig.
DIN 1988-200 (05/2012)
9.7.2.3: Zentrale Trinkwassererwärmer mit hohem Wasseraustausch
Wird im Betrieb ein Wasseraustausch in der TW-Installation für TWW innerhalb von 3 Tagen sichergestellt, können Betriebstemperaturen auf gleich/größer 50 °C eingestellt werden. Betriebstemperaturen < 50 °C sind zu vermeiden. Der Betreiber ist im Rahmen der Inbetriebnahme und Einweisung über das eventuelle Gesundheitsrisiko (Legionellenvermehrung) zu informieren.
Diese Vorgaben gelten grundsätzlich (wird aber in der Regel in Ein- und Zweifamilienhäusern nicht überprüft), aber erst einmal sind die Anlagen in Häusern ab 3 Wohneinheiten und das, was in der Trinkwasserverordnung beschrieben wird. Diese Anlagen sind melde- und prüfpflichtig. Aber letztendlich geht es immer um die Hygiene in der Trinkwasserinstallation.
In der Fachkreisen hat sich die Meinung gefestigt, dass nur eine thermische Desinfektion und/oder eine ultraviolette Desinfektion als wirksam für die Abtötung von den Legionellen erwiesen haben. Grundsätzlich ist bei jeder Anlage, bei der ein Legionellenverdacht besteht eine fachgerechte Probennahme mit anschließender Wasseranalyse durchzuführen.

Legionellenschaltung
Die sogenannte Legionellenschaltung (periodische Desinfektion) ist eine thermischen Desinfektion. Dabei wird der Trinkwassererwärmer und das gesamte Warmwasserleitungsnetz einschließlich aller Entnahmearmaturen für mindestens 3 Minuten auf >70 °C erwärmt.
Diese Schaltung ist in den meisten Regelungen vorgesehen und täuschen dadurch eine Wirksamkeit vor, denn es fehlen die ausreichende Temperatur und das Öffnen der aller Entnahmestellen.
Da dieser Vorgang aber nicht automatisch durchgeführt werden kann, weil alle Auslaufarmaturen geöffnet werden müssen, ist dieser Programmzusatz überflüssig. Die Schaltung kann nur bei der richtigen Durchführung einen Erfolg aufweisen und zeigt bei bereits kontaminierten Anlagen keine Wirkung. Außerdem werden Stichleitungen und Anschlüsse, die nicht durchströmt sind und somit auch nicht erwärmt werden, nicht desinfiziert. Die Erwärmung kann eine vorbeugende Maßnahme sein, aber kein sicherer Schutz vor Legionellen und anderen Bakterien und Viren.

Nach neuen Erkenntnissen kann die sogenannte. "Legionellenschaltung" (regelmäßiges Hochheizen des Trinkwassererwärmers und der Leitungen) kontraproduktiv sein. Aktive Legionellen, die bei Wassertemperaturen unter 50 °C vorhanden sind und sich vermehrt haben, können durch die hohen Temperaturen in eine Art Ruhezustand (VBNC-Zustand [Viable But Non Culturable]) versetzt werden und überstehen das Hochheizen des Wassers. Außerdem werden die Legionellen bei jeder Aufheizung unempfindlicher gegen erhöhte Wassertemperaturen. Sie können sogar resistent gegen hohe Temperaturen werden. Wodurch eine thermische Desinfektion unmöglich werden kann.
Eine Legionellenschaltung kann also nur die Legionellen abtöten, die mit dem Wasser vom Versorger geliefert wird. Und das ist aber auch nur dann möglich, wenn das Wasser im Trinkwassererwärmer (Speicher) ständig auf ≥ 60 °C (neuerdings über 50 °C) erwärmt wird. Danach kann die Temperatur des erwärmte Trinkwassers abgesenkt werden (zentraler Verbrühschutz).

Probenahme - Temperaturmessung

VBNC-Zustand - Zitate:
- Nach einer kurzen Inkubationszeit von nur 6 - 48 Stunden treten grippeähnliche Symptome (Pontiac-Fieber) auf. Obwohl die Patienten Antikörper gegen L. pneumophila aufweisen, konnten bislang keine Bakterien isoliert werden. Grund hierfür könnten Legionellen sein, die sich im so genannten VBNC-Stadium (viable but not culturable) befinden [Steinert et al., 2002].
Zudem können Legionellen die sich in einem physiologisch inaktiven Stadium befinden (VBNC), durch die Kokultivierung mit Acanthamoeba castellanii wieder belebt werden [Steinert et al., 1997].
Der VBNC-Zustand kann durch Stress (z. B.: Temperatur, Nahrungsangebot etc.) hervorgerufen werden, wobei die Bakterien in eine Art Ruhezustand (z. B.: verminderter Stoffwechsel) übergehen (z. B.: Oliver 2005). In einem anderen Experiment wurde untersucht, ob sich die beiden Stämme (DSM 50071 und SG81) in einem anderen Trinkwasser (Hausinstallation Duisburg-Rheinhausen, ähnliche Chlorkonzentration von ca. 0,01 mg/l, aber nur ca. 8 µg/l Kupfer) nach 1 Tag noch anhand von Kultivierungsverfahren nachweisen lassen würden. Vergleichend dazu wurde auch das Trinkwasser der Universität Duisburg-Essen (Labor U123) untersucht. In dem Trinkwasser des Labors (Labor U123) waren beide Stämme nicht mehr nachweisbar, in dem anderen Wasser (Hausinstallation Duisburg-Rheinhausen) noch ca. 103 KBE/ml. Nach einem Tag in Nährlösung konnte der mucoide Stamm auch in dem Trinkwasser des Labors wieder nachgewiesen werden. Die Inaktivierung von P. aeruginosa könnte somit abhängig von den Inhaltstoffen (z. B. Kupfer) im Wasser der jeweiligen Hausinstallation sein [Daniel Bressler 2008].
Ein Aspekt dabei ist das Trinkwasser. Hierbei zeigte sich eine inaktivierende Wirkung von Kupfer auf P. aeruginosa. Diese inaktivierende Wirkung ist ein interessanter Forschungsaspekt, da sich hier die Frage stellt, ob die Bakterien abgetötet werden oder nur in einen VBNC-Zustand übergehen. Im VBNC-Zustand wären sie für die Nachweisverfahren mittels Kultivierung nicht zugänglich, stellten aber weiter eine potentielle Gefahr im Trinkwasser da. In diesem Bereich wurden bereits Untersuchungen (Masterarbeit Dwidjosiswojo 2008) am Biofilm Centre durchgeführt [Daniel Bressler 2008].

Auszug vom UBA:
Legionellenschaltungen
Sogenannte „Legionellenschaltungen“ sollen das Legionellenwachstum kontrollieren, indem der Warmwasservorrat periodisch (z. B. einmal täglich) auf mehr als 60 °C aufgeheizt wird. In den Zwischenzeiten kühlt das Wasser durch Wärmeverlust und Wärmeentnahme wieder auf die niedrigere Betriebstemperatur ab.
Das UBA hält derartige Anlagen nicht für geeignet, eine effektive Konzentrationsminderung der Legionellen sicherzustellen. Grundsätzlich ist zwischen dem Verhindern des Wachstums (ab 55-60 °C) und dem Abtöten bereits vorhandener Legionellenbesiedlungen zu unterscheiden: Letzteres erfordert mindestens 70 °C. Sollte sich in dem Warmwassersystem bei niedrigen Betriebstemperaturen die Legionellenkonzentration gesundheitlich bedenklich erhöht haben, so würde bei einer Temperatur von 60 °C lediglich die Vermehrungsrate für einen kurzen Zeitraum reduziert, die Konzentration der vitalen Legionellen jedoch kaum vermindert werden. In der Abkühlphase könnten sich diese Zellen dann weiter vermehren. Erst mit einer Erhöhung der Temperatur auf 70 °C im gesamten Warmwassersystem kann eine thermische Desinfektion, d.h. eine Abtötung vitaler Legionellen, sicher erreicht werden. Temperaturen über 60 °C sind jedoch für „Legionellenschaltungen“ technisch nicht sicherzustellen, da durch eine häufige Erhöhung über 60° die Installationsmaterialien zu sehr in Mitleidenschaft gezogen würde. Quelle: Umweltbundesamt

Legionellen sind normalerweise eine fakultativ human-pathogene Spezies, die nur unter bestimmten Voraussetzungen krankheitserregend sind. Ihre Human-Pathogenität erhalten sie nur, wenn die Vermehrungsbedingungen (Temperaturen > 25 °C, Stagnation des Wassers, Biofilme) ideal sind.
Wann sind Mikroorgamen wirklich tot? - Prof. Dr. Hans-Curt Flemming / Dr. rer. nat. Jost Wingender
Biologische Prozesse in Trinkwassersystemen
Die Legionellen sind die Grundlage für die Biofilmbildung. Bakterien sind durchaus in der Lage, in Trinkwasserstemen zu existieren, denn in jedem Wasser (Flüssigkeit) ist Leben. Alles Biologische in einer Anlage wird als Bakterium bezeichnet, auch wenn es Pilze oder Algen sein können.
Bakterien benötigen eine Energiequelle. Das kann Wärme oder (was von ihnen bevorzugt wird) eine bestimmte chemische Reaktion sein. Sie nisten sich in Unebenheiten oder Poren ein, um dort Kolonien zu bilden. Sie bevorzugen vor allem ölige Oberflächen, Kunststoffe und Härtebeläge. Bakterien benötigen eine gewisse Konstanz der Lebensbedingungen, vor allem zu Beginn der Ansiedlung. > mehr
Der Warmwasserbedarf liegt durchschnittlich zwischen 30 und 50 Litern pro Tag und Person. In den bestehenden Gebäuden sind dies ca. 10 bis 15 % und bei dem heutigen Baustandard (Niedrigenergie- oder Passivhaus) kann der Energiebedarf für die Trinkwassererwärmung jedoch bis zu 30 bis 50 % des gesamten Energiebedarfs ausmachen.

Trinkwasser kann auf verschiedenen Arten erwärmt werden. Die zentrale und dezentrale Versorgung (Einzelversorgung, Gruppenversorgung, kombinierte Systeme (Speicherladesysteme). unterscheiden sich nach der
Funktion
- Durchfluss-Trinkwassererwärmer
- Speichertrinkwassererwärmer
Bauart
- offene Trinkwassererwärmer
- geschlossene Trinkwassererwärmer
Beheizungsart
- unmittelbare (direkte) Beheizung > Gas, Öl, Elektroenergie
- mittelbare (indirekte) Beheizung > Heizwasser, Wasserdampf, Wärmeträger (Sorlflüssigkeit, Wärmeträgeröl)

Kleinanlage (DVGW W 551)
- Einfamilienhäuser und Zweifamilienhäuser, unabhängig vom Inhalt des Trinkwassererwärmers und dem Inhalt der Rohrleitung
- Anlagen mit Trinkwassererwärmer mit einem Inhalt < 400 l und einem Inhalt < 3 l in jeder  Rohrleitung zwischen dem Abgang des Trinkwassererwärmers und Entnahmestelle. Dabei wird  die evtl. Zirkulationsleitung nicht berücksichtigt.

Großanlage (DVGW W 551)
Alle Anlagen mit Speicher-Trinkwassererwärmern oder zentralen Durchfluss-Trinkwassererwärmern, wie z. B. in
- Wohngebäuden, Hotels, Altenheimen, Krankenhäusern, Bädern, Sport- und Industrieanlagen, Campingplätzen,   Schwimmbädern
- Anlagen mit Trinkwassererwärmern und einem Inhalt > 400 l und/oder > 3 l in jeder Rohrleitung zwischen dem Abgang des Trinkwassererwärmers und der Entnahmestelle. Die evtl. Zirkulationsleitung wird nicht berücksichtigt.

Erleichterung bei dem Einsatz regenerativer Wärmeerzeugung (z. B. L-W-Wärmepumpe bzw. L-L-Wärmepumpe)
- Warmwasserbevorratungstemperaturen mindestens 50 °C
- Wasseraustausch alle 3 Tage
- die Möglichkeit, die Speichertemperatur auf 60 °C zu erhöhen, muss gegeben sein (z. B. Elektroheizstab)
- der Betreiber muss informiert werden
Speicher
Doppelmantelspeicher
Trinkwassererwärmer (Speicher)
Pufferspeicher
Quelle: B & R Haustechnik
Ein Speicher ist eine Einrichtung zur Lagerung von Energie, Material oder Information (nicht verwenden und aufbewahren). So z. B. ein Pufferspeicher, der Energie aus einer thermischen Sorlaranlage speichert, die evtl. gar nicht genutzt wird oder ein Speicher, der Trinkwasser über einen schlechten Wirkungsgrad erwärmt und für einen evtl. Abruf bereithält.
Man unterscheidet zwischen der Speicherung von erwärmtem Trinkwasser und Heizungswasser.
Jede Speicherung von Energie hat mehr oder weniger Verluste, die mit erheblichen Aufwand minimiert werden müssen. So sind die Verluste durch falsche oder zu wenig Dämmung und durch falsch betriebene Speicheranlagen erheblich.
Ein Vorteil der Speicher ist, dass über verschiedene Wärmequelle Energie eingebracht werden können. So z. B. durch Kesselanlagen (Öl, Gas, feste Brennstoffe), thermische Solaranlagen, Wärmepumpen (Luft, Wasser), Geothermie und auch über elektrische Beheizung.
Die einfachste Art eines Speichers ist der Doppelmantelspeicher, der schon zu Zeiten der Schwerkraftheizung eingesetzt wurde, weil er geringe heizungsseitige Widerstände hat und das gesamte Speicherwasser voll durchwärmt.
Quelle: alternate-energy
Pufferspeicher - alternate-energy.de
Speicher-Spezialist - Austria Email AG
Speicher - Wassererwärmer - Viessmann Deutschland GmbH
 
 
Dimensionierung der Warmwasserbereitung
Verfahren zur Speicherauslegung
Objekt
Entnahme-Kriterien
mögliche Verfahren 

Kessel-
zuschlag
Einfamilienwohnhaus
 Gemischte Belegung Bedarfskennzahl nach DIN 4708

Ja,
Nein, mit Vorrangschaltung

Komplexes Bedarfsprofil

Summenlinienverfahren
(z. B. mit Dimensionierungs-Programm DIWA)
Ja
Mehrfamilienwohnhaus
 Gemischte Belegung Bedarfskennzahl nach DIN 4708
Abhängig von Gebäudegröße

Firmenwohnungen,
Werkswohnungen,
Wohnheim, Hotel,
Campingplatz

 Gleichartige Belegung, höhere Gleichzeitigkeit als Mehrfamilienwohnhaus

Wohnungsähnliche Gebäude auf Grundlage der DIN 4708
(z. B. mit Dimensionierungs-Programm DIWA)
Abhängig von Gebäudegröße

Kindergarten,
Sportlerheim,
Turnhallen,
Kasernen

 Große Entnahmemengen in kurzer Zeit, meist ist für 1 bis 2 Personen
eine Dusche vorhanden, meist auch verhältnismäßig lange Aufheizzeiten		 Vollständige Bevorratung für Spitzenbedarf mit kurzer Aufheizzeit (bis 2 Stunden) je Gruppe mit ca. 25 Personen  (bei Kasernen und Kindergärten ggf. mehr)
Nein

Fitness-Center, Sauna,
medizinische Anwendungen

 Gleichmäßige bis stoßweise
Entnahme (je nach Objektgröße)		 Kombination aus Bevorratung und Dauerleistung nach Summenlinienverfahren (z. B. mit Dimensionierungs-Programm DIWA)
Ja
Restaurant

 Einzelne Spitzenentnahmen, meist mit Temperaturen über 65 °C Vollständige Bevorratung des halben Bedarfs pro Mahlzeit
Nein
Schwimmhalle Hallenbadbetrieb, die Duschen sind zwischen 30 und 45 min in Betrieb Verfahren nach VDI 2089
Ja
Bei der Auslegung eines Trinkwasserspeichers für Ein- und Mehrfamilienwohnhäusern kann von einem Warmwasserbedarf von 30 bis 50 Liter pro Person/Tag bei einer Temperatur von 45 °C ausgegangen werden. In einem Einfamilienwohnhaus mit ca. 150 m² Wohnfläche ergibt sich daraus für einen 4-Personen-Haushalt ein Warmwasserverbrauch von 160 Litern pro Tag und somit eine erforderliche Wärmemenge von 6,51 kWh (160 Liter von 10 °C auf 45 °C ).

