Warmwasserbereitung im Mehrfamilienwohnhaus in Neubau und Bestand

Mehrfamilienhäuser spielen eine zentrale Rolle für die Zukunft des Wohnens. Denn aufgrund ihrer besseren Ressourcennutzung stellen sie eine besonders umweltfreundliche und zukunftsfähige Wohnoption dar. Forciert durch politische Treiber kommt es dabei sowohl bei Neubauprojekten als auch bei der Renovierung von Bestandsgebäuden mehr denn je auf intelligente Energiekonzepte an, die die gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich des Anteils erneuerbarer Energien erfüllen. Insbesondere die Warmwasserbereitung in Mehrfamilienhäusern durch zentrale oder dezentrale Lösungen mit Wärmepumpe rückt dabei in den Fokus.

Allein in Deutschland befinden sich mehr als die Hälfte aller Wohnungen, nämlich rund 22 Millionen, in Mehrfamilienhäusern. Tendenz steigend, denn Experten gehen von einem jährlichen Neubaubedarf von über 400.000 Wohnungen aus. In Regionen mit besonders knappem Wohnraum sollen bevorzugt größere Mehrfamilien-Wohnprojekte neu gebaut werden. Im Bestand herrscht ein großer Sanierungsbedarf: Etwa 60 Prozent der Wohnungen in Mehrfamilienhäusern müssen energetisch überholt werden. Rund vier Millionen Wohnungen werden noch mit Gasetagenheizungen beheizt, deren direkter Austausch keine zukunftsfähige Lösung für die Wärmeversorgung darstellt.

Energienutzung und Trinkwasserqualität gesetzlich geregelt
Um gesetzliche Vorgaben zur Erreichung der Klimaziele zu erfüllen, braucht es daher intelligente neue Energiesysteme, bei denen der Wärmepumpe eine wichtige Bedeutung zukommt. Diese schließen selbstverständlich auch die Warmwasserbereitung mit ein, die einen erheblichen Anteil am Gesamtenergieverbrauch eines Haushalts ausmacht.
Die Anforderungen an die Qualität von Trinkwasser sind in Deutschland gesetzlich geregelt. Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) 2023 legt Grenzwerte für mikrobiologische, chemische und radiologische Stoffe fest, die im Trinkwasser nicht überschritten werden dürfen. Zu den wichtigsten Aspekten zählen in diesem Zusammenhang Temperaturkontrollen und ausreichende Zapfmengen, um die Ausbreitung von Legionellen zu verhindern, die Auswahl sicherer Materialien, die die Wasserqualität nicht beeinträchtigen, und eine jährliche Legionellenprüfung bei Großanlagen.
Die Warmwasserbereitung in einem Mehrfamilienhaus kann auf verschiedene Weise erfolgen – zentral oder dezentral. Nutzt man dabei die Wärmepumpe als umweltfreundlichen Wärmeerzeuger, lässt sich in beiden Fällen die Vorgabe, dass in Zukunft Wärme und Warmwasser aus mindestens 65 Prozent Erneuerbaren Energien bereitgestellt werden müssen, zuverlässig erfüllen.

Zentrale Systeme mit Wärmepumpe
Bei einem zentralen System erwärmt die Heizungsanlage das Trinkwasser. Dafür wird die Heizenergie in einen Warmwasserspeicher geführt, der je nach Warmwasserbedarf unterschiedliche Volumina hat. Von dort aus wird das erwärmte Trinkwasser über Rohrleitungen in alle Etagen des Hauses verteilt. An die Hauptverteilung schließen sich die Rohrleitungen an, die das Warmwasser zu jeder Entnahmestelle transportieren, also den Waschtisch, die Dusche oder die Badewanne.
Die Wärmepumpe wird bei diesem System als zentraler Wärmeerzeuger und für die Warmwasserbereitung in Kombination mit einem Pufferspeicher und Warmwasserspeicher eingesetzt, was viele Vorteile bietet. So lässt sich bei einer Renovierung die fossile Heizung mit wenig Aufwand durch eine Wärmepumpe ersetzen oder ergänzen. Die bestehende Hydraulik und gegebenenfalls vorhandene Komponenten, wie etwa ein Pufferspeicher, können weiterverwendet werden. Die Technik befindet sich wie gewohnt zentral im Keller oder Haustechnikraum, in den einzelnen Wohnungen ist sie nicht sichtbar. Auch werden an den Zapfstellen keine weiteren Geräte wie Boiler oder Speicher benötigt.

