Obwohl die Wärmedämmung für die Gebäude ständig verbessert wird, steigt der Anteil der Energie, die für die Warmwasserbereitung verwendet wird, kontinuierlich – das ist so, weil derjenige für die Heizung auf beeindruckende Weise sinkt. In einem Minergie-Gebäude zum Beispiel macht die Warmwasserproduktion rund 50% des Wärmebedarfs aus, während dafür in einem Gebäude aus den 1970er Jahren, das im Ganzen vier- bis fünfmal mehr Energie verbraucht, "nur" 20% benötigt werden.
4 bis 8 Monate heizen, aber 12 Monate Warmwasser
Die offizielle Heizperiode reicht von Mitte Oktober bis Mitte Mai, das sind sieben Monate pro Jahr. Hinzugezählt werden müssen auch die Reihe von Tagen, an denen die durchschnittliche Temperatur nicht über 12°C steigt, denn diese gehören auch zu den "Heiztagen". Allerdings ist die Heizperiode nicht für alle gleich: bei einem schlecht isolierten Gebäude, das nur wenig Sonneneinstrahlung geniesst, entspricht sie in der Regel der offiziellen Definition – in höheren Lagen kann die Heizung aber länger als 8 Monate laufen. In einem gut geplanten und gut isolierten Gebäude begrenzt sich die Heizperiode jedoch auf die vier oder fünf kältesten Monate.
Bei einem wenig isolierten Gebäude hat das Wasser, das in den Heizungsrohren einer Zentralheizung zirkuliert, im Winter ungefähr dieselbe Temperatur wie das Brauchwarmwasser aus dem Hahn (50-60°C). Die Heizung erbringt deshalb für das Heizen der Radiatoren dieselbe Leistung wie für die Erwärmung des Brauchwassers. In einem energiesparenden Gebäude hingegen ist die Temperatur für das Heizungswasser viel niedriger als diejenige für das Brauchwarmwasser: 30-35°C reichen für Bodenheizungen oder moderne, grossflächige Heizkörper bereits aus.
Aus diesem Grund lohnt es sich, bei der Heizungswahl über eine Heizung mit separater Warmwasserbereitung nachzudenken – auch wenn die zwei Thematiken miteinander zusammenhängen. Es zeigt sich, dass sich die Wahl von Sonnenkollektoren für die Warmwasserbereitung in vielen Fällen durchsetzt, denn je näher die schönen Tage heranrücken, um so öfter können die Kollektoren die Wassererwärmung alleine übernehmen, und dies sogar bei bedecktem Himmel: Ist die Heizperiode beendet, stellt das Gebäude sein warmes Wasser selbst her, ohne dass dabei CO2 oder sonstige Verschmutzungen entstehen. Ist das Gebäude an ein Fernwärmenetz angeschlossen, trägt es dazu bei, den Wärmeverbrauch des gesamten Netzes zu senken.
Wassererhitzer und Speicher zugleich
Der Boiler ist ein grosser, gut isolierter Behälter, der dazu dient, einen Wasservorrat für die Küche oder das Bad zu erwärmen.
In Mehrfamilienhäusern wird das Wasser oft mittels einer Pumpe in den Rohrkreislauf gebracht, damit in den Wasserhähnen aller Stockwerke warmes Wasser vorhanden ist, ohne dass man das Wasser lange laufen zu lassen braucht. In der Regel reicht der Druck im öffentlichen Leitungssystem selbst ohne Pumpe aus, um warmes wie kaltes Wasser in die Stockwerke zu führen.
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Warmwasser mit der Heizung
Eine Heizung (Holz, Gas oder Öl) – oder eine Wärmepumpe – erwärmt das Brauchwasser für den Haushalt in einem geschlossenen Heizsystem, das mit einer Heizschlange ausgerüstet ist.
Jedes mal, wenn man warmes Wasser fliessen lässt, wird das im Boiler fehlende Volumen durch kaltes Wasser ersetzt, deshalb setzt sich dann die Heizung in Gang.
Mit Strom erwärmtes Wasser
Die Installation ist einfach, aber der Wirkungsgrad ist sehr schlecht im Vergleich mit einer Wärmepumpe, die mit nur einem Drittel der Energie die gleiche Menge Warmwasser produzieren kann.
