Exergieoptimierte Frischwarmwassertechnik

Frischwarmwasserstationen, also Trinkwassererwärmer mit Plattenwärmetauscher, die als Durchlauferhitzer mit Heizwasser funktionieren, können inzwischen als Stand der Technik angesehen werden. Frischwarmwassertechnik bietet viele Vorteile:

  • Gradgenaue Erwärmung des Trinkwassers, weitestgehend unabhängig von der aktuellen Speichertemperatur;
  • weniger Verkalkung, da zwischen Kollektorkreis und Trinkwasser der mit Heizwasser gefüllte Pufferspeicher zwischengeschaltet ist;
  • hervorragende Warmwasserhygiene (Schutz vor Legionellen) auch bei großzügig dimensioniertem Speicher;
  • niedrigste Heizwassertemperaturen im Rücklauf für schichtende Speicherentladung und demzufolge optimale Gasbrennwert- bzw. Solarwärmenutzung;

 

Bei Anlagen in Einfamilienhäusern ermöglicht die Regelung des Frischwassersystems auch einen sehr energiesparenden Betrieb der Zirkulationspumpe.

Den Anforderungen des DVGW folgend muss in Mehrfamilienhäusern die Zirkulation wenigstens 16 Stunden pro Tag eine Rücklauftemperatur von 55 °C haben. In vielen Anlagen wird die Zirkulation einfach auf die Kaltwasserzuleitung geschaltet. Dort kommt es zu einer Temperaturvermischung, die zwangsläufig auch die Rücklauftemperatur aus der Frischwarmwasserstation ansteigen lässt. Wenn bei solchen Objekten Sonnenkollektoren installiert sind, bleibt der Ertrag häufig deutlich hinter den Erwartungen zurück.

Temperaturmischung von Kaltwasser und Zirkulation

Die Auftrennung der Trinkwassererwärmung in einen Vorwärmteil mit niedrigen Rücklauftemperaturen und einen von der Zirkulation betroffenen Bereitschaftsteil ist aus Gründen der Trinkwasserhygiene nicht zu empfehlen.

Exergieoptimierte Frischwasserkaskade

Bei der exergieoptimierten Kaskade sind die Frischwasserstationen parallel zueinander geschaltet. In der Kaltwasserleitung zwischen dem ersten und dem weiteren Modul befindet sich ein Trennventil, das bei geringer Zapfung das Kaltwasser nicht zum zweiten durchlässt. Die Zirkulationsleitung wird von der anderen Seite an das zweite Gerät herangeführt. So bleibt das erste Modul getrennt von der hohen Temperatur des Zirkulationsrücklaufs und liefert immer eine niedrige Rücklauftemperatur. Der Rücklauf des kaltwasserseitigen Moduls kann also immer in die kälteste Schicht des Pufferspeichers eingeleitet werden, die Einleitung der Rücklaufleitung des zirkulationsseitigen Moduls erfolgt getrennt davon in wärmere Speicherschichten.

Exergieoptimierte Kaskade

Hohe Zapfraten werden vom Regelmodul des kaltwasserseitigen Gerätes erkannt. Durch Öffnen des Trennventils gelangt Kaltwasser zum zirkulationsseitigen Modul und nutzt dessen Leistungskapazität. Mit äußerst geringem Schaltungsaufwand lassen sich auf diese Weise sehr leistungsstarke Trinkwassererwärmersysteme aufbauen.

Schlüsseltechnik für Energieeffizienz und Solarthermie

Die durch die exergieoptimierte Schaltung der Frischwarmwasserkaskade im Speicher tatsächlich entstehende kalte Zone liefert die Basis für den Betrieb von Sonnenkollektoren im optimalen Wirkungsgradbereich. Ebenso interessant ist die Lösung aber auch für Anlagen in Fernwärmenetzen, für die in den Technischen Anschlussbedingungen eine niedrige Rücklauftemperatur gefordert ist.