Die Warmwasserbereitung in einem Einfamilienhaus hat einen nicht unerheblichen Anteil an den gesamten Energiekosten. Hauseigentümer, Bauherrinnen und Bauherren haben verschiedene Möglichkeiten, das Brauchwasser zu erwärmen. Alle wichtigen Informationen zu den Warmwasseraufbereitungen im Einfamilienhaus liefert dieser Beitrag.
Welche Warmwasserbereitungen gibt es?
Hauseigentümer haben heute verschiedene Möglichkeiten, Brauchwasser zu erwärmen. Grundsätzlich wird die Warmwasserbereitung unterschieden in:
- zentrale Warmwasserbereitung
- dezentrale Warmwasserbereitung
Für beide Arten können unterschiedliche Energieträger verwendet werden. Worin sich zentrale und dezentrale Warmwasserbereitung unterscheiden, zeigen die folgenden Abschnitte.
Was ist eine zentrale Warmwasserbereitung?
Als zentral wird die Warmwasserbereitung bezeichnet, wenn die verschiedenen Entnahmestellen in einem Gebäude über ein Wasserleitungsnetz mit dem Warmwassererzeuger verbunden sind. In den meisten Fällen ist der Warmwassererzeuger die Zentralheizung.
Das Rohrleitungssystem bei der zentralen Warmwasserversorgung besteht aus zwei Abschnitten. Der erste Leitungsabschnitt führt vom Warmwassererzeuger in alle Etagen. Von dieser sogenannten Hauptverteilung zweigen die Unterverteilungen oder Etagenverteilungen ab. Die Unterverteilungen führen zu den Entnahmestellen beispielsweise Dusche, Badewanne, Spül- und Waschbecken.
Die Erwärmung des Wassers erfolgt bei der zentralen Warmwasserbereitung mittelbar. Das heißt, das Wasser wird nicht direkt durch eine Flamme oder einen elektrischen Heizstab erwärmt. Die Wärmeenergie aus der Heizung wird über einen Wärmeträger, meistens das Heizwasser auf das Brauchwasser übertragen. Zentrale Warmwasserbereitungen werden mit Gas, Öl, Strom, Wärmepumpen, Fernwärme, erneuerbaren Energien oder auch einer Kombination aus verschiedenen Energiequellen betrieben.
Zentrale Warmwasserbereitungen mit Solarthermie
Brauchwasser mithilfe der Solarthermie zu erwärmen, wird wegen der steigenden Energiekosten für Strom, Gas oder Öl immer interessanter. Soleflüssigkeit wird in Sonnenkollektoren auf dem Dach erwärmt und die Wärme in einem speziellen Speicher an das Brauchwasser übertragen.
Der Vorteil dieser Art der Warmwasserbereitung ist der geringe Energieverbrauch. Nur für die Pumpen wird Strom benötigt. Der Nachteil ist jedoch, dass Sonnenlicht nicht immer in der gewünschten Menge zur Verfügung steht. Aus diesem Grund sind nicht nur bei Sonnenkollektoren, sondern generell bei zentralen Anlagen zur Brauchwassererwärmung Speicher erforderlich.
Wasserspeicher für die zentrale Warmwasserbereitung
Damit zentrale Warmwasserbereitungen energieeffizient betrieben werden können, wird in der Regel ein Warmwasserspeicher benötigt. Der Warmwasserspeicher kann beispielsweise Restwärme aufnehmen, wenn die Heizungsanlage abschaltet wird. Für die zentrale Warmwasserbereitung werden folgende Warmwasserspeicher Arten verwendet:
- Monovalente Speicher
- Bivalente Speicher
- Zentrale Durchflusssysteme
- Schichtenspeicher
- Speicherladesysteme
Monovalente Speicher
Monovalente Warmwasserspeicher werden für die Ergänzung vorhandener Speicher eingesetzt, wenn für die Warmwasserbereitung eine solarthermische Anlage genutzt wird. Im Bodenbereich dieser Speicher befindet sich ein spiralförmiger Wärmetauscher, der von der Solarflüssigkeit durchströmt wird. Über den Wärmetauscher wird die Wärme der Solarflüssigkeit an das Wasser abgegeben.
