{"id":15501,"date":"2022-02-23T11:41:00","date_gmt":"2022-02-23T10:41:00","guid":{"rendered":"https:\/\/deinenergieportal.de\/?p=15501"},"modified":"2022-03-02T11:52:53","modified_gmt":"2022-03-02T10:52:53","slug":"die-exergiemaschine-erzeugt-umweltfreundlich-warmes-wasser","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/deinenergieportal.de\/?p=15501","title":{"rendered":"Die eXergiemaschine erzeugt umweltfreundlich warmes Wasser"},"content":{"rendered":"\n

Fr\u00fcher machte das Zubereiten von warmem Wasser nur einen kleinen Teil der W\u00e4rmelast von Wohnh\u00e4usern aus. Das hat sich in den letzten Jahren stark ver\u00e4ndert, dann die Heizlast sinkt aufgrund der zunehmenden Energieeffizienz der Geb\u00e4ude st\u00e4ndig ab, w\u00e4hrend der Bedarf an warmem Wasser gleichbleibt. Deswegen spielen Warmwasserl\u00f6sungen, die die Ressourcen schonen, beim zus\u00e4tzlichen Steigern der Effizienz der H\u00e4user und beim Verringern des CO2-Aussto\u00dfes eine wichtige Rolle.<\/p>\n\n\n\n

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Die eXergiemaschine nutzt die von einer konventionellen Luft-W\u00e4rmepumpe im Niedertemperaturspeicher (links) bereitgestellte Energie als Quelle, hebt das Temperaturniveau an und l\u00e4dt den Hochtemperaturspeicher (rechts) f\u00fcr die Warmwasserbereitung (Bild: varmeco)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n\n\n\n\n

Priorit\u00e4t hat das Einhalten der Hygieneziele<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Energieeffizienz darf aber nicht auf Kosten der Hygiene gehen. Ein Absenken der Warmwassertemperatur ist bei Objekten mit mehr als zwei Wohneinheiten nur in Ausnahmef\u00e4llen m\u00f6glich, denn einem Vermehren von Legionellen \u2013 den Erregern der gef\u00e4hrlichen Legion\u00e4rskrankheit \u2013 wird typischerweise mit Warmwassertemperaturen von \u00fcber 60 oder 65 Grad begegnet.<\/p>\n\n\n\n

Weniger Wasservolumen, mehr Effizienz<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ein erster Schritt zur hygienischen Warmwasserbereitung ist das Erw\u00e4rmen frischen Trinkwassers im Durchflussprinzip mit Wasser-Wasser-Systemen. Hierbei dient Heizwasser als W\u00e4rmelieferant und \u00fcbertr\u00e4gt die Energie in einem sogenannten Frischwassererw\u00e4rmer \u00fcber einen W\u00e4rmetauscher auf frisches, k\u00fchles Trinkwasser. Heizwasser und Trinkwasser kommen dabei nicht in Ber\u00fchrung. Das Durchlauferhitzer-Prinzip macht einen Trinkwarmwasserspeicher entbehrlich und vermeidet somit einen potenziellen \u201eKeimherd\u201c \u2013 der Inhalt eines Warmwasserspeichers m\u00fcsste regelm\u00e4\u00dfig mit hohem Energieeinsatz auf hohe Temperaturen gebracht werden, um einer Vermehrung von Legionellen vorzubeugen. Das Prinzip des Durchlauferhitzers spart somit Energie.<\/p>\n\n\n\n

K\u00fcrzere Wege, h\u00f6here Hygiene<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Der zweite Schritt ist, die Frischwassererw\u00e4rmer nahe an den Verbraucher zu bringen. M\u00f6glich ist dies mit sogenannten Wohnungsstationen. Sie versorgen jeweils einzelne Wohnungen mit Trinkwasser, Trinkwarmwasser und gegebenenfalls Heizw\u00e4rme. Die Wohnungsstationen enthalten also einen eigenen, kleinen Frischwassererw\u00e4rmer. Das zur Warmwasserbereitung im Haus zirkulierende Medium ist nicht das Trinkwarmwasser selbst, sondern Heizwasser; die Trinkwassererw\u00e4rmung findet ja in der Wohnungsstation statt.<\/p>\n\n\n\n

