Warmes Wasser soll immer in ausreichender Menge und in der richtigen Temperatur zu Verfügung stehen. Und es sollte hygienisch sauber sein. Diese Anforderungen kann eine Wärmepumpe hervorragend erfüllen, auch wenn die Vorlauftemperatur bei maximal 50°C liegt. Wie das funktioniert, erklären wir im folgenden Beitrag. Dabei stellen wir den klassischen Boiler dem Frischwassersystem gegenüber, das wir bei WECHNER in unsere Wärmepumpensysteme einbauen.
Wir haben auch ein Youtube-Video zum Thema Frischwassersystem erstellt.
Ein Boiler ist ein Standardsystem, das man von Gas- oder Ölheizung kennt: Es handelt sich um einen Trinkwasserspeicher, der je nach Gebäudegröße und Anzahl der Bewohner zwischen 100 und 300 Liter bevorratet. Das Trinkwasser wird meist durch einen integrierten Wärmetauscher vom Heizsystem erwärmt. Wenn ein Warmwasserhahn geöffnet wird, wird direkt aus diesem Speicher das warme Wasser entnommen und geht zum Verbraucher. Nach Vorschrift muss die Wassertemperatur in diesem Boiler auf mindestens 60°C gehalten werden (Stichwort Legionellen). Das ist für eine Öl- oder Gasheizung kein Problem. Für eine Wärmepumpe ist das Aufheizen eines Boilers auf 60°C aber durchaus eine Herausforderung. Zum einen gibt es Wärmepumpen, die diese Temperatur grundsätzlich nicht erreichen können. Dann muss diese Spitze durch einen elektrisch betriebenen Heizstab abgedeckt werden. Selbst wenn die Wärmepumpe das schaffen sollte, ist der Betrieb sehr ineffizient, da der Wirkungsgrad aufgrund der hohen Vorlauftemperatur sehr gering ist.
Der effizientere Weg, Warmwasser mit einer Wärmepumpe aufzubereiten, ist über ein Frischwassersystem zu arbeiten. Auch hier hat man einen Pufferspeicher, der aber nicht mit Trinkwasser, sondern mit Heizungswasser gefüllt ist. Die zweite wichtige Komponente ist ein Plattenwärmetauscher. Jedes Mal, wenn Warmwasser entnommen wird, wird über einen Strömungssensor einer kleinen Umwälzpumpe mitgeteilt, dass Warmwasser benötigt wird. Aus dem Pufferspeicher, das mit Heizungswasser gefüllt ist, wird das warme Wasser entnommen und im Plattenwärmetauscher dem kalten Trinkwasser entgegengeführt. Das geschieht über die vielen Platten in diesem Plattenwärmetauscher, die die Wärme übertragen. Wichtig dabei ist, dass das Wasser dabei nicht vermischt wird. Das kalte Trinkwasser erwärmt sich und dient jetzt dem Gebrauch. Das funktioniert sogar beim Befüllen einer Badewanne. Das Heizungswasser kühlt sich wieder etwas ab und lagert sich wieder im Pufferspeicher ein. Der Pufferspeicher wird dann wieder durch die Wärmepumpe auf die gewünschte Temperatur geführt.
Der größte Vorteil an diesem System ist, dass die große Wassermenge vom Trinkwassersystem entkoppelt wird. Im Trinkwassersystem selbst ist nur ein sehr kleines Volumen an Wasser. Es befindet sich nur das Trinkwasser im System, das sich gerade im Wärmetauscher bzw. im Rohrsystem befindet. Setzt man eine normale Nutzung des Hauses, nämlich eine tägliche Entnahme von Wasser, und eine saubere Installation des Warmwasserbereichs voraus, besteht beim Trinkwasser keine Gefahr der Verkeimung. Durch das geringe Leitungsvolumen werden die Rohre quasi mehrmals am Tag durchgespült.
Dadurch dass das Heizungswasser im Pufferspeicher mit dem Trinkwasser nicht in Berührung kommt, muss es auch nicht so hoch erhitzt werden als bei einem klassischen Boiler. Es reichen je nach Bedarf zwischen 45 und 50°C aus. Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe ist daher viel effizienter.
Die Vorteile des Frischwassersystems sind also die hygienische Sauberkeit des Trinkwassers sowie die Energieersparnis beim Betrieb der Wärmepumpe. Allerdings ist das Frischwassersystem gegenüber dem Boiler in der Installation teurer: Neben dem Pufferspeicher werden noch Pumpen, Elektronik und der Plattenwärmetauscher benötigt.
