Warmwasserversorgung: Zentrale vs. Dezentrale Systeme

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Unterschiede und Kosten

Sie haben hohe Kosten für die Warmwasserbereitung und würden gerne auf ein effizienteres System umsteigen? Sie fragen sich, wie Sie jederzeit Warmwasser aus dem Hahn bekommen? Wir verraten, wie die verschiedenen Systeme zur Warmwasserbereitung funktionieren und was sich am meisten lohnt.

Legionellen und andere Keime sterben bei Temperaturen von mehr als 60 °C ab. Deshalb ist es sinnvoll, den Warmwasserbereiter zumindest gelegentlich auf eine höhere Temperatur zu stellen © vladdeep, stock.adobe.com
Warmwasserbereitung auf Knopfdruck © vladdeep, stock.adobe.com
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Warmwasserbereitung: Ein Überblick

Dass Warmwasser immer und mit der richtigen Temperatur aus dem Hahn sprudelt, wenn wir ein Bad nehmen oder duschen wollen, ist nicht selbstverständlich. Jahrhundertelang mussten die Menschen das Wasser mithilfe eines holzbetriebenen Ofens oder kohlebetriebenen Herds erhitzen, um ihren Warmwasserbedarf zu decken.

Das Wasserschiff: Früher war es sehr praktisch.
Das Wasserschiff: Früher war es sehr praktisch.

Warmwasserbereitung: Welche Kriterien muss ein System erfüllen?

Wer sich schon aus Versehen verbrüht hat, weiß, dass das Wasser ziemlich heiß aus der Leitung kommt, wenn man den Hebel der Mischbatterie voll nach links dreht. Doch wie heiß ist Warmwasser eigentlich? Und gibt es eine minimale beziehungsweise maximale Temperatur?

Warmwasser aus dem Wasserhahn: Keine Selbstverständlichkeit © Jeriko, stock.adobe.com
Warmwasser aus dem Wasserhahn: Keine Selbstverständlichkeit © Jeriko, stock.adobe.com

In der Tat schreibt der Gesetzgeber in Deutschland vor, dass die Mindesttemperatur bei zentralen Warmwasseranlagen und Speichern das ganze Jahr über mindestens 55 Grad Celsius betragen muss. Bei großen Warmwasserspeichern, die mehr als 400 Liter enthalten, sowie bei Leitungen, die mehr als drei Liter stehendes Warmwasser fassen, muss die Temperatur gar mindestens 60 Grad Celsius betragen.

Das soll verhindern, dass Legionellen sich vermehren. Die Bakterien gedeihen in stehendem Wasser und sind vor allem für immungeschwächte Menschen, Senioren und Kinder gefährlich. Bei 55 Grad sterben Legionellen innerhalb von wenigen Stunden ab, bei 60 Grad sogar innerhalb von Minuten.

Hinweis: Die Mindesttemperatur von 55 Grad ist keine Empfehlung, sondern ein Recht. Auch muss das Wasser, nachdem der Wasserhahn geöffnet wurde, innerhalb von 10 bis 15 Sekunden fließen. Geschieht das nicht, liegt ein Mangel vor, den der Vermieter schnellstmöglich beseitigen muss.

Auf der anderen Seite darf das Wasser nicht zu heiß sein, um Verbrühungen zu vermeiden.Bei Duschsystemen ist beispielsweise eine maximale Temperatur von 43 Grad Celsius vorgesehen. Das ist kein Widerspruch zum Legionellenschutz: Die Temperatur im Warmwassersystem vor der Mischbatterie unterscheidet sich von der Austrittstemperatur, da in der Mischbatterie Warm- und Kaltwasser gemischt werden. Durch Temperaturbegrenzer an der Zapfstelle oder mithilfe eines Thermostats lassen sich beide Kriterien erfüllen.

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Die zentrale Warmwasserbereitung im Überblick

Die zentrale Warmwasserversorgung mit Anbindung an ein zentrales Heizungssystem stellt in Deutschland die am meisten verbreitete Variante der Warmwasserbereitung dar. Wasser wird dabei vom selben System erwärmt, das auch das Heizungswasser bereitstellt. Allerdings handelt es sich aus hygienischen Gründen um zwei unterschiedliche Kreisläufe.

Ein Leitungssystem versorgt dann alle Zapfstellen, beispielsweise die Dusche und die Spüle. Die Wunschtemperatur des Wassers erreicht man, indem dem Warmwasser, das eine Temperatur von 55 bis 60 Grad aufweist, an der Entnahmestelle Kaltwasser zumischt. Es sind also zwei getrennte Netze für das Warm- und für das Kaltwasser erforderlich.

