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Frischwasserstation

Eine Frischwasserstation ist ein Gerät für die Warmwasserbereitung, welches einen Wärmeübertrager (in der Regel einen Gegenstrom-Plattenwärmeübertrager) enthält und in der Regel Wärme aus Heizungswasser bezieht, also aus einer externen Wärmequelle. Da der Wärmeübertrager nur einen geringen Wasserinhalt hat, wird nur jeweils eine kleine Menge des Wassers warm vorgehalten, und diese Menge wird im Betrieb häufig und schnell durch frisches Wasser ausgetauscht. Gegenüber einem Warmwasserspeicher, in dem oft Hunderte von Litern warmen Wassers vorgehalten werden, hat dies hygienische Vorteile. Insbesondere wird die Gefahr, dass sich im warmen Wasser Legionellen-Bakterien stark vermehren, erheblich vermindert. Falls die Temperatur im Normalbetrieb nicht zur Abtötung von Legionellen ausreicht, ist eine gelegentliche kurzfristige thermische Desinfektion aufgrund des geringen Wasserinhalts der Frischwasserstation mit geringem Energieaufwand möglich.

Das benötigte Heizungswasser kann entweder durch einen Heizkessel in dem Moment bereitgestellt werden, wo Warmwasser bezogen wird, oder auch einem Pufferspeicher entnommen werden. Die Wärmeerzeugung im Moment des Bedarfs bietet sich vor allem bei kleinen Gasheizkesseln (Gasthermen) besonders an, während bei der Warmwasserbereitung mit einer Wärmepumpe hierfür ein Pufferspeicher benötigt wird, da eine Wärmepumpe nicht plötzlich eine hohe Leistung liefern kann. Letzteres gilt auch für die solare Warmwasserbereitung. Auch die Speisung von Frischwasserstationen mit Fernwärme ist möglich.

Es gibt auch Pufferspeicher, in die ein Wärmeübertrager für die Warmwasserbereitung (z. B. in Form ein Wendel) eingebaut ist, und die dann ebenfalls oft als Frischwasserstation bezeichnet werden.

Eine eigenständige Frischwasserstation kann unter Umständen noch andere Aufgaben erfüllen, z. B. die Versorgung von Heizkörpern (siehe unten). Dann sind außer dem Wärmeübertrager noch andere Komponenten enthalten, z. B. ein Mischer für die Einstellung der benötigten Heizkörpertemperatur oder eine Pumpe. Ebenfalls kann ein Wärmemengenzähler für Abrechnungszwecke enthalten sein. Gegebenenfalls ist dann auch ein Stromanschluss notwendig, den einfache Frischwasserstationen nicht benötigen.

Man beachte, dass je nach eingesetzter Wärmequelle eine Speicherung der benötigten Wärmemengen auch mit einer Frischwasserstation notwendig sein kann. Insofern werden Wärmeverluste eines Speichers mit diesem Konzept nicht unbedingt vermieden. Jedoch kann es günstig sein, einen Speicher nur für Heizungswasser betreiben zu müssen. Dies ermöglicht beispielsweise bei der Aufheizung mithilfe von Sonnenkollektoren, dass auch die Heizungsunterstützung ohne Weiteres möglich ist. Gegenüber der Verwendung separater Speicher für Heizungswasser und Warmwasser werden die Kosten, die Wärmeverluste und der Platzbedarf reduziert.

Wie bei anderen Arten der Warmwasserbereitung auch kann der Wärmeübertrager einer Frischwasserstation mit der Zeit verkalken. Es kann deswegen von Zeit zu Zeit notwendig sein, eine chemische Entkalkung durchzuführen. Wegen des geringen Wasserinhalts dürfte der Aufwand hierfür allerdings meist kleiner sein als bei einem Warmwasserspeicher.

Durchlauferhitzer unterscheiden sich von Frischwasserstationen dadurch, dass sie in der Regel auch die Wärmequelle (z. B. einen Gasbrenner oder Elektroheizstab) enthalten.

