Zu den wichtigsten Mikroorganismen, die sich in Trinkwasseranlagen vermehren können (begünstigt wird Biofilmwachstum durch Stagnation von Wasser, geringe Fliessgeschwindigkeit und Nährstoffgehalt des Wassers), gehören: Legionellen, atypische Mykobakterien, Pseudomonaden. Warmwasser sollte daher an der Zapfstelle immer mit mindestens 50 °C und Kaltwasser stets mit Temperaturen unterhalb von 25 °C betrieben werden.
Daniel Rommler, die letzten beiden Jahre haben uns gezeigt, wie wichtig Hygieneaspekte bei gefährlichen Erregern sind. Dies gilt bekanntlich auch bei wasserführenden Systemen, das ist vermehrt ins Bewusstsein zu bringen. Was ist Ihnen in dieser Zeit durch den Kopf gegangen?
Bund und Kantone favorisieren über ihre Förderprogramme Wärmepumpen als Heizsysteme. Marktübliche Wärmepumpen für Ein- und Mehrfamilienhäuser stossen bei ca. 60 °C an ihre Grenze, auch was die Energieeffizienz anbelangt. Liefert die Wärmepumpe 60 °C über den Rohrwendeltauscher, ist im Trinkwasserspeicher schliesslich noch 45-50 °C warmes Wasser, das wiederum durch einen Elektroheizeinsatz auf das erforderliche Temperaturniveau je nach Installation zwischen 58–60 °C erwärmt werden muss. In einem herkömmlichen Trinkwarmwasserspeicher kann somit die aus hygienischen Gründen empfohlene Temperatur nicht durch die Wärmepumpe allein erzeugt werden.
Die Schweiz verzeichnete in der letzten Zeit einen starken Anstieg an Legionelleninfektionen. Energieeffizienzforderungen könnten da Auswirkungen gehabt haben. Legionellen vermehren sich am schnellsten im Temperaturbereich zwischen 25 und 45 °C. Für eine thermische Desinfektion sollte das Warmwasser über 60 °C erhitzt werden. Was zeichnet Ihre Anwendungen hier aus?
Ich muss vielleicht ein bisschen ausholen. Was wohl allen klar und verständlich sein sollte ist eines, dass aus Gründen der Energieeffizienz, die Temperatur des Warmwassers sicher nicht unter die erforderlichen Temperaturen, gemäss ihrer Topologie nach SIA385/1, eingestellt werden darf. Die These, dass durch Energieeffizienzforderungen ein Zusammenhang besteht mit der Erhöhung von Legionelleninfektionen kann ausgeschlossen werden. Die Zahlen des BAG gehen schon seit Beginn der Aufzeichnungen nach oben und dies sind nur die gemeldeten Fälle. Richtig ist aus meiner Sicht eher, dass man sich erst seit kurzem mit der Legionellenproblematik auseinandersetzt und jetzt das grosse Aha-Erlebnis eingetreten ist. Die neusten Untersuchungen bei Studien haben mittlerweile belegt, dass Trinkwasserspeicher durch ihren Aufbau - unten kalt, Mischzone lauwarm, nur Bereitschaftsvolumen warm - falsch ausgelegte Zirkulation und verkalkte Rohrwendeltauscher eine richtige Keimbrutstätte sind.
Viele der alt installierten Anlagen mit Trinkwasserspeicher haben deshalb mittlerweile mit genannter Problematik zu kämpfen. Es scheint manchmal dem Immobilienbesitzer sei der Service des eigenen Autos wichtiger als der Unterhalt seiner haustechnischen Anlagen. Die EN806-2 schreibt u.a. auch deshalb schon lange vor, dass Energie nicht im Trinkwasserspeicher, sondern im Heizungsspeicher zu lagern ist. Auch das BAG im Modul 11 hat geschrieben, dass Durchflusswassererwärmer nahe den Zapfstellen sicherer bezüglich Legionellen sind als zentrale Warmwasseraufbereitungen. Und genau hier setzen wir an. Eine Wohnungsstation zeichnet sich dadurch aus, dass ihr Aufbau den Vorteil hat, dass sich kein Trinkwarmwasser in der Sanitärinstallation mehr befindet das warmgehalten, geschweige denn periodisch thermisch desinfiziert werden muss. Die Wohnungsstation ist sozusagen die Spitze der Technologie in der Trinkwarmwasser-Erzeugung, denn ausser einem Inhalt der sich mehrmals pro Tag erneuert ist auch der integrierte Plattenwärmeüberträger um ein vielfaches effizienter, als ein Rohrwendeltauscher im Trinkwasserbehälter. Auch die Betriebssicherheit spielt eine Rolle in unserer Betrachtung. In Gegenden mit hartem Wasser empfehlen wir die beschichteten Sealix-Plattentauscher, somit ist der Kunde immer auf der sicheren Seite. Durch die Beschichtung wird das Risiko einer Verkalkung wesentlich reduziert und Korrosion wie bei «Boilern» kann praktisch ausgeschlossen werden. Zusätzlich wird die Warmwassertemperatur auf’s Grad genau geregelt und genau zum Zeitpunkt, wann es auch wirklich benötigt wird.
