mini|Elektrischer Durchlauferhitzer, ein Fabrikat aus Deutschland Ein Durchlauferhitzer, Durchfluss-Wassererwärmer, Geyser oder DurchlaufwasserheizerLajos Joos: Energieeinsparung in Gebäuden: Stand der Technik ; Entwicklungstendenzen, Vulkan-Verlag GmbH, 2004. (DWH) ist ein fest installiertes Gerät zur Warmwasserbereitung. Im Gegensatz zum Warmwasserspeicher, der als Vorratsbehälter eine begrenzte Warmwassermenge bereitstellt, erwärmt ein Durchlauferhitzer das Wasser erst dann, wenn eine Mischarmatur geöffnet wird. Um das durchfließende Wasser sofort auf die gewünschte Temperatur zu bringen, benötigt ein Durchlauferhitzer eine hohe Wärmeleistung.
Viele neuere und elektronisch gesteuerte Durchlauferhitzer können auch mit vorgewärmtem Wasser betrieben werden, welches etwa durch eine Solaranlage erzeugt wurde und dann vom Durchlauferhitzer gegebenenfalls bis zur gewünschten Temperatur nacherhitzt wird.
Im Gegensatz zu den meist oberhalb der Küchenspüle wandhängend montierten Heißwassergeräten eignen sich Durchlauferhitzer nicht zur Bereitung von kochendem Wasser.
Kombithermen sind Heizkessel, die einen zweiten Wärmetauscher besitzen, der ebenso wie ein Durchlauferhitzer fortlaufend warmes Wasser erzeugen kann.
Betrieb
Bei üblichem Komfort-Anspruch kann ein gewöhnlicher Durchlauferhitzer nur eine Dusche oder zwei Waschbecken zeitgleich versorgen. Durchlauferhitzer werden daher üblicherweise dezentral eingesetzt. Indem ein Durchlauferhitzer jeweils nur wenige Entnahmestellen versorgt, können Leitungswege kurz und Energieverluste durch Abkühlung in der Rohrleitung gering gehalten werden. Da keine Speicherung von erwärmtem Wasser erfolgt, sind in der Regel keine besonderen Vorkehrungen zur Unterdrückung von Legionellen erforderlich.
Durchlauferhitzer können oft bis auf eine Höchsttemperatur von 60 bis 65 °C eingestellt werden. Elektrische Durchlauferhitzer zur Versorgung einer Dusche dürfen seit 2018 höchstens 55 °C warmes Wasser liefern.entsprechend DIN EN 60335-2-35 sowie VDE 0700-35:2018-07: Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke – Teil 2-35: Besondere Anforderungen für Durchflusserwärmer. Siehe: Zum Verbrühungsschutz wird in Haushalten mit Kindern und älteren Personen eine Höchsttemperatur zwischen 38 und 45 °C empfohlen.
Funktionsprinzip mini|hochkant=1.5|Prinzip eines gasbetriebenen Durchlauferhitzers
Wird das Wasser an der Entnahmestelle gezapft, detektiert das Gerät den Durchfluss und erwärmt das durchfließende Wasser. Wird die Wasserentnahme durch Zudrehen des Warmwasserhahnes unterbrochen, muss die Energiezufuhr umgehend abgeschaltet werden. Geschieht dies verzögert, kann die zugeführte Energie nicht vom durchfließenden Wasser abgeführt werden und das stagnierende Wasser überhitzt. In diesem Störfall wird das Gerät durch einen Sicherheitstemperaturbegrenzer abgeschaltet und muss durch einen Fachhandwerker nach Beseitigung des ursächlichen Fehlers rückgesetzt werden. Als weitere Sicherheitsmaßnahmen kann ein Sicherheitsdruckschalter dienen, der zwischen Rückschlagventil (Kaltwasserzulauf) und Entnahmeventil angeordnet ist. Hier baut sich bei versagender Regelung Dampfdruck auf, auf welchen der Sicherheitsdruckschalter anspricht und die Stromzufuhr bis zur manuellen Rückstellung unterbricht.TomTank: Wie funktioniert ein elektrischer Durchlauferhitzer. In: SBZ Monteur. Alfons W. Gentner Verlag, 8. März 2013, (sbz-monteur.de, abgerufen am 21. Oktober 2018) Im Bild unten ist das der zentrale Kontaktblock mit dem roten Knopf.
Die Länge der Wasserleitung zwischen Durchlauferhitzer und Zapfstelle(n) sollte kurz gehalten werden, da sich das in der Leitung stehende Wasser zwischen den Zapfvorgängen abkühlt und bei erneuter Entnahme ungenutzt abfließt, bis die gewünschte Auslauf-Temperatur erreicht wird.
Durchlauferhitzer werden nach der verwendeten Energieart, Funktionsweise (Energiewandlung, Prinzip des Wärmeübertragers) und vorgesehenem Einsatzgebiet unterschieden.
Üblich sind gasbetriebene und elektrische Durchlauferhitzer, die entweder mit hydraulischer oder elektronischer Detektion des Wasserdurchflusses ausgerüstet sind. Elektrische Durchlauferhitzer können weiter in Rohrheizkörper- und Blankdrahtgeräte sowie nach gesteuertem oder geregeltem Verhalten unterschieden werden.
Die Detektion des Durchflusses im Gerät erfolgt mittels Differenzdruckschalter bei hydraulischen und mittels Turbinenrad-Durchflussmesser bei elektronischen Geräten. Der Differenzdruckschalter funktioniert mechanisch. Er registriert den Druckunterschied beim Zapfen und schaltet die Energiezufuhr ein. Je nach Strömungsgeschwindigkeit und Druckverhältnissen wird die Membran stärker ausgelenkt, wodurch mehrere Leistungsstufen geschaltet werden können. In der Praxis sind jedoch nur zwei Stufen üblich. Der Turbinen-Durchflussmesser enthält zur Auswertung des Durchflusses eine elektronische Baugruppe, die eine stufenlose Messung unabhängig von den Druckverhältnissen erlaubt. Beide Systeme benötigen einen Mindestdurchfluss, um eine Wasserentnahme wahrzunehmen sowie das Sieden des Wassers bei der geringsten vorgesehenen Leistungsabgabe zu vermeiden.
Die Wärmeübertragung an das Wasser erfolgt durch einen Wärmetauscher, der meist aus Kupfer besteht, da Kupfer ein guter Wärmeleiter ist und nicht korrodiert.
Ausführungen 1956 brachte Clage als erstes Unternehmen ein wandhängendes Heizgerät auf den Markt.Unternehmensgeschichte der Firma Clage. In: clage.com. Abgerufen im August 2023 1961 folgte Vaillant mit dem den „Circo-Geyser MAG-C 20“. „Geyser“ wird in Fachkreisen teilweise noch als Gattungsname für Durchlauferhitzer verwendet.
Elektrische Durchlauferhitzer Betriebsbedingungen mini|hochkant|Ein in England gebräuchlicher elektrischer Dusch-Durchlauferhitzer mini|In Südamerika gebräuchlicher Duschkopf-Durchlauferhitzer Für das schnelle Aufwärmen des Wassers ist eine hohe elektrische Leistung erforderlich. Marktüblich sind Durchlauferhitzer mit 18, 21