Warmwasserbereitung im Durchflusssystem mit Strahlpumpentechnik

Durchflusssystem statt Speicher: Funktionsprinzip und Nutzen

Die Beimischregelung von Vorlauf und Rücklauf mittels geregelter Strahlpumpe bewirkt eine angepasste Eintrittstemperatur in den Wärmetauscher und eine erhöhte Wassermenge im Teillastfall gegenüber einer einfachen Regelung mit einem Durchgangsregelventil (Bild 1). Mit der erhöhten Wassermenge wird der Wärmeübergang verbessert. 

In einem Lastbereich von ca. 3% beispielsweise wird im Vergleich zur Drosselschaltung die etwa 9-fache Wassermenge über dem Wärmetauscher umgewälzt. Diese Wassermenge garantiert ein stabiles Regelverhalten - auch in kleinsten Lastbereichen, z.B. nachts bei der bloßen Erwärmung des Zirkulationswassers.

Technische Vorteile der Baelz‑Strahlpumpenregelung

Vorteile der Beimischschaltung mittels Strahlpumpenregelung:

• Verringerung von Materialspannungen am Wärmetauscher

• Verringerung der Verkalkung durch die Temperaturanpassung

• Ausregelung von Druckschwankungen im Primärnetz des Wärmeversorgers

• Vergrößerung der zirkulierenden (umlaufenden) Wassermenge auf der Primärseite des Wärmetauschers im Teillastbetrieb

• Stabiles Regelverhalten von 1-100 % Lastschwankungen

• Schnelle Reaktionszeiten durch Kaskadenregelung

Photovoltaik als nachhaltige Systemergänzung

Die Erwärmung von Trinkwasser mithilfe von Photovoltaik bietet eine umweltfreundliche Alternative zur klassischen Warmwasserbereitung. Die Kombination von PV mit einem elektrischen Heizsystem, wie beispielsweise einer zusätzlichen Heizwendel im Vorratsbehälter auf der Primärseite, macht es möglich Sonnenstrom direkt für die Wassererwärmung zu nutzen. Die Speicherung des überschüssigen PV-Stroms in einer Batterie erlaubt die Warmwasserbereitung (WWB) auch abends oder an bewölkten Tagen.

Die Ergänzung des Systems mit Photovoltaik kann die Nachhaltigkeit der WWB im Durchflusssystem mit Strahlpumpentechnik erhöhen, da die Menge der verbrauchten Fernwärme entsprechend geringer wird. 

Die richtige Hydraulik, moderne Regelungstechnik und schnelle Antriebe ermöglichen Reaktionszeiten für Durchfluss-Systeme in wenigen Sekunden. Systeme mit primärseitigem Vorratsbehälter sind bei Anwendungen mit hohen Spitzenlastfällen oder für Heizungsergänzung über Solarstrom sinnvoll.

Die Besonderheit der WWB ist in diesem Beispiel ein primärseitiger Vorratsbehälter in der Rücklauf-Ansaugleitung der Strahlpumpe (Bild 2). So wird die Erwärmung des ausgekühlten Rücklaufs vom Plattenwärmetauscher über eine elektrische Heizwendel im Vorratsbehälter möglich. Je mehr Warmwasser gezapft wird, desto mehr Kaltwasser strömt über den Wärmetauscher - und die primärseitige Rücklauftemperatur fällt von 55°C auf beispielsweise 30°C ab. 

Solange ausreichend Wärmemenge durch den Vorratsbehälter zur Verfügung gestellt wird, ist die Strahlpumpe im Vorlauf (01) geschlossen (Bild 2). Die Bereitstellung der Heizwärme über die geschlossene Strahlpumpe erfolgt durch eine elektrische Ladepumpe am Vorratsbehälter. Bei geschlossener Strahlpumpe wird keine Fernwärme und damit keine externe Energie verbraucht. Erst wenn die gewünschte Vorlauftemperatur im Warmwasser -04- (60°C) nicht erreicht wird, öffnet die Strahlpumpe und nutzt die Fernwärme über den Vorlauf -01-.

Praxisbetrieb 

Praxisaufzeichnungen des Strahlpumpenhubes in Wohngebäuden belegen eindrucksvoll die Wirksamkeit des Konzepts. Der Verlauf des Strahlpumpenhubes einer Warmwasserbereitung in einem Wohngebäude ist im Diagramm (Bild 3) gezeigt.

Die Aufzeichnung der Stellung der geregelten Strahlpumpe über einen Tag zeigt während eines großen Zeitabschnitts die Schließstellung (01 geschlossen), also kein Fernwärmeverbrauch. Auch wenn die Strahlpumpe Fernwärme zumischt, wird die Vorratswärme zum Vorwärmen des Rücklaufwassers genutzt. Die Fernwärme wird nur zum Nachwärmen ergänzt.

Nachrüstung für Bestandssysteme

Die Erweiterung von Bestandsystemen um einen Vorratsbehälter mit einer Heizwendel und der Ladepumpe ist möglich. Auf die Begrenzung der Speichertemperatur auf ca. 65°C sollte geachtet werden, damit die Warmwassertemperatur gehalten wird. Alternativ kann die Ladepumpe drehzahlgeregelt sein und über einen Wärmezähler oder den Temperaturfühler Warmwasser geregelt werden. Der im Rücklauf eingebaute Wärmezähler zeigt den reduzierten Fernwärmeverbrauch an, der bei vollem Einsatz der PV gleich null ist.

Fazit: Effizienz trifft Systemverständnis

Das Durchflusssystem mit geregelter Baelz‑Strahlpumpe und Plattenwärmetauscher ersetzt den konventionellen Warmwasserspeicher vollständig. Diese Lösung senkt den Energiebedarf und steigert die Gesamtwirtschaftlichkeit.

In Verbindung mit Photovoltaik reduziert sich der Fernwärmeeinsatz deutlich – bis hin zum vollständigen Verzicht in optimalen Betriebsphasen. Für Fachhandwerker, Ingenieure und Planer bietet das System eine praxisgerechte Möglichkeit, Warmwasseranlagen effizient, hygienisch und zukunftssicher zu gestalten – mit klarem Fokus auf Systemintegration und nachhaltige Gebäudetechnik.

Der Autor Dipl. Ing. Marc Gebauer ist Leiter des technischen Büros bei W. Baelz & Sohn Berlin.

www.baelz.de