Bei einer zentralen Warmwasserbereitung übernimmt die Heizung auch die Erwärmung des Brauchwassers © Ralf Geithe, stock.adobe.com
Bei einer zentralen Warmwasserbereitung übernimmt die Heizung auch die Erwärmung des Brauchwassers © Ralf Geithe, stock.adobe.com

Mit welchem Energieträger das Wasser erwärmt wird, hängt vom Heizungssystem ab. Neben Gas- oder Ölheizungen kommen beispielsweise Wärmepumpen, Pellet- beziehungsweise Holzheizungen oder Solarthermieanlagen infrage. 

Solarthermische Anlagen: Gewinnung von Wärme für die Warmwasserbereitung und Heizung
Solarthermische Anlagen: Gewinnung von Wärme für die Warmwasserbereitung und Heizung

Letztere sind aber aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung im Winter nicht in der Lage, einen Haushalt in unseren Breitengraden das ganze Jahr Heizungs- und Warmwasser bereitzustellen. Aus diesem Grund übernimmt in den kalten Monaten eine mit fossilen Energieträgern betriebene Anlage die Versorgung.

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Bestandteile bei zentraler Warmwasserversorgung

Das erwärmte Wasser wird nach Bedarf bereitgestellt. Damit die Hausbewohner nicht lange warten müssen, wird sie bei einer zentralen Warmwasserversorgung in einem Speicher zwischengespeichert. Die Größe hängt vom individuellen Verbrauch und von der Anzahl der Haushaltsmitglieder ab. Üblich sind für einen Brauchwasserspeicher jedoch 50 bis 60 Liter pro Person.

Zentrale Warmwasserbereitung mit Speicherwasserwärmer
Zentrale Warmwasserbereitung mit Speicherwasserwärmer

Eine weitere Komponente bei einem zentralen System ist vor allem in Mehrfamilienhäusern die sogenannte Zirkulationspumpe. Indem sie das Warmwasser permanent durch die Leitung pumpt und umwälzt, verhindert sie, dass es in den Leitungen abkühlt. Damit fließt sofort warmes Wasser, auch wenn die Hausbewohner lange abwesend waren.

 Auch mindert eine solche Pumpe die Gefahr durch Legionellen und anderen Bakterien, die sich nur in stehendem Wasser effizient vermehren können. In Ein- und Zweifamilienhäusern verzichten manche Besitzer auf eine solche Pumpe. Damit sparen sie Stromkosten, müssen allerdings bei Bedarf länger warten, bis Warmwasser fließt.

Zu den Vorteilen einer zentralen Warmwasserversorgung zählt die Tatsache, dass keine weiteren Geräte wie Boiler oder Durchlauferhitzer an den Zapfstellen notwendig sind, da die Heizung auch die Warmwasserbereitstellung übernimmt. Die Anschaffungskosten sind damit niedriger als bei einer dezentralen Warmwasserversorgung.

Zentrale Warmwasserbereitung mit Durchlaufprinzip
Zentrale Warmwasserbereitung mit Durchlaufprinzip

Auch sind die Betriebskosten auf den ersten Blick geringer, weil das Wasser mit dem bestehenden Heizungssystem erwärmt wird. Dieses nutzt meist Gas, Öl oder Biomasse und ist damit günstiger als mehrere strombetriebene Durchlauferhitzer, die meist bei der dezentralen Warmwasserversorgung zum Einsatz kommen.

Warmwasseraufbereitung per Gasboiler © alhim, stock.adobe.com
Warmwasseraufbereitung per Gasboiler © alhim, stock.adobe.com

Zusätzlich steht bei einer zentralen Versorgung Warmwasser jederzeit und unbegrenzt zur Verfügung, selbst wenn beispielsweise mehrere Menschen nacheinander duschen möchten. Das ist bei einem dezentralen System, zum Beispiel bei einem Boiler, nicht der Fall.

Allerdings entstehen wegen der langen Wege, die das Wasser zurücklegen muss, Energieverluste. Die Speicherung in einem Pufferspeicher verursacht ebenfalls Wärmeverluste. Zusammen ergeben die Verluste gemeinsam bis zu 40 Prozent der ursprünglich verwendeten Energie.

Des Weiteren werden für Warm- und Kaltwasser zwei separate Leitungen benötigt, was bei der Auslegung Mehrkosten verursacht.

