Warmwasser

Die rasche Bereitstellung von Warmwasser gehört heute in westlichen Ländern zum üblichen Wohnkomfort, hat sich aber noch etwas früher im Gewerbe und der Industrie durchgesetzt.

Von Warmwasser spricht man im Temperaturbereich von etwa 30 °C bis 60 °C, darüber hingegen von Heißwasser. Eine Wassertemperatur von 35 °C empfindet der Durchschnitt als handwarm, während bei 55 °C für Kinder schon die Gefahr der Verbrühung beginnt. Deshalb werden die Thermostatventile in Wohnungen meist auf eine Normaltemperatur von 40 °C eingestellt.

Geschichtliches

Während die meisten Privathaushalte bis etwa zur Mitte des 20. Jahrhunderts ihren Bedarf an Warmwasser durch Erhitzen am Herd oder im Wasserschiff deckten, setzten sich bald darauf die elektrischen oder mit Stadtgas betriebenen Durchlauferhitzer am Sanitärmarkt durch. Sie lieferten Heißwasser für den Abwasch, mussten also für die Handwäsche oder zum Baden mit Kaltwasser gemischt werden. Sicherheitsmängel bei den Gasleitungen oder der Abluft führten dazu, dass diese Apparate für Wohnräume nur noch eingeschränkt benützt werden dürfen.

Heute gehört eine komfortable, automationsgestützte Warmwasserbereitung zum Standard in Westeuropa und Nordamerika. Dadurch hat allerdings der Energieverbrauch für Warmwasser stark zugenommen, was bei den derzeit stark steigenden Erdöl- und Gaspreisen die Suche nach Alternativen belebt. Eine davon ist eine thermische Solaranlage, die bei richtiger Auslegung fast den ganzen Warmwasserbedarf des Sommerhalbjahres deckt und im Winterhalbjahr – je nach Nutzungsgewohnheiten – etwa ein Viertel.

Diese Nutzung der Sonnenenergie hat aber eine viel ältere Geschichte. Angeblich hat bereits Archimedes um 250 v. Chr. in Syrakus ein Heizsystem mit Brennspiegeln gebaut, und in südlichen Ländern nützt man die rasche Erwärmung von dunklen Behältern schon lange. Kleingärtner basteln sich seit der letzten Jahrhundertwende eigene primitive Systeme, die auf einem dunkel gestrichenen Fass oder einem in der Sonne liegenden Schlauch beruhen. Selbst mit einem einfachen Gartenschlauch kann man schon nach einer Viertelstunde Sonne ein kurzes „Tröpferlbad“ genießen. In Ländern wie Israel oder Griechenland gibt es fast kein Hausdach, auf dem nicht ein Thermosiphonkollektor mit Warmwasserspeicher steht, der ohne Pumpe nach dem Schwerkraft-Umlaufprinzip arbeitet.

Heutige Warmwassersysteme

Soll ein modernes Warmwassersystem für unsere Breiten auch im Winter zufriedenstellend arbeiten, benötigt es vor allem folgende Komponenten:

• Beheizung durch einen Brennstoff (Öl, Gas, Kohle, Brennholz oder Pellets), durch Fernwärme oder auch elektrischem Strom
• eine Regelung mit Temperaturfühler und Zeitschaltuhr
• Sicherheitseinrichtung mit Ausdehnungsgefäß, Rückflussverhinderer und Sicherheitsventil
• eine Zirkulationspumpe (mit eigenem Thermostat und Zeitschaltuhr oder durch die Regelung gesteuert)
• und für den Komfort eine Mischbatterie an jedem Waschbecken oder eine zentrale Mischbatterie für jeden Waschraum

Die Wärmeversorgung für moderne, sanitätsbewusste Gewerbebetriebe erfordert darüber hinaus noch eine Abstufung der Wassertemperatur und aus Gründen des Umweltschutzes oft auch jene der Qualität. Da eine zentrale Heizanlage bei nicht zu langen Leitungen einen höheren Wirkungsgrad hat, sollte sie etwa folgende Bedürfnisse erfüllen:

