Frischwasserstation

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Frischwasserstation mit Plattenwärmetauscher an einem Schichtenspeicher

Eine Frischwasserstation dient zur Erhitzung von Wasser, z. B. für Duschen, Baden oder Waschen, um bei installiertem Energiespeicher eines zentralen wassergeführten Heizsystems z. B. Schichtladespeicher Warmwasser aus Trinkwasser zu erzeugen.

Um die Wärme vom Heizwasser, von innerhalb des Speichers auch zur Trinkwassererwärmung verwenden zu können, braucht man eine Frischwasserstation. Hierbei wird mit einem Wärmetauscher aus dem Heißwasserspeicher, entweder über einen Plattenwärmeübertrager oder über eine Heizwendel im Speicher, kaltes Trinkwasser im Durchlaufprinzip erwärmt. Dadurch wird eine Trennung von Trinkwasser vom Heizwasserkreis erreicht, da das Wasser innerhalb vom Schichtladespeicher als Heizwasser zur Raumheizung dient.

Bei dieser Form der Trinkwassererwärmung enthält nur das nachfolgende angeschlossene Rohrleitungssystem bis zur Zapfstelle und ggf. die Zirkulationsleitung Warmwasser. Hierbei ist die Gefahr einer Legionellenbildung durch Reduzierung der Warmwassermenge auf das notwendige Minimum erheblich reduziert.

Wird die Frischwasserstation in den Speicher integriert, so spricht man auch von einem Frischwasserspeicher.

Dezentrale Frischwasserstationen – Wohnungsstationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine besondere Form der Frischwasserstation gewinnt zunehmend an Bedeutung: die Wohnungsstation. Frischwasserstationen werden in jeder Wohnung installiert. Dies erlaubt eine hygienisch optimierte Trinkwassererwärmung bei gleichzeitig guter Rücklaufauskühlung. Nachteilig sind die äußerst hohe Komplexität. Jede Wohnung benötigt eine eigene Wohnungstation mit einem eigenen Wärmetauscher und eigenen Regelventilen. Dies verursacht nicht nur sehr hohe Investitions- und Installationskosten, sondern auch hohe laufende Kosten durch den immensen Wartungsaufwand. Weiterhin ist aufgrund der Vielzahl an Komponenten die Ausfallwahrscheinlichkeit unverhältnismäßig höher, als bei einer zentralen Warmwasserbereitung. Ist der Ausfall eines Regelventils noch vertretbar, so kann die hohe Anzahl an über das Gebäude verteilten Wärmeübertragern schnell zu einem massiven Problem werden: Undichtigkeiten, ein nicht selten auftretendes Problem, führen nicht nur zu einem nassen Heizkeller, sondern gleich zu einer überschwemmten Wohnung oder Stockwerk. Nachdem diese Nachteile in den letzten Jahren zunehmend präsent wurden, sinkt die Marktdurchdringung der dezentralen Wohnungsstationen wieder rapide.

Innovative zentrale Frischwasserstationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine Weiterentwicklung der klassischen zentralen Frischwasserstationen stellt das sogenannte Ziegler-System dar. Dieses wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes an der Hochschule für angewandte Wissenschaften München entwickelt, um Rücklauftemperaturen abzusenken und die Lastglättung steigern zu können.[1] Im Gegensatz zu klassischen Frischwasserstationen wird die Bereitung von Warmwasser für Warmwasserzapfungen und Zirkulation getrennt durchgeführt. Die Rückläufe werden getrennt in den Speicher eingeschichtet. In der Folge kann eine sehr hochwertige Schichtung erreicht werden. Die sonst üblichen Durchmischungen im Speicher treten nicht oder nur vermindert auf. Die Rücklauftemperatur zur Wärmequelle beträgt in der Regel im Durchschnitt unter 20 °C, während diese vergleichbarer Systeme zur Trinkwassererwärmung typischerweise über 55 °C liegt. Dadurch kann eine hohe Effizienz der Wärmeerzeuger erreicht werden. Eine umfängliche Brennwertnutzung mit Wirkungsgradsteigerungen von bis zu 10 % wird möglich.[2] Durch die resultierende hohe Temperaturspreizung steigt die Speicherkapazität erheblich. Diese kann für eine Lastglättung bei niedriger Wärmeerzeugerleistung oder für Flexibilität bei hoher Leistung genutzt werden, um beispielsweise die Systemdienlichkeit moderner Gebäudeenergiesysteme zu steigern.[3]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Hochschule für angewandte Wissenschaften München, Stadtwerke München, Ebert-Ingenieure: Breitenanwendung von Niedertemperatur-Systemen als Garanten für eine nachhaltige Wärmeversorgung: LowEx-Systeme: Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben - LowEx-Fernwärme-Systeme im Rahmen des Förderkonzeptes EnEff:Wärme - Forschung für energieeffiziente Wärme- und Kältenetze, Förderkennzeichen BMWi 03ET1005A. München 2014. doi:10.2314/GBV:856917435
  2. Johannes Elfner, Jürgen Zeisberger, Franz J. Ziegler: Entwicklung und Optimierung hocheffizienter Trinkwassererwärmungssysteme für Wohn- und Hotelgebäude (HochEff-TWE). Hochschule für angewandte Wissenschaften München, Förderkennzeichen BMWi 03ET1283A, 2020.
  3. Johannes Elfner: Improving thermal energy storage capacity and flexibility of residential energy systems by return flow optimization: A field test. In: ECOS 2020. ECOS 2020 Local Organizing Committee, S. 1423–1434.