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Der Artikel kompakt zusammengefasst
- In bestehenden Wohngebäuden ist die Ausgangssituation für eine Umstellung der Trinkwassererwärmung auf Wärmepumpen zwar vielfältig, für die einschlägigen Strukturen im Bestand gibt es jedoch erprobte Lösungen.
- Zur Verfügung stehen zentrale und dezentrale Konzepte. Projekt- und nutzungsspezifisch sortieren sie sich für die variablen Parameter Umsetzungsaufwand, Realisierungszeit sowie Betriebs- und Gesamtkosten in unterschiedlicher Reihenfolge.
Das ganzjährig hohe Temperaturniveau für Trinkwarmwasser in Mehrfamilienhäusern erfordert bei der Wärmeversorgung mit Wärmepumpen eine sorgfältige Planung. Nachhaltige Lösungen stehen sowohl für zentrale als auch für dezentrale Anwendungen zur Verfügung.
Mehrfamilienhäuser (MFH) haben eine zentrale Rolle für die Zukunft des Wohnens. Aufgrund ihrer besseren Ressourcennutzung sind sie eine zukunftsfähige Wohnoption mit geringeren Umweltauswirkungen. Aktuell finden sich in Deutschland 22 Millionen Wohnungen und damit mehr als die Hälfte in „Wohngebäuden mit drei oder mehr Wohneinheiten“. Tendenz steigend, Experten gehen zudem von einem jährlichen Neubaubedarf von über 400.000 Wohnungen aus. Im Jahr 2025 wurden allerdings in Deutschland nur 206.600 Wohnungen fertiggestellt. Der letzte Höchststand lag im Jahr 2020 bei 306.400 Wohnungen.
In Regionen mit besonders knappem Wohnraum sollen bevorzugt größere Mehrfamilienhaus-Projekte neu errichtet oder in zurzeit ungenutzten Immobilien entwickelt werden, oft entstehen dabei ganz Quartiere. Und im Bestand existiert ein großer Sanierungsbedarf: Etwa 60 % der Wohnungen in Mehrfamilienhäusern müssen energetisch modernisiert werden. 4 Millionen Wohnungen werden zurzeit (noch) mit Gas-Etagenheizungen beheizt. Ihr 1:1-Austausch ist an vielen Standorten keine langfristig zukunftsfähige Lösung für die Wärmeversorgung.
Mit Blick auf das Ziel „Klimaneutraler Gebäudebestand ab 2050“ gibt es bei der Modernisierung der Wärmeversorgung von Wohngebäuden aufgrund der typischen Nutzungsdauer im Normalfall nur noch eine Gelegenheit für eine klimazielkompatible Ausrichtung. Wärmepumpen stehen dafür mehrfach im Fokus – oft zusammen mit der Trinkwassererwärmung, denn ihr Anteil am Gesamtenergieverbrauch eines Haushalts ist erheblich und steigt durch die energetische Modernisierung des Baukörpers.
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Gesetzlich geregelt: Energienutzung und Trinkwasserhygiene
Neben dem Ordnungsrecht für energetische Anforderungen, die zu einem guten Teil künftig wohl im „Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Modernisierung der Wärmeversorgung in Gebäuden (Gebäudemodernisierungsgesetz – GModG)“ gebündelt sind, werden die Anforderungen an die Qualität von Trinkwasser in Deutschland auf Basis des Infektionsschutzgesetzes über die im Jahr 2023 neu gefasste Trinkwasserverordnung (TrinkwV) geregelt.
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Die TrinkwV legt Grenzwerte für mikrobiologische, chemische und radiologische Stoffe fest, die im Trinkwasser nicht überschritten werden dürfen. Zu den wichtigsten Aspekten zählen in diesem Zusammenhang
- die Einhaltung von Temperaturbereichen und ausreichende Zapfprofile, um beispielsweise die Ausbreitung von Legionellen zu verhindern,
- die Auswahl sicherer Materialien, die die Wasserqualität nicht beeinträchtigen, und
- in Wasserversorgungsanlagen mit bestimmten Anlagen zur Trinkwassererwärmung Untersuchungen auf den Parameter Legionella spec.
Die Trinkwassererwärmung in einem Mehrfamilienhaus kann auf verschiedene Weise erfolgen – zentral oder dezentral. Nutzt man dabei für die Wärmeerzeugung Wärmepumpen, lässt sich in beiden Fällen die (bisherige GEG-)Vorgabe einer Bereitstellung mit mindestens 65 % erneuerbarer Energie zuverlässig erfüllen.
Zentrale Systeme mit Wärmepumpe
Bei einem zentralen System liefert die Heizungsanlage oder ein eigener Wärmeerzeuger die Wärmeenergie zur Trinkwassererwärmung. Der Lastausgleich erfolgt über Speicherwassererwärmer oder einen Pufferspeicher mit Wärmeübertrager bzw. Frischwasserstation. Das zentral erwärmte Trinkwasser wird über Rohrleitungen in alle Etagen und von dort in der Regel über Wohnungszähler zu den Entnahmestellen transportiert.
Wärmepumpen können bei diesem System als zentraler Wärmeerzeuger und für die Trinkwassererwärmung in Kombination mit einem Pufferspeicher oder einem Warmwasserspeicher eingesetzt werden. So lässt sich bei einer Renovierung die bestehende Heizungsanlage mit wenig Aufwand durch eine Wärmepumpe ersetzen oder ergänzen. Die bestehende Hydraulik und gegebenenfalls vorhandene Komponenten, beispielsweise Pufferspeicher, können weiterverwendet werden. Die Technik befindet sich weiterhin zentral im Heizungskeller oder Haustechnikraum, in den Wohnungen ist sie nicht sichtbar.
