News aus Wärmepumpen- Forschung und -Markt - FWS

News aus Wärmepumpen-Forschung
und -Markt
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Einleitung
17. Tagung des BFE-Forschungsprogramms
«Wärmepumpen, Wärme-Kraft-Kopplung,
Kälte» 29. Juni 2011, HTI Burgdorf
Seite 87
In den letzten Jahren werden vermehrt Wärmepumpen eingesetzt, um Brauchwarmwasser
(BWW) auch in Mehrfamilienhäusern zu erwärmen. Um die geforderten Ausstosszeiten für
BWW in Küche und Bad zu erreichen, werden verschiedene Methoden der Warmhaltung und
Speicherung eingesetzt. Ziel dieses Projektes ist es nun, diese verschiedenen Arten der
Wärmeerzeugung und Verteilung zu vergleichen, und Vorlagen für sinnvolle Systeme zu
erstellen. Dabei soll die HLK Branche stark eingebunden werden, um die Akzeptanz im Feld
zu gewährleisten. Der Wirkungsgrad heutiger BWW-Systeme liegt bei 40-80% [1]. Diese
geringe Effizienz wird vor allem im modernen, gut gedämmten Wohnbau spürbar, wo der
Anteil an Energie für die Brauchwarmwassererzeugung schon 50% des gesamten
Wärmebedarfs ausmacht. Die hohen Energieverluste entstehen sowohl im Wärmeerzeuger
und im Wärmespeicher als auch im Verteilsystem. Sie sind sowohl abhängig vom
Systemdesign (Art, Ausdehnung, etc.) und der Ausführung (Isolationsstärke, Sauberkeit), als
auch vom Nutzerverhalten.
Im Projekt Grosswärmepumpen [2, 3] wurde festgestellt, dass in der Praxis zum Teil
ungeeignete Trinkwassererwärmungssysteme in Kombination mit Wärmepumpen eingesetzt
werden. Durch die grosse Ausdehnung des Verteilsystems und die Steuerung der Anlage kann
es vorkommen, dass die BWW-Erzeugung eine konstant hohe Vorlauftemperatur der
Wärmepumpe bedingt, die sich negativ auf die Jahresarbeitszahl (JAZ) auswirkt. Auch
grosse Volumen des Verteilsystems wurden beobachtet, die energetisch nicht sinnvoll sind.
Schlussendlich gibt es auch Systeme, die die geforderten Mindesttemperaturen mittels
Wärmepumpe gar nicht erreichen können.
Die neue SIA-Norm 385/1 "Warmwasserversorgung für Trinkwasser in Gebäuden –
Grundlagen und Anforderungen" [4], die seit 2011 in Kraft ist, schreibt vor, dass Trinkwasser
nicht länger als 24 h bei Temperaturen zwischen 25 und 50°C stagnieren darf. Falls dies der
Fall ist, muss eine thermische Desinfektion bei 60°C während einer Stunde durchgeführt
werden. Auch müssen im Speicher Temperaturen grösser 60°C und in Verteilleitungen
minimal 55°C erreicht werden. Nur an der Entnahmestelle liegt die zu erzielende
Minimaltemperatur mit 50°C etwas tiefer. Diese Anforderungen gelten nicht für
Durchflusswassererwärmer, solange das Warmwasser nicht länger als 24 h in einem
Zirkulationssystem bei 25°C bis 50°C verbleibt, was wiederum den Einsatz von sogenannten
Frischwasserstationen erlaubt. Tabelle 1 zeigt einen Vergleich der verschiedenen Normen
und Merkblätter zum Thema BWW-Bereitung. Legionellen sind Bakterien, die die
Legionärskrankheit auslösen [5]. Sie sind in einer kleinen, unbedenklichen Anzahl in
Kaltwasser vorhanden und vermehren sich gerne im Biofilm von Warmwasserleitungen bei
Temperaturen zwischen 25 und 45°C. Die Ansteckung mit Legionellose erfolgt durch die
Einatmung der Bakterien als Ärosol, also vor allem beim Duschen. Im Verdauungstrakt sind
sie hingegen harmlos. Vor allem bei einem geschwächten Immunsystem kann die Krankheit
schwerer verlaufen. Neben der üblichen thermischen Desinfektion von Brauchwarmwasser
mit Temperaturen grösser 60°C können auch andere Verfahren wie UV-Bestrahlung, und
Chlorierung eingesetzt werden. Im Sanitärbereich wird beinahe ausschliesslich die thermische
Desinfektion mit Temperaturen über 60°C wie oben beschrieben eingesetzt.