Die überarbeitete SIA 385/1 plädiert für wirtschaftlich vertretbare und praxistaugliche Warmwassersysteme, die hygienisch einwandfrei und energieeffizient sind. Wo sehen Sie Ihre Systeme in dieser Hinsicht?
Unsere Produktelinien, sei es die zentrale oder dezentrale Technik der Warmwasseraufbereitung, orientieren sich genau an diesen 4 Punkten. Bei mittlerweile über 25 000 verkauften Stationen pro Jahr beweist die Wohnungsstation schon längst, dass sie von einem wirtschaftlichen und praxistauglichen Warmwassersystem nicht mehr wegzudenken ist. Ausschlaggebend ist vor allem ihre hygienisch einwandfreie und energieeffiziente Methode zur Warmwasseraufbereitung. Der kleine Wasserinhalt des Tauschers sowie die beschichteten und neu angeordneten, asymmetrischen Platten machen den Unterschied aus. Durch diese neue Anordnung der Plattenform ist es nach SPF möglich, in unserer 30l/min–Wohnungsstation bei einer Zapfmenge von 12 l/min und einer primärseitigen Temperatur von 52 °C sekundärseitig ebenfalls 52 °C warmes Trinkwarmwasser nahe der Zapfstelle zu produzieren. Das bedeutet, wir arbeiten in diesem Durchflussbereich mit 0 Kelvin Überhöhung. Keine andere Methode ist effizienter.
Die SIA385/1 favorisiert so zu Recht die Produktion von Warmwasser im Durchflussverfahren gegenüber der konventionellen Speicherung in einem Trinkwasserspeicher, indem sie verschiedene Warmwassertemperaturen zulässt je nach Topologie des Systems. Wird ein Trinkwasserbehälter mit Kombispeicher wie in Topologie LS betrieben, so wird eine Austrittstemperatur von 60 °C und eine thermische Desinfektion des gesamten Trinkwasservolumens empfohlen. Bei einer Wohnungsstation nach Topologie 00 wird hingegen eine Austrittstemperatur von 52 °C empfohlen.
Was sind die konkreten Vorteile Ihrer dezentralen Warmwasserversorgung, besonders in Verbindung mit Wärmepumpen?
Der grösste Vorteil ist, dass die Wohnungsstation Hygiene und Energieeffizienz vereint. Dank kleinen Wasserinhalten und effizientester Wärmeübergang mit asymmetrischen Plattenwärmeüberträgern können die geforderten Temperaturen ohne Elektroheizeinsatz eingehalten werden. Die Wärmepumpen erreichen in Verbindung mit Wohnungsstationen dementsprechend höhere COP- u. JAZ-Werte. Je tiefer verdichtet wird - immer innerhalb der empfohlenen Parameter selbstverständlich - desto weniger Energiekosten entstehen. Werden die Wärmepumpen zusätzlich in Arealvernetzungen eingebunden, erreichen diese Wärmepumpen Bestwerte.
Ihre Systeme arbeiten ohne Bevorratung. Welche Punkte ergeben sich daraus?
Der Einsatz einer dezentralen Warmwasserbereitung bringt einige Anpassungen im Bereich der Hausinstallationen mit sich. Anstelle eines Trinkwarmwasserspeichers kommt ein technischer Heizwasserspeicher zum Einsatz, denn die benötigte Energiemenge für die Abdeckung der Spitzen muss selbstverständlich gleichwohl eingelagert werden. Sowohl die thermische Desinfektion als auch eine Trinkwarmwasser-Rezirkulation und die Warmwasser-Verteilleitungen zu den Wohneinheiten entfallen. Für die Abdeckung von Trinkwarmwarmwasser und Raumwärme werden nur Heizung Vorlauf und Rücklauf und die Trinkkaltwasserleitung benötigt.
