«Wassererwärmung die richtige Lösung»

Transkript

1 «Wassererwärmung die richtige Lösung» Stand der Technik für Erneuerung und Neubau Planung und Effizienz: neue Normen SIA 385 Optimierung Anlagen im Bestand, Ersatz-Optionen Jürg Nipkow Präsident SIA-Kommission 385 Warmwasser (Zürich)

2 Stand der Technik Hintergrund kwh/(m² a) 250 Wärmebedarf Heizung und Warmwasser Raumwärme Warmwasser (22) Übliche Gebäude bis % 24% 46% 58% 73% Kant. Mustervorschriften 2000 Kant. Mustervorschriften 2008 Minergie 2009 Minergie-P Ungefähre Werte! Bei Minergie ist Anteil Erneuerbare nicht enthalten. 22 kwh/(m 2 a) für WW ist Standardwert (ohne Verluste) für MFH. 2

3 WP Wärmeerzeugung: erneuerbar! Beistellspeicher universell, für alle Wärmeerzeuger (auch WP, Holz ) Sonnenkollektoren (auch mit Heizungsunterstützung) Warmwasser-Wärmepumpe: - heizungs-unabhängig - Achtung: Wärmequelle! Wärmeklau WP Split Kompakt Grafiken: Martina Wyss / BFE 3

4 Grafik Martna Wyss / BFE Frischwasserstation Speicher unnötig? Wärmeleistung für Dusche (10 Liter/min.): 17 kw Viel grösser als erforderliche Raumheiz-Leistung! Elektrische Durchlauferwärmer in CH nicht für solche Leistungen zugelassen Auch Frischwasserstationen benötigen (Wärme-) Speicher, diese können aber problemlos «Niedertemperatur» sein (Legionellen!) WW KW vom Wärmespeicher 4

5 Warmwasserverteilung Ausstosszeiten gemäss SIA 385/1 einhalten: 10 Sekunden mit, 15 s ohne Warmhaltung («Bonus» ohne Warmhalteverluste) In kompakten EFH ohne Warmhaltung möglich (15 s: max m Ausstossleitung) Mit Frischwasserstation (dezentral: Wärmezufuhr?!) Warmgehaltener Verteiler verkürzt Ausstosszeit Grafik: SIA 385/1:2016 (Rev.) 5

6 Ausstosszeiten genau definiert Entnahmearmatur auf «warm» voll geöffnet, bis Wasser mit 40 C austritt, bei 60 C Eintrittstemperatur Ausstosszeit = Kaltphasendauer t c + Anwärmephasendauer t hu Anwärmephasendauer t hu = Kaltphasendauer t c (Messungen HSLU) t c wird aus Leitungsinhalt und Volumenstrom berechnet t hu wird länger bei tieferer Eintrittstemperatur als 60 C! (bei 45 C 50% länger) 6

7 Grafiken: Martina Wyss / BFE Zirkulation versus elektr. Warmhalteband Vorteile Heizband: Keine Rückleitung Keine Speicher-Durchmischung Probleme Heizband: Grösster Stromverbraucher im Haus Reparaturen schwierig/ unmöglich Energieträger Strom nachträglich nicht zu ändern (Solarstrom: Jahresgang!) E-CH Merkblatt «Elektrische Heizbänder» 4/2016 Rohr-an-Rohr- Zirkulation: Platzbedarf kaum grösser als Heizband 7

8 Neue Normen SIA 385/1 und 385/2: Anlagen für Trinkwarmwasser in Gebäuden 385/1: Grundlagen und Anforderungen, in Revision, erscheint ca. Ende 2016 (alte Version 2011) 385/2: Warmwasserbedarf, Gesamtanforderung und Auslegung (01/2015) Dokumentation 0244 (Erläuterungen, Fallbeispiel, Lehrmittel, 2015) Ratgeber für engagierte Bauherrschaften: «Effiziente Warmwasser-Systeme», demnächst, EnergieSchweiz 8