Der spezifische Wärmebedarf beträgt von 15,8 kWh/(m² * a). Die EnEV gibt einen Standardwert von 12,5 kWh/(m² * a) vor. Bei zukünftig steigendem Warmwasserkomfort und auf Grund der Legionellenproblematik (> 60 °C) besteht hier kein Einsparpotenzial. Die Speicherung von erwärmtem Trinkwasser (Warmwasser) muss so bemessen werden, dass die Speichermenge möglichst an einem Tag verbraucht wird. Auch sollte man bedenken, dass die Warmwassertemperatur 60 °C* haben muss, damit das Wasser hygienisch einwandfrei bleibt. Natürlich ist auch hier die Hygiene in der Trinkwasserinstallation zu beachten.
*Nach der DIN 1988-200 gibt es eine Ausnahmeregelung für Speicher in Wärmepumpenanlagen, deren Wasseraustauch innerhalb von 3 Tagen sichergestellt wird. Hier können Betriebstemperaturen von gleich/größer 50 °C eingestellt werden. Es muß aber die Möglichkeit bestehen, die Bevorratungstemperatur auf gleich/größe 60 °C einzustellen und der Betreiber ist über das Gefährdungspotential bei abgesenkten Temperaturen zu informieren.


Quelle: varmeco GmbH & Co.KG, Kaufbeuren
Um die "Größe" eines Trinkwassererwärmers (Speicher, Frischwasserstation, Durchlauferwärmer) zu berechnen, benötigt man die genormte Bedarfskennzahl N (Warmwasserbedarf - nach DIN 4708 Teil 2) und die gemessene Leistungskennzahl NL (notwendige zuzugeführende Leistung - nach DIN 4708 Teil 3). Nachdem der Warmwasserbedarf berechnet wurde, wird über die Leistungskennzahl aus den Herstellerunterlagen der passende Trinkwassererwärmer ermittelt.
Die Bedarfskennzahl N bezieht sich auf die Anzahl der Personen und von der Auslegungund Anzahl der Zapfstellen pro Wohnung. Bei einer Normalwohnung (N = 1) geht man von 3,5 Personen (4 Räume) mit einer Badewanne (5,82 kW/h - 100 l · 50 K · 1,163 [1600 x 700 mm]) und 2 weiteren Zapfstellen aus, die aber nur dann zusätzlich rücksichtigt werden, wenn mehr als zwei Zapfstellen pro Wohnung installiert sind.
Bedarfskennzahl N = 1

n = Anzahl der Wohnungen
p = Anzahl der Personen pro Wohnung
WV = Zapfstellenbedarf
3,5 = durchschnittliche Belegung pro Wohnung
5,82 kWh = Bezugswärmemenge für eine Normalbadewanne (1600 x 700 mm)

Die Belegungszahl p ist um 0,5 zu korrigieren, wenn in einem Wohngebäude nur 1- und/oder 2-Zimmerwohnungen vorhanden sind. Mit der ermittelten Leistungskennzahl NL (Anzahl Normalwohnungen) wird in den Leistungsdiagrammen der Hersteller der geeignete Trinkwassererwärmer ausgewählt.
In Altenheimen, Wohnheimen, Hotels, Kliniken und Ferienappartmenthäusern muss aufgrund des Gleichzeitigkeitsfaktors die Bedarfskennzahl korrigiert werden (NKorr).
Wärmeleistungsbedarf für Trinkwarmwasser - K. Jagnow und D. Wolff
Leitfaden - Trinkwassererwärmung - Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.
 
 

Summenlinienverfahren
Bei dem Summenlinienverfahren wird der Energiebedarf für die Trinkwassererwärmung grafisch dargestellt. Ein Kapazitätenschaubild (KSB [Wärmeschaubild]) ist die Planungshilfe für Bedarfsprofile, in denen über eine längere Zeit unterschiedlich Warmwasser entnommen wird und die Entnahme sich zeitlich überschneidet. Die Steigung der Summenlinie zeigt die "Warmwasserleistung" (kWh/h = kW). Das Summenlinienverfahren bildet die Grundlage für eine weitere Bearbeitung mit den verschiedenen Dimensionierungs-Programmen (z. B. Logasoft DIWA). Mithilfe dieser Programme lassen sich Dauerleistungsdiagramm und Summenlinieverfahren kombinieren.

Bei der Anwendung des Summenlinienverfahrens muss ein genaues Bedarfsprofil zugrundegelegt werden. Dieses läßt sich mit Hilfe von bekannten Tabellen über spezifische Bedarfswerte, von bekannten Spitzendurchflüssen, Gleichzeitigkeitsfaktoren und Tagesbedarfskurven sowie von Messungen, Analysen, Hochrechnungen und Gespräche mit den Anlagenbetreibern ziemlich genau erstellen.
Da die Summenlinie den Verlauf des mit der Warmwasserabnahme verbundenen Entzugs von Wärmekapazitäten abbildet, ist es möglich, die vom Speicher bevorrateten und vom Wärmeerzeuger zugeführten Wärmekapazitäten in gleicher Weise darzustellen. Damit wird die grafische Wiedergabe der Summenlinie zum Kapazitätenschaubild (KSB) ausgeweitet und das gesamte Systemverhalten sichtbar.


Kapazitätenschaubild - Speicherladung
Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH
Buderus Deutschland
 
 
Speicherladungsarten
Für jeden Anwendungsfall bzw. Wärmequelle gibt es die passenden Pufferspeicher und Trinkwassererwärmer (TW-Speicher). Da die Speicherarten so vielfältig sind, ist die Auswahl der richtigen Art der Speicherladung, um die eingespeicherte Wärme möglichst effizient nutzen zu können, besonders wichtig. Man unterscheidet zwischen
Kaskadenschaltung - Reihenschaltung
Eine Kaskade ist die Anordnung gleicher Teile in Reihe (Reihenschaltung - Kaskadenschaltung). Das können Wärmeerzeuger (Heizkessel, Heizthermen, Wärmepumpen), Trinkwasser- bzw. Pufferspeicher, Solarkollektoren oder Heizleisten sein. Letztendlich ist eine Einrohr-Heizung auch eine Kaskade.
Kaskadenspeicher
Quelle: Exergy Systems Engineering
In vielen Gebäuden sind die örtlichen Gegebenheiten derart beengt, dass große Speicher nicht möglich sind.
Hier ist der Einsatz von Speicherkaskaden (Speicherbatterien) angebracht. Diese bestehen aus mehreren kleineren Speichereinheiten, die eng nebeneinander aufgestellt werden. Die Verbindung wird mit Gummikompensatoren hergestellt, die nicht nur die Wärmeausdehnung der Anschlüsse aufnehmen, sondern auch Maßungenauigkeiten ausgleichen. Bei den in Reihe geschalteten Speichern sind die Temperaturen in jedem Speicher unterschiedlich. Die Kaskadenschaltung wird von einigen Herstellern auch bei unterschiedlichen Pufferspeichern (verschiedene Inhalte oder  verschiedene Konstruktionen) empfohlen.
Bei der in der Abbildung dargestellten Kaskadenart sind keine weiteren wärmeabgebende Anschlüsse notwendig.
Kaskadenspeicher - Exergy Systems Engineering
 
 
Parallelschaltung
Die Parallelschaltung wird auch Neben- oder Nebeneinanderschaltung genannt. Der Begriff kommt aus der Elektrotechnik, bei der jedes Element der Schaltung an die gleiche Spannung angeschlossen ist.
Seriall parallele Anschlussart (nicht abgeglichen)
Quelle: Exergy Systems Engineering
Parallel angeschlossene Speicher
Bei der Speicherung von Wärme sind mehrere Speicher nebeneinander angeordnet und werden gleichzeitig oder nacheinander geladen. Auf gleicher Weise wird auch die Wärme entnommen. Aber auch Wärmeerzeuger (Heizkessel, Heizthermen, Wärmepumpen, Solarkollektoren) werden parallel geschaltet.
Parallel geschaltete Trinkwasser- oder Pufferspeicher führen zu einer Erhöhung der Speicherkapazität bzw. Schüttleistung. Der Anschluss mehrerer Speicher mit dem Tichelmannsystems sorgt hier besonders gut zu einer gleichmäßigen Aufladung. "Normal" angeschlossene Speicher und Speicher unterschiedlicher Größe müssen hydraulisch abgeglichen werden, damit eine gleichmäßige Belandung gewährleistet ist.
Auch Wärmeerzeuger (Heizkessel, Wärmepumpen, Solarkollektoren) werden zur Erhöhung der Leistung in einer Parallelschaltung betrieben. Letztendlich sind die Heizkörper in einem Zweirohrsystem parallel geschaltet, wodurch jeder angeschlossene Heizkörper mit der gleichen Vorlauftemperatur versorgt wird.
 
 

 
 
 
Schichtenspeicherung
Im Gegensatz zur Kaskadenschaltung kann eine Speicherung auch über spezielle Ventile in großvolumigen Speichern erfolgen. Dabei wird über eine Regelung der Speicher schichtweise geladen. Mit den gleichen Ventilen kann auch die Wärme schichtweise entnommen werden.

Aber auch ohne Spezialventile ist eine Wärmeschichtung in Speichern möglich. Wenn ein Speicher hoch genug ist und einen größeren Durchmesser hat, dann wird sich bei einer "sanften" Ladung (geringe Fließgeschwindigkeit bei der Ladung) das warme Wasser schichtweise einlagern. Dazu muss der Volumenstrom richtig eingestellt bzw. bei mehreren Speicher hydraulisch abgeglichen werden. Eine andere Art der Schichtenspeicherung wird durch einen Thermosiphonspeicher erreicht. Aber auch durch den Einsatz von mehreren Wärmetauschern (bi- oder multivalente Speicher) in verschiedenen Höhen im Speicher und mit verschieden hohen Temperaturen kann eine Schichtung aufgebaut werden.
In allen Fällen darf bei der Entnahme die Schichtung nicht durch zu hohe Fließgeschwindigkeiten zerstört werden.
Quelle: ESBE GmbH
Der multivalente Mischer hat 5 Anschlüsse. Er kann handbetätigt oder automatisch mit Stellmotor und Regelung betrieben werden.
Einsatzmöglichkeiten
1. Der Mischer hat 4 Auslässe, die die Wärme im Mischbetrieb aus den verschiedenen Zonen eines Pufferspeichers oder von anderen Wärmequllen beziehen.
2. Als Zonenmischer mit einem Stellmotor und einer Regelung können sie die Zonen eines Pufferspeichers beladen oder entladen.

 

 
Quelle: ESBE GmbH
Quelle: ESBE GmbH
Eine spezielle Ausführung eines 4-Wege-Mischers ist der bivalente Mischer. Dieser Mischer mit rotierendem Einsatz wurde für bivalente Heizungsanlagen (Hybrid-Heizung) konstruiert. Mit einem Stellmotor und einem Regelgerät kann die Wärme von 2 verschiedenen Wärmequellen verteilt bzw. gemischt werden.
Einsatzmöglichkeiten
1. Der BIV-Mischer hat zwei Zuläufe, an die zwei verschiedene Wärmequellen angeschlossen werden. Hier wird zwischen einer Primär- und Sekundärwärmeqelle unterschieden wird. Zuerst öffnet der Primäranschluss. Wenn die Wärmezufuhr nicht ausreicht wird der Sekundäranschluss und über einen Mischbetrieb wird die Warme weitergegeben. Bei voller Leistungsanforderung ist nur noch der Sekundäranschluss geöffnet. Man könnte auch sagen, dass dieser Mischer die Funktion von zwei 3-Wege-Mischern übernimmt.
2. Bei dem Einsatz an einem Pufferspeicher wird der Mischer an dem oberen und mittleren Anschluss des Speichers angeschlossen. So kann entweder die höhere Temperatur, die kühlere Temperatur aus der Mitte oder eine Mischtemperatur in die Heizungsanlage gegeben werden. Dies hat den Vorteil, dass die höhere Temperatur im Speicher zwischenzeitlich zur Trinkwassererwärmung genutzt werden kann. Der Heizungsrücklauf wird unten am Speicher angeschlossen.
3. Eine dritte Einbaumöglichkeit ist das Beladen eines Pufferspeichers.