Eine andere Variante bilden Systeme mit zwei getrennten, unterschiedlich hohen Temperaturniveaus für Heizung/Kühlung und Warmwasserbereitung. In diesem Falle werden vier Leitungen und eine Kaltwasserleitung zu den Wohneinheiten benötigt.
Innerhalb der Wohnung - oder vom Flur abschliessbar zugänglich - wird jeweils eine Wohnungsstation eingebaut. Die Station dient der Warmwasserbereitung sowie der Wohnungsbeheizung. Beim Zapfen von Warmwasser wird dabei die Heizung kurzfristig unterbrochen -Vorrangschaltung für Trinkwarmwasser. Die Station soll so in der Wohnung positioniert werden, dass möglichst kurze Leitungen zu den Zapfstellen führen und so die geforderten kurzen Ausstosszeiten erreicht werden. Die Trinkwasserleitungen in der Wohneinheit werden zur Vermeidung von Stagnation mit Vorteil als Ringleitung verlegt und nicht als Sternleitung.
Sie sagen, Sie fahren mit tiefen Temperaturen (Zapf- und Heizwasser-Speichertemperatur), und Ihre Verfahren seien die einzigen, die das könnten. Können Sie das verdeutlichen?
In unseren Wohnungsstationen Regudis W-HTE sind die Platten des Tauschers so gegliedert, dass primärseitig mehr Tauscherfläche für die Übertragung auf die sekundärseitige Tauscherfläche zur Verfügung steht - asymmetrisch anstelle symmetrisch.
Asymmetrisch bedeutet, dass die Wärmetauscherplatten primärseitig weiter auseinander stehen als auf der Sekundärseite. So können höhere Heizvolumenströme fliessen und eine geringe Überhöhung realisiert werden. Dank dieser Technik ist es uns möglich, bis zu einer bestimmten Zapfmenge das kalte Trinkwasser von 10 °C mit einem Heizungsvorlauf von z.B. 52 °C annähernd verlustfrei auf 52 °C Trinkwarmwasser zu erwärmen. Diese Daten sind bei Messungen der SPF Rapperswil entstanden und bestätigt.
Wie gross ist das Energiesparpotential durch Ihre Systeme?
Das kann so global nicht gesagt werden, da es auf das Gebäude, die Technik und die Temperaturen, mit denen verglichen werden soll, ankommt. Entscheidend ist, dass wir eine Lösung anbieten, die eine sichere und effiziente Trinkwarmwasserbereitung im Einsatz mit Wärmepumpen ermöglicht, die keine Zusatzheizung mehr erfordert.
Zu Frischwasserstationen (FWS) wird in der Theorie angemerkt, dass aus energetischer Sicht die zentrale FWS vorgezogen werden sollte (grosse primärseitige Leitungsdimensionen, grosses Heizwasservolumen umzuwälzen). Was ist Ihre Argumentation dazu?
Dies kann ich so nicht bestätigen. Der einzige Unterschied zwischen der zentralen und einer dezentralen Variante ist aus energetischer Sicht bei der Warmwasserbereitung derjenige, dass bei der dezentralen Variante die Produktion des Trinkwarmwassers in den Wohnungen gemacht wird und bei der zentralen Variante dies schon in der Technikzentrale geschieht. Während die Heizungsumwälzpumpe nun bei der dezentralen Variante die Fördermenge schiebt, die für Heizung und Trinkwassererwärmung benötigt wird, schiebt die Zirkulationspumpe bei der zentralen Variante nur die Wärmeverluste der warmgehaltenen Leitungen. Was die Leitungsdimensionen angeht, liegt es auf der Hand, dass Zirkulationsleitung, Trinkwarmwasser- und Kaltwasserleitung sowie Heizungsvor- und Rücklauf kleinere Dimensionen aufweisen als die beiden Heizleitungen und die Kaltwasserleitung der dezentralen Methode. Die Anzahl der Leitungen und die Medientemperaturen sich massgebend. Die Leitungsgrösse ist jedoch für die Betrachtung aus energetischer Sicht irrelevant.
