Pufferspeicher mit nachgeschalteten, dezentralen Trinkwasser

9. November 2020
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Die Regelung (3) steuert die Kollektorkreispumpe und die Pufferspeicherladepumpe, so dass die vom Kollektorfeld (1) gelieferte Solarwärme über die Wärmeübergabestation (2) zum Pufferspeicher (5) geleitet wird. Die Nachheizung (4) erwärmt das Bereitschaftsvolumen des Pufferspeichers bei Bedarf auf die gewünschte Solltemperatur. Über ein 2-Leiter-Netz und die angeschlossenen dezentralen Trinkwasserstationen (8) werden alle Wohneinheiten mit Warmwasserbereitung im Direktdurchlauf versorgt. Eine Zirkulation (9) ist innerhalb der Wohneinheit nur bei langen Leitungswegen erforderlich. Eine Legionellenschutzschaltung (10) ist innerhalb der Wohneinheit nur erforderlich, wenn der Inhalt der Rohrleitungen zwischen Abgang Trinkwassererwärmung und Zapfstelle >3 l beträgt.

Legende WW5

  • 0: Funktionsprinzip
  • 1: Kollektorfeld
  • 2: Kollektorkreis
  • 3: Regelung
  • 4: Nachheizung
  • 5: Pufferspeicher
  • 6: Trinkwasserspeicher
    (hier nicht vorhanden)
  • 7: Heizkreise
    (hier nicht abgebildet)
  • 8: dezentrale Trinkwasserstationen
  • 9: Zirkulation
    (hier nicht vorhanden)
  • 10: Legionellenschutzschaltung
    (hier nicht vorhanden)

Der Heizkreis (Bereich 7) ist nicht abgebildet, da die Solaranlage nur die Warmwasserbereitung unterstützt. Die Versorgung der Heizkreise erfolgt direkt über den Wärmeerzeuger.

In der Regel ist der Leitungsinhalt der Rohrleitungen innerhalb der Wohneinheiten <3 l, so dass Zirkulation und Legionellenschutzschaltung nicht erforderlich sind. Bei Rohrleitungsinhalt >3 l ist eine Zirkulation und eine thermische Desinfektion erforderlich. Die Regelung der Zirkulation innerhalb der WE muss dann in der Lage sein, einmal täglich das WW-Netz auf >60 °C zu erwärmen. Dies setzt auch ausreichende Temperaturen im 2-Leiter-Netz voraus.

Systemintegration

Die notwendigen Schritte zur Integration in bestehende Anwendungen mit dezentraler Warmwasserbereitung unterscheiden sich je nach Ausführung der bestehenden Anlage:

Häuser mit dezentraler Warmwasserbereitung und dezentraler Heizung ("Etagenheizung")

  • Erstellung einer zentralen Heizungsanlage mit zentralem Pufferspeicher
  • Installation dezentraler Trinkwasserstationen in den Wohneinheiten
  • Erstellung des Wärmeverteilnetzes

Zwei Möglichkeiten:

  1. Installation von zwei getrennten Wärmeverteilnetzen (4-Leiter-Netz) für Warmwasserbereitung und Heizung
  2. Installation eines Wärmeverteilnetzes (2-Leiter-Netz) zur gemeinsamen Wärmeverteilung der Warmwasserbereitung und Raumheizung (siehe HU5). In der Regel werden Gebäude mit dezentraler Warmwasserbereitung und dezentraler Heizung entsprechend HU5 umgebaut.

Häuser mit dezentraler Warmwasserbereitung (z. B. mit elektrischer Warmwasserbereitung in den Wohnungen) und zentraler Heizung

  • Installation eines zentralen Pufferspeichers (falls noch nicht vorhanden)
  • Installation dezentraler Trinkwasserstationen in den Wohneinheiten
  • Installation eines Wärmeverteilnetzes für die Trinkwassererwärmung

Auslegung Trinkwasserstation

Die Trinkwasserstation ist hinsichtlich der zu deckenden Zapfspitzen je Wohneinheit auszulegen. Gegenüber zentralen Trinkwasserstationen ist die Auslegung je Wohneinheit meist unproblematisch, da keine Gleichzeitigkeitsfaktoren zu berücksichtigen sind. Gleichzeitigkeit muss aber bei der Auslegung des Kessels, des Puffervolumens und des Wärmeverteilnetzes berücksichtigt werden. Dezentrale Trinkwasserstationen sind mittlerweile in vielen Ausführungen als Aufputz- oder Unterputzinstallation erhältlich.

Auslegung Wärmeverteilnetz (2- oder 4-Leiter-Netz)

Ist das Temperaturniveau der Rücklauftemperaturen von Heizkreisen und Warmwasser ähnlich, reicht ein 2-Leiter-Netz aus. Für das Netz ist ein Strangschema zu erarbeiten, um die Druckverluste je Strang zu ermitteln und die Querschnitte der Rohrleitung entsprechend anzupassen. Die Vorlauftemperatur des Warmwassernetzes kann niedrig gewählt werden, da das Trinkwasser erst innerhalb der Wohneinheiten im Direktdurchlauf erwärmt wird. Voraussetzung dazu ist eine möglichst geringe Grädigkeit des Wärmetauschers. Dann reichen 50–55 °C Vorlauftemperatur aus, was z. B. eine gute Kopplungsmöglichkeit mit Wärmepumpen bietet und die Wärmeverluste der Verteilleitungen niedrig hält.

Der Rücklauf der zentralen Ringleitungspumpe ist in den unteren Bereich des Pufferspeichers einzuführen.

Nachheizung

Pufferspeicher sind hinsichtlich der Nachheizung in einen oberen und einen unteren Teil aufzuteilen: Während die untere Hälfte ausschließlich der Beladung durch die Solaranlage zur Verfügung steht, wird die obere Hälfte von der Nachheizung auf Bereitschaftstemperatur gehalten oder von der Solaranlage bis auf 95 °C erwärmt.

Besonders zu beachten

Planung und Einsatzgrenzen

  • Die Netz-Rücklauftemperatur ist bei diesem Funktionsprinzip von entscheidender Bedeutung für den Solarertrag. Die Pumpe wird in der Regel bedarfsabhängig drehzahlgeregelt. Niedrige Netzrücklauftemperaturen von maximal 35 °C sind anzustreben, werden in der Realität aber oft nicht erreicht. Achten Sie daher besonders auf die Einhaltung niedriger Rücklauftemperaturen. Die Rückführung eines ungeregelten, und damit zu heißen Rücklaufes in den unteren Pufferspeicherbereich verringert den solaren Energiegewinn wesentlich.
  • Klären Sie, welches Mindest-Puffervolumen und welche Mindest-Kesselleistung für die dezentralen Trinkwasserstationen erforderlich sind. Die Hersteller bieten hierfür geeignete Auslegungstabellen oder Programme.

Montage, Installation und Wartung

  • Überprüfen Sie, ob die Speichereinbringung (Gewicht, Breite, Höhe) möglich und die Aufstellbarkeit (Fläche, Höhe, Kippmaß) gegeben ist.

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