 
 
 

Vorrangschaltung
Die Vorrangschaltung ist eine Form der Regelungstechnik in Heizungsanlagen mit zentraler Trinkwassererwärmung mittels Speicher oder Frischwasserstation bzw. Durchlauferwärmer in Einfamilienhäusern. Sie unterbricht während der Trinkwassererwärmung die Raumbeheizung. Außerdem wird in der Regel das Wärmeerzeugerwasser auf eine höhere Temperatur (z. B. 75 °C) gebracht, damit der Ladevorgang schnell durchgeführt wird und/oder um das Warmwasser auf 60 °C aufzuheizen. Durch die Vorrangschaltung muss der Wärmeerzeuger (Kessel, Therme, Wärmepumpe) nicht überdimensioniert werden (also ohne Zusatz-Aufheizleistung [diese gehört der Vergangenheit an]). Dadurch wird ein zu häufiges Takten (Kuhschwanzheizung) im normalen außentemperaturgeführten Heizungsbetrieb vermieden. Für größere Anlagen ist der Parallelbetrieb "Heizen/Trinkwassererwärmung" vorteilhafter Hier muss dann aber die Heizlast für Trinkwassererwärmung mit eingeplant werden.
Vorrangschaltungsarten (Beispiele):

• Wenn die Systemtemperatur über die Außentemperatur im Wärmeerzeuger geregelt wird (z. B. Brennwertgeräte, Wärmepumpen) die Heizkreis-Umwälzpumpe ausgeschaltet und die Speicherladepumpe eingeschaltet. Nach Beendigung des Ladevorgangs sollte das aufgeheizte Wasser erst abkühlen, bevor es wieder in den Heizkreis gefördert wird, um Knackgeräusche zu verhindern. Besonders in eine Fußbodenheizung sollte kein "heißes" Wasser gelangen, damit die Rohre und der Estrich nicht unnötig belastet werden und der Vorlauftemperaturbegrenzer die Heizkreispumpe abschaltet.
• In Anlagen mit einem oder meheren geregelten Heizkreisen kann der Wärmeerzeuger für den Ladevorgang auf eine höhere Temperatur gefahren werden. Dann schließen oder regeln die Mischventile die Heizkreise. Die Heizkreis-Pumpen können weiter betrieben werden. Im Regelbetrieb spricht man dann von einem Parallelbetrieb, der aber einen ausreichend dimensionierten Wärmeerzeuger voraussetzt.
• Anlagen mit Heizthermen oder Wärmepumpe und integrierter Trinkwassererwärmung (Speicher oder Durchlauferwärmer bzw. Frischwasserstation) erfolgt die Vorrangschaltung über ein Umschaltventil und die interne Pumpe wird zur Ladepumpe.

Die Vorrangschaltung in Anlagen mit geringem Wasserinhalt und wenig Speichermasse (z. B. Plattenheizkörper) sollte die Ladezeit über die Regelung eingeschränkt werden, damit die Raumtemperaturen nicht zu stark absinken. Hier muss man evtl auch auf eine Vorrangschaltung verzichten. In Anlagen mit Brennwertgeräten sollte die Temperaturdifferenz von 10 - 15 K zwischen Gerätevorlauf und Trinkwassererwärmer eingestellt werden, damit das Gerät längere Zeit im Kondensationsbereich bleibt.

Das Vorrangschaltungsprogramm kann auch zur Legionellenschaltung bzw. thermischen Desinfektion eingesetzt werden.
 
 
Die Ladung eines Warmwasserspeichers (Trinkwassererwärmung) kann herkömmlich über einen in dem Speicher eingebauten Wärmetauscher (Rohrbündel) oder durch einen externen Plattenwärmetauscher (PWT) erfolgen.
Schichtladespeicher verkürzen die Aufheizzeit des Warmwassers
Quelle: Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG
Ein Schichtenspeicher, der über einen externen Plattenwärmetauscher geladen wird , stellt schon nach kurzer Aufheizzeit eine Nutztemperatur zur Verfügung.

Bei diesem System entnimmt eine Umwälzpumpe das Wasser aus dem unteren, kälteren Speicherbereich und speist das über den PWT aufgeheizte Wasser oben in den Speicher (Obenladung) und schichtet entsprechend der Ladezeit das warme Wasser ein.

Dadurch steht schon nach kurzer Zeit warmes Wasser in brauchbarer Temperatur zur Entnahme zur Verfügung. Die Art der Ladung ist besonders bei kleineren Heizleistungen, so z. B. bei modellierende Brennwertthermen mit geringer Maximal-Leistung, Wärmepumpen oder thermischen Solaranlagen, von Vorteil.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass gegenüber der Rohrschlangenwärmeübertragung die Speichergröße kleiner gewählt werden kann. Dadurch werden auch die Bereitschaftsverluste und Legionellenproblematik reduziert.
Quelle: Dipl.-Ing. Winfried Hesse
Bei dem drucklosen Pufferspeicher befindet sich der Wasserdruck nicht im eigentlichen Speicher, sondern sich nur in den Rohrleitungen. Dieser Speicher lässt sich einfacher in bestehende Gebäude wegen der oft engen Türen und Treppenabgänge einbauen.
Hierfür wird ein im Keller geschweißter Tank verwendet. Dieser Wärmespeicher für Heizung und Warmwasser ist ein sehr einfach zu erstellender Kunststofftank mit 4.000 bis 6.000 Litern Inhalt (z. B. 1,5m x 1,5m und 2m hoch fassen gut 4.000 Liter). So wird ein kompaktes und größeres Volumen hergestellt.

Mit Wärmeleitkörper und Doppeltrichter schichtet dieser Speicher warmes Wasser oben ein und führt kaltes nach unten. Als weiteren wesentlichen Vorteil wird mit dieser Technik die Bildung bzw. Vermehrung von Bakterien (Legionellen) im warmen Wasser verhindert.
SUN SAVE Standardspeicher - ein multifunktionaler druckloser Pufferspeicher
 
 
Solare Trinkwassererwärmung
Anlage mit bivalentem Speicher (EFH)
Quelle: Viessmann Werke GmbH & Co. KG

Voraussetzung für die solare Trinkwassererwärmung ist eine zentrale Trinkwassererwärmung mit geeigneten Systemkomponenten.

Die optimale Auslegung von Warmwasser-Solaranlagen ermöglichen solare Jahres-Deckungsraten von ca. 40 - 70 % (in Einzelfällen auch mehr), wobei in den Sommermonaten eine Volldeckung des Warmwasserbedarfs anzustreben ist, um einen unwirtschaftlichen Teillastbetrieb des Wärmeerzeugers in der Heizungsanlage in dieser Zeit zu vermeiden.

Unverschattete Süddächer mit einer Neigung von ca. 30 - 45 Grad bieten die günstigsten Voraussetzungen für solare Trinkwassererwärmungs-anlagen und ermöglichen hohe Energieausbeuten von etwa .... > weiter
 
 


Bauteile mit einer PV-Trinkwasser-Regelung PVH C-1.05
Quelle: Nectar Sun

Solarelektrische Trinkwassererwärmung
Trinkwasser kann "kostenlos" und effizient mit Solarstrom erwärmt werden. Ein System besteht aus Photovoltaik-Solarmodulen, einer Regelung und einem Warmwasserspeicher mit Heizstab.
Die von den Solarmodulen gewonnene Energie wird bis zu 99 % über eine Regelung direkt mit dem Heizstab in nutzbare Wärme umgewandelt. Die MPPT-Funktion des Reglers (Maximum Power Point Tracking > Maximal-Leistungspunkt-Suche) sorgt dabei für einen maximalen Solarertrag. Die Energieübertragung von den Photovoltaikmodulen erfolgt über zwei normale 4 mm² Solarkabel mit wenigen Millimetern Durchmesser.
Der angeschlossene Heizstab erwärmt das Trinkwasser im Speicher bis zur eingestellten Solltemperatur. Um auch bei geringer Sonneneinstahlung eine konstante Trinkwassertemperatur zu gewährleisten, schaltet die Regelung den Heizstab automatisch auf den vorhandenen Netzstrom, bis die Sonne diese Aufgabe wieder übernimmt. Die Entscheidung, ab wann und bis zu welcher Temperatur das Netz genutzt werden soll, erfolgt komfortabel über das Display der Regelung.

Photovoltaik Trinkwasser Regelung PVH C-1.05 - Nectar Sun

 
 
Trinkwassererwärmung - zentral und dezentral

Bei dem zunehmenden Trend hin zu Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen stellt sich die Frage, ob eine zentrale oder dezentrale Trinkwassererwärmung geplant oder eine vorhandene Anlage geändert werden sollte. Besonders dann, wenn eine Solarelektrische Trinkwassererwärmung möglich ist. Sollten wirklich alle Armaturen bzw. Zapfstellen über eine zentrale Trinkwassererwärmung (besonders mit großem Speicher) versorgt werden? Die Praxis zeigt in viele Fällen, dass eine zentrale Erwärmung, besonders dann, wenn eine Zirkulationsleitung notwendig ist, nicht wirtschaftlich und oft nicht hygienisch ist.
Mit dem zunehmenden Einsatz von Wärmepumpen und eigenen Photovoltaikanlagen, also die Abkehr von fossilen Brennstoffen, sollten die Tempraturen bei der Erwärmung niedrig, der Wasserinhalt in den Warmwasserleitungen zu den Armaturen gering und möglichst ohne große Wasserspeicherung vorhanden sein. Daraus ergibt sich die Frage, ob alle weit entfernten und/oder selten genutzte Armaturen in ein zentrales Warmwasserleitungsnetz eingebunden werden müssen.
Reicht es nicht aus, nur die Badewanne und die Dusche über eine Frischwasserstation (FWS) oder einen elektrischen Durchlauferwärmer (DLE) zu versorgen? Und reicht unter der Küchenspüle, den Waschtischen oder Waschbecken und im Gäste-WC nicht ein Klein-Durchlauferwärmer oder ein Klein-Speicher aus? Auch in gewerblichen Räumen bieten sich an den Entnahmestellen einer Teeküche und an Handwaschbecken einfache Kochendwassergeräte über der Spüle oder ein 5 Liter-Elektrospeicher über bzw. unter dem Waschtisch an.
Probleme gibt es in Bestandanlagen, wenn zentrale Anlagen zurückgebaut werden sollen. Hier müssten alle Warmwasser- und Zirkulationsleitungen total aus dem System rausgenommen oder umgebaut werden, damit keine Stagnationsleitungsteile in der neuen Anlage liegen bleiben.

Klein(Mini)-Durchlauferwärmer (Steckergerät 3,5 kW; Festanschlussgeräte 4,4 und 5,7 kW bzw. 7,5 kW) sind nur für eine Auslaufarmatur und bis 45 °C geeignet. Diese Geräte sind für Druck- oder Niederdruckarmaturen geignet. Sie können das Wasser bis zu 25 K erwärmen, wobei die Zapfmengen 2,0 l/min bis 3,3 l/min betragen.
Bei diesem Gerät können drei Wunschtemperaturen (35 °C, 38 °C oder 45 °C) ausgewählt und es muss kein Wasser an der Armatur zumischt werden. Ein elektronisch geregelte Durchlauferhitzer (Untertischgerät), z. B. mit Blankdraht-Heizsystem IES® mit auswechselbarer Heizkartusche, ist zur Versorgung eines Waschbeckens geeignet. Aufgrund der niedrigen Warmwassertemperatur sind diese DLE's unter der Küchenspüle nur eingeschränkt geeignet.


Kleinspeicher AEG Huz 5 ÖKO Comfort
Kleinspeicher AEG Huz 5 ÖKOHuz 5 ÖKO Comfort

Quelle: AEG Haustechnik - Stiebel Eltron GmbH & Co. KG

Klein-Speicher (Untertisch-Boiler)
Wenn an der Armatur eine höhere Temperatur (>45 °C) gewünscht oder benötigt wird, dann kommen Klein-Speicher bzw. Untertisch-Boiler zum Einatz. Kleinspeicher für eine Armatur gibt es nur in offener bzw. druckloser Ausführung (5 Liter-Gerät). Diese sind so konstruiert, dass sie nicht unter Wasserleitungsdruck stehen und benötigen eine spezielle Armatur (Niederdruckarmatur).

Moderne Kleinspeicher bieten für jede Aufgabe die richtige und energiesparende Lösung. Dazu gehört eine regelbare Temperatur bis 80 °C, ein DropStop und ein ThermoStop.
Über einen gut zugänglichen Temperaturwähler kann die Wassertemperatur auf 45 °C, 55 °C, 65 °C und (80 °C) begrenzt werden. Mit der Temperaturbegrenzung auf 45 °C ist ein Verbrühschutz möglich, was besonders wichtig ist. wenn Kinder im Haus sind.
Mit der DropStop-Technologie wird ein Abtropfen an der Armatur des offenen Untertischboilers verhindert. Dies wird durch ein patentiertes DropStop-System erreicht, das das Ausdehnungswasser im Gerät speichert und beim nächsten Zapfvorgang wieder abgibt. Das spart Trinkwasser, eine Menge Energie und unnötige Kosten für die Beseitigung von Kalkablagerungen an Armaturen und im Spülbecken. Das Ausdehnungswasser, das beim Aufheizen entsteht, wird in einem Zylinder mit flexibler Kunststoffmembran gesammelt. Beim nächsten Zapfvorgang entleert sich der Zylinder über die Düse wieder. Damit ist der Raum für den nächsten Aufheizvorgang wieder frei.
Mit der ThermoStop-Technologie wird eine Wärmezirkulation durch die Temperierbatterie verhindert. Konstruktionsbedingt besteht bei offenen Temperierbatterien eine Verbindung zwischen Kalt- und Warmwasseranschluss. Durch die Schwerkraft fließt auch zwischen den Zapfvorgängen ständig warmes Wasser zur Armatur und wird abgekühlt. Das ThermoStop-System besteht aus einem kleinen Siphon, der die Luftbläschen, die sich beim Aufheizvorgang am Heizkörper bilden, sammelt. Durch die entstehende Luftblase wird die Wärmezirkulation zur Armatur unterbrochen und die Wärme bleibt im Kleinspeicher.
Auch Kleinspeicher sollten eine verwirbelungsarme Entnahme haben. Mit einem besonderen Konstruktionsprinzip kann eine möglichst hohe Warmwassermenge zur Verfügung gestellt werden. Dabei ist der Kaltwasserzulauf so ausgelegt, dass die beim Aufheizen gebildete Warmwasserschichtung nur minimal verwirbelt wird. Dabei bleibt die Temperatur des ausströmenden Wassers beinahe bis zum Aufbrauchen des Warmwasservorrats konstant hoch.