Verringerte Warmwassertemperatur<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Durch den Einsatz der Wohnungsstation ergeben sich zwischen Trinkwassererw\u00e4rmer und Zapfstelle sehr kurze Leitungswege mit meistens deutlich weniger als drei Liter Volumen \u2013 dies ist die Voraussetzung daf\u00fcr, mit niedrigeren Warmwassertemperaturen arbeiten zu k\u00f6nnen, ohne die Hygieneziele zu verfehlen. Die wohnungsnahe Warmwasserbereitung bietet zudem den Vorteil, dass jede Wohneinheit durch ihren W\u00e4rmetauscher entkoppelt ist. Sollten sich also in den Leitungen einer Wohnung wider Erwarten Legionellen vermehren, k\u00f6nnen diese nicht das Warmwassersystem des ganzen Hauses kontaminieren und die Keime lie\u00dfen sich leicht aussp\u00fclen.<\/p>\n\n\n\n

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Beispiel f\u00fcr eine Wohnungsstation: Das Modell VARIO fresh-light von varmeco<\/a> mit integriertem Regler und der M\u00f6glichkeit des Fernzugriffs (Bild: varmeco)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Auch bei Einsatz einer Wohnungsstation und leicht verringerten Warmwassertemperaturen sollte das Heizwasser zur Warmwasserbereitung eine Temperatur von beispielsweise 55 Grad \u00fcberschreiten k\u00f6nnen \u2013 mit einer Luft-Wasser- oder Erdw\u00e4rme-W\u00e4rmepumpe ist das nicht sinnvoll machbar. Zwar gibt es W\u00e4rmepumpen, die einen gro\u00dfen Temperaturhub abdecken, sie arbeiten aber mit relativ niedrigem Wirkungsgrad. Da nur ein Teil der W\u00e4rme auf hohem Temperaturniveau ben\u00f6tigt wird, w\u00e4re dies sozusagen doppelt ineffizient. Eine L\u00f6sung ist, f\u00fcr Heizw\u00e4rme und f\u00fcr die Warmwasserbereitung getrennte Temperaturniveaus bereitzustellen, zum Beispiel mit einem Zwei-Speicher-System, und mit einer Nacherhitzung zu arbeiten.<\/p>\n\n\n\n

Zwei Temperaturniveaus schaffen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Bei einem solchen Zwei-Speicher-System kann einer als Niedertemperaturspeicher dienen und die Niedertemperatur-Heizkreise mit zirka 40 Grad versorgen. Er l\u00e4sst sich von der Heizungsw\u00e4rmepumpe laden. Der zweite (oft kleinere) Speicher ist f\u00fcr Hochtemperatur (HT, ca. 60 Grad oder mehr) vorgesehen und stellt die W\u00e4rmeenergie f\u00fcr die Frischwassererw\u00e4rmer bereit. Um das h\u00f6here Temperaturniveau zu erreichen, kann dem NT-Speicher Wasser entnommen und nacherhitzt werden, etwa durch einen Brenner oder einen elektrischen Heizstab. Der Nachteil w\u00e4re, dass dies ohne Einbeziehen von Umgebungsw\u00e4rme erfolgt und f\u00fcr jede Kilowattstunde Brennstoff oder Strom weniger als eine Kilowattstunde W\u00e4rme erzeugt wird. Eine \u201eHebelwirkung\u201c, wie sie eine Heizungsw\u00e4rmepumpe durch Ausnutzung von Umweltenergie erreicht, existiert nicht.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4rme-Boost mit der eXergiemaschine<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Genau diese Hebelwirkung entfaltet die eXergiemaschine, eine Gemeinschaftsentwicklung von varmeco und der Schweizer BMS-Energietechnik AG. Die eXergiemaschine enth\u00e4lt einen K\u00e4ltekreis, dessen Kondensator als \u201eW\u00e4rme-Booster\u201c zwischen den NT- und den HT-Speicher geschaltet wird. Der Verdampfer wiederum k\u00fchlt das ihm zugef\u00fchrte Wasser und speist es in den unteren Bereich des NT-Speichers. Das sorgt f\u00fcr eine gro\u00dfe Temperaturspreizung im NT-Speicher, von dem die Heizungsw\u00e4rmepumpe profitiert.<\/p>\n\n\n\n

