Systemtemperaturen in PWH-C-Installationen flink regeln

In größeren Objekten ist die Trinkwasserzirkulation warm (PWH-C) seit Jahren Standard.

Dafür sprechen die komfortable Versorgung und die Trinkwasserhygiene (regelmäßiger Wasseraustausch). Erkauft wird das in der Praxis aber häufig durch Probleme mit dem thermischen Abgleich bzw. einer energieeffizienten Temperaturhaltung im Gesamtsystem.

Gelöst werden kann das, meint Marc Losch, Geschäftsführer der malotech GmbH aus dem münsterländischen Beelen (NRW), bei zentralen PWH-Trinkwasseranlagen über neue, vorausschauende Regler. Die malotech GmbH arbeite hier als erster Hersteller von Frischwasserstationen mit speziellen Sensoren und einer darauf aufbauenden Programmierung des Reglers: „Durch einen permanenten Zirkulationsbetrieb bei zugleich geringer Zapfentnahme können die Warmwassertemperaturen (Anm. d. Red.: in PWH-C-Systemen) mitunter deutlich über den gewünschten Sollwert steigen. Bisweilen sind Temperaturen > 65 °C in solchen Systemen keine Seltenheit. Dieses Phänomen tritt insbesondere in Systemen auf, die mit zentralen Frischwasserstationen kombiniert werden. Die Rücklauftemperatur ist dann entsprechend hoch und sie stört nicht nur die Temperaturschichtung im Pufferspeicher empfindlich. In der Folge kann sie auch die Funktionalität des Wärmeerzeugers einschränken oder seine Effizienz mindern. Wärmepumpen schalten dann sogar oft auf Störung. Nebenbei steigt das Verkalkungsrisiko bei hohen Umlauftemperaturen deutlich an und der eigentlich gewünschte Warmwasserkomfort, den der Zirkulationsbetrieb bewirken soll, wird gleich wieder egalisiert. Das trifft dann beim Duschen zu. Zunächst ist das Wasser zu heiß und der Nutzer mischt folglich kaltes Wasser zu. Wenn das heiße Wasser in der Leitung dann allmählich den Sollwert erreicht, wird es über die zuvor eingeleitete Zumischung kalten Wassers unterm Strich zu kalt – der Nutzer muss an der Zapfstelle ein zweites Mal nachregeln.“

Eine Herausforderung sei es dabei, den Zirkulationsbetrieb regelungstechnisch so zu gestalten, dass der gewünschte Sollwert auch beim ständigen Wechsel zwischen Zirkulieren und Zapfen temperaturstabil ablaufe. malotech hat die Frischwasserstationen ,,fresh basic“, ,,fresh classic“ und ,,fresh premium“ deswegen mit einer intelligenten Software ausgestattet. Sie erkenne den Zapfbetrieb und unterscheide diesen vom Zirkulationsbetrieb. Dann ziehe die Pumpe gerade so viel heißes Wasser in den Wärmetauscher, dass die gewünschte Warmwassertemperatur nicht überschritten werde. !PAGEBREAK()PAGEBREAK!

„Hausgemachtes Problem – technische Herausforderung“

Das Problem zu hoher Warmwasser-Temperaturen im Zirkulationsbetrieb sei ein inzwischen hausgemachtes, so Marc Losch: „Die Primärtemperatur wird in Pufferspeichern unter anderem zur Deckung des Spitzenbedarfs auf mindestens 70 °C gebracht. Die Wärmeverluste in den Leitungssystemen sind im Neubau heute jedoch längst nicht mehr so groß wie in alten Bestandsgebäuden – das ist zu begrüßen, schafft aber auch neue technische Herausforderungen. Denn die meisten Frischwasserstationen am Markt sind nicht in der Lage, geringen Bedarf zu erkennen und entsprechend zu modulieren. Dazu ein Rechenbeispiel: 8 l/m Zirkulationsvolumenstrom (sekundär) benötigt lediglich 2,7 l/m 70 °C (primär), um das Rücklaufwasser von 55 °C auf 60 °C zu erwärmen. Zwar ist die Durchflussmenge auch abhängig von der Übertragungsfläche des Wärmetauschers, doch ändert das an dem grundsätzlichen Problem nichts. Sie sind auch nicht ‚vorausschauend‘ in der Weise, dass sie Zapfsignale aufnehmen sowie die voraussichtlich anstehende Entnahme daraufhin prognostizieren und darüber das System feinjustieren. Stattdessen regeln sie permanent nach und das dann auch nicht besonders exakt.“

malotech sei es nun vermutlich als erstem Anbieter gelungen, über den Einbau eines Sensors in Verbindung mit der Regler-Programmierung ein System auf den Markt zu bringen, das nicht nur feinfühlig ist, sondern auch vorausschauend agiert. Sensoren erfassen dabei den Durchfluss und die Temperaturen über schnell ansprechende Fühler, die direkt im Medium sitzen. Die so gelieferten Istwerte werden in der digitalen Regelelektronik mit dem per Normsignal vorgegebenen Sollwert verglichen. Die für den Lastfall benötigte Heizwassermenge wird entsprechend des Bedarfs bereit gestellt. Das alles geschieht binnen weniger Sekunden. „Der Lösungsansatz ist, die Heizwasserpumpe im Zirkulationsbetrieb grundsätzlich im Pulsbetrieb zu betreiben und wenn es zum Zapfbetrieb kommt, innerhalb weniger Sekunden den tatsächlichen Nachsteuerungsbedarf zu erkennen. Nach Zapfende schaltet das System in den Zirkulationsbetrieb und damit in den Pulsbetrieb zurück mit dem Ergebnis, dass nach Zapfende die Temperatur im System nicht ansteigt“, so Losch.