Kleinspeicher - AEG Haustechnik - Stiebel Eltron GmbH & Co. KG
Kleinspeicher SNU 5 SL - Stiebel Eltron GmbH & Co. KG

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Elektrische Durchlauferwärmer (Durchlauferhitzer) eignen sich je nach der elektrischen Leistungsaufnahme (18, 21, 24 und 27 kW) für eine oder mehrere Auslaufarmaturen. Hier spricht man dann von einer zentralen Versorgung.
Elektrische Durchlauferwärmer mit hydraulischer Steuerung gehören zu den einfachen DEL's. Die Erwärmung des durchfließenden Wassers kann in bis zu drei Heizleistungsstufen erfolgen. Da zum Einschalten eine Mindestdurchflussmenge erforderlich ist, können kleinere Wassermengen nicht erwärmt werden und das Zumischen von kaltem Wasser ist nur in Grenzen sinnvoll. Wenn zu wenig warmes Wasser  gezapft wird, schaltet der Durchlaufererwärmer vollständig ab.
Quelle: Clage GmbH

Die elektronisch und vollelektronisch geregelten DLE ermöglichen eine dynamische Durchflussmengenregelung. Hierbei regelt die Elektronik die Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von der Zulauftemperatur und dem Durchfluss, um die eingestellte Auslauftemperatur zwischen 20 und 60 °C konstant zu halten.
Bei Geräten mit einer zulässigen Zulauftemperatur bis zu 70 °C können diese Geräte auch in ein Konzept der solaren Trinkwassererwärmung einbezogen werden. Dies ist besonders wichtig, wenn die solare Energieernte nicht ausreicht, das Pufferwasser auf eine ausreichende Warmwassertemperatur zu erwärmen.
Die DLE wird in die Leitung des erwärmten Trinkwassers eingeschleift. Eine Umgehung ist im Normalfall nicht notwendig. Sollte die Reduzierung der Warmwassertemperatur erst am Auslaufventil stattfinden, so muss das Gerät eine Umgehung haben, wenn die Temperatur über 70 °C kommen kann.

 
Display
Quelle: Clage GmbH
Diese Geräte haben nicht nur einen höheren Komfort, sondern auch einen besseren Wirkungsgrad, der sich gegenüber hydraulischen Durchlauferhitzern in einer Energieeinsparung bis 20 % niederschlägt.  Außerdem können auch kleine Wassermengen auf die Wunschtemperatur erwärmt werden, wobei die Erwärmung stufenlos erfolgt.
Das Wasser wird direkt bei dem Umspülen der Heizdrähte (Blankdrahtheizelement) oder indirekt von Rohrheizkörper erwärmt. Diese Heizdrähte haben den Vorteil einer wesentlich kürzeren Reaktions- und somit eine kürzere Aufheizzeit, was einen besseren Wirkungsgrad ergibt. Eine Überhitzung der Heizdrähte durch Lufteinschlüsse und Dampfblasenführen können sich nachteilig auswirken.
Elektrische Warmwasserbereitung - Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG
 
 

Wasser/Wasser-Booster
Mit der dezentralen Kleinwärmepumpe (Wasser/Wasser-Booster 21 - COP von 4,4 [W25/W50]) gibt es eine weitere Möglichkeit zur dezentralen Trinkwassererwärmung. Die wandhängende Wasser/Wasser-Wärmepumpe erwärmt das Trinkwasser verbrauchsnah (z. B. in den Wohnungen bzw. Apartments eines Mehrfamilienhauses). Dadurch werden die Energie- und Zirkulationsverluste in der Wärmeverteilung minimiert. Das Gerät wird mit einem 180-l-Warmwasserspeicher kombiniert und durch die geringe Geräuschemissionen von nur 37 dB (A) verhält sich der WWB 21 dort auch flüsterleise.
Die Wärmequelle für die einzelnen WWB 21-Geräte ist das zentrale Niedertemperatur-Heizungsnetz (20 bis 42 °C). Der zentrale Wärmeerzeuger kann neben der Wärmepumpe auch Alternativen (z. B. Fernwärme oder Solarthermie) genutzt werden. Eine Umwälzpumpe der Effizienzklasse A zur heizungsseitigen Speicherbeladung und ein Luxtronik 2.0 Wärmepumpenregler sind integriert.
Mit dem Regler kann jeder Nutzer selbst einstellen, wann und mit welchen Temperaturen er Warmwasser erzeugen möchte. Es können Warmwassertemperaturen bis zu 65 °C eingestellt werden. Er lässt sich auch direkt an das Heimnetzwerk anschließen und über einen Browser einstellen. Auch mit einer I-Phone-App kann auf die Steuerung zugegriffen werden. Die Netzwerkschnittstelle ermöglicht dem Fachhandwerker vielfältige Möglichkeiten die Geräte über das Internet zu warten.


Quelle: Alpha-InnoTec
Betriebsanleitung WWB 21
 
 
Wärmedämmung eines Speichers
Eine wirkungsvolle Wärmedämmung von Trinkwasser- und Pufferspeichern ist besonders wichtig, um die mit mehr oder weniger Aufwand und Kosten erzeugte bzw. "geerntete" Wärme über einen längeren Zeitraum möglichst verlustfrei zu speichern. Dies trifft gerade dann zu, wenn die eingespeicherte Wärme nicht am gleichen Tag genutzt werden kann. Auch die Hinweise (sogar von Fachleuten), dass die Wärmeverluste dem Haus unmittelbar zugute kommen, rechtfertigen eine nachlässige Dämmung nicht, da die Wärme unkontrolliert, nicht regelbar an Räume, die nicht unbeding beheizt werden sollen, abgegeben wird.
So nutzt z. B. die beste thermische Solaranlage oder Wärmeerzeugungsanlage nichts, wenn der Warmwasser- und/oder Pufferspeicher hohe Wärmeverluste hat. Ein Speicher zur kombinierten Warmwasser-bereitung und Heizungsunterstützung muss so effizient gegen Wärmeverluste gedämmt werden, dass die Wärme auch 5 Tage später noch genutzt werden kann.

In vielen Fällen reicht die vom Hersteller angebrachte Dämmung nicht aus. Auch sollte bedacht werden, dass Rohrleitungs- und Anschlussverluste, aber auch eine falsche hydraulische Anbindung, zu erheblichen Verlusten führen können. Über die noch vertretbaren Verluste wird in Fachkreisen immer wieder gestritten. Allgemein besteht die Meinung, dass ein Speicher mit 60 °C max. 4 K und mit 90 °C max. 6 K in 24 Stunden abkühlen darf.
Um diese Werte zu erreichen, muss ein gutes Dämmkonzept vorliegen . Dieses besteht aus
  •  Dämmmaterial der Speicherwandung
  •  Bodendämmung
  •  Anschlussdämmung
  •  Rohrleitungsdämmung
Die üblichen Dämmaterialien für Speicher bestehen PU-Weichschaum, PU-Hartschaum, Melamin (Harzschaum), EPP (Partikelschaumstoff) und EPS (Polystyrol > Styropor). Die Wärmeleitfähigkeit von PU-Weichschaum ist um bis zu knapp 60 %, die von PU-Hartschaum und Melamin um bis zu 10 % und die von EPP um bis zu 25 % größer als die von EPS. Eine Aluminiumfolie vermindert den Strahlungsaustausch zwischen der Speicherwandung und der Dämmung. Viele Speicher, die in Eigenbau nachträglich verkleidet und gedämmt werden, bekommen eine Dämmung aus Schüttdämmstoffen (Einblasdämmstoffe) z. B. Zelluloseflocken, Silikatleichtschaum, Steinwolle-, Perlit- oder EPS-Granulat.
Der Speicherboden kann mit zu einem Wärmeverlust des Speichers (bis zu 25 %) beitragen. Im ungedämmten Keller oder in Räumen außerhalb der beheizten Gebäudehülle können auch bei gut schichtenden Speichern verhältnismäßig große Wärmeverluste zum Fußboden entstehen. Die Wärmeverluste über den Speicherboden kommen zu einem großen Teil aus der Wärmeleitung über die Stahlfüße oder den Standring. Deswegen sollten diese wenigstens aus Kunststoff bestehen. Besser wäre auf jeden Fall eine tragfähige Dämmplatte unter dem Speicher.
Dass auch die Speicheranschlüsse und Armaturen mit dicken Dämmaterial bzw. Dämmschalen versehen werden, sollte selbstverständlich sein. So kann eine Verschraubung oder ein Ventil aufgrund der großen Oberfläche etwa die Wärmemenge eines 2 bis 5 m langen ungedämmten Rohres abgeben. Studien über dieses Thema sind in Arbeit.
Alle vom Speicher abgehenden Rohrleitungen sollten während der Stillstandszeit möglichst nicht warm werden. Das kann nur erreicht werden, wenn in den Rohren keine Mikrozirkulation (Eigenzirkulation) entsteht. Hier wirkt eine gute dicke Wärmedämmung dem Effekt entgegen. Aber je nach den Gegebenheiten muss trotztdem eine Schwerkraftbremse, ein Thermosiphon oder Magnetventile eingesetzt werden. Viele Speicherhersteller haben schon in die Speicheranschlüsse solche Bremsen eingebaut, die aber je nach dem auftretenden Umtriebsdruck der Anlage nicht wirksam sind.
 
 
Zirkulationsleitung
Zirkulationsleitungen sind heutzutage ein wichtiger Bestandteil einer Trinkwarmwasseranlage, da sie zur Sicherstellung der Hygiene notwendig sind. Nach den technischen Merkblättern W 551 und W 553 des DVGW sind für alle Trinkwarmwasseranlagen (außer „Kleinanlagen”) Zirkulationssysteme (Leitungen, Regelarmaturen, Zirkulationspumpe) einzubauen, um die für die Bekämpfung von schädlichen Mikroorganismen (z. B. Legionellen) benötigte Soll-Wassertemperatur von 60 °C im Leitungssystem (einschließlich Auslaufarmaturen) einzuhalten.
Wenn eine Zirkulationsleitung vorhanden ist, dann muss auch eine Zirkulationspumpe installiert und in Betrieb sein. Eine Schwerkraftzirkulation ist nicht mehr zulässig. Das Schalten der Pumpe über Taster- oder Funksysteme werden in der Praxis kontrovers diskutiert und entsprechen nicht den technischen Vorgaben. Die Fließrichtung der Pumpe ist grundsätzlich in Richtung Trinkwassererwärmer und der Einsatz eines Ruckflussverhinderers (zugelassene Schwerkraftbremse) ist zwingend notwendig, um eine Schwerkraftzirkulation und ein Zapfen durch die Zirkulationsleitung zu verhindern. Außerdem ist die Zirkulation einzuregulieren, damit die Fließgeschwindigkeit nicht zu hoch ist (Erosionskorrosion) und die Speicherschichtung nicht zerstört wird.
Ab welcher Leitungslänge eine Zirkulationsleitung notwendig ist, ist immer wieder ein Streitfall. Oft wird eine Zirkulationsleitung mit Pumpe nur gebraucht bzw. gewünscht, wenn der Technikraum nicht zentral geplant wird oder/und die Zapfstellen sich zu weit auseinander befinden. Dadurch ergeben sich viel zu lange Zuleitungen.
In vielen Kleinanlagen werden zur "Komfortsteigerung" auch, oft unnötiger Weise, Zirkulationsleitungen mit Zirkulationspumpe eingebaut.
Ich habe schon nach einem Jahr (vor 39 Jahren) meine Zirkulationsleitung als Ringleitung umfunktioniert. Das Wasser sucht sich den Weg, je nach Zapfstelle, aufgrund des geringeren Widerstandes selber. Die geringen Fließgeräusche nehme ich in Kauf. Mein Tinitus ist lauter ;>))
Kleinanlagen sind
  •  Anlagen in Ein- und Zweifamilienhäusern (in Zweifamilienhäusern wird trotztdem eine ZL empfohlen)
  •  Anlagen, in denen die einzelnen Rohrleitungen zwischen dem Abgang des Trinkwassererwärmers bis zur letzten Entnahmestelle einen Inhalt von < 3 Liter haben (z. B. auch in kleinen Bürogebäuden)
  •  Anlagen mit Trinkwassererwärmer von < 400 Liter Inhalt
  • 3-Liter-Regel und 30-Sekunden-Regel
In diesen Anlagen sollte auf jeden Fall die Temperatur von 60 °C im Trinkwassererwärmer aufgrund der Hygiene vorhanden sein.
Großanlagen sind
  •  Anlagen in Mehrfamilienhäusern (Wohngebäuden)
  •  Anlagen mit Trinkwassererwärmer von > 400 Liter Inhalt
  •  Anlagen in Altenheimen und Krankenhäusern
  •  Anlagen in Bädern, Schwimmbädern und Sportanlagen
  •  Anlagen in Hotels und auf Campingplätzen
  •  Anlagen in Industriegebäuden
Wenn man die Vorgaben (überall 55 °C) ernst nimmt, so darf besonders in Großanlagen die Warmwassertemperatur zu keiner Zeit unter 55°C fallen. Dazu zählt auch der vollständige Warmwasserspeicher. Das ist nicht gewährleistet, wenn der Anschluss im oberen Bereich angeordnet ist. Außerdem ist der Fühler in der Regel in der Mitte des Speichers. Dadurch wird der untere Bereich nicht die ausreichende Temperatur bekommen.
Hier gibt es 2 Möglichkeiten,
die Zirkulationspumpe bzw. der ZL-Anschluss ganz unten am Speicher
oder eine Umschichtpumpe. Diese sorgt dafür, dass der gesamten Warmwasserspeicher nach den Vorgaben aufgeheizt wird. Diese wird auch bei einer thermischen Solaranlage eingesetzt.
Beides ist in der Fachwelt eher unbekannt.
Die zusätlichen Vorteile für die Zirkulation ganz unten sind, der Speicher kann oft eine Nummer kleiner gewählet werden und es wird keine zusätzliche Technik benötigt.
Nicht nur die Kaltwasserleitungen, sondern auch die Warmwasserleitungen, sollten grundsätzlich immer regelmäßig durchströmt werden. Hier bietet sich die "Reihenleitung" an. Stockwerks- und Einzel- bzw. Stichleitungen), die nicht ständig durchströmt werden, und über 3 Liter Wasserinhalt haben, sind in das Zirkulationssystem einzubinden. Das System muss hydraulisch und thermisch abgeglichen werden. Dadurch wird ein gleichmäßiges Durchströmen und eine kleine Wassermenge in allen Leitungen gewährleistet. Außerdem wird die Schichtung im Speicher nicht zerstört.

