Dezentrale Warmwasserbereitung: Wie Wärmepumpen effizienter arbeiten können
Wärmepumpen haben sich im modernen Wohnungsbau als Standard für die Raumheizung etabliert. In der Praxis zeigt sich jedoch häufig ein technischer Zielkonflikt: Während Heizsysteme möglichst niedrige Vorlauftemperaturen benötigen, erfordert die zentrale Warmwasserbereitung oft deutlich höhere Temperaturen. Genau dieser Unterschied kann die Effizienz der Gesamtanlage spürbar verschlechtern.
Deshalb setzen einige Neubauprojekte inzwischen auf eine konsequente Trennung von Heizung und Warmwasserbereitung. Die Wärmepumpe arbeitet dabei ausschließlich im Niedertemperaturbereich für die Raumheizung, während Warmwasser dezentral direkt an Küche oder Bad elektrisch erzeugt wird.
„Dezentrale Warmwasserbereitung kann Wärmepumpen effizienter machen, weil sie die Warmwassertemperaturen von der Wärmepumpe entkoppelt, Verluste durch Speicher und Zirkulationsleitungen reduziert und die Anlage im günstigen Niedertemperaturbereich hält.“
Warum hohe Warmwassertemperaturen die Effizienz senken können
Wärmepumpen arbeiten besonders effizient bei niedrigen Vorlauftemperaturen – häufig zwischen 28 und 35 °C. Muss zusätzlich Trinkwasser zentral erwärmt und gespeichert werden, steigen die erforderlichen Temperaturen meist deutlich an. Dadurch kann die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe sinken.
Hinzu kommen Wärmeverluste durch Warmwasserspeicher und Zirkulationsleitungen. Gerade in Mehrfamilienhäusern mit langen Leitungswegen kann ein Teil der Energie verloren gehen, bevor das Wasser überhaupt an der Zapfstelle ankommt.
Dezentrale Systeme verfolgen deshalb einen anderen Ansatz: Das Wasser wird erst unmittelbar beim Verbrauch erhitzt. Speicherverluste reduzieren sich dadurch deutlich, und dauerhaft beheizte Zirkulationsleitungen sind häufig nicht erforderlich.
Trennung von Heizung und Warmwasser
Bei diesem Konzept übernimmt die Wärmepumpe ausschließlich die Raumheizung. Für die Warmwasserbereitung kommen elektronische Durchlauferhitzer direkt in den Wohnungen zum Einsatz.
Das kann mehrere Vorteile bringen:
- Die Wärmepumpe arbeitet überwiegend im effizienteren Niedertemperaturbereich.
- Speicher- und Zirkulationsverluste werden reduziert oder entfallen.
- Warmwasser steht bedarfsgerecht zur Verfügung.
- Der technische Aufwand zentraler Warmwassersysteme sinkt.
- Aufwendige Speicher- und Verteilsysteme können kleiner dimensioniert werden.
Wie groß die Einsparungen tatsächlich ausfallen, hängt allerdings stark vom Gebäude, dem Nutzerverhalten und der Systemauslegung ab. Besonders in energieeffizienten Neubauten kann die Trennung von Heizung und Warmwasser jedoch dazu beitragen, die Gesamtbilanz der Gebäudetechnik zu verbessern.
Praxisbeispiel: „Nine West Living“ in Falkensee
Wie ein solches Konzept im größeren Maßstab umgesetzt werden kann, zeigt das Wohnquartier „Nine West Living“ in Falkensee bei Berlin. In dem Projekt mit 317 Wohnungen kommen Luft-Wasser-Wärmepumpen für die Raumheizung zum Einsatz. Photovoltaikanlagen auf den Dächern liefern einen Teil des benötigten Stroms.
Die Warmwasserversorgung erfolgt dezentral über elektronische Durchlauferhitzer in Küchen und Bädern. Laut Projektangaben wurden insgesamt 337 Geräte des Typs DCX Next von CLAGE installiert.
„Das Projekt verdeutlicht, dass sich Luft-Wasser-Wärmepumpen, Photovoltaikanlagen und dezentrale Durchlauferhitzer zu einem schlüssigen Gesamtkonzept für größere Wohnquartiere kombinieren lassen. Die Trennung von Raumheizung und Warmwasserbereitung unterstützt dabei eine effiziente Betriebsweise der Wärmepumpen bei gleichzeitig flexibler Warmwasserversorgung in den Wohnungen.“
Betrieb und Wartung
Für Eigentümer und Betreiber spielen neben der Energieeffizienz auch Wartungsaufwand und Betriebssicherheit eine wichtige Rolle. Dezentrale Systeme benötigen keine großen zentralen Warmwasserspeicher und in vielen Fällen keine Zirkulationsleitungen. Dadurch kann sich der technische Aufwand im Gebäude reduzieren.
Die eingesetzten Durchlauferhitzer arbeiten mit elektronischer Temperaturregelung und halten die gewünschte Wassertemperatur auch bei schwankendem Wasserdruck konstant. Moderne Geräte sind zudem auf wassersparende Armaturen ausgelegt.