Die dezentrale Warmwasserbereitung im Überblick

Bei dezentralen Systemen ist die Warmwasserbereitung von dem Heizungssystem abgekoppelt. Das warme Wasser wird nach Bedarf sofort bereitgestellt, indem das kalte Leitungswasser erwärmt wird. Somit entfällt die Notwendigkeit für einen Brauchwasserspeicher und für eine Zirkulationspumpe, was Kosten spart. Eine zweite Leitung für  Warmwasser ist ebenfalls notwendig.

Zunächst arbeitet ein dezentrales System effizient: Zirkulations- und Speicherverluste fallen aus, da kein Warmwasser vorgeheizt und gespeichert wird. Ob der Betrieb am Ende günstiger ist, hängt konkret vom System und der Energiequelle ab.

In den folgenden Abschnitten stellen wir die verschiedenen Arten von dezentralen Systemen vor.

Dezentrale Warmwasserbereitung mit Durchlauferhitzern
Dezentrale Warmwasserbereitung mit Durchlauferhitzern

Warmwasserspeicher/Boiler

Ein Boiler arbeitet wie ein Wasserkocher, indem er Wasser mithilfe eines elektrischen Teils erwärmt und speichert. Wird Warmwasser benötigt, steht es sofort zur Verfügung. Das erhöht allerdings den Energieverbrauch und die Kosten im Vergleich zu einem Durchlauferhitzer, der Wasser nur nach Bedarf erwärmt.

Ein Boiler kann auch in der dezentralen Variante mehrere Entnahmestellen bedienen. Im Gegensatz zu einem Warmwasserspeicher bei zentraler Warmwasserbereitung, der mehrere hundert Liter fasst, hat ein dezentraler elektrischer Boiler meist ein Fassungsvermögen von 50 bis 100 Liter. Das reicht etwa für eine zehnminütige Dusche durchaus. Wird jedoch darüber hinaus Warmwasser benötigt, dauert es je nach Größe bis zu zwei Stunden, bis der Elektroboiler wieder voll ist.

Durchlauferhitzer

Wie der Name bereits sagt, erwärmt ein Durchlauferhitzer das Wasser bei Bedarf im Durchlauf und stellt es sofort bereit, einen Speicher gibt es nicht. Im Inneren sorgen entweder eine Flamme oder eine elektrisch betriebene Heizspirale zusammen mit einem Wärmetauscher dafür, dass das Wasser heiß wird.

Montiert werden Durchlauferhitzer in der Nähe der Zapfstelle, meist unter dem Waschbecken oder in einer Wandnische. Die Leitung ist dadurch kurz, was den Energieverlust auf circa 3 Prozent begrenzt.

Üblicher sind bei Häusern und Wohnungen mit dezentraler Warmwasserversorgung elektrisch betriebene Durchlauferhitzer mit einer Leistung von 18 bis 30 Kilowatt. Der Effizienz eines solchen Systems stehen hohe Stromkosten gegenüber. Bei einem Warmwasserverbrauch von 40 Litern am Tag, was dem Durchschnitt entspricht, entsteht ein Stromverbrauch pro Kopf, der je nach Leistung des Durchlauferhitzers zwischen 500 und 750 Kilowattstunden pro Jahr schwankt.

Je nach Leistung ist ein Durchlauferhitzer für 300 bis 500 EUR zu haben © magraphics, stock.adobe.com
Je nach Leistung ist ein Durchlauferhitzer für 300 bis 500 EUR zu haben © magraphics, stock.adobe.com

Je nach Leistung sind auch die erwärmte Wassermenge beziehungsweise die Endtemperatur begrenzt. Ein 20-Kilowatt-Durchlauferhitzer kann beispielsweise circa 12 Liter pro Minute um etwa 25 Grad erwärmen. Da die Temperatur des kalten Leitungswassers im Winter bei 10 Grad liegt, wird das Wasser beim Duschen auf 35 Grad erwärmt, was viele als zu kalt empfinden.

Gastherme

Eine Gastherme, die die Warmwasserbereitung übernimmt, stellt einen Sonderfall dar. Einerseits versorgt sie meist eine ganze Wohnung, also alle Zapfstellen, mit Warmwasser und zählt damit zu den zentralen Versorgungsanlagen. Andererseits ist in Mehrfamilienhäusern eine Gastherme pro Wohneinheit notwendig. Damit liegt sie vom Prinzip her zwischen einem zentralen System, das alle Wohneinheiten versorgt, und einem dezentralen, das ein Gerät pro Zapfstelle benötigt.

Im Vergleich zu einem strombetriebenen Durchlauferhitzer sind die Kosten geringer, da der Gaspreis niedriger als der Strompreis liegt.