9 SIA 385/1:2016, Anforderungen Allgemeine Nutzungsanforderungen (Temperaturen, Volumenstrom, Ausstosszeiten) Energieeffizienz: Dämmung von Speichern und Verteilleitungen, Wärmesiphons, Systeme zur Warmhaltung, WP (COP), thermische Solaranlagen (A C /EBF) Legionellenprophylaxe: Es wird ab 2017 komplizierter, die 24h-Regel gilt nicht mehr. Temperatur-Untergrenze ohne andere Massnahmen ist 55 C. Legionellose: nur Einatmen ist gefährlich. Schweiz um 200 Fälle/Jahr, 5 bis 10% Todesfälle Bild wikipedia 9

10 Warmwassertemperaturen max. Warmwassertemperatur für periodische Temperaturerhöhung (Kalkbildung!) 65 C mind. erreichbare Warmwassertemperatur am Ausgang des Speichers 60 C Abtötung von Legionellen mind. erreichbare Warmwassertemperatur im Zirkulationsrücklauf mind. erreichbare Warmwassertemperatur bei Entnahmestelle Mindesttemperatur für nutzbares Warmwasser max. Raumtemperatur (Temperatur in Ausstossleitung) 45 C 55 C 50 C 40 C 25 C Lebensfähig aber nicht vermehrungsfähig Optimale Legionellenvermehrung Lebensfähig aber nicht vermehrungsfähig 10

11 Kein stagnierendes Trinkwasser Durchflusswassererwärmer mit einer einzigen kurzen Ausstossleitung? JA Empfehlung: 55 C am Austritt des Durchflusswassererwärmers NEIN 50 C an jeder Entnahmestelle nach 7 x Ausstosszeit Kein Speicher Risikostufe? Mittel Anforderung: 55 C am Eintritt der Ausstossleitungen Trinkwasser (und Betriebswasser) JA NEIN Speicherungsart? Nachladung jederzeit möglich? Speichervolumen 30% Nutz-WW-Bedarf? Gering JA Empfehlung: 55 C am Eintritt der Ausstossleitungen JA NEIN NEIN Warm gehaltene Leitungen vorhanden? Nur Betriebswasser Wärmeübertrager nicht gedämmt und mit Wärmesiphons? Mittel Risikostufe? Anforderung: 60 C am Speicheraustritt NEIN Gering Empfehlung: 60 C am Speicheraustritt JA Anforderungen: 60 C am Eintritt der warm gehaltenen Leitungen 55 C in den warm gehaltenen Leitungen Anforderungen bei Risikostufe Gering nicht eingehalten Tägliche thermische Desinfektion gefordert: 1 Std. bei 60 C Empfehlungen nicht eingehalten Energieapéro Grafik: SIA 385/1:2016 beider Basel Entwurf , Jürg Nipkow 11

12 Frischwasserstation ohne warm gehaltene Verteilleitungen Auskühlung von Frischwasserstation und Ausstossleitungen innert 24 Std.! 12

13 Frischwasserstation mit warm gehaltenen Verteilleitungen Bei WW-Betriebstemperatur unter 55 C ist thermische Desinfektion von FWS und Zirkulation täglich erforderlich (1 Std. bei 60 C). 13

14 SIA 385/2: Begrenzung der Wärmeverluste von WW-Speicherung und Verteilung Alle WW-Versorgungen: Anforderung an Wärmedämmungen und Ausstosszeit einhalten Zusätzlich bei WW-Versorgungen mit warm gehaltenen Verteilleitungen: Warmwasser-Verlustzahl x ls < 50% (Zielwert 40%) Wärmeverluste von Speicher und warm gehaltenen Leitungen + 2,5 x Hilfsenergie x ls = Wärmebedarf für Warmwasser 14

15 Optimierungsmöglichkeiten bei Warmwasser-Verlustzahl x ls > 50% Warmhaltung der WW-Leitungen überprüfen (z.b. Rohran-Rohr statt separater Rücklauf), Achtung Warmhaltebänder: Hilfsenergie-Faktor 2,5 Bessere Umwälzpumpe (Zirkulation), z.b. EEI <0,2 Bessere Speicherdämmung Standorte aller Speicher, Leitungen, Verteiler, Entnahmestellen überarbeiten; gegebenenfalls: Raumdisposition anpassen (mit Architekt!) (Ziel: kürzere warm gehaltene Leitungen) 15