Hoher Wirkungsgrad beim Temperaturhub<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz zu typischen Heizungsw\u00e4rmepumpen arbeitet die eXergiemaschine in einem h\u00f6heren Temperaturbereich und kann gro\u00dfe Temperaturh\u00fcbe in einem Umlauf realisieren. Sie entfaltet dabei eine Hebelwirkung, die etwa Faktor f\u00fcnf entspricht. F\u00fcr jede eingesetzte Kilowattstunde Strom bringt sie rund f\u00fcnf Kilowattstunden W\u00e4rme in den HT-Speicher ein.<\/p>\n\n\n\n

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Dank der nachgeschalteten eXergiemaschine (eXm) l\u00e4sst sich die W\u00e4rmepumpe des Wohngeb\u00e4udes dazu nutzen, warmes Wasser bei zirka 60 Grad bereitzustellen (Bild: varmeco)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Fallbeispiel Mehrfamilienhaus<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Das beschriebene Konzept hat auch die Eigent\u00fcmergemeinschaft des KFW-55-Hauses in der Anna-Kloos-Stra\u00dfe in Friedberg \u00fcberzeugt. Das zw\u00f6lf Wohneinheiten umfassende Objekt wird von einer mit gr\u00fcnem Strom betriebenen W\u00e4rmepumpe geheizt. Dezentrale elektrische Durchlauferhitzer und andere L\u00f6sungen zum Nacherhitzen waren der Eigent\u00fcmergemeinschaft zu ineffizient – und die eXergiemaschine hier die L\u00f6sung der Wahl.<\/p>\n\n\n\n

Die eXergiemaschine entnimmt dem NT-Speicher thermische Energie, hebt die Temperatur um rund 20 K an und speist die W\u00e4rme bei 60 Grad in den HT-Speicher. \u201eSo erreichen wir energieeffizient ein Temperaturniveau, das hoch genug ist f\u00fcr eine hygienische Warmwasserbereitung\u201c, so Ulrich Rode, Sprecher der Eigent\u00fcmergemeinschaft.<\/p>\n\n\n\n

Nachhaltig und wirtschaftlich<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die im Haus verbauten Wohnungsstationen von varmeco stellen Warmwasser mit etwa 55 Grad auf kurzem Weg bereit. Rode: \u201eSo l\u00e4sst sich die Drei-Liter-Regel mit Leichtigkeit einhalten. Und je k\u00fcrzer die Wege zwischen Trinkwassererw\u00e4rmer und dem Wasserhahn, desto geringer ist die Chance einer Verkeimung\u201c, wei\u00df er.<\/p>\n\n\n\n

Die Luft-Wasser-W\u00e4rmepumpe des Hauses liefert zirka 60.000 kWh W\u00e4rme j\u00e4hrlich und die eXergiemaschine bringt etwa ein Viertel davon auf das f\u00fcr die Warmwasserbereitung n\u00f6tige, h\u00f6here Temperaturniveau. \u201eDa die eXergiemaschine mit einem sehr hohem Wirkungsgrad arbeitet, ben\u00f6tigt sie nicht viel Strom und ihre Anschaffung amortisiert sich nach wenigen Jahren\u201c, meint Rode. So entstand eine L\u00f6sung, die den Nachhaltigkeitsanspr\u00fcchen der Eigent\u00fcmergemeinschaft entsprach.<\/p>\n\n\n\n

Hier noch ein Video<\/a>, das die Frischwassertechnik erl\u00e4utert:<\/p>\n\n\n\n

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