Die Diskussion über Zirkulationsleitung - Ja oder Nein - dreht sich immer wieder im Kreis.
Hier ein Beispiel im HaustechnikDialogForum, wie man selber testen kann, ob eine Zirkulation sinnvoll ist.
Zitat von @jaspi:
Die Argumente waren im Wesentlichen: Man will heutzutage sofort warmes Wasser, die modernen Pumpen brauchen kaum noch Strom etc.
Antwort von @kathrin:
"Man" aus Sicht des HBs ist die Allgemeinheit, aus seiner eigenen gemachten Erfahrung oder den üblichen "durchschnittlichen" Kundenanforderungen.
In diesem konkreten Fall ist "man" aber du resp. die zukünftigen Bewohner deiner DHH. Also: Welchen Komfort wollt ihr? Testhalber für ein paar Stunden die Zirkupumpe abschalten, kein WW zapfen. Dann die verschiedenen WW-Zapfstellen normal aufdrehen und messen, wie lange es dauert, bis warmes Wasser kommt. Dann Frage in die Runde: ist die Wartezeit akzeptabel oder nicht. Dabei auch berücksichtigen, wie oft die entsprechende WW-Zapfstelle voraussichtlich pro Tag genutzt wird.
Energieverbrauch: der Stromverbrauch der Zirkupumpe ist nur ein kleiner Teil. Viel grösser ist der Energieverbrauch durch den dauernden Energieverlust der Zirkuleitungen (sind diese gedämmt oder nicht?) und die wegen der Speicherabkühlung nötige häufigere Speicher-Wiederaufladung. Um eine Entscheidungsgrundlage zu haben, den Unterschied messen: An Tagen ohne Heizbetrieb (also jetzt im Sommer) 1-2 Tag Betrieb mit laufender Zirkupumpe, 1-2 Tage Betrieb ohne Zirkupumpe, Energieverbrauch/Tag messen. Idealerweise dabei gar kein WW-Verbrauch. Wohnt ihr schon im Haus oder nicht?
Je nachdem, wie ungünstig die Zirkuleitung verlegt ist, kann der Energieverbrauch durch die WW-Zirkulation x-fach höher sein als der Energieverbrauch fürs warme Wasser selbst; es lohnt sich also durchaus, zur Abklärung von Bedarf und Energieverbrauch ein paar Tests zu fahren.

Technik und Einsatz von Zirkulationspumpen - Robert Doelling - energie-experten.org

Die Zirkulationsanlage ist 24 Stunden am Tag in Betrieb zu halten. Bei hygienisch einwandfreien Kleinanlagen kann die Laufzeit auf 16 Stunden reduziert werden. Da in diesen Anlagen ständig warmes Wasser umgewälzt wird, müssen diese Leitungen nach den Vorgaben der EnEV bzw. DIN 1988-200 Tabelle 9 gedämmt werden, damit die Energieverluste gering gehalten werden. Das Zirkulationswasser darf nicht mehr als 5 K abkühlen.
Nach den technischen Regelwerken (W551, DIN 1988-200, VDI/DVGW 6023) dürfen Zirkulationsleitungen nur für max. 8 (zusammenhängende) Stunden am Tag im abgesenkten Betrieb betrieben werden (und das auch nur bei einwandfreien hygienischen Verhältnissen [Trinkwasserverordnung]). Die Temperaturen 60/55 sind zwingend einzuhalten (nach DIN 1988-200 auch im EFH).
Inliner-Zirkulation
1 Etagenabgang Warmwasser
2 Warmwasser-Verteilleitung
3 Zirkulations-Sammelleitung
4 Anschlussstutzen
5 Innenliegende Zirkulationsleitung
6 Warmwasser-Steigleitung
7 Endverschlussstück
Quelle: Viega GmbH & Co. KG
Bei dem Inliner-Zirkulationssystem kann auf eine separate Zirkulationsleitung verzichtet werden. Dies ist besonders bei der Sanierung in größeren Wohngebäuden interessant.
Hierbei wird im letzten T-Stück des Warmwasser-Steigestranges ständig Wasser durch den Inliner zurück in den Trinkwassererwärmer geleitet und durch Warmwasser ersetzt wird. Dadurch ist gewährleistet, dass ausreichend warmes Wasser in hygienisch unbedenklichen Temperaturen an jedem Etagenabgang verfügbar ist.
Für die kurzen Etagenleitungen ist keine Zirkulation notwendig.
Gegenüber der herkömmlichen Zirkulation, fällt die Temperatur bei der Inliner-Zirkulation nicht kontinuierlich ab, da das Zirkulationswasser im warmen Trinkwasser zurückströmt. Die Temperatur des zurückströmenden Wassers ist somit höher als bei konventionellen Zirkualtionen, was wiederum energetische Vorteile hat.
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Quelle: Geberit Vertriebs GmbH

 
Zirkulations-Regulierventil
1 Temperatureinstellung - 2 Zirkulations-Reguliermodul - 3 Pressanschluss - 4 Ventilgehäuse aus Rotguss - 5 Aufnahme für Thermometer oder Temperaturfühler - 6 Desinfektions-Regulierventil
Quelle: Viega GmbH & Co. KG
Das Zirkulations-Regulierventil (ZRV) gewährleistet in Warmwasser-Zirkulationsleitungen eine konstante Temperatur. Der Volumenstrom wird in Abhängigkeit von der Temperatur der Zirkulations-Steigleitung durch das selbsttätiges Öffnen und Schließen reguliert. Außerdem wird die kontrollierte Thermische Desinfektion mit 70 °C bis 75 °C in allen Steigleitungen gesteuert.
Wenn die Temperatur über den eingestellten Wert steigt, schließt der Ventilkegel des Zirkulations-Reguliermoduls 2 und reduziert damit den Zirkulationsfluss. Sinkt die Temperatur wieder unter den eingestellten Wert, öffnet der Ventilkegel das Ventil und gibt den Durchfluss in der Zirkulationsleitung frei.
Das ZRV ist sowohl in parallel geführten als auch in innenliegenden Zirkulationsleitungen einsetzbar.
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Einpressdüse mit Ringleitung und Doppelwandscheibe
Quelle: Viega GmbH & Co. KG

 

Einpressdüse
In vielen Trinkwasserinstallationen, besonders in T-Stück-Installationen, gibt es Leitungsabschnitte, die nach hygienischen Gesichtspunkten nicht einwandfrei sind. Dazu gehören Zuleitungen zu Kaltwasser-Armaturen, wie z. B. Außenzapfstellen, Gerätehähne (Waschmaschine), Auslaufventile an Ausgussbecken und Waschbecken (im Keller, Gäste-WC), Heizungsfülleinrichtung und thermische Ablausicherung, die tagelang bzw. wochenlang kein Wasseraustausch haben und die sich aufgrund fehlender Dämmung erwärmen.
In dem stagnierenden Wasser kann zu einem vermehrten Bakterienwachstum kommen. Dieses Wasser kann ständig durch die immer vorhandenen Druckschwankungen in das restliche Leitungssystem eingeimpft werden.
Um eine regelmäßige Durchströmung zu gewährleisten kann in die Hauptverteilleitung zwischen den zwei T-Stücken eine Einpressdüse (22 bis 64 mm) aus Rotguss eingebaut werden, die dann einen Teil des Wassers zwingt, durch die Ringleitung zu fließen. Bei jeder Wasserentnahme hinter der Einpressdüse entsteht automatisch ein geringer Druckunterschied (Venturi-Prinzip), wodurch neues Wasser durch den Abzweig "gezogen" wird. Dieses System sollte entweder schon im Neubau eingeplant werden, wenn kein Reihen- oder Ringsystem vorgesehen ist oder nachträglich in Altbauten eingebaut werden. Wichtig ist eine bedarfsgerechte Dimensionierung der Haupverteilleitung.


Quelle: Gebr. Kemper GmbH + Co. KG
Venturi-Strömungsteiler
Eine besondere Art, eine hygienisch unbedenkliche Installation herzustellen, ist der KHS Venturi-Strömungsteiler. Das Wirkprinzip des Strömungsteilers beruht auf dem Prinzip der Venturi-Düsentechnik.
Der minimale Druckunterschied zwischen Zuleitung A und Rückleitung B bewirkt eine Zwangsdurchströmung der Zapfstelle bzw. der Etagenleitung. Der Antrieb erfolgt durch Wasserentnahme nach dem Venturi-Strömungsteiler. Der gesamte Wasserinhalt der Ringleitung wird so ausgetauscht. Dadurch wird eine Stagnation in den Kalt- und Warmwasserleitungen vermieden.
Bei einem kleinen Volumenstrom in der Verteilleitung / im Steigstrang bleibt die dynamische Venturi-Düse fast vollständig geschlossen und nahezu der gesamte zur Versorgung benötigte Volumenstrom wird durch den Ring geleitet.
Bei einem höheren Volumenstrom in der Verteilleitung / im Steigstrang öffnet   die dynamische Venturi-Düse bei Erreichen des Öffnungsdruckes – der größte Anteil des Volumenstromes fließt direkt durch den Strömungsteiler im Durchgang, wobei ein Teilvolumenstrom durch den bekannten Venturi-Effekt in den Ring umgeleitet wird. > mehr
 
 
Mischarmatur

Eine thermostatische Mischarmatur wird dann notwendig, wenn das erwärmte Trinkwasser eine hohe Speichertemperatur hat. Dies ist besonders der Fall, wenn der Speicher über eine thermische Solaranlage aufgeheizt wird. Aber auch in Mehrfamilienhäusern muss die Speichertemperatur aus hygienischen Gründen auf > 60 °C gehalten werden.
In diesen Fällen setzt sich immer mehr der Einsatz von Frischwasserstationen oder auch Wohnungsstationen durch, weil mit denen die Warmwassertemperatur auch niedriger betrieben werden kann bzw. zulässig ist.

Die Armatur kann zentral am Trinkwassererwärmer oder dezentral vor den Zapfstellen eingebaut werden. Eine dezentrale Anordnung wird immer dann notwendig, wenn in der Anlage Zapfstellen vorhanden sind, die eine höhere Warmwassertemperatur verlangen (z. B. Küchen).
Thermostatischer Wassermischer mit Verbrühschutz
Quelle: Honeywell GmbH

Der im Ausgangsstutzen zentral angeordnete hochempfindliche Thermostat steuert eine Regulierhülse, die in Abhängigkeit der Mischwassertemperatur den Zustrom von Kalt bzw. Warmwasser regelt. Der Steuerkolben besitzt auf der Kalt- und Warmwasserseite Weichdichtungen, die einen dichten Abschluss auf der Warmwasserseite bei Ausfall der Kaltwasserversorgung, unter Voraussetzung, dass die Warmwassertemperatur min. 10 K höher ist als die eingestellte Mischwassertemperatur und eine Unterbrechung der Kaltwasserzufuhr bei Ausfall der Warmwasserversorgung.
In der Zirkulationsleitung muss ein Rückflussverhinderer eingebaut werden, der verhindert, dass an den Zapfstellen Kaltwasser über die Zirkulationsleitung beigemischt wird.
Schnitt durch den thermostatischen Wassermischer
Quelle: Honeywell GmbH


Einbaubeispiele einer Mischarmatur
(Sie dürfen in Trinkwasseranlagen nur noch so eingesetzt werden, wenn 60 °C an den Zapfstellen gewährleistet werden. Systembedingte Unterschreitungen von 60 °C sind unzulässig. Ein Verbrühschutz muss an der Zapfarmatur stattfinden.)
Quelle: Honeywell GmbH


Schaltschema - Thermostatisches Mischventil
(Sie dürfen in Trinkwasseranlagen nur noch so eingesetzt werden, wenn 60 °C an den Zapfstellen gewährleistet werden. Systembedingte Unterschreitungen von 60 °C sind unzulässig. Ein Verbrühschutz muss an der Zapfarmatur stattfinden.)
Quelle: Taconova
Flussanordnungen
Quelle: ESBE GmbH
Je nach der Installation eignen sich verschiedene Flussanordnungen (symmetrisch / asymmetrisch), wodurch sich die Systemeffizienz verbessern kann.
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Verbrühschutz

Nach der DIN EN 806-2, DIN 1988-200 und dem DVGW-Arbeitsblatt W 551 müssen zentrale Trinkwassererwärmer – Speicher- oder Durchflusssysteme, bzw. kombinierte Systeme (Speicherladesysteme) – so geplant, gebaut und betrieben werden, dass am Austritt aus dem Trinkwassererwärmer die Warmwassertemperatur gleich oder größer 60 °C beträgt. Bei der Entnahme von Spitzenvolumenströmen ist mit einem Temperaturabfall im Speicher zu rechnen. Kurzzeitige Absenkungen der Speicheraustrittstemperatur im Minutenbereich sind daher tolerierbar. (siehe z. B. DIN 4708). Systembedingte Unterschreitungen von 60 °C sind unzulässig. Diese Vorgaben gelten grundsätzlich (wird aber in der Regel in Ein- und Zweifamilienhäusern nicht überprüft), aber die Anlagen in Häusern ab 3 Wohneinheiten und das, was in der Trinkwasserverordnung beschrieben wird, ist einzuhalten. Diese Anlagen sind melde- und prüfpflichtig. Hierbei geht es um die Hygiene in der Trinkwasserinstallation.

