Warmwasseraufbereitung

Was ist die Warmwasseraufbereitung?

Unter Warmwasser versteht man Brauchwasser in Heizungsanlagen, das zum Heizen der Räume erhitzt wird, oder Trinkwasser aus dem Wasserhahn, das zum Duschen, Baden oder Geschirrspülen erwärmt wird. Fließend warmes Wasser und Heizungswärme gehören inzwischen zum Lebensstandard, den man in den westlichen Industrienationen erwartet.

Die Energie zur Warmwasseraufbereitung wurde bis in die frühen 2000er Jahre vorwiegend aus der Verbrennung von Erdgas und -öl gewonnen. Alternativ wurde in Staaten mit niedrigem Strompreis wie den skandinavischen Ländern oder Frankreich Strom für preiswerte Warmwassererzeugung eingesetzt. In den letzten Jahrzehnten gewinnen erneuerbare Energien und umweltfreundlichere Heiztechnologien wie Solarthermie, Wärmepumpen, Holzheizkessel und Abwasserwärmerückgewinnung bei der Warmwassererzeugung an Bedeutung.

Welche Arten der Warmwasseraufbereitung gibt es?

Damit warmes Wasser aus dem Wasserhahn oder durch die Heizung fließt, muss Wärme erzeugt und an das Wasser weitergegeben werden. Folgende Möglichkeiten der Energieerzeugung stehen dafür zur Verfügung:

Warmwasser aus Verbrennungsenergie

Die meisten Haushalte gewinnen Warmwasser und Heizwärme aus der Verbrennung von Heizöl, Gas oder Feststoffen wie Holz, Kohle oder Pellets über einen Heizkessel, in dem das Wasser durch die Verbrennungswärme erhitzt wird.

Varianten dieser Warmwasserbereitungs-Methode sind Ölkessel, Gasbrennwertgeräte, Pellet- oder Kohleöfen, Holzvergaser oder wasserführende Kachel- oder Kaminöfen.

Strom als Warmwasserbereiter

Wasser kann mit Strom aus der Leitung oder einer Solaranlage entweder über eine Elektrozentralheizung oder mit einem Durchlauferhitzer wie einem elektrischen Boiler erhitzt werden.

Wasser mit Solarthermie erwärmen

Bei Warmwasseraufbereitung durch Solarthermie wird das zu erwärmende Wasser durch einen Vakuumröhrenkollektor gepumpt. Das Wasser erwärmt sich durch die Sonnenwärme und wird in einen Warmwasserspeicher weitergeleitet, der durch Leitungen mit den Entnahmestellen verbunden ist. Weil die Sonneneinstrahlung in unseren Breiten starken Schwankungen unterworfen ist und jahres- und tageszeitlich variiert, kombiniert man Solarthermie zur Absicherung häufig mit weiteren Heizmöglichkeiten.

Wärmepumpen: Wärme aus der Umgebungsluft

Wärmepumpen gewinnen Wärmeenergie aus der Umgebungsluft. Im Verdampfer wird die Wärme nach dem umgekehrten Prinzip eines Kühlschranks an ein umweltfreundliches Kältemittel abgeben. Das gasförmige Kältemittel wird komprimiert und dadurch weiter erhitzt. Mit der erzeugten Wärme wird Wasser aufgeheizt und zu den Entnahmestellen gepumpt. Mit einer Brauchwasserwärmepumpe können Heizungsanlagen ergänzt werden.

Fernwärme in der Warmwasseraufbereitung

In Kraftwerken zur Stromerzeugung durch Kraft-Wärme-Kopplung entsteht heißes Wasser quasi als Nebenprodukt. Es wird über ein System von Rohrleitungen zum Verbraucher gepumpt und kann zum Heizen eingesetzt oder als warmes Brauchwasser entnommen werden.

Heißes Wasser aus der Frischwasserstation

Die Frischwasserstation als Ergänzung zu einem Pufferspeicher oder einer Solarthermie-Anlage erhitzt Trinkwasser mit Hilfe des heißen Wassers der Heizung wie ein Durchlauferhitzer beim Durchfließen.

Zentrale Warmwasseraufbereitung

Zentrale Warmwasseraufbereitung bedeutet: Wasser wird über eine zentrale Heizungsanlage (meist im Keller) für das ganze Haus erwärmt und steht jederzeit ohne Anlaufzeit – wie etwa bei einem Durchlauferhitzer – zur Verfügung. Dabei können bei Mehrfamilienhäusern gleichzeitig mehrere Haushalte oder bei Einfamilienhäusern alle Entnahmestellen gleichzeitig über das Leitungsnetz mit Heizungswärme und Warmwasser versorgt werden. Je weiter die Wege und je weniger gedämmt die Leitungen, umso größer sind allerdings bei der zentralen Warmwasseraufbereitung die Wärmeverluste. Das schlägt sich in einem im Vergleich zur dezentralen Warmwasseraufbereitung schlechteren Wirkungsgrad nieder (der Wirkungsgrad gibt das Verhältnis von aufgewandter zu nutzbarer Energie wieder).

Um hier einen optimalen Wert zu erreichen und Geld und Energie zu sparen, sollten Leitungen und Warmwasserspeicher gut gedämmt sein und die Warmwassertemperatur eher niedriger eingestellt werden. Auch die Zirkulationspumpe und die Instandhaltung der Anlage schlagen sich in höheren Investitions- und Betriebskosten nieder.

Allerdings können dafür viele verschiedene Heizmöglichkeiten wie Öl- und Gaskessel, Pelletöfen oder auch Solaranlagen genutzt werden. Und niedrigere Betriebskosten für die eigentliche Wassererwärmung zahlen sich aus, wenn der Warmwasserbedarf relativ konstant ist.

Dezentrale Warmwasseraufbereitung

Dezentrale Warmwasseraufbereitung benötigt keine langen Leitungswege, wodurch sich die Wärmeverluste in Grenzen halten und der Wirkungsgrad hoch liegt. Die benötigten Wassermengen werden bei Bedarf durch Boiler, Durchlauferhitzer oder Warmwasserspeicher vor Ort erhitzt und müssen nicht vorgehalten werden. Bei Durchlauferhitzern oder Boilern kann eine Anlaufzeit anfallen, bevor das warme Wasser aus der Leitung strömt, Temperaturschwankungen sind möglich, wenn gleichzeitig an mehreren Stellen Wasser gezapft wird. Durchlauferhitzer oder Boiler können in der Regel nur mit Gas oder Strom geheizt werden.

Warmwasserspeicher verlieren zwar durchaus Wärme, benötigen einigen Platz und müssen auf einer hohen Temperatur gehalten werden, damit sich Legionellen nicht stark vermehren, dafür bleiben Druck und Temperatur auch bei starker Nachfrage konstant und sie können mit Solarenergie geheizt werden.