16 Optimierung Raumdisposition und WW-Verteilung Bereits in der Vorprojektphase: Interdisziplinäre Zusammenarbeit von Architekten und Gebäudetechnikplanern (Raumdisposition, Leitungstrassen, > Gesamtanforderung!) Bad 2 Steigleitungen Küche Technik Bad Küche Technik 1 Steigleitung Verteilung ohne warm gehaltene Leitungen (EFH) oder mit Frischwasserstation prüfen Nutzungsvereinbarung Bauherrschaft - Projektverfasser aufgleisen, u.a. Nutzwarmwasserbedarf pro Bezugseinheit 16

17 WW-Effizienz im Bestand optimieren Massnahmen nach steigendem Umfang bzw. Eingriffstiefe: Speicherladezeit- und Temperatur-Einstellungen optimieren. Legionellen-Vorsorge beachten! Zirkulations- bzw. Heizband- Unterbrechung nachts wird nicht empfohlen (Wiederaufheizung, Komfort). Zirkulationspumpe ersetzen ( W 3 10 W) Sparsamere Entnahmearmaturen (Effizienzklasse A): Nur alte/ ungenügende austauschen. Vorsicht mit Spardüsen (Temperaturschwankungen möglich) und A-Duschbrausen! A: 6 l /min. Bild BFE 17

18 Beim Ersatz des Heizwärmeerzeugers Wassererwärmer in die Planung einbeziehen, gesamtes System betrachten, Gelegenheit für erneuerbare Energien nicht verpassen. Heizwärmeerzeuger WP, Holzfeuerung, Fernwärme, Sonnenkollektoranlage: WW mit Beistellspeicher Achtung: Wärmetauscherfläche! Evtl. externer WT (Takten des Wärmeerzeugers vermeiden) Parallelbetrieb WW + Heizung «kostet Temperatur» Elektrische Nachheizung vermeiden: Es gibt WP > 65 C, ggf. Legionellenschaltung sorgfältig planen/steuern 18

19 Bild Pixabay.com WW-Schwerpunkte bei grossen Renovationen Bei Renovationen mit Erneuerung der Nasszellen unbedingt Alternativen prüfen: Dezentrale MFH-Elektroboiler durch zentrales System ersetzen (bedingt Einbau einer Verteilung mit Zirkulation) Altes, verlustreiches Zirkulationssystem ersetzen (Rohr-an- Rohr, evtl. Frischwasserstationen). Sorgfältige Evaluation von Varianten zu empfehlen! Warum nicht bei grosser PV-Eigenerzeugung alles mit Strom? (Elektroboiler, Heizbänder)? - Vorschriften - Winterstrom (Kohle ) - WP-COP nicht verschenken! 19

20 Spezialfälle: nie ohne Variantenstudium! Sehr grosse Anlagen (> 50 Wohnungen): Aufteilung / dezentrale WW-Versorgung prüfen Abwärme verfügbar? evtl. separate WP fürs WW Spitäler, Alters-/Pflegeheime: Hygiene-Risikoklasse hoch, Spezialplanung erforderlich Bäder, Sportbauten etc.: Hohe Bedarfs-Spitzen, tiefe Temperaturen: Frischwasserstationen, Abwärmenutzung Nichtwohnbauten mit kleinem WW-Bedarf: Dezentrale Einheiten statt verlustreicher WW-Verteilung, Systeme ohne oder mit minimalen Bereitschaftsverlusten. 20

21 Wie nun zur «richtigen Lösung»? 1. Warmwasserversorgung ist keine Nebensache. WW im Gesamtprojekt optimieren, hängt mit Heizwärme, aber auch Architektur zusammen es gibt selten eine «einfach richtige» Lösung! 2. Auslegeordnung anhand Infromationsquellen 3. Vorschläge/Offerten nicht ohne produktunabhängige Evaluierung akzeptieren (lassen) 4. Normen einhalten (Wegbedingen nicht sinnvoll), Bauherrschaft über Legionellenvorsorge informieren 21

22 Aktuelle Informationsquellen SIA Dokumentation 0244 (12/2015, CHF 88.-) Ratgeber «Effiziente Warmwasser-Systeme», Zielpublikum: Interessierte Bauherrschaften (+ Planer, Berater), EnergieSchweiz, demnächst EnergieSchweiz-Web-Tool «Gebäude-Heizsystem- Check» EnergieSchweiz-Merkblatt «Elektrische Heizbänder» Viel Erfolg! 22