Zentrale Mischarmaturen in der Trinkwassererwärmungsanlage sind nicht mehr zulässig, weil an den Zapfstellen (Auslaufarmaturen) 60 °C anliegen müssen. Beim Wiedereintritt der Zirkulation in den Speicher darf die durch Wärmeverluste verursachte Temperaturdifferenz höchstens 5 K betragen. Zentrale Mischarmaturen können dann sinnvoll sein, wenn die TW-Erwärmung über eine thermische Solaranlage mit Temperaturen bis 90 °C betrieben wird. Hier kann dann die Leitungstemperatur auf 60 °C einreguliert werden.
In diesen Fällen setzt sich immer mehr der Einsatz von Frischwasserstationen oder auch Wohnungsstationen durch, weil mit denen die Warmwassertemperatur auch niedriger betrieben werden kann bzw. zulässig ist.
Aufgrund der geforderten hohen Temperatur an den Warmwasser-Zapfstellen muss der Schutz vor einer Verbrühung gewährleistet sein. Die DIN EN 806 Teil 2 fordert in öffentlichen Gebäuden allgemein eine Begrenzung der Auslauftemperatur auf 45 °C und für Gebäude mit besonderer Nutzung (Pflege- und Seniorenheimen, Kindergärten) werden 43 °C empfohlen. Für öffentliche WC- und Waschräume empfiehlt die VDI-Richtlinie 3818 eine  Warmwassertemperatur an der Entnahmestelle 40 °C. Der private Betreiber kann selber entscheiden, ob oder wie er einen Verbrühschutz an seinen Armaturen einsetzt.
Quelle: Ideal Standard GmbH

Ein Verbrühschutz kann in einer thermostatischen Mischarmatur durch das Begrenzen der Auslauftemperatur innerhalb der Armatur durchgeführt werden. Der Nachteil ist, dass bei dem Ausfall des Kaltwasserzuflusses, z. B. bei dem Zusetzen des Filters, heißes Wasser gezapft wird. Außerdem hat ein Teil der Armaturenoberfläche eine sehr hohe Temperatur.
Die innovative CLICK-Kartusche bietet eine besonders komfortable Temperaturkontrolle. Nur mit dem Hebel regulieren Sie Druck und Temperatur innerhalb der Komfortzone zwischen 34 °C und 42 °C. Dank des Schwenkbereichs von 120° ist hier spürbar mehr Spielraum und die Wassertemperatur ist leicht und stufenlos zu regulieren. Die neue variable Wasserspar-Funktion ermöglicht, den Wasserverbrauch individuell zu kontrollieren.
Eine andere Möglichkeit des Verbrühschutzes ist der Einsatz von thermostatischen Regelventilen (Thermostat-Kleinmischarmatur) unmittelbar an der Armatur.
Eckventil-Thermostat
Quelle: SCHELL GmbH & Co. KG
Das thermostatische Regelventil (Thermostat-Kleinmischarmatur) wird auf das Warmwassereckventil unter dem Sanitärobjekt montiert. Die Einstellung der maximalen Auslauftemperatur ist nur verdeckt mit Werkzeug unter der Schutzkappe möglich. In der Armatur befinden sich ein Dehnstoff-Thermostat nach EN 1111, Filtereinsätze und Rückflussverhinderer (RV).
Das Regelventil versorgt die Auslaufarmatur mit Warmwarmwasser, damit die gewünschte Gebrauchstemperatur manuell einreguliert werden kann. Aber auch eine Versorgung mit einer vorgemischten Temperatur ist möglich. In beiden Anwendungen ist ein Verbrühschutz gewährleistet.

Außerdem besteht die Möglichkeit der thermischen Desinfektion. Dazu hat die  Armatur einen Schnellspannhebel zur Überbrückung des Thermostatventils, um bei einer gewünschten thermischen Desinfektion des Auslaufventils die Temperatureinstellung nicht erneut durchgeführt werden muss. Die thermische Desinfektion muss nach dem Arbeitsblatt W551 mit 70 °C für > 3 Minuten durchgeführt werden.

CoolTouch©-Armatur
Grohtherm Micro
Quelle: GROHE Deutschland Vertriebs Gmbh
Besonders in Anlagen mit hohen Speichertemperaturen (thermische Solaranlagen) kann das erwärmte Trinkwasser sehr warm werden. Eine GROHE CoolTouch®-Armatur kann das Risiko einer Verbrühung an den heißen Chrom-Oberflächen verhindert werden.

Dies wird durch die innenliegende Wasserführung erreicht, die eine Barriere zwischen dem heißen Wasser innen und der Oberflächen außen bildet. Der Messing-Körper der Armatur wird deshalb nicht durch heißes Wasser auf eine unangenehme Temperatur aufgeheizt. Besonders wertvoll ist diese Einrichtung für Kinder, die oftmals noch nicht richtig einschätzen können, was sie gefahrlos berühren können, und was nicht.

GROHE CoolTouch®-Armatur

Der Grohtherm Micro ist ein thermischer Verbrühschutz bzw. ein Untertischthermostat bei dem die Temperatureinstellung von 15 °C bis 43 °C (± 2° C) eingestellt wird. Eine thermische Desinfektion ist ohne erneute Temperatureinstellung möglich.
 
 
Wärmezähler / Wärmemengenzähler (WMZ - Speicherzähler)
Seit dem 1. Januar 2009 muss bei Neuanlagen der Energieverbrauch für die zentrale Warmwasserbereitung mit einem geeichten Wärmemengenzähler gemessen werden.
Ab dem 1. Januar 2014 muss der Energieeinsatz für die Warmwasserbereitung mit einem Wärmezähler erfasst werden (§ 9, Absatz 2 - HKVO).
Dies betrifft alle sog. verbundenen Heizungsanlagen, hierbei handelt es sich um Heizungssysteme bei denen der Heizkessel mit dem Trinkwassererwärmer verbunden ist, z.B. zentrale Warmwasser-Speicher und dezentrale Frischwasserstationen. Eine Nachrüstpflicht besteht überall dort, wo mit zwei und mehr Einheiten Heiz- und Warmwasserkosten abgerechnet werden. Eine Ausnahme besteht nur bei Gebäuden mit zwei Wohneinheiten von denen eine Wohnung vom Eigentümer selbst bewohnt wird.
– Nur wenn der Gebäudeeigentümer hier einen "unzumutbar hohen Aufwand" nachweisen kann, kann der Warmwasserkostenanteil auch mit einem Wasserzähler und einer neuen Formel berechnet werden. Hierbei ist unklar, was ein unzumutbar hoher Aufwand ist
– Die bisherige Regelung (pauschal 18 %) entfällt mit Inkrafttreten der Novelle. Liegenschaften ohne WMZ-Speicherzähler müssen die Warmwasserkosten, mit Inkrafttreten der neuen HKVO bis zum 31.12.2013, mit einer neuen Formel berechnet werden.
Der Bestandsschutz für Warmwasserkostenverteiler (WKV) und nicht normgerechte HKV-V entfällt. Diese und andere, nicht mehr den anerkannten Regeln der Technik entsprechende, Mess- und Verteilgeräte (wie z.B. vor dem 01.07.1981 montierte Heizkostenverteiler) müssen bis spätestens 31.12.2013 ausgetauscht werden (§ 5, Absatz 1 u. § 12, Absatz 2 - HKVO)
Duch diese Regelung ist die Erfassung der Warmwasserkosten nach der bisher üblichen Praxis inform einer rechnerisch ermittelten Wärmemenge bei der Warmwasserbereitung ist ab dem Januar 2014 nicht mehr zulässig. Die entfallende Wärmemenge bei der zentralen Warmwasserversorgung ist mit einem Wärmezähler zu messen (§9 Absatz 2).
Der Gesetzgeber erlaubt eine rechnerische Ermittlung des Energieanteils an der Warmwasserbereitung nur noch, wenn die Erfassung der Wärmemenge mit einem unzumutbar hohen Aufwand verbunden ist, Die dafür anzuwendenden Formeln wurden geändert, z. B. wird der pauschale, prozentuale Warmwasseranteil durch einen flächenbezogenen Faktor ersetzt, weil durch den verbesserten Dämmstandard des Gebäudes der Anteil des Energieverbrauchs zur Warmwasserbereitung am Gesamtenergieverbrauch steigt. Auch die Heizwerttabelle der Brennstoffarten wurden mit den Holzpellets und Holzhackschnitzel, erweitert.
Nur die Eigentümer von Passivhäusern (aus dem Enerieausweis ersichtlich) werden durch eine Ausnahmeregelung belohnt (§11 Absatz 1–1a). Hierbei handelt es sich um Gebäude, die einen Heizwärmebedarf von weniger als 15 kWh/m2a und ausweisen. In diesem Fall sind die §§ 3 bis 7, soweit sie sich auf die Versorgung mit Wärme beziehen, nicht anzuwenden. Eine verbrauchsabhängige Abrechnung von Kalt- und Warmwasser in Passivhäusern ist trotzdem sinnvoll, weil dadurch ein Spareffekt zu beobachten ist.
Zur Zeit sieht die Heizkostenverordnung keine Erfassung der solaren Trinkwassererwärmung vor, weil die Kosten für Heizung und Warmwasser unterschiedlich weiterverteilt werden, wird bei jeder Heizkostenabrechnung der Energieanteil zur Warmwasserbereitung ermittelt. Außerdem unterstützen in unseren Breitengraden die Solaranlagen die Warmwasserbereitung meistens nur im Sommer. Deshalb dürfen die anfallenden Strom- und Wartungskosten auch nur diesem Kostenbereich zugerechnet werden. Für die solare TWE gibt es keine Berechnungsgrundlagen.

Eine Aufteilung der Kosten in Mehrfamilienhäuser mit solarunterstützen Heizungsanlagen und TWE muss also vertraglich festgelegt werden. Hier wird anhand der Kollektorfläche und der Kollektorleistung berechnet, wie viel Energie die Sonnenkollektoren zur Warmwassererwärmung beigetragen haben. Die so berechnete Solarwärme wird von der Gesamtenergie zur Warmwasserbereitung abgezogen werden kann. Der Einbau eines Wärmezählers zeigt genau, wie viel Energie die Solaranlage im Abrechnungszeitraum produziert und somit eingespart hat.

Die VDI-Richtlinie 6002 Blatt 1 - Solare Trinkwassererwärmung - "Allgemeine Grundlagen, Systemtechnik und Anwendung im Wohnungsbau" ist immer noch in Arbeit. Nur die VDI 6002 Blatt 2 - Solare Trinkwassererwärmung - "Anwendungen in Studentenwohnheimen, Seniorenheimen, Krankenhäusern, Hallenbädern und auf Campingplätzen" wird schon angewendet.
Bauteile eines Wärmezählers
Einbau eines WMZ/Speicherzähler 6
Quelle: Allmess GmbH

Zu den neuesten Varianten gehört der Kompaktwärmezähler, der das bewährte Messkapselsystem und die innovative Ultraschalltechnologie vereint. Er besteht aus einer Ultraschallmesskapsel (1), in der sich keine beweglichen Teile befinden. Der Zähler ist somit verschleißfrei im Einsatz. Das abnehmbare Rechenwerk (2) kann mittels Halterung bequem an der Wand befestigt werden, was jederzeit eine gute Ablesbarkeit des Displays (3) ermöglicht. Fest angeschlossene Temperaturfühler mit Wendelkabel (5) können sowohl direktmessend (bei Neuanlagen) als auch in Tauchhülsen im Bestand eingebaut werden. Das neue Allmess EAT für Direktmessung (4) komplettiert die neue Generation der Wärmezähler. der die Einbindung in Fernauslesesysteme wie M-Bus, Funk oder in alle auf Impulsen beruhenden Systeme ermöglicht.

Splitwärmezähler-System-Megakontroll-CF5
Quelle: Allmess GmbH

 
Die im Eichgesetz festgelegte Eichgültigkeitsdauer für Warmwasser- und Wärmezähler beträgt fünf Jahre, für Kaltwasserzähler sechs Jahre. Spätestens dann sind die Zähler (z. B. Allmess-Kapsel-Prinzip) auszutauschen. Nach dem Eichgesetz besteht die Eichpflicht für Wasser- und Wärmezähler, wenn sie im geschäftlichen Verkehr (zu Abrechnungszwecken) verwendet oder so bereitgehalten werden, dass sie ohne Vorbereitung in Gebrauch genommen werden können. Im Eichgesetz ist weiterhin festgelegt, dass die fahrlässige Verwendung oder Bereithaltung von ungeeichten/unbeglaubigten Messgeräten als Ordnungswidrigkeit mit einer Geldbuße geahndet werden kann.
Wärme- und Kältezähler - Techem Energy Services GmbH
Wärme- und Kältezähler - ista Deutschland GmbH
 
 
 
 
Trinkwasser-Sicherheitsventil
Vor jedem geschlossenen Trinkwassererwärmer (TWE/Speicher) ist ein Membran-Sicherheitsventil entsprechend DIN 1988 und 4753, Teil 1 und TRD 721 einzubauen. Diese Armatur öffnet selbsttätig bei dem Überschreitung eines festgelegten Betriebsüberdruckes (6, 8, 10 bar) und nach einer Druckabsenkung schließt es wieder selbsttätig.
Sicherheitsventil-Nennweiten
Quelle: SYR - Hans Sasserath & Co. KG
Jeder geschlossene Trinkwassererwärmer muss mit mindestens einem Sicherheitsventil ausgerüstee werden  (Ausnahme:  Durchflußerwärmer mit einem Nennvolumen  < 3 l). Bis 5000 l Nennvolumen dürfen nur federbelastete Membransicherheitsventile verwendet werden. Die Nennweite der Sicherheitsventile richtet sich nach dem Nennvolumen des Speichers.
Für den Einsatz von Sicherheitsventilen in geschlossenen Trinkwassererwärmungsanlagen gelten folgende Vorgaben:
  •  die Sicherheitsventile müssen in die Kaltwasserleitung eingebaut werden
  •  zwischen Sicherheitsventil und Wassererwärmer dürfen keine Absperrarmaturen, Verengungen oder Schmutzfänger liegen
  •  es muss gut zugänglich sein
  •  es muss in der Nähe des TWE's angeordnet sein
  •  die Zuleitung zum Sicherheitsventil muß mind. die Nennweite des Ventils haben
  •   Abblaseleitung vorsehen
  •   die Mündung der Abblaseleitung muß sichtbar und mit einem Abstand von 20 – 40 mm über einen Entwässerungsgegenstand oder einem Einlauftrichter innerhalb des Gebäudes angeordnet sein
  •  Korrosionsschutz und Einfriergefahr bei der Abblaseleitung beachten
  •  Sicherheitsventil möglichst oberhalb des TWE's anbringen, damit beim Austausch nicht der Speicher entleert werden muss (aber keine Stagnationsleitung)
  •   in der Nähe der Abblaseleitung bzw.am Sicherheitsventil ist ein Schild anzubringen mit folgender Aufschrift:
Während der Beheizung kann aus Sicherheitsgründen Wasser aus der Abblaseleitung austreten!
Nicht verschließen!
Kaltwasseranschluss
.
Ungünstige Anordnung des Sicherheitsventls, weil zur Wartung der Speicherentleert werden muss
Falsche Anordnung des Sicherheitsventls, weil in der Leitung Stagnationswasser entsteht
Der Kaltwasseranschluss an einem druckfesten Trinkwassererwärmer (Speicher) sollte immer über der höchsten Stelle des Speichers angeordnet sein, damit bei der Wartung des Sicherheitsventils der Inhalt nicht entleert werden muss. Der Grund, dass das Sicherheitsventil nicht regelmäßig gewartet wird, liegt meistens in der falschen Anordnung und einem fehlenden Ablauftrichter, über dem das Wasser in das Abwassersystem geleitet wird.
Ein Wasseranschluss nach DIN 1988 hat folgende Bauteile:
  •  2 Absperrventile
  •  Rückflußverhinderer
  •  baumustergeprüftes Membran-Sicherheitsventil mit Ausblaseleitung in einen Trichter (offener Auslauf)
  •  Manometeranschluss
  •  Prüfventil
  •  Druckminderventil (> 6 bar Wasserdruck - eine Anordnung am Hauswasseranschluss ist sinnvoller)
In kleineren Anlagen werden die vorgeschriebenen Bauteile in einer Sicherheitsgruppe zusammengefasst.
Quelle: Honeywell GmbH
Die Sicherheitsgruppe dient zur Absicherung von druckfesten Trinkwassererwärmern nach DIN 4753 Teil 1, DIN 1988 und DIN EN 1488. Es handelt sich um Kompaktarmaturen, bei denen alle zur Absicherung geforderten Armaturen wie Rückflussverhinderer, Absperrventile, Prüfstutzen und Membransicherheitsventil zusammengefasst sind. Das Sicherheitsventil schützt den nachgeschalteten Wassererwärmer durch selbsttätiges Öffnen und Schließen. Der Rückflussverhinderer verhindert das Rückdrücken, Rückfließen und Rücksaugen von verunreinigtem Wasser.