• Heißwasser für die Raumheizung (Temperaturbereich etwa 60 °C bis maximal 90 °C)
• Brauchwasser für Desinfektion (Wassertemperatur mindestens 82 °C)
• Brauchwasser für die gewerblich genutzten Handwaschbecken (Entnahmetemperatur etwa 45 °C)
• Brauchwasser für Reinigung etc. (Entnahmetemperatur ca. 65 °C)
• Warmwasser in Trinkwasser-Qualität für spezielle Räume (kann zur Ersparnis des zugehörigen Leitungsnetzes auch örtlich erwärmt werden) und
• Wasserdampf für die oft nötige Prozesswärme (Sattdampf zwischen 1,5 bar und 8 bar)

Die Wärmeerzeugung (Heißwasser, Dampf) erfolgt meist mit Heizkesseln oder Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Zum System gehören bei obiger Auslegung im Regelfall mehrere Warmwasserboiler, teilweise getrennte Rohrleitungen, Armaturen und ein geeigneter Kamin etc. Zu einer optimalen Betriebsweise bedarf es neben effizienten Einzelkomponenten auch einer optimalen Kombination der einzelnen Systemteile.

Energie sparen

Durch Reduzierung der Temperatur von Warmwasserspeichern kann der Energieverbrauch deutlich gesenkt werden. Direkt ersichtbare Nachteile ergeben sich dadurch in der Regel nicht, da dem Warmwasser in der Regel ohnehin Kaltwasser zugemischt wird. Es ist jedoch streng darauf zu achten, 60 °C nicht zu unterschreiten, da sonst die Gefahr der Vermehrung gefährlicher Legionellen besteht. Diese Bakterien können Lungenentzündungen oder grippeähnliche Erkrankungen (Legionärskrankheit, Pontiacfieber) verursachen.^[1]

Hingegen sind die Zirkulationspumpen in die Kritik geraten, weil sie bei nur mäßigem Wasserverbrauch die Energiekosten überproportional erhöhen (rasche Abkühlung des in der Leitung zirkulierenden Warmwassers). Sie sind zur kurzfristigen Bereitstellung großer Mengen an Warmwasser, beispielsweise im Gastgewerbe, weiterhin empfehlenswert.

Ansätze zur Reduktion des Heiz-Energie-Verbrauches für Warm- und Brauchwasser gab es schon zur Zeit der ersten Energiekrise in den 1970er Jahren. Die technische Entwicklung war allerdings noch nicht so weit fortgeschritten und der Markt für integrierte Lösungen zu klein. Wirklich erprobte Techniken der Solarenergie standen damals noch nicht zur Verfügung.

Wer damals – als sich der Ölpreis etwa verdreifachte – bereits einen Warmwasserspeicher hatte, konnte zumindest durch bessere Isolation, niedrigere Wassertemperatur und eine allfällige Nachtabsenkung des Heizsystems etwas Energie sparen. Heute gibt es dafür ausgeklügelte Steuerungen, die weit über Thermostate und Zeitschaltuhren hinausgehen und seit einigen Jahren digital, menügesteuert oder selbstoptimierend (Zirkomat) sind.

Siehe auch

• Küche, Badekultur, Sonnenstrahlung, Fernwärme
• Komfort versus Energiesparen, Betriebswasser, Umwälzpumpe (Heiztechnik), Durchlauferhitzer
• Wasseraufbereitung, Wasserverteilungssystem, Umweltschutz

Weblinks

• Branchenberatung Energie, Wirtschaftskammer OÖ
• Energietechnische Prüfverfahren für Wassererwärmer und -Speicher, Umweltdepartement Bern
• Solaranlagen zur Warmwassererzeugung – statistische Zahlen und Grafiken
• Warmwasserkosten senken - Bericht bei energieportal24.de

Quellen

1. ↑ Stiftung-Warentest Meldung »60 Grad sind optimal« in Heft 02/2006 (eingesehen am 19. Juni 2011)