Zunehmende Dämmstandards ermöglichen eine sinnvolle Trennung von Heizung und Warmwasserbereitung. Gerade im Geschosswohnungsbau lassen sich erhebliche Effizienzsteigerungen erzielen. Eine noch wenig beachtete Option ist die Brauchwasserwärmepumpe in Verbindung mit einem bedarfsgeführten Lüftungssystem. Eine Wärmerückgewinnung aus den ohnehin notwendigen Luftmengen zur Sicherstellung der gesundheitlichen Anforderungen sowie des Bautenschutzes reicht zur Deckung des Warmwasserbedarfs vollkommen aus. Auf die Kernthemen Akustik, Platzbedarf und Mindestluftmengen findet der Markt mittlerweile adäquate Lösungen – insbesondere für den Geschosswohnungsbau in Sanierung wie Neubau.
Lüftung im Wohnungsbau
Nutzerunabhängiger Gesundheits- und Feuchteschutz durch effektive Lüftungssysteme ist heute Stand der Technik im Wohnungsbau. Den sicherzustellenden Luftwechsel formulieren insbesondere die beiden Normen DIN 1946-6 und DIN 18017-3. Nutzerunabhängige Konzepte mit minimalem Aufwand für Planung, Installation und Wartung sind gefragt, um die Energiebilanz bei möglichst geringen Investitionskosten zu optimieren.
Bedarfsgeführte Abluftsysteme bieten hier eine attraktive Basis. Einfache Leitungsführung, keine Hygieneanforderungen, wartungsfreie und nutzerunabhängige Lüftungselemente sind nur einige Aspekte, die einen zuverlässigen und wartungsminimalen Betrieb ermöglichen. Perfekt für den Mietwohnungsbau.
Ein wohnungs- oder gebäudezentraler Ventilator passt in Kombination mit Abluftelemente in den Ablufträumen (Bad, WC, Küche, HWR) die Abluftmenge kontinuierlich an den Bedarf der jeweiligen Ablufträume an. Die Nachströmung der Frischluft erfolgt mittels feuchtegeführten Außenbauteilluftdurchlässen durch Wand, Fensterrahmen oder Rollladenkästen. Diese sind ebenfalls wartungsfrei und stromlos und dementsprechend geräuschlos und einfach zu installieren. Das Spektrum der raumweisen Luftströme beginnt hierbei bei den normativen Mindestluftvolumenströmen zum Feuchteschutz und gleitet bedarfsgeführt bis auf das Niveau der Nennlüftung zu Sicherstellung der optimalen Luftqualität. Dies gewährleistet zugleich alle Anforderungen gemäß DIN 18017-3 und DIN 1946-6. Hierdurch ist also ein Lüftungssystem mit echter Bedarfsführung möglich. Die Kombination mit einer Abluft-Wärmerückgewinnung schafft weitere Vorteile.
WRG im Abluftsystem
Die Abluftwärme in bedarfsgeführten Lüftungssystemen schwankt. Das ist gut, denn so wird die Energiebilanz schon ohne Wärmerückgewinnung (WRG) soweit möglich optimiert, ohne Raumluftqualität oder Feuchteschutz zu vernachlässigen. Diese unvermeidbare Abwärme lässt sich nutzen: Gebäudezentral oder wohnungsweise durch Abluftwärmepumpen. Letztere Variante soll hier näher betrachtet werden.
Brauchwasserwärmepumpe mit Lüftungsfunktion
Ist eine Brauchwasserwärmepumpe für bedarfsgeführte Abluftsysteme geeignet, kann sie all die oben genannten Vorteile ausspielen. Das oben beschriebene Prinzip des bedarfsgeführten Abluftsystems wird lediglich um die Brauchwasserwärmepumpe mit Warmwasserspeicher ergänz (Grafik). Wesentlich ist die Abstimmung der Abluftwärmepumpe auf die Wohnungslüftung:
Grundsätzlich passen Abluftwärme und Warmwasserbedarf nämlich sehr gut zusammen. Wird geduscht, fällt feuchte Luft an, die vor Ort direkt zurückgewonnen werden kann. Die Bedarfsführung erfordert aber, dass die Abluftwärmepumpe auch mit nur 30 m3/h Abluftvolumen kontinuierlich arbeiten kann. Lüftungsstufen nach Warmwasserbedarf stehen den geltenden Normen entgegen. So würde die Heizlast unnötig erhöht – ein energetischer Kurzschluss.
Der Abluftstrom muss also allein am Lüftungsbedarf ausgerichtet sein, denn der normative Luftwechsel reicht für die Warmwasserbereitung aus. Mehr Nutzer – mehr Lüftungsbedarf – mehr Warmwasserleistung.
Beispiel: Zwei-Personenhaushalt, 50 Quadratmeter, Winter, geringe Feuchtelasten, zwei Ablufträume (Küche, Bad), Abluftvolumenstrom im Tagesmittel 35 m3/h, Luftwechsel zirka 0,3 h-1.
Die verfügbare Wärme aus dem Luftvolumenstrom bei einer Temperaturspreizung der Abluftwärmepumpe von bis zu 20 Kelvin ergibt in 24 Stunden rund 10 kWh Potential zur Warmwasserbereitung (in inklusive latenter Wärme und Leistungsaufnahme der Wärmepumpe). Um 100 Liter von 15 auf 55 °C (entspricht etwa 150 Litern bei 40 °C) zu erwärmen braucht mit rund 4,5 kWh hingegen lediglich knapp die Hälfte.
Ein solches Konzept ist im Gebäudeenergiegesetz (GEG) und in der gesamten Bundesförderung als Wärmerückgewinnung und Erneuerbare Energie anerkannt. Das wird sich wohl auch ab Januar 2024 nicht ändern. Dieses einfache Konzept mit geringem Planungs-, Installations- und Wartungsaufwand ist also beispielsweise auch als Umfeldmaßnahme einer förderfähigen Heizungserneuerung in der aktuellen BEG EM mit bis zu 40 Prozent förderfähig. Darüber hinaus ergeben sich auch attraktive Synergieeffekte bei der zentralen Heizwärmeversorgung.
Trennung von Heizung und Warmwasserbereitung
Denn die Vorteile des beschriebenen Konzepts wirken über die Bilanzgrenzen der einzelnen Wohneinheit hinaus: Heizung und Warmwasser müssen nicht mehr aus derselben Wärmequelle gespeist werden.
Die zentrale Kombination hieß bisher: Ganzjährig Zirkulationsbetrieb und ganzjährig heiße Schächte (Temperaturen von ca. 45 bis über 60 °C). Das gilt für zentrale Durchfluss- und Speichersysteme (5-Leiter-Systeme) wie auch für Konzepte mit Wohnungsstationen (3- oder 5-Leiter-Systeme).
Wird das Warmwasser unabhängig vom zentralen Wärmetransfer in der Wohneinheit erzeugt, kann der zentrale Wärmeerzeuger ganz anders ausgelegt werden.