Andererseits kommt sie meist ohne Warmwasserspeicher aus: Genauso wie bei einem Durchlauferhitzer wird es nach Bedarf bereitgestellt.

Zentrale Warmwasserbereitung

  • niedrige Betriebskosten
  • Warmwasser steht sofort und in beliebiger Menge zur Verfügung
  • Zirkulationspumpe und Speicher notwendig
  • Hohe Energieverluste
  • Zwei Leitungen notwendig

Nachteile

  • hohe Betriebskosten
  • bei Durchlauferhitzern Leistung begrenzt, bei Boilern Menge begrenzt
  • Bei Durchlauferhitzer kein Speicher notwendig
  • Kaum Energieverluste
  • Nur eine Leitung notwendig
Die Gasthermen und ihre verschiedenen Begriffe
Die Gasthermen und ihre verschiedenen Begriffe

Zentrale vs. dezentrale Wasserversorgung: Welches System ist besser?

Die obere Tabelle zeigt die Vor- und Nachteile der zentralen beziehungsweise dezentralen Warmwasserversorgung. Doch für welches System sollten sich Hausbesitzer im konkreten Fall entscheiden?

Die Antwort hängt von der Beschaffenheit des Gebäudes und der Wassernutzung ab. Grundsätzlich gilt: Ein bestehendes System umzubauen ist mit hohen Kosten verbunden. Wer also eine Immobilie kauft, die mit Durchlauferhitzern ausgestattet ist, sollte ausrechnen, ob eine Umrüstung finanziell machbar ist. Oft amortisieren sich die Einsparungen erst nach vielen Jahren, sodass eine Modernisierung des bestehenden Systems, beispielsweise mit moderneren Durchlauferhitzern, die bessere Variante ist.

Im Neubau oder bei einer Sanierung ist die richtige Entscheidung ebenfalls von mehreren Faktoren abhängig:

  • Dämmeigenschaften/Wärmeverluste
  • Entfernung zwischen den Zapfstellen und der Heizung
  • Verwendung

In einem gut gedämmten Neubau mit geringen Energieverlusten und einer effizienten Zentralheizung stellt somit eine zentrale Warmwasserversorgung meist die bessere Wahl dar. Eine dezentrale Versorgung kann jedoch sinnvoll sein, beispielsweise wenn die Zapfstellen weit entfernt von der Heizungsanlage liegen.

Dezentrale und zentrale Warmwasserbereitung
Dezentrale und zentrale Warmwasserbereitung

Zentrale vs. dezentrale Warmwasserbereitung: Kosten abschätzen

Anhand eines Beispiels möchten wir zeigen, was die zentrale beziehungsweise dezentrale Warmwasserversorgung kostet. In unserer Rechnung duscht Herr Schmidt 10 Minuten lang bei einer Wassertemperatur von 38 Grad. Er benutzt einen normalen Duschkopf und benötigt damit 120 Liter Warmwasser.

Allerdings wird bei einem zentralen System die erforderliche Temperatur erreicht, indem in der Mischbatterie das kalte Leitungswasser (10 Grad) mit dem Warmwasser gemischt wird. Zunächst müssen wir also wissen, wie viel Liter Warmwasser Herr Schmidt verbraucht.

Die Formel lautet:
mW = (mG (TG-TK))/(TW-TK) = (120 * 28)/45 = 74,6 Liter

Die folgende Tabelle erläutert die einzelnen Faktoren.

mGGesamtwassermenge
TGGewünschte Wassertemperatur (38 Grad)
TKKaltwassertemperatur in den Leitungen (10 Grad)
TWTemperatur des zubereiteten Warmwassers  = 55 Grad

Demnach benötigt Herr Schmidt für seine Dusche 74,6 Liter Warmwasser. Jetzt geht es darum, zu berechnen, was die Warmwasserbereitung in einem zentralen System kostet. Das hängt hauptsächlich vom Wirkungsgrad der Anlage und von den Energiekosten ab. Hier gehen wir davon aus, dass Herr Schmidt eine moderne Gasheizung besitzt, deren Wirkungsgrad 95 Prozent beträgt. Der Gaspreis liegt in seinem Tarif bei 9 Cent pro Kilowattstunde.