Bivalente Speicher
Bivalente Speicher enthalten zwei Wärmeübertrager. Unten befindet sich ein Solarwärmetauscher und oben ein sogenannter Nachheiz-Wärmetauscher. Der Solarwärmetauscher wird von der heißen Solarflüssigkeit durch strömt, der nach Nachheiz-Wärmetauscher wird an die Heizungsanlage angeschlossen. Er wird nur verwendet, wenn die Wärme der Solarflüssigkeit nicht ausreicht, um das Brauchwasser auf die voreingestellte Temperatur zu erwärmen.
Zentrale Durchflusssysteme
Der gesamte Inhalt des Speichers besteht bei einem zentralen Durchflusssystem aus Heizungswasser. Dieses Wasser wird von der Heizung erwärmt. Im Speicher befindet sich ein Wärmetauscher, durch den das kalte Trinkwasser fließt. Das Trinkwasser wird beim Durchströmen erwärmt. Zentrale Durchflusssysteme werden häufig eingesetzt, wenn das Haus an ein Fernwärmenetz angeschlossen ist.
Schichtenspeicher
Bei diesen Speichern wird das Wasser mithilfe von Sonnenenergie aufgeheizt. Das aufgeheizte Wasser steigt über ein Wärmeleitrohr im Speicher nach oben. Das zu erwärmende Wasser umgibt das Wärmeleitrohr. An der Stelle des Wärmeleitrohrs, an der die Temperatur innen und außen gleich ist, tritt das warme Wasser aus dem Wärmeleitrohr aus. Der Vorteil dieses System ist, dass warmes und kaltes Wasser nicht vermischt werden und im oberen Bereich des Speichers innerhalb kurzer Zeit die gewünschte Temperatur erreicht wird.
Speicherladesysteme
Speicherladesysteme sind eine Kombination aus einem zentralen Durchflusssystem und einem einfachen Speicher. Kaltes Wasser fließt unten in den Speicher, wird mithilfe eines Wärmetauschers erwärmt und von einer Pumpe in den oberen Bereich befördert. Dadurch bilden sich im Speicher Schichten mit unterschiedlich warmem Wasser. Speicherladesysteme eignen sich für Gebäude mit einem hohen Warmwasserbedarf. Das Laden und Entladen erfolgen immer zeitversetzt.
Welche Vor- und Nachteile hat eine zentrale Warmwasserbereitung?
Eine zentrale Warmwasserbereitung hat folgende Vorteile:
- gleichzeitige Versorgung mehrerer Entnahmestellen mit warmem Wasser
- keine weiteren Geräte wie Durchfluss-Wassererwärmer an den Zapfstellen erforderlich
- bessere Energieeffizienz im Vergleich zu dezentralen Warmwasserbereitungen
- niedrige Energiekosten und CO2-Emissionen bei Betrieb mit erneuerbaren Energien
Nachteile zentrale Warmwasserbereitung
- doppeltes Leitungsnetz zu den Entnahmestellen erforderlich
- Wärmeverluste bei der Erzeugung, der Speicherung und Verteilung
- relativ hoher Platzbedarf für Warmwasserspeicher
- Gefahr der Verkeimung höher als bei dezentralen Anlagen
Was ist eine dezentrale Warmwasserbereitung?
Bei dezentralen Warmwasserbereitungen wird das Brauchwasser in unmittelbarer Nähe der einzelnen Entnahmestellen erwärmt. Die Erwärmung des Brauchwassers auf die gewünschte Temperatur erfolgt direkt. Hierbei wird die Wärmeenergie beispielsweise von einem elektrischen Heizelement direkt an das Wasser abgegeben.
Für die dezentrale Warmwasserbereitung stehen verschiedene Geräte zur Verfügung. Verwendet werden:
- Boiler
- Durchlauferhitzer
- Speicher-Wassererwärmer
Boiler
Ein Boiler wird elektrisch oder mit Gas beheizt. Boiler werden es kurz bevor warmes Wasser benötigt wird befüllt und eingeschaltet. Die gewünschte Wassertemperatur kann voreingestellt werden. Wenn die voreingestellte Temperatur erreicht ist, schaltet der Boiler automatisch wieder ab.
Ein Boiler versorgt in der Regel nur eine einzige Entnahmestelle. Ein Problem dieser Technik ist, dass das warme Wasser nicht sofort zur Verfügung steht. Es muss immer gewartet werden, bis der Boilerinhalt auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt ist. In Neubauten finden Boiler heute praktisch keine Verwendung mehr. In älteren Gebäuden werden sie hauptsächlich für die Warmwasserbereitung im Badezimmer für Dusche und/oder Wanne eingesetzt.
Durchlauferhitzer
Durchlauferhitzer oder Durchfluss-Wassererwärmer sind durch einen geringen Wasserinhalt gekennzeichnet. Das kalte Frischwasser wird beim Durchströmen der Geräte erhitzt. Ein Vorteil von Durchlauferhitzern ist der geringe Platzbedarf. Sie können im Bad oder in der Küche unter der Spüle oder einem Waschbecken installiert werden. Zudem sind sie relativ günstig.
Ihr Nachteil ist jedoch der hohe Stromverbrauch. Durchfluss-Wassererwärmer sind mit einer elektrischen Leistung von ca. 3,5 bis über 30 kW erhältlich. Die Leistung richtet sich nach dem Bedarf an warmem Wasser. Alternativ sind mit Gas beheizte Geräte erhältlich. Bei Durchlauferhitzern wird zwischen hydraulischen und elektronischen Durchlauferhitzern unterschieden.
Hydraulische Durchfluss-Wassererwärmer
Hydraulische Durchfluss-Wassererwärmer werden durch den Wasserdruck in der Leitung geregelt. Daher der Name. Grundsätzlich gilt, je höher die Durchflussmenge und der Wasserdruck in einem hydraulischen Durchlauferhitzer ist, umso höher ist die Wassertemperatur.
Dieses Prinzip hat einen Nachteil. Wird während der Entnahme von warmem Wasser beispielsweise im Bad ein zweiter Wasserhahn etwa in der Küche geöffnet, wird das Wasser wegen des deutlich geringeren Drucks sehr schnell viel kälter. Wird der zweite Wasserhahn wieder geschlossen, steigt die Wassertemperatur fast sprungartig wieder an. Hydraulische Durchlauferhitzer werden daher heute kaum noch verwendet. Sie wurden durch elektronische Durchfluss-Wassererwärmer weitestgehend verdrängt.
Elektronische Durchlauferhitzer
Elektronische Durchfluss-Wassererwärmer werden häufig in Verbindung mit einem Speicher eingesetzt. Die Wassertemperatur wird elektronisch geregelt und ist unabhängig von Durchflussmenge und Wasserdruck. Mit diesen Durchlauferhitzern können auch geringe Wassermengen mit einer hohen Temperatur entnommen werden.
Warmwasserspeicher
Warmwasserspeichergeräte oder Speicher-Wassererwärmer werden ebenfalls bei der dezentralen Warmwasserbereitung verwendet. Sie werden häufig in der Küche unter der Spüle eingebaut, um warmes Wasser bereitzustellen. Diese Speicher enthalten je nach Verwendungszweck 5, 10 Liter und bei mehreren Entnahmestellen bis zu 150 Liter Wasser. Das Wasser im Speicher wird automatisch immer auf die voreingestellte Temperatur aufgeheizt. Wird warmes Wasser entnommen, fließt kaltes Wasser nach, das sofort wieder aufgeheizt wird. Da das Wasser manchmal relativ lange im Speicher verbleibt, ist es gegebenenfalls nicht mehr trinkbar.
Welche Vor- und Nachteile hat eine dezentrale Warmwasserbereitung?
Eine dezentrale Warmwasserbereitung hat gegenüber einem zentralen System mehrere Vorteile, aber auch Nachteile. Die Vorteile einer dezentralen Erwärmung des Brauchwassers sind:
- kurze Leitungswege mit geringen Wärmeverlusten
- kein besonderer baulicher Aufwand
- keine Isolierung der Wasserleitungen erforderlich
- keine Bevorratung großer Mengen warmen Wassers
- günstige Warmwassererzeuger
Nachteile einer dezentralen Warmwasserbereitung
- ungleichmäßige Wassererwärmung bei hydraulischen Durchlauferhitzern
- hohe Energiekosten beim Betrieb mit Strom aus dem öffentlichen Netz
Was ist elektrische Warmwasserbereitung?
Elektrische Warmwasserbereitung bedeutet, dass das Wasser mithilfe von elektrischem Strom erwärmt wird. Beispielsweise in einem Durchfluss-Wassererwärmer oder Speicher-Wassererwärmer. Die elektrische Warmwasserbereitung erfolgt in den meisten Fällen dezentral, ist aber auch zentral in Kombination mit einer Wärmepumpe möglich.
Wann ist ein Durchlauferhitzer sinnvoll?
Trotz der hohen Energiekosten für die Erwärmung von Wasser mithilfe eines Durchlauferhitzers kann die Installation unter bestimmten Umständen dennoch sinnvoll sein. Grundsätzlich sollten Durchfluss-Wassererwärmer an Entnahmestellen installiert werden, bei denen nur gelegentlich und nur geringe Mengen warmes Wasser entnommen werden. Beispielsweise im Hobbykeller oder in der Waschküche für das Putzwasser.
Wenn das Gebäude mithilfe einer Wärmepumpe beheizt wird, kann die Verwendung eines zentralen Durchlauferhitzers, über den alle Entnahmestellen mit warmem Wasser versorgt werden, sinnvoll sein. Die Temperatur des Heizungswassers reicht bei einer Wärmepumpe nicht aus, um das Brauchwasser auf die benötigte Temperatur aufzuheizen.
Vorteilhaft ist die Installation in Bezug auf die Energiekosten aber nur dann, wenn sowohl die Wärmepumpe wie auch der zentrale Durchfluss-Wassererwärmer mit Strom betrieben werden, der über eine Fotovoltaikanlage auf dem eigenen Dach produziert wird.
Wie viel Kosten die Warmwasserbereitungen?
Die Kosten für die Installation einer Warmwasserbereitung hängt von der Art ab. Bei zentralen Warmwasserbereitungen spielen der Aufwand für die Installation der Warmwasserleitungen, die Anzahl der Entnahmestellen und für den Warmwasserspeicher eine Rolle.
Die Kosten für den Speicher sind abhängig vom Typ und vom Speichervolumen. Pro Person im Haushalt sollte mit einem Speichervolumen von 30 bis 50 Liter gerechnet werden. Richtpreise für Speicher mit einem Volumen von 200 Litern sind:
- 200 Liter Speicher, emailliert ca. 800 bis 1.000 Euro
- 200 Liter Speicher, Edelstahl ca. 1.500 bis 2.500 Euro
Hinzu kommen noch Wartungskosten in Höhe von etwa 100 bis 200 Euro jährlich.
Elektronische Durchfluss-Wassererwärmer für die elektrische Warmwasserbereitung Kosten je nach Leistung zwischen 150 und 600 Euro. Der Vorteil dieser Geräte ist, dass sie keine Wartung benötigen. Die Haltbarkeit von elektronischen Durchlauferhitzern beträgt etwa 10 bis 20 Jahre.
Speicher-Wassererwärmer beispielsweise für die Küche mit einem Speichervolumen von 5 Litern Kosten rund 80 und 150 Euro. Diese Geräte haben eine Leistung von 2 kW und können an eine normale Haushaltssteckdose angeschlossen werden.
Kann man eine Warmwasserbereitung nachrüsten?
Im Prinzip kann jede Art der Warmwasserbereitung nachgerüstet werden. Sowohl zentrale wie auch dezentrale Warmwasserbereitungen können in praktisch jedem Gebäude nachgerüstet werden. Der Aufwand ist jedoch unterschiedlich hoch. Die Kosten für die Nachrüstung und die zu erwartenden Energiekosten sollten daher im Vorfeld sorgfältig geprüft werden.
Die Nachrüstung einer zentralen Warmwasserbereitung empfiehlt sich wegen der hohen Kosten nur bei der Kernsanierung von älteren Gebäuden. In der Regel auch nur dann, wenn eine neue Zentralheizung installiert wird. Der bauliche Aufwand für das Verlegen der Warmwasserleitungen ist sehr hoch.
Dezentrale Warmwasserbereitungen können relativ einfach nachgerüstet werden. Die kompakten Geräte finden fast überall Platz. Für einen Durchfluss-Wassererwärmer mit hoher Heizleistung muss jedoch ein entsprechend abgesicherter elektrischer Anschluss vorhanden sein.
Die Nachrüstung von dezentralen Warmwasserbereitungen ist beispielsweise praktikabel, wenn in der Garage oder im Gartenhaus gelegentlich warmes Wasser benötigt wird. Auch bei der einfachen Renovierung von Altbauten kann der nachträgliche Einbau einer dezentralen Warmwasserbereitung die günstigste Lösung sein.
