Damit wird im Übrigen Strom für die Trinkwassererwärmung am effektivsten genutzt. Denn bei einem Coefficient of Performance (COP) von 3,5 – einer typischen Leistungszahl für eine Luft/Wasser-Wärmepumpe – erzeugt die elektrische Antriebsenergie der Wärmepumpe das 3,5-Fache an Wärmeenergie. Elektro-Durchlauferhitzer hingegen wandeln Strom 1:1 in Wärme um. Daher ist fraglich, ob bei einer überwiegend elektrischen, dezentralen Trinkwassererwärmung die Stromnetze für einen so hohen zusätzlichen Leistungsbedarf mittelfristig adäquat ertüchtigt werden könnten. Die zum Teil verpflichtende Fernabschaltung von Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge weist auf diese Problematik hin.
Um erneuerbare Energien in Verbindung mit dezentralen Durchlauferhitzern zu nutzen, ließe sich theoretisch der Strombedarf über eine Photovoltaikanlage decken. Allerdings wäre hierfür ein aufwendiges Batteriespeichersystem erforderlich. Die benötigte Batteriegröße, um Elektro-Durchlauferhitzer mit 21 kW und mehr Leistung bei typischem Bedarfsverlauf und üblichen Gleichzeitigkeiten für PWH in Mehrfamilienhäusern mit gespeichertem PV-Strom zu versorgen, darf als unwirtschaftlich gelten. Ebenso als unrealistisch anzusehen ist wohl die Erwartung, dass über einen steigenden Anteil erneuerbarer Energien am deutschen Strommix der Bezug von Netzstrom den steigenden Umweltanforderungen genügt: Besonders intensiv wird aktuell diskutiert, ob nicht durch E-Mobilität und die Erzeugung grünen Wasserstoffs der Strombedarf in Deutschland 2030 deutlich höher sein wird als die Bundesregierung derzeit prognostiziert.[6] Das würde nicht nur den Anteil erneuerbarer Energien am Strommix reduzieren, sondern zusätzlich den Strompreis spürbar nach oben treiben.
Unabhängig von dieser Diskussion ist die Nutzung „kostenloser“ Umweltwärme – wie über eine Wärmepumpe oder Solarthermie – im Vergleich zu Strom also weiterhin die günstigere Energiequelle für die Warmwasserbereitung.
Der Baukosten-Vergleich
In der Gegenüberstellung der Installationskosten wiederum – als dritten wichtigen Punkt im Systemvergleich – ist der Materialeinsatz einer zentralen Trinkwassererwärmung durch die zusätzliche Zirkulationsleitung zweifellos geringfügig höher als bei dezentraler Erwärmung. Welche Auswirkung das auf die Baukosten hat, ist für jedes Projekt gesondert zu ermitteln. Dabei ist jedoch mehr als nur das Installationsmaterial für die Zirkulationsleitung und für den zentralen Warmwasserspeicher mit den Kosten für elektrische Durchlauferhitzer zu vergleichen. Denn einen maßgeblichen Kostenpunkt bei einer dezentralen elektrischen Lösung stellen die Netzanschlusskosten dar – insbesondere bei Mehrfamilienhäusern. Gemäß Niederspannungsanschlussverordnung (NAV) können Netzbetreiber bei Leistungsanforderung über 30 kW einen Baukostenzuschuss in Rechnung stellen. Er darf bis zu 50 Prozent der Kosten betragen, die für die Verstärkung der örtlichen Verteileranlagen des Niederspannungsnetzes einschließlich Transformatorenstationen anfallen (§ 11 NAV).[7] Wie hoch der effektive, elektrische Leistungsbedarf von Wohngebäuden in Abhängigkeit der Anzahl der Wohneinheiten und des Gleichzeitigkeitsfaktors für die Warmwassernutzung ist, lässt sich dabei aus der DIN 18015-1 ableiten.[8] Mit steigender Anzahl von Wohneinheiten je Gebäude fallen in Summe dadurch die Kosten für elektrische Durchlauferhitzer und Netzanschlusskosten in der Regel höher aus als der vermeintliche Mehraufwand für die Installation einer zentralen Trinkwassererwärmung (Abb. 5).
Der Komfort-Vergleich
Die Ausstoßzeit für Trinkwasser warm als weiteres Kriterium ist insbesondere wichtig, wenn die Komfortstufe III nach VDI 6003 vereinbart wurde.[9] Für eine Dusche gilt dann beispielsweise, dass nach sieben Sekunden am Duschkopf die Wunschtemperatur anliegen muss. Ein fundierter Vergleich der zentralen und dezentralen Trinkwassererwärmung zeigt: Für beide Systeme gibt es technische Lösungen, um diesen Warmwasserkomfort zu erreichen (Abb. 1). Bei elektrischen Durchlauferhitzern sind dazu elektronisch statt hydraulisch geregelte Geräte zu installieren; ein finanzieller Mehraufwand. Bei der zentralen Trinkwassererwärmung lassen sich kurze Ausstoßzeiten durch Mehrschichtverbundrohre mit geringen Zeta-Werten in der Stockwerksverteilung sicherstellen. Ohne die Zirkulation bis in die Etage zu legen, können Reihenleitungen in der Dimension 16 mm bis zu 10 Meter Länge installiert werden. Die Ausstoßzeiten nach VDI 6003 werden eingehalten.
Frage zum Artikel