Die Formel lautet:
P= (PE * cW * 0,000277778 * (TW-10) * M)/η = (0,09 € * 4,18 * 0,000277778 * 28 * 74,6)/0,6= 0,36 €

PEEnergiepreis pro Kilowattstunde
cWSpezifische Wärmekapazität von Wasser (4,18 KJ/kg*K). Diese Energie ist notwendig, um einen Liter (ein Kilo) Wasser um einen Grad zu erwärmen.
0,000277778 (1/3600)Umrechnungsfaktor zwischen kJ und kWh
ηWirkungsgrad der Warmwasseraufbereitung. Da in jedem System Energieverluste entstehen, ist η immer < 1. Bei zentralen Systemen liegt der Wirkungsgrad bei circa 60 Prozent.
TW-10Temperaturunterschied zwischen Warm- und Kaltwasser. Auch hier gehen wir davon aus, dass das Kaltwasser eine Temperatur von 10 Grad Celsius hat.
MWarmwassermenge (in kg. Dabei gilt für Wasser:  1 l= 1 kg). Hier verwenden wir die vorher berechneten 74,6 Liter.

Nun gehen wir davon aus, dass Frau Müller genauso wie Herr Schmidt 10 Minuten lang bei einer Wassertemperatur von 38 Grad duscht und 120 Liter verbraucht. In ihrer Wohnung erfolgt die Warmwasserversorgung dezentral über einen Durchlauferhitzer.

Die Berechnung gestaltet sich einfach, da wir nicht ausrechnen müssen, wie viel Warm- und Kaltwasser gebraucht wird. Entscheidend ist lediglich die Leistung des Durchlauferhitzers (hier: 24 Kilowatt) und der Strompreis, der in ihrem Fall bei 35 Cent pro Kilowattstunde liegt.

Die Kosten für die zehnminütige Dusche betragen damit:
0,35 € * 24 * 1⁄6 = 1,40 €

Somit kostet Frau Müllers Dusche fast viermal so viel wie Herr Schmidts. In der Praxis hängen die Kosten für die Warmwasserbereitung von vielen Faktoren ab, unter anderem auch von den Anschaffungs- und Wartungskosten der Anlage ab. Des Weiteren haben wir die Zu- und Abwasserkosten nicht berücksichtigt, da sie unabhängig von der Art der Warmwasserbereitung anfallen und sich nicht ändern.

Jedoch stellt die elektrisch betriebene dezentrale Warmwasserversorgung in Deutschland aufgrund der hohen Stromkosten fast immer die teuerste Alternative dar.

Lang Duschen belastet nicht nur die Umwelt, sondern auch das Portemonnaie © Lars Zahner, stock.adobe.com
Lang Duschen belastet nicht nur die Umwelt, sondern auch das Portemonnaie © Lars Zahner, stock.adobe.com

Warmwasserbereitung: Einfache Tipps, um Wasser zu sparen

Insbesondere Mieter können nicht entscheiden, ob sie eine zentrale oder eine dezentrale Warmwasserbereitung nutzen. Aber auch bei Eigentümern ist ein Umbau des bestehenden Systems wegen der hohen Kosten nicht immer möglich.

Allerdings reicht im Alltag eine Änderung der Gewohnheiten, um Warmwasser zu sparen:

  • Sparduschköpfe installieren – „normal“ Duschen verbraucht 12 bis 15 Liter Warmwasser pro Minute, bei Sparduschköpfen halbiert sich der Wasserbedarf. Die saugen Luft an und vermischen sie mit dem Wasser, damit leidet der Komfort nicht. Smarte Sparduschköpfe zeigen sogar die Wassertemperatur und den Verbrauch pro Minute auf einem Display an. Damit gewinnen Sie einen Überblick darüber, was die tägliche Dusche kostet.
  • Wassertemperatur senken – als angenehme Duschtemperatur gilt für die meisten Menschen 38 Grad, manche duschen aber noch heißer. Dabei reduziert eine um 5 Grad geringere Wassertemperatur den Energieverbrauch um bis zu 10 Prozent – und schon dabei die Haut. In vielen alten Häusern stehen.
  • Armatur austauschen – Bei alten Waschbeckenarmaturen muss man den Warm- und den Kaltwasserhahn separat öffnen und ausprobieren, um die gewünschte Wassertemperatur zu erreichen. Modernere Einhebel-Mischbatterien vermischen Warm- und Kaltwasser automatisch je nach Einstellung des Hebels, was Wasserkosten spart.
  • Smarte Duschen und Duschköpfe verfügen über sogenannte thermostatische Mischer. Dabei lässt die gewünschte Temperatur einstellen, die Warm- und Kaltwasserverhältnisse werden dementsprechend angepasst.
Einhebel-Mischbatterien verringern den Wasserverbrauch © Robert Kneschke, stock.adobe.com
Einhebel-Mischbatterien verringern den Wasserverbrauch © Robert Kneschke, stock.adobe.com
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