Ein Elektroboiler läuft normalerweise während der Nacht, wenn Strombezug und auch Stromkosten tiefer sind. Tagsüber muss man deshalb das Warmwasser sparsam benutzen, um die Heizung nicht in Gang zu setzen.
Einige Boiler besitzen zusätzlich zum Heizungskreislauf einen Elektroheizeinsatz als Notheizung.
Für Solarenergie vorausplanen
Muss man den Warmwasserboiler ersetzen, lohnt es sich, die Sonnenenergie in Betracht zu ziehen, auch wenn man nicht unmittelbar Sonnenkollektoren installieren möchte. Denn es gibt Boiler mit zwei Heizkörpern (Boiler mit zwei Heizsystemen oder bivalente Warmwasserboiler): einer für den Kreislauf mit der Heizung oder der Wärmepumpe, ein zweiter für den Solarkreislauf, der später installiert werden kann.
Ein Boiler für ein Einfamilienhaus (4 Personen) hat ein Fassungsvermögen von 200-300 Liter, ein Solarboiler 400-500 Liter.
Warmwasser mit Sonnenenergie
Bei der Installation einer Solaranlage wählt man einen Boiler mit grösserer Kapazität, um die Sonnentage voll ausnutzen und genügend Warmwasser speichern zu können.
Die Heizung (oder Wärmepumpe) setzt sich automatisch selbst in Gang wenn die Sonne nicht genügt, um das Wasser zu erwärmen. Aus diesem Grund spricht man von einer "Begleitheizung".
Verkalkung
Die im Wasser natürlich vorhandenen Mineralsalze formen sich zu Kristallen aus, die sich nach und nach an den Heizschlangen oder am Boden des Boilers ablagern. Diesen Vorgang nennt man Verkalkung.
Der Kalk verhindert, dass die Wärme gut verbreitet werden kann und reduziert auf diese Weise den energetischen Wirkungsgrad der Installation. Mit den Jahren lagert er sich am Boden des Boilers ab und verringert das Volumen. Je heisser das Wasser ist, desto mehr Kalk wird gebildet.
Ein Boiler muss regelmässig entkalkt werden. Stahlboiler, deren Kaufpreis höher ist, benötigen weniger Unterhalt als emaillierte Boiler, was sie auf lange Sicht wirtschaftlicher macht.
Der Boiler: Wasserkocher und Thermoskrug in einem
Mit Ausnahme der kleinen gasbetriebenen Durchlauferhitzer, die sich beim Drehen des Wasserhahns einschalten, wird das Brauchwarmwasser in der Regel in grossen, zylindrischen und gut isolierten Warmwasserbereitern, den sogenannten "Boilern" hergestellt. Dieser Zylinder erwärmt das Wasser nicht nur, er speichert es auch gleichzeitig wie in einem riesigen Thermoskrug (isolierter Wärmespeicher). In seinem Innern befinden sich ein oder mehrere Wärmetauscher. In der einfachsten Form ist dies ein simpler elektrischer Widerstand mit leider sehr schlechter Energieleistung – deshalb wird der Gebrauch solcher Modelle zunehmend eingeschränkt oder auch ganz untersagt. Ist der Boiler an eine Heizung oder eine Wärmepumpe angeschlossen, wird das Wasser indirekt durch eine von der Heizung erwärmte, wasserführende Heizschlange geheizt. Bei Sonnenkollektoren enthält der Boiler zwei Heizschlangen (so genannte "bivalente" Wasserboiler): die eine ist im unteren Teil angebracht und führt die Wärme der Sonnenkollektoren herbei, die zweite ist etwas weiter oben montiert und wird von der Heizung oder von der Wärmepumpe betrieben; sie stellt sicher, dass die Wassertemperatur wirklich genügend hoch ist (Begleitheizung).
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Ein Wärmepumpenboiler benötigt bis zu dreimal weniger Strom als ein elektrischer Boiler. Das Bild zeigt einen im Keller installierten WP-Boiler, der überschüssige warme Luft aus dem angrenzenden Kellerraum bezieht und gleichzeitig als Luftentfeuchter fungiert.