Funktion der Sicherheitsgruppe
Zuerst wird der Rückflussverhinderer durchströmt. Dabei wird bei Durchfluss ein Ventilkegel gegen eine Federkraft in Offenstellung gedrückt. Das nachgeschaltete Sicherheitsventil ist ein direkt wirkendes Sicherheitsventil. Das heißt, einer Öffnungskraft wirkt eine mechanische Kraft (Feder) entgegen. Die Absperrventile dienen dazu, den Rückflussverhinderer zu prüfen bzw. zu warten.
Kaltwasseranschluss FriWa und DLE (Auszug aus einer Installationsanweisung)
In der Kaltwasserzuleitung zur Frischwasserstation (FriWa) und zum Durchlaufwassererwärmer (DLE) ist gemäß DIN 4753 Teil 1 - Wassererwärmer und Wassererwärmungsanlagen für Trink- und Betriebswasser - der Einbau eines Sicherheitsventils erforderlich. Bis zu einer maximalen Heizleistung von 75 kW muss es DN 15 haben. Auf das Sicherheitsventil kann nur dann verzichtet werden, wenn ein bauteilgeprüfter Strömungswächter die Wassertemperatur auf 95 °C begrenzt. Das Ventil muss für einen Abblasedruck ausgelegt sein, der dem zulässigen Betriebsüberdruck entspricht. Bei 10 bar und höherem Wasserleitungsdruck hinter dem Wasserzähler ist ein Druckminderer einzubauen.
Wenn die Frischwasserstation ohne Wasserabnahme aufgeheizt wird, tropft, je nach vorhandenem Wasserdruck, Wasser aus dem Sicherheitsventil. Dieses Wasser muss über einen Siphontrichter auffangen und abgeleitet werden.  Zwischen Sicherheitsventil und Frischwasserstation darf keine Absperrung vorhanden sein. Das Sicherheitsventil ist gemäß DIN 4753 regelmäßig 1 - 2 mal im Monat durch Anlüften auf Funktion zu prüfen. Die Ausblasöffnung darf nie geschlossen oder eingeengt sein. In die Kaltwasserleitung ist nach dem Stand der Technik ein entsprechender Wasserfilter zu installieren und in Betrieb zu nehmen. Dieser kann zentral am Hauswasseranschluss oder vor dem Wärmetauscher eingebaut werden.
Bei Kalt- und Warmwasseranschlüssen sollten Spülanschlüsse vorgesehen werden.
Durchflusswassererwärmer (FriWa, DLE) mit einem Nennvolumen unter 3 Liter bilden die Ausnahme der Regel.
(Komischerweise zeigen die Schaltschemen keine Sicherheitsventile in den Kaltwasseranschlüssen und auch der Hinweis auf die Ausnahmeregelung fehlt)
 
 
Boiler
Quelle: Heatspan Inc.
Die Erwärmung des Trinkwassers mit Gas begann 1894 mit den Patenten von Hugo Junkers (Patentschrift zum "Flüssigkeitserhitzer" und wies als Erster auf die Nutzung der Abgaswärme mittels Kondensation hin. Das Junkers-Kalorimeter erweist sich als die Grundlage des Junkers-Gasbadeofens) und .Johann Vaillant bekommt die Annahme des Patentes für den "Gas-Badeofen - geschlossenes System".
Ein Boiler ist ein ungedämmter Trinkwassererwärmer, der eine festgelgte Wassermenge für eine Zapfstelle auf eine sehr hohe Temperatur (90 bis 100 °C) erwärmt. Auf Grund der hohen Temperatur wird dieser TWE Boiler (boil > kochen, sieden) genannt.
Ein Boiler wird normalerweise in offener Ausführung ausgeführt, das bedeutet, dass das Ausdehnungswasser bei der Beheizung abtropft.
Der Boiler hat die Vorteile, dass nur die Wassermenge erwärmt wird, die auch wirklich ver/gebraucht wird und das Badezimmer zum Zeitpunkt der Nutzung (Baden bzw. Duschen) eine höhere angenehme Raumtemperatur hat.

Nachteilig ist, dass der Boiler rechtzeitig vor der Nutzung beheizt werden muss. Auch der Kalkausfall auf Grund der hohen Temperatur ist nachteilig.
Typische Boiler sind der Badeofen und nichtgedämmte Behälter. Beide können mit Öl, Gas, festen Brennstoffen und elektrisch beheizt werden. > mehr
 
 
Badeöfen
  
Quelle: MH-Anlagentechnik GmbH
Quelle: Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG
Quelle: Kaldewei
 
 

Dezentrale Trinkwassererwärmung

Die dezentrale Trinkwassererwärmung findet in der Nähe von der Zapfstelle(n) statt. Das kalte Trinkwasser im Durchflussprinzip in einem Elektro-Durchlauferwärmer (Durchlauferhitzer [DLE]), Gas-Durchlauferhitzer Gas-Durchlaufwasserheizer) oder Wohnungsstationen (Plattenwärmetauscher) auf die gewünschte Warmwassertemperatur erwärmt. Der Verbrauch lässt sich einfach und exakt über integrierte Wärme- und Wasserzähler erfassen. Die Anlagen mit dezentraler Trinkwassererwärmung sind von der Legionellen-Untersuchungspflicht befreit (3-Liter-Regel). Die dezentrale Trinkwassererwärmung wird von Installateuren und TGA-Fachplanern als unbedenklich bezüglich des Legionellenwachstums in Trinkwasseranlagen angesehen. Diese Ansicht ist aber unter Experten schon immer umstritten.
Es kommt immer wieder zum Legionellenvorkommen in dezentralen Trinkwassererwärmern und den Leitungen incl. Armaturen. Daraus ergibt sich die Frage, ob diese Installationsart auch weiterhin als sicher angesehen werden kann. Aber solche Fälle werden nur selten bekannt. Dabei liegt es jedoch weniger an der hygienischen Sicherheit von Durchlauferhitzern oder Wohnungsstationen. Der Grund ist vielmehr die fehlende Datenbasis, da solche Trinkwasserinstallationen üblicherweise nicht beprobt werden.
So meint z. B. das Umweltbundesamt (UBA), dass es nicht mehr zulässig ist, auf die bisher gängige Praxis bei dezentraler Trinkwassererwärmung auf eine regelmäßige Legionellenuntersuchung zu verzichten. Der Hintergrund ist eine UBA-Mitteilung:
"Bislang werden dezentrale Trinkwassererwärmer als sicher im Hinblick auf eine Legionellenkontamination angesehen. Neuere Erkenntnisse zeigen jedoch, dass es auch in dezentralen Trinkwassererwärmern und in den dahinterliegenden Leitungen zu einer Legionellenvermehrung kommen kann. Bei der Abklärung von Legionelleninfektionen sind auch dezentrale Trinkwassererwärmer in die Ursachensuche einzubeziehen."
Die Grundlage für diese UBA-Mitteilung ist die Anhörung der Trinkwasserkommission (Fachkommission des Bundesministeriums für Gesundheit):
"Eine Untersuchung in einer Appartementanlage mit 84 Wohneinheiten, durchgeführt vom Medizinaluntersuchungsamt und Hygiene am Universitätsklinikum Kiel, bestätigt zum Beispiel die Notwendigkeit der zitierten UBA-Position: In der Appartementanlage versorgen in jeder Wohneinheit Durchlauferhitzer die Bewohner mit PWH. Die 3-l-Regel zur Bemessung des längsten zulässigen Leitungswegs vom Trinkwassererwärmer bis zur Entnahmestelle gemäß DIN 1988-200 und DVGW-Arbeitsblatt W 551 wurde eingehalten. Demnach wäre keine Beprobung notwendig. Als jedoch in allen Wohnungen Proben aus dem Kalt- und Warmwasser entnommen und unter anderem auf KBE20, KBE36 und Legionellen gezogen wurden, war das Ergebnis alarmierend. Die Untersuchungen auf Legionellen ergaben in 54 % der Wohnungen Konzentrationen oberhalb des technischen Maßnahmenwertes, in 12 % der Wohnungen sogar oberhalb des Gefahrenwertes von 10 000 KBE/100 ml. Selbst bei Temperatureinstellungen am Durchlauferhitzer von über 50 °C wurden teilweise hohe Belastungen mit Legionellen festgestellt."
In den untersuchten Wohneiheiten wurden aber nicht die immer einzuhaltenden Grundprinzipien der Trinkwasserhygiene für sämtliche Installationsarten von Trinkwasseranlagen (also auch bei der zentralen und dezentralen Erwärmung) eingehalten (Die Rohrverlegung bzw. Dämmung wurde nicht angegeben und viele Wohnungen hatten keinen regelmäßigen Wasseraustausch):

  • Einhaltung der Temperaturgrenzen im Trinkwasser kalt (PWC) < 25 °C (hygienisch empfohlen < 20 °C) und Trinkwasser warm (PWH) > 55 °C
  • regelmäßiger Wasseraustausch an jeder Entnahmestelle der Trinkwasserinstallation unter Beachtung der bei der Anlagenplanung zugrunde gelegten Betriebsbedingungen (Entnahmemengen, Volumenströme und Gleichzeitigkeiten)
  • Einsatz geeigneter Werkstoffe und Materialien
Biologische Prozesse in Trinkwassersystemen
Die Legionellen sind die Grundlage für die Biofilmbildung. Bakterien sind durchaus in der Lage, in Trinkwasserstemen zu existieren, denn in jedem Wasser (Flüssigkeit) ist Leben. Alles Biologische in einer Anlage wird als Bakterium bezeichnet, auch wenn es Pilze oder Algen sein können.
Bakterien benötigen eine Energiequelle. Das kann Wärme oder (was von ihnen bevorzugt wird) eine bestimmte chemische Reaktion sein. Sie nisten sich in Unebenheiten oder Poren ein, um dort Kolonien zu bilden. Sie bevorzugen vor allem ölige Oberflächen, Kunststoffe und Härtebeläge. Bakterien benötigen eine gewisse Konstanz der Lebensbedingungen, vor allem zu Beginn der Ansiedlung. > mehr

Neues zur dezentralen Trinkwassererwärmung
Beprobungspflicht bei dezentraler Trinkwassererwärmung
Beprobungspflicht bei dezentraler Trinkwassererwärmung - "Zu Unrecht negativ belastet"
 
 
Durchlauferwärmer / Durchlauferhitzer (DLE)
Elektrische Durchlauferwärmer (Durchlauferhitzer) eignen sich je nach der elektrischen Leistungsaufnahme (18, 21, 24 und 27 kW) für eine oder mehrere Auslaufarmaturen.
Klein-Durchlauferhitzer - MCX SMARTRONIC®
Quelle: Clage GmbH

Die Klein(Mini)-Durchlauferwärmer MCX (Steckergerät 3,5 kW; Festanschlussgeräte 4,4 und 5,7 kW bzw. 7,5 kW) sind nur für eine Auslaufarmatur und bis 45 °C geeignet. Diese Geräte sind für Druck- oder Niederdruckarmaturen geignet. Sie können das Wasser in bis zu 25 K erwärmen, wobei die Zapfmengen 2,0 l/min bis 3,3 l/min betragen. Bei diesem Gerät können drei Wunschtemperaturen (35 °C, 38 °C oder 45 °C) ausgewählt und daurch muss kein Wasser an der Armatur zumischt werden. Der elektronisch geregelte Durchlauferhitzer (Untertischgerät) mit Blankdraht-Heizsystem IES® mit auswechselbarer Heizkartusche ist zur Versorgung eines Waschbeckens geeignet.
Die Geräte sind solartauglich. Sie sind für eine Nacherwärmung geeignet (Zulauftemperatur = 70 °C). Außerden kann auch per Tablet oder Smartphone (ab iOS 9* und Android-OS 4.4) gesteuert werden (hierfür ist ein FXE Funkadapter, ein CLAGEHome Server und die App »Smart Control« erforderlich.