Die Kosten für den Strom der Umwälzpumpen sind da schon eher relevant. Nehmen wir mal als Beispiel ein Standard-Mehrfamilienhaus mit 30 Wohneinheiten. Hier liegen die Stromkosten bei einem Strompreis von 0,17 Rp./kWh für die Umwälzpumpen bei der zentralen Variante bei ca. 44 Fr./a., bei der dezentralen Variante bei 9 Fr./a. Die Gründe habe ich bereits erwähnt. Wenn man jetzt jedoch die Kosten vergleicht, die der höhere Temperaturhub bei zentraler Warmwasserbereitung erfordert, sieht die Rechnung schon anders aus. Um den SIA-Anforderungen zu genügen, wird bei der zentralen Anlage mit 55 °C Vorlauf (bei Kombispeicher 60 °C) gearbeitet. Bei dezentralen Anlagen reichen 52 °C Vorlauf aus. Der daraus resultierende tiefere Temperaturhub sorgt für eine enorme Kosteneinsparung. In der Regel sind die Produktionskosten für Warmwasser mit einer WP bei der zentralen Frischwasserstation gegenüber der dezentralen Frischwasserstation um ca. 6% höher.
Da dezentrale Wasseraufbereitungen eine Vielzahl an Wärmetauschern voraussetzen, muss gegenüber einer herkömmlichen Warmwasserbereitung mit Mehrkosten für den Einbau gerechnet werden. Wie ist das zu sehen?
Wie bereits erwähnt ist dies auch bei einer Wärmepumpe der Fall, sie ist ebenfalls teurer als eine Gastherme, jedoch um etliches effizienter. Dies gilt selbstverständlich auch für das System mit Wohnungsstationen im Vergleich zur zentralen Warmwasseraufbereitung aber vor allem mit Trinkwarmwasserspeicher. Bei einem Gebäudeneubau fallen diese Mehraufwendungen jedoch kaum ins Gewicht. Der Nutzen einer solchen Installation liegt vom hygienischen und wirtschaftlichen Aspekt her auf der Hand.
Was ist Ihre Meinung zu Verfahren, die mit physikalischer Wasserbehandlung Legionellen/Biofilm bekämpfen und so für perfekte Hygiene in wasserführenden Systemen sorgen sollen?
Aufgrund der hohen Fallzahlen der letzten Zeit und der sich daraus folgenden Sensibilität mit dem Thema haben sich viele Entwicklungen ergeben, alle mit demselben Ziel: Trotz tiefen Trinkwarmwasser-Temperaturen eine sichere Warmwasserversorgung zu gewährleisten. Das Thema und die zu erwartenden Lösungen bleiben somit spannend. Ich denke, es wird sich als schwierig erweisen, sämtliche Leitungsabschnitte einer Trinkwasseranlage lediglich mit rein physikalischer Wasserbehandlung hygienisch einwandfrei zu halten.
Welche Systeme werden sich durchsetzen, bzw. welche Systeme haben wo Ihre besten Argumente?
Es werden sich die Systeme durchsetzen, die einerseits effizient und hygienisch einwandfrei arbeiten und andererseits einfach zu planen sind. Aber auch der Betrieb und Unterhalt muss sich so leicht wie möglich gestalten. Wir konzentrieren uns auf die Vorteile unserer Systeme und diese sind in der dezentralen Version stichhaltig:
- Legionellen-Kontamination: 1. Die Gefahr einer Kontamination des Trinkwassers durch Biofilme in Speicher und Verteil-Leitungen ist sehr gering bis ausgeschlossen. 2. Mit der Wohnungsstation wird eine Systemtrennung der Trinkwarmwasserkreisläufe pro Wohneinheit erreicht.
- Energie- und somit Betriebskosteneinsparung: 1. Durch die tieferen Speichertemperaturen können Energiekosten in der Wärmeerzeugung eingespart werden. 2. Energieverluste in den Verteilleitungen werden reduziert - weniger Leitungen, niedrigere Temperaturen. 3. Eine Trinkwarmwasser-Rezirkulation resp. Heizbänder sind nicht notwendig, ebenso entfällt die Notwendigkeit einer thermischen Desinfektion.
- Betriebs- und Rechtssicherheit: 1. Die Betriebssicherheit verbessert sich, da an einer Wohnungsstation Servicearbeiten vorgenommen werden können, ohne die anderen Wohnungen zu beeinträchtigen. 2. Da die Warmwassererzeugung direkt in der Wohnung stattfindet, kann die Verantwortung für die Trinkwasserqualität an die Bewohner übertragen werden. Dies ist besonders in Mietwohnungen ein relevanter Vorteil für den Betreiber der Liegenschaft.