Wärmepumpenboiler
Es gibt auch unabhängige Boiler, genauer gesagt solche, die nicht an ein Heizungssystem angeschlossen sind, sondern eine integrierte Wärmepumpe besitzen. Ein Wärmepumpenboiler kann im Keller, in der Garage oder in einem Betriebsraum installiert werden – also ungeheizte Räume, deren Temperatur bei mindestens 8°C liegt. Er kann die Wärme dort, wo er aufgestellt ist, direkt der Luft entziehen, und die abgekühlte und trockenere Luft in den Raum zurückleiten. Die Orte für die angesaugte und die abgegebene Luft können auch in verschiedenen Räumen liegen. Auf diese Weise trägt der Wärmepumpenboiler dazu bei, einen Keller oder einen Trocknungsraum zu kühlen oder zu entfeuchten. Er ist eine gute Lösung als Ersatz für einen Elektroboiler, denn er verbraucht dreimal weniger Strom. Man muss jedoch das von der Wärmepumpe produzierte Kondenswasser ableiten und darauf achten, dass der Lärm des Kompressors keine bewohnten Räume beeinträchtigt. Wärmepumpenboiler können auch an eine Photovoltaik-Anlage angeschlossen werden.
Beabsichtigt man, einen Wärmepumpenboiler im Keller zu installieren, sollte man bedenken, dass der Keller dadurch stark abkühlen kann. Während der Heizperiode kann diese Abkühlung den Wohnkomfort in den darüberliegenden Wohnräumen verringern, vor allem wenn die Kellerdecke schlecht wärmegedämmt ist: Es kann sein, dass man die Heiztemperatur im Wohnbereich erhöhen muss, was jedoch den ökologischen Nutzen des Wasserpumpenboilers vermindert.
Mit einer Wärmebildkamera im Winter entdeckt: Dieses Abluftgitter lässt warme Luft entweichen. Ein "Wärmepumpen"-Boiler könnte diese Energie nutzen, um warmes Brauchwasser zu produzieren.
Wasserhahn, Waschbecken und Badewanne wollen gut gewählt sein
Nicht alle Wasserhähne und Duschköpfe sind gleich: sie haben einen grossen Einfluss auf die Menge des verbrauchten Warm- und Kaltwassers. Eine Energieetikette ermöglicht es, die Durchflussmenge der sparsamsten Modelle miteinander zu vergleichen. Dasselbe gilt für die Wahl eines Waschbeckens oder einer Badewanne. Auch hier sollte man sich darüber informieren, wie viel Wasser benötigt wird, damit man das Geschirr von Hand waschen oder ein Bad nehmen kann. Denn einige Liter Warmwasser mehr pro Tag wiegen letztlich schwer auf der Heizkostenabrechnung am Ende des Jahres.
Vorsicht vor Legionellen im Wasser
Legionellen gehören zu einer Bakterienfamilie, von denen einige potenziell schwere Lungenentzündungen verursachen können – die Legionellose. Diese Bakterien können sich sehr gut in lauwarmem bis warmem Wasser vermehren (zwischen 25 und 45°C). Das Bundesamt für Gesundheit (BAG) verzeichnet jährlich rund 400 Legionellose-Erkrankungen in der Schweiz, wovon 10% tödlich enden. Die Ansteckung erfolgt nicht nur über warmes Brauchwasser, sondern auch über Whirlpools (Sprudelbäder oder Spas), Lüftungsanlagen und klimatisierte Luft.
Man steckt sich nicht an, indem man das Wasser schluckt, sondern durch das Einatmen von zerstäubten kontaminierten Wassertröpfchen (Aerosole) in der Luft, zum Beispiel beim Duschen. In Wasser, das kälter als 20°C ist, vermehren sich die Legionellen nicht. Und ab einer Wassertemperatur von 55°C beginnen sie abzusterben. Deshalb wird empfohlen, den Boiler regelmässig auf mindestens 60°C aufzuheizen, und darauf zu achten, dass das Wasser, das in den Rohrleitungen zirkuliert, eine Temperatur von wenigstens 55°C hat (um am Ausgang des Wasserhahns mindestens 50°C zu erreichen). Sicherheitshalber sind moderne Heizungsanlagen in der Regel aber so programmiert, dass sie regelmässig – aber nur für kurze Zeit – die Temperatur des Boilers auf über 60°C anheben, um die Bakterien abzutöten. Weiter sollte die Kaltwassertemperatur unter 25°C bleiben.
www.fws.ch, Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz FWS
Energieeffiziente Wärmepumpenboiler, www.topten.ch
Leistungsgarantien Gebäudetechnik, damit die Heizungsinstallation wie vorgesehen funktioniert
Mischbatterie
Energieetikette