Mit einem zentralen System können mehrere Zapfstellen eines Hauses gleichzeitig mit großen Warmwassermengen versorgt werden, wobei dieses nahezu sofort zur Verfügung steht, sobald der Entnahmestelle bedient wird. Ein Pluspunkt: Zentrale Anlagen lassen sich mit geringem Aufwand mit weiteren Wärmequellen, beispielsweise Solarthermie kombinieren.
Durchflussmengenmesser zur Steigerung der Anlageneffizienz
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Zu berücksichtigen ist, dass zentrale Systeme mit Zirkulationsleitungen hohe Anforderungen an die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe stellen, um die Trinkwasserqualität insbesondere bei geringen Zapfmengen zuverlässig zu gewährleisten. Mit der Vorlauftemperatur verringert sich physikalisch bedingt die Energieeffizienz von Wärmepumpen.
Um zentrale Trinkwassererwärmer mit niedrigeren Temperaturen betreiben zu können, hat Dimplex ein Tool zur Überwachung des Wasseraustauschs entwickelt: Der „DFM 1988“ überwacht den Wasserdurchsatz und die Warmwassertemperatur und erhöht nur dann die Warmwassertemperatur auf über 60 °C, wenn der geforderte Wasseraustausch im Speicher innerhalb der letzten 72 Stunden nicht stattgefunden hat. DIN 1988-200 ermöglicht es, bei Anlagen mit hohem Warmwasseraustausch (Kapitel 9.7.2.3), Betriebstemperaturen ≥ 50°C (≥ 55°C mit Zirkulationsanschluss) einzustellen, wenn sichergestellt ist, dass innerhalb von drei Tagen der komplette Inhalt des Warmwasserspeichers ausgetauscht wird. Dabei muss die Wärmepumpe in allen Betriebssituationen die oben genannten Temperaturen ohne zweiten Wärmeerzeuger zur Verfügung stellen können.
Der „DFM-1988-Betrieb“ erzeugt insbesondere bei hohen Zapfmengen und in Verbindung mit einer Wärmepumpe einen deutlichen Effizienzgewinn bei der Trinkwassererwärmung – ohne Kompromisse bei der Hygiene einzugehen. Mit dem DFM 1988, der ausschließlich mit Dimplex-Warmwasserspeichern kombinierbar ist, lassen sich speziell in Mehrfamilienhäusern und Bürokomplexen mit zentraler Trinkwassererwärmung die Betriebskosten erhebliche verringern.
Dezentrale Systeme mit Wärmepumpe
Für die Trinkwarmwasserversorgung im Mehrfamilienhaus kann sich – je nach Anforderungen und Gegebenheiten – auch eine dezentrale Lösung anbieten. Dabei erfolgt die Trinkwassererwärmung in Wohnungsstationen in unmittelbarer Nähe der Entnahmestelle. Die zentral erzeugte Wärmeenergie wird als Heizwasser über ein Rohrnetz im Gebäude verteilt. In den Wohnungsstationen wird kaltes Trinkwasser im Durchflussprinzip in einem Platten-Wärmeübertrager auf die gewünschte Warmwassertemperatur erwärmt. Dieses System lässt sich mit einer Wärmepumpe als Wärmeerzeuger mit Pufferspeicher und dafür ausgelegten Wohnungsstationen effizient umsetzen.
Eine Wohnungsstation übernimmt neben der dezentralen Trinkwassererwärmung zusätzlich das Verteilen des Heizungswassers auf einen oder mehrere Heizkreise. Bei der Planung ist die Anzahl und Art der Heizkreise sowie das gesamte Verteilnetzwerk im Gebäude zu berücksichtigen.
Funktionell fokussierte Frischwasserstationen erwärmen das Trinkwasser im Durchflussprinzip ebenfalls nur unmittelbar beim konkreten Bedarf. Sie sind je nach Ausstattung und Anforderung für Ein- oder Mehrfamilienhäuser, Gaststätten, Hotels und auch im Gewerbe einsetzbar und stehen auch für hohe Zapfleistungen zur Verfügung. Sie eignet sich besonders für den Einsatz in Wohngebäuden und ähnlichen Nutzungen, wenn sich die Anforderungen der Trinkwasserverordnung nur bei hohen Warmwassertemperaturen erfüllen lassen oder die Zirkulationsverluste unverhältnismäßig hoch sind.
Komfort, Hygiene und Betriebskosten
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Dezentrale Systeme mit Wohnungs- oder Frischwasserstationen ermöglichen eine individuelle Regelung mit entsprechendem Komfort und vereinfachen die Heizkostenabrechnung durch die Belegung vorkonfektionierter Einbauplätze für Kaltwasser- und Wärmemengenzählung.
Die dezentrale Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip wird bezüglich der Trinkwasserhygiene als unkritisch eingestuft, der regelmäßige Wasseraustausch (bestimmungsgemäße Nutzung) ist dafür eine Grundvoraussetzung. Durch verringerte Leitungsverluste und niedrigere Temperaturen lässt sich die Energieeffizienz der gesamten Heizungsanlage erhöhen, gleichzeitig wird die Kalkausfällung reduziert.
Wird „ohnehin neu installiert“, lässt sich mit Wohnungsstationen der Material- und Montageaufwand bei Versorgungsleitungen, Deckendurchführungen, Wärmedämmung und Brandschutzabschottungen deutlich verringern.
Fachberichte mit ähnlichen Themen bündelt das TGA+E-Dossier Wärmepumpe
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