Elektrische Durchlauferwärmer mit hydraulischer Steuerung gehören zu den einfachen DEL's. Die Erwärmung des durchfließenden Wasser kann bis zu drei Heizleistungsstufen erfolgen. Da zum Einschalten eine Mindestdurchflussmenge erforderlich ist, können kleinere Wassermengen nicht erwärmt werden und das Zumischen von kaltem Wasser ist nur in Grenzen sinnvoll. Wenn zu wenig warmes Wasser  gezapft wird, schaltet der Durchlaufererwärmer vollständig ab.
Quelle: Clage GmbH

Der vollelektronisch geregelte Durchlauferhitzer (DSX) mit Echtglas-Touchdisplay und Bluetooth-Fernbedienung ermöglicht eine komfortable und sparsame Warmwasserversorgung einer oder mehrerer Entnahmestellen. Durch die TWIN TEMPERATURE Control TTC® und der dynamischen Durchflussmengenregelung SERVO­TRONIC® ist die Temperatur zwischen 20 °C und 60 °C immer gradgenau. Im Komfortbereich zwischen 35 °C und 43 °C kann die Temperatur in 0,5-Grad-Schritten eingestellt werden. Die Funktion zur thermischen Behandlung mit 70 °C sorgt für eine hygienische Trinkwasserinstallation.
Mit dem Multiple Power System MPS® wird die maximale Leistungsaufnahme (18, 21, 24 oder 27 kW) bei der Installation festgelegt. Das Blankdraht-Heizsystem IES® sorgt für eine längere Lebensdauer durch weniger Verkalkung und ist effizient und wartungsfreundlich.
Ein elektronisches Sicherheitssystem mit Luftblasenerkennung, Temperatur- und Druckabschaltung sowie Wasserstoppfunktion sorgt für Sicherheit im Haus. Eine Besonderheit ist die automatische Wannenfüllfunktion mit einstellbarer Menge (in Litern) und mit separater Timer-Funktion.
Die FX 3 Funkfernbedienung ermöglicht die bequeme Temperatureinstellung des Durchlauferhitzers über eine Entfernung von ca. 10 Metern im Gebäude. Eine sichere Bluetooth® Funkübertragung ermöglicht eine stufenlose Temperaturwahl über zwei Tasten, zwei Festwerttasten und eine LCD-Anzeige.
Eine integrierte WLAN- und Bluetooth-Funktion ermöglicht eine Verbindung mit modernen Sprachsteuerungssystemen (z. B. Alexa) sowie Smartphone und Tablet.

Alles über Durchlauferhitzer - CLAGE GmbH
Durchlauferhitzer DSX - Clage GmbH
Warmwasser-Guide für den Hausbau - Clage GmbH
Dezentrale Warmwasserversorgung im Energie-Nachweis nach GEG und BEG-Förderung - Clage GmbH
Diese Geräte haben nicht nur einen höheren Komfort, sondern auch einen besseren Wirkungsgrad, der sich gegenüber hydraulischen Durchlauferhitzern in einer Energieeinsparung bis 20 % niederschlägt.  Außerdem können auch kleine Wassermengen auf die Wunschtemperatur erwärmt werden, wobei die Erwärmung stufenlos erfolgt.
Das Wasser wird direkt bei dem Umspülen der Heizdrähte (Blankdrahtheizelement) oder indirekt von Rohrheizkörper erwärmt. Diese Heizdrähte haben den Vorteil einer wesentlich kürzeren Reaktions- und somit eine kürzere Aufheizzeit, was einen besseren Wirkungsgrad ergibt. Eine Überhitzung der Heizdrähte durch Lufteinschlüsse und Dampfblasenführen können sich nachteilig auswirken.
Elektrische Warmwasserbereitung - Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG
 
 
Gas-Warmwasserthermen
Wenn ein Gasanschluss vorhanden ist, dann ist ein Gas-Warmwasserthermen (Gas-Durchlauferhitzer / Gas-Durchlaufwasserheizer) eine kostengünstige Alternative zur Warmwasserbereitung mit Strom. In vielen Bestandbauten (Altbauten) und hier besonders in den Wohnhäusern gibt es noch Etagenheizungen, die in jeder Wohnung eine Heiztherme haben. Hier bietet sich aus wirtschaftlichen Gründen und Platzgründen eine dezentrale Wassererwärmung an. Gas-Durchlauferhitzer sind in der Lage, auch größere Entnahmestellen (Badewanne, Dusche) zu versorgen. Die neue Gerätegeneration kann durch eine Leistungsvorwahl für einen konstanten Warmwasserdurchfluss sorgen. Bei einer Modernisierung bzw. Sanierung von Altbauwohnungen können die neuen Geräte bei einem Austausch an ein Luft-Abgas-System angeschlossen werden, damit ist die Luftdichtheit der Wohnungen gewähleistet.
Diese Gasgeräte gibt es in den verschiedensten Ausführungen. So unterscheidet man raumluftabhängige und raumluftunbabhängige Geräte ohne oder mit Ventilator, die an einen Schornstein angeschlossen werden können oder direkt nach Außen durch das (Flach-)Dach oder die Außenwand geführt werden.
Anordnungsmöglichkeiten von Gas-Durchlauferhitzer
1 Abgasführung über Außenwand (A) - 2 Abgasführung über Schrägdach (AM)
- 3 Abgasführung über Dachgaube (AM) - 4 Abgasführung über Flachdach (AM)
- 5 Waagrechte Abgasführung (AM) - 6 Kamin (K)
Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH Junkers Deutschland
Kamingeräte (K) Verfügt die Wohnung oder das Haus über einen Schornsteinanschluss, können Kamingeräte eingesetzt werden. Diese Geräte entnehmen die zur Verbrennung notwendige Luft dem Aufstellraum (raumluftabhängiger Betrieb). Die Abgase werden durch den Schornstein über das Dach abgeführt. Kamingeräte sind mit einer Strömungssicherung und einer Abgasüberwachung ausgestattet.
Außenwandgeräte (A) Steht kein Schornstein zur Verfügung bzw. ist dieser zu weit vom Montageort entfernt, werden Außenwandgeräte gewählt. In diesem Fall erfolgt die Gerätemontage an einer Außenwand. Hierzu wird ein Mauerkasten montiert, durch den sowohl die Verbrennungsluft angesaugt als auch die Abgase nach außen ins Freie geleitet werden (raumluftunabhängiger Betrieb).
Gebläsegeräte (AM) Bei Gebläsegeräten kann die Abgasführung sowohl über die Außenwand, das Dach oder den Luft-Abgas-Schornstein (LAS) erfolgen.
W-Gerät mit thermoelektrischer Zündsicherung
Gerät mit Zündung durch einen hydrodynamischen Generator
Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH Junkers Deutschland
Die alten bzw. einfachen Geräte mit einer Zündflamme gehören eigentlich der Vergangenheit an. Neben der Piezozündung mit einer thermoelektrischen Zündsicherung setzen sich immer mehr Geräte mit neuen Zündtechniken (elektronische Zündung mit Batterieanschluss und Zündung durch einen Generator) durch.
Bei beiden Zündsystemen ist ein Netzanschluss nicht notwendig. Zum Betrieb ist entweder eine Batterie oder ein Generator im Kaltwasseranschluss erforderlich. Bei der hydrodynamischen Zündung wird duch die Wasserkraft nach dem Öffnen der Warmwasserzapfstelle der Wasserstrom beschleunigt und die im Generator vorhandene Turbine  zündet das Direct-Startsystem.
Die einfachen Geräte mit einer Zündflamme, die durch einen Piezo-Zünder gezündet und über eine thermoelektrische Zündsicherung abgesichert wird, sind für die dezentrale Versorgung einzelner Zapfstellen (Küchenspüle, Handwaschbecken) gedacht. Sie werden in den Leistungsstufen 8 kW, 7-17 kW bzw. 7-21 kW (5-10-13-14 l/min.) und können als Außenwandgerät (mit automatischer Leistungssteuerung ausgestattet) oder für den Kaminanschluss (mit Strömungssicherung inklusive Abgasüberwachung) eingesetzt.
Warmwasserbereitung mit Gas - Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG
Arbeiten an Gasgeräten sind nur von zugelassenen Fachbetrieben zulässig!
Die Errichtung einer Trinkwasserinstallation und wesentliche Änderung an diesen dürfen nur von Installationsbetrieben durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines WVU eingetragen sind.
Die Erwärmung des Trinkwassers mit Gas begann 1894 mit den Patenten von Hugo Junkers (Patentschrift zum "Flüssigkeitserhitzer" und wies als Erster auf die Nutzung der Abgaswärme mittels Kondensation hin. Das Junkers-Kalorimeter erweist sich als die Grundlage des Junkers-Gasbadeofens) und .Johann Vaillant bekommt die Annahme des Patentes für den "Gas-Badeofen - geschlossenes System". Der Stand-Gasbadeofen wird 1905 auch als Wandausführung geliefert und unter dem geschüzten Namen "Geyser" in allen Erdteilen bekannt. 1908 werden von Vaillant die ersten Geräte unter der Wortmarke "Auto-Geyser" hergestellt. 1961 führt Vaillant die "Gas-Umlaufwasserheizer" ein.
 
 
Frischwasserstation
Quelle: Wagner & Co Solartechnik GmbH
Eine Frischwasserstation (FriWa/FWS, auch Frischwarmwasserstation) wird zur Erwärmung von Trinkwasser eingesetzt. Sie besteht aus einem Plattenwärmetauscher (oder Rohrwärmetauscher), einer Regelung und einer Entladepumpe. Neuerdings werden auch Pufferspeicher mit innenliegendem Rohrwärmetauscher (z.B. Wärmetauscher aus Kupferrippenrohr oder Edelstahlrohr) als Frischwasserstation bezeichnet. Diese werden häufig auch Hygienespeicher genannt, was den Begriff aber nicht exakt trifft.
Eine Frischwasserstation ist der Wärmeerzeuger für eine zentrale Trinkwassererwärmung und kommt immer dann zum Einsatz,
  •  wenn kein Platz für einen Speicher vorhanden ist
  •  wenn eine Speichertemperatur zu niedrig ist, z. B. bei dem Einsatz einer Wärmepumpe
  •  wenn eine Speichertemperatur zu hoch ist, z. B. in Anlagen mit thermischer Solaranlage
  •  wenn erwärmtes Trinkwasser nicht gespeichert werden soll, z. B. wegen Kalkausfall und/oder Legionellengefahr
 
 

Wohnungsstation
In Mehrfamilienhäusern gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten die einzelnen Wohnungen mit Heizwärme- und Warmwasser zu versorgen. Bei den konventionellen Systemen werden die Wohnungen durch getrennte Heizungs- und Warmwasserleitungen von einem zentralem Kessel und einem Trinkwassererwärmer (Speicher) direkt versorgt. Bei dem Einsatz von Wohnungsstation gibt es eine zentrale Wärmeerzeugung (Kessel, Solaranlage, Wärmepumpe, BHKW - Pufferspeicher) und einer Verteilungsleitung für die Heizungswärme und eine für Kaltwasser. Das Warmwasser wird in den Wohnungen mit einer dezentraler Trinkwassererwärmung (Frischwasserstation [Plattenwärmetauscher]) in der Wohnungsstationen bereitet. > mehr
 
 
Kaltwasseranschluss FriWa und DLE (Auszug aus einer Installationsanweisung)
In der Kaltwasserzuleitung zur Frischwasserstation (FriWa) und zum Durchlaufwassererwärmer (DLE) ist gemäß DIN 4753 Teil 1 - Wassererwärmer und Wassererwärmungsanlagen für Trink- und Betriebswasser - der Einbau eines Sicherheitsventils erforderlich. Bis zu einer maximalen Heizleistung von 75 kW muss es DN 15 haben. Auf das Sicherheitsventil kann nur dann verzichtet werden, wenn ein bauteilgeprüfter Strömungswächter die Wassertemperatur auf 95 °C begrenzt. Das Ventil muss für einen Abblasedruck ausgelegt sein, der dem zulässigen Betriebsüberdruck entspricht. Bei 10 bar und höherem Wasserleitungsdruck hinter dem Wasserzähler ist ein Druckminderer einzubauen.
Wenn die Frischwasserstation ohne Wasserabnahme aufgeheizt wird, tropft, je nach vorhandenem Wasserdruck, Wasser aus dem Sicherheitsventil. Dieses Wasser muss über einen Siphontrichter auffangen und abgeleitet werden.  Zwischen Sicherheitsventil und Frischwasserstation darf keine Absperrung vorhanden sein. Das Sicherheitsventil ist gemäß DIN 4753 regelmäßig 1 - 2 mal im Monat durch Anlüften auf Funktion zu prüfen. Die Ausblasöffnung darf nie geschlossen oder eingeengt sein. In die Kaltwasserleitung ist nach dem Stand der Technik ein entsprechender Wasserfilter zu installieren und in Betrieb zu nehmen. Dieser kann zentral am Hauswasseranschluss oder vor dem Wärmetauscher eingebaut werden.
Bei Kalt- und Warmwasseranschlüssen sollten Spülanschlüsse vorgesehen werden.
Durchflusswassererwärmer (FriWa, DLE) mit einem Nennvolumen unter 3 Liter bilden die Ausnahme der Regel.
(Komischerweise zeigen die Schaltschemen keine Sicherheitsventile in den Kaltwasseranschlüssen und auch der Hinweis auf die Ausnahmeregelung fehlt)
 
 
 
 
 

HaustechnikDialog-News - Themenserie "Trinkwasser - mit Sicherheit"
Welche Trinkwassersysteme gibt es und wie effizient sind sie?
Welche Gesetze und Normen müssen beachtet werden?
Wie berechnet man eine Trinkwasserversorgungsanlage?
Wie schützt man sich am besten vor Legionellen und anderen Keimen?
Trinkwasserversorgung in Zeit von Corona
Zentrale Trinkwassererwärmung – Technologien, Vor- und Nachteile
Dezentrale Trinkwassererwärmung – eine Übersicht
Dezentrale Trinkwassererwärmung – Durchlauferhitzer, Vor- und Nachteile
Dezentrale Trinkwassererwärmung – Frischwasserstationen, Vor- und Nachteile

Trinkwasserordnung 2023
Von April bis September sollte die Heizungsanlage nicht zur Trinkwassererwärmung benutzt werden
WW-Wärmepumpen sind die bessere Lösung > Fa. Ochsner - Fa. Aermec - ?
Schemensammlung - Solarbayer® GmbH
Die Errichtung einer Trinkwasserinstallation und wesentliche Veränderungen an diesen dürfen nur von Installationsbetrieben durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines WVU eingetragen sind.

Arbeiten an und in elektrotechnischen Anlagen dürfen nur von Installationsbetrieben durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines Energieversorgersunternehmens (EVU) bzw. Verteilungsnetzbetreibers (VNB) eingetragen sind. Eine Elektrofachkraft (EFK) darf im eingeschränktem fachbezogenen Bereich Bauteile anschließen.

Betreiberpflichten - Kurzfassung
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