Einfach mit Solaranlage kombinierbar
Mit einem zentralen System können mehrere Zapfstellen eines Hauses gleichzeitig mit großen Mengen warmen Wasser versorgt werden, wobei dieses (fast) sofort zur Verfügung steht, sobald der Wasserhahn bedient wird. Weiterer Pluspunkt: Die Technik lässt sich mit regenerativen Wärmequellen, wie z.B. einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung kombinieren, um die Betriebskosten weiter zu senken und die CO2-Emissionen zu minimieren.

Durchflussmengenmesser zur Steigerung der Anlageneffizienz
Allerdings gilt es zu berücksichtigen, dass zentrale Systeme mit Zirkulationsleitungen hohe Anforderungen an die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe stellen, um die Trinkwasserqualität insbesondere bei geringen Zapfmengen zuverlässig zu gewähren, was sich negativ auf die Effizienz auswirken kann. Um dies zu vermeiden und die Anlage mit niedrigeren Temperaturen betreiben zu können, hat Dimplex ein innovatives 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. Die DIN 1988-200 erlaubt es, Betriebstemperaturen ≥ 50 °C einzustellen, wenn sichergestellt ist, dass innerhalb von drei Tagen der komplette Inhalt des Warmwasserspeichers ausgetauscht wird. Dies erzeugt insbesondere bei hohen Zapfmengen und in Verbindung mit einer Wärmepumpe einen deutlichen Effizienzgewinn bei der Warmwasserbereitung ohne Kompromisse bei der Hygiene einzugehen. Mit diesem optimierten System, das ausschließlich mit Dimplex-Warmwasserspeichern kombinierbar ist, lassen sich speziell in Mehrfamilienhäusern und Bürokomplexen bei der zentralen Warmwasserbereitung erhebliche Kosten einsparen.

Dezentrale Systeme mit Wärmepumpe
Für die Trinkwasserversorgung 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, bestehend aus Vor- und Rücklauf, im Gebäude verteilt. In den Stationen wird kaltes Trinkwasser im Durchflussprinzip in einem Plattenwärmeübertrager auf die gewünschte Warmwassertemperatur erwärmt. Dieses System lässt sich mit einer Wärmepumpe als Wärmeerzeuger mit Pufferspeicher und entsprechenden Frischwasserstationen zur Warmwasserbereitung effizient umsetzen.
Frischwasser-Stationen erwärmen das Trinkwasser im Durchflussprinzip immer bedarfsgerecht, energieeffizient und hygienisch frisch. Sie sind je nach Ausstattung und Anforderung für Ein- oder Mehrfamilienhäuser, Gaststätten, Hotels und auch im Gewerbe, d.h. im Grunde für nahezu alle Einsatzbereiche, einsetzbar. Die Zapfleistung beträgt bis zu 25 l/min – je nach Ausführung. Dieses System eignet sich ideal für den Einsatz in Wohngebäuden, bei denen nur bei hohen Warmwassertemperaturen die Trinkwasserverordnung eingehalten wird oder die Zirkulationsverluste unverhältnismäßig hoch sind.
Eine Wohnungsübergabe-Station übernimmt neben der dezentralen Trinkwassererwärmung zusätzlich das Verteilen des Heizungswassers auf einen oder mehrere Heizkreise. Bei der Planung ist dabei die Kenntnis über die Anzahl und Art der Heizkreise sowie das gesamte Verteilnetzwerk im Gebäude zu berücksichtigen.

Individuelle Regelung und maximale Hygiene
Ein solches dezentrales System ermöglicht eine individuelle Regelung von Wärme- und Wasserbedarf pro Wohnung und vereinfacht die Heizkostenabrechnung durch vorkonfektionierte Einbauplätze für Kaltwasser- und Wärmemengenzählung je Wohnung. Eine hygienische Trinkwasserbereitung entsprechend der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) ist aufgrund des Durchflussprinzips ohne jährliche Prüfung möglich.
Weil die Warmwasserbereitung immer bedarfsgerecht erfolgt, es keine Stand- oder Leitungsverluste gibt und das System insgesamt auf niedrigerer Temperatur arbeitet, lässt sich die Energieeffizienz der gesamten Heizungsanlage steigern, die Kalk-Ausfällung, die insbesondere bei Temperaturen über 60 °C entsteht, wird gleichzeitig reduziert.
Einem Maximum an Komfort und Sicherheit in Sachen Trinkwasserhygiene steht ein nur minimaler Installationsaufwand gegenüber – mit einem Einsparpotenzial von bis zu 30 Prozent, da sich der Aufwand an Versorgungsleitungen, Deckendurchführungen, Wärmedämmung und Brandschutzschottung deutlich reduziert bzw. teilweise komplett entfällt.

Fazit: Zentrale oder dezentrale Anwendung – mit Wärmepumpe ist beides möglich, aber je nach Anwendungsfall zu wählen
Nachhaltige Lösungen, bei denen erneuerbare Energien für die Warmwassererzeugung eingesetzt werden, gibt es sowohl für zentrale als auch für dezentrale Anwendungen. Mit Blick auf die zu erwartende Entwicklung der Energiepreise durch die Aufschläge für CO2-Emissionen wird Strom als Energieträger immer wirtschaftlicher.
Wird Warmwasser zum Beispiel im eigenen Haus regelmäßig zum Spülen, Duschen oder Baden benötigt, lohnt sich ein zentraler Warmwasserbereiter, besonders dann, wenn bereits eine zentrale Wärmeverteilung vorhanden ist und der Wärmeerzeuger ersetzt oder ergänzt werden soll. Denn dabei wird das Trinkwasser günstig und effizient über die Heizung erwärmt. Die Kosten zur Warmwasserbereitung können mit einem Speichersystem und einer Solarthermie-Anlage auf ein Minimum reduziert werden.
Besonders im Wohnungsbau und bei Mehrfamilienhäusern oder wenn weit entfernte und selten genutzte Zapfstellen mit Warmwasser versorgt werden, kann sich auch eine dezentrale Lösung anbieten. Da bei dezentralen Lösungen keine hohen Warmwassertemperaturen erforderlich sind, sind sie besonders energieeffizient und durch die bedarfsgerechte Erwärmung hygienisch unbedenklich. Das könnte in vielen Fällen nicht nur eine nachhaltige, sondern auch eine wirtschaftliche Lösung sein.

Infobox: So funktioniert eine Wohnungsstation
Der primärseitige Versorgerkreis wird über das Umschaltventil nur dann
geöffnet, wenn die Station einen Warmwasserbedarf erkennt. Nach
Beendigung des Zapfvorganges wird das Ventil sofort geschlossen. Der
Heizkreis ist im Normalbetrieb voll geöffnet und schließt bei einer
Warmwasserzapfung zu 100 %. Mittels eines integrierten Warmhaltemoduls
im Vorlauf wird sichergestellt, dass warmes Warmwasser besonders schnell
verfügbar ist. Bei den Hybridvarianten mit nachgeschaltetem
Durchlauferhitzer ist eine Warmspülfunktion integriert. Dies dient dazu, das
Warmwasser bedarfsgerecht für die bevorstehende Zapfung zu erwärmen.
Um die Funktion zu aktivieren, muss eine Warmwasserzapfung erfolgen. Die
Zapftemperatur ist über eine integrierte Regeleinheit individuell einstellbar.
Der eingebaute Volumenstromsensor misst die Entnahmemenge des
Warmwassers. Zudem sind Spül-, Füll- und Entleer Ventile zur schnellen
Installation und Wartung bereits in der Einheit integriert. Für die genaue
Regelung sind Temperaturfühler für Kalt- und Warmwasser und Vor- und
Rücklauf eingebaut.
Alle Trinkwassererwärmungs-Module sind im 2-Leiter System ausgeführt. Das
Modul TWES (ohne Durchlauferhitzer) kann bei Bedarf auf ein 4-Leiter-System
(mit Zubehör) erweitert werden. Mit einer Einbautiefe von 110 mm inkl.
Gehäuseabdeckung kann die Montage in einem Aufputz- bzw.
Unterputzschrank, z.B. auch in Innen- und Trockenbauwänden erfolgen. Das
Anschlussschienenmodul mit Kugelhähnen ermöglicht die Vorabinstallation
des Trinkwassernetzes im Gebäude sowie das unkomplizierte Abdrücken
während der Bauphase. Die unterschiedlichen Varianten des TWES-Modules
erfüllen die Kundenanforderungen an Frischwasserstationen für
unterschiedliche örtlichen Gegebenheiten und Ansprüche an den
Warmwasserkomfort.