Dezentrale Warmwasserbereitung mit Frischwasserstationen

Üblicherweise erfolgt die Warmwasserbereitung über eine Heizungsanlage mit einem zentralen Gerät im Heizraum. Von dort aus wird dann das Warmwasser zu allen Verbrauchsstellen verteilt. Mithilfe von Frischwasserstationen ist stattdessen jedoch auch eine dezentrale Warmwasserbereitung möglich. Man verwendet dann beispielsweise eine Frischwasserstation für jede Wohnung eines Mehrfamilienhauses. (Der Wärmeübertrager einer Frischwasserstation ist gewöhnlich sehr kompakt, so dass eine Frischwasserstation beispielsweise in einem flachen Kasten auch an der Wand eines Wohnraums montiert oder auch in eine Wand eingelassen werden kann.) Das Warmwasser muss dann nur noch über kurze Distanzen zu den einzelnen Verbrauchsstellen (z. B. den Duschen) geleitet werden. Oft sind die Distanzen dann so kurz, dass ein Warmwasser-Zirkulationssystem nicht benötigt wird.

Wenn die Wärmelieferung über ohnehin vorhandene Leitungen für Heizungswasser erfolgen kann, kann mit diesem Ansatz die insgesamt benötigte Länge von Leitungen reduziert werden: Im vertikalen Leitungsschacht braucht man nur noch drei Leitungen, nämlich für Kaltwasser, die Zufuhr von Heizungswasser und den Heizungsrücklauf. Dies vermindert zum einen die Kosten und den Platzbedarf für Leitungen, zum anderen auch den Wärmeverlust von Leitungen. Zusätzlich kann es hygienisch von Vorteil sein, wenn das Warmwasser nicht über größere Distanzen verteilt werden muss.

Andererseits ist zu beachten, dass dann in allen Jahreszeiten eine Vorlauftemperatur von mindestens 50 °C benötigt wird. Dies bedeutet, dass auch der meist größere Wärmebedarf für die Heizung auf diesem relativ hohen Temperaturniveau gedeckt werden muss; eine Niedertemperaturheizung ist dann nicht mehr realisierbar. (Man kann zwar die Temperatur der Heizkörper über einen motorgesteuerten Mischer bedarfsgerecht reduzieren, jedoch erfolgt die Wärmeerzeugung immer auf dem höheren Temperaturniveau.) Dies ist ein Problem, wenn die Wärmeerzeugung z. B. mit einer Wärmepumpe oder durch Solarthermie erfolgen soll. In diesen Fällen sinkt nämlich die Energieeffizienz der Wärmeerzeugung bei höheren Temperaturen deutlich ab. Immerhin wesentlich geringer ist dieser Nachteil, wenn ein Heizkessel verwendet wird. Bei Verwendung von Fernwärme oder mit einem Blockheizkraftwerk liegt sogar gar kein Problem vor, da die Wärme ohnehin auf einem relativ hohen Temperaturniveau geliefert wird.

Es kann sich vorteilhaft auswirken, dass die Trinkwassererwärmung mit einem Gegenstromwärmeübertrager relativ niedrige Rücklauftemperaturen ermöglicht – jedenfalls in den Zeiten, wo Warmwasser bezogen wird. Gerade bei der Verwendung eines Brennwertkessels kann dies den Nachteil der höheren Vorlauftemperatur u. U. etwas ausgleichen.

Denkbar wäre auch, zur Speisung der Frischwasserstationen eine separate Leitung mit höherer (über das Jahr konstanter) Wassertemperatur einzusetzen, damit die Vorlauftemperatur für die Heizung variabel (außentemperaturabhängig) bleiben kann. Dies würde allerdings wieder zusätzliche Leitungen erfordern und das System komplexer machen. Eine andere Variante wäre der Betrieb mit relativ niedrigen Temperaturen von z. B. 40 °C und die Nacherhitzung des Warmwassers mit einem elektrischen Durchlauferhitzer. Dieser müsste dann nur den geringeren Teil der benötigten Wärme erzeugen, so dass die geringe Energieeffizienz der Elektrowärme entsprechend wenig ins Gewicht fiele.

Kombination mit Wärmepumpe

Im Falle einer Wärmepumpenheizung hat eine Frischwasserstation leider den Nachteil, dass die Energieeffizienz etwas niedriger ausfallen dürfte. Der Temperaturverlust im Wärmeübertrager ist nämlich etwas höher, da bei Warmwasserbezug eine recht hohe Leistung übertragen werden muss. Auch die Rücklauftemperatur vom Speicher dürfte höher ausfallen.

Es gibt speziell für Wärmepumpen ausgelegte Frischwasserstationen. Diese haben einen wesentlich größer ausgelegten Wärmeübertrager. Das bedeutet einen geringeren Temperaturverlust, also dass die Wärmepumpe eine nicht viel höhere Temperatur liefern muss als die gewünschte Warmwassertemperatur.

Siehe auch: Warmwasser, Durchlauferhitzer, Pufferspeicher, Wärmeübertrager