FAQ: Wärmepumpe und dezentrale Warmwasserbereitung
Welcher Durchlauferhitzer war Testsieger bei Stiftung Warentest?
Die Stiftung Warentest hat in Heft 10/2023 die Geräte von sechs großen Durchlauferhitzer-Herstellern verglichen. Testsieger waren:
„DSX Touch“ bei den vollelektronischen Durchlauferhitzern und
„DEX Next“ bei den elektronischen Durchlauferhitzern. Beide Geräte sind vom Hersteller CLAGE aus Lüneburg
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Warum verschlechtert Warmwasser die Effizienz einer Wärmepumpe?
Wärmepumpen arbeiten besonders effizient bei niedrigen Vorlauftemperaturen. Für die zentrale Warmwasserbereitung werden jedoch häufig höhere Temperaturen benötigt. Dadurch kann die Jahresarbeitszahl der Anlage sinken. Zusätzlich entstehen Wärmeverluste durch Speicher und Zirkulationsleitungen.
Sind Durchlauferhitzer effizienter als zentrale Warmwasserspeicher?
In zentralen Systemen gehen ca. 40 % der Energie durch lange Leitungswege und ständiges Aufheizen verloren. (Quelle: »Reduzierung von Energieverbrauch und CO2-Emissionen durch dezentrale elektrische Warmwasserversorgung« Endbericht der Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft (FfE GmbH) in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik (IfE) der TU München, Juli 2011, FfE-Nr.: ZVEI-01) Dezentrale Durchlauferhitzer vermeiden diese Speicher- und Zirkulationsverluste, weil Wasser erst unmittelbar beim Verbrauch erwärmt wird. Wie hoch die konkrete Betriebskostenersparnis bei der Nutzung von Durchlauferhitzern ist, hängt vom Gebäude und der Nutzung ab.
Gibt es bei dezentraler Warmwasserbereitung ein Legionellenrisiko?
Da kein zentraler Warmwasserspeicher vorhanden ist, entfällt in vielen Fällen das Risiko stagnierenden Warmwassers in großen Speichern oder Zirkulationssystemen. Die hygienische Bewertung hängt jedoch immer von der konkreten Anlagenplanung und den geltenden technischen Regeln ab.
Für welche Gebäude eignet sich das Konzept besonders?
Vor allem für energieeffiziente Neubauten mit Niedertemperatur-Heizsystemen und kompakten Leitungswegen. In Bestandsgebäuden muss geprüft werden, ob Elektroinstallation, Leistungskapazität und Wirtschaftlichkeit für das Konzept geeignet sind.
Welche Rolle spielt eine Photovoltaikanlage?
Photovoltaik kann die Wirtschaftlichkeit verbessern, wenn ein Teil des Stroms für Wärmepumpe und Durchlauferhitzer direkt im Gebäude erzeugt wird. Dadurch sinkt der Netzstrombezug.
Sind die Betriebskosten höher als bei zentraler Warmwasserbereitung?
Das lässt sich nicht pauschal beantworten. Entscheidend sind unter anderem Strompreis, Warmwasserverbrauch, Gebäudestandard und die Effizienz der Gesamtanlage. Geringere Wärmeverluste können höhere Stromkosten teilweise ausgleichen.
Fazit
Für Planer, Architekt:innen und Fachhandwerksbetriebe bietet die Trennung von Heizung und Warmwasserbereitung damit eine praxisnahe Möglichkeit, die Effizienz moderner Wärmepumpen im Wohnungsbau zu erhalten und gleichzeitig eine flexible und zuverlässige Warmwasserversorgung in den Wohnungen zu realisieren.
FAQ: Warum sparen elektronische Durchlauferhitzer von CLAGE Energie?
Die Bezeichnung „energiesparend“ bezieht sich auf die integrierte elektronische Steuerung im Vergleich zu herkömmlichen hydraulischen Durchlauferhitzern. Durch die bedarfsgerechte Temperaturregelung ohne Kaltwassermischung können je nach Nutzungsverhalten bis zu 30 % Strom und Wasser eingespart werden (ermittelt nach der Messnorm EN 50193 im Vergleich zu hydraulischen Geräten).
Elektronische Durchlauferhitzer erwärmen Wasser außerdem nur direkt beim Aufdrehen des Wasserhahns und halten kein Wasser dauerhaft warm. Gegenüber dezentralen und zentralen Warmwasserspeichern (Boilern) entfallen dadurch Bereitschaftsenergieverluste; bei zentralen Systemen zusätzlich Verteil- und Zirkulationsverluste. Eine Studie der Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft ermittelte bei den untersuchten zentralen Öl- und Gasbrennwertsystemen mit Zirkulation Energieverluste von etwa 41 bis 47 %. Bei der dezentralen Versorgung mit elektronischen Durchlauferhitzern lagen die berechneten Verluste nur bei etwa 3 bis 4 %. Die tatsächliche Energieersparnis hängt von der individuellen Nutzung und der Einbausituation ab.
Quelle: Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH und Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik der TU München: „Reduzierung von Energieverbrauch und CO₂-Emissionen durch dezentrale elektrische Warmwasserversorgung“, Endbericht, Juli 2011, FfE-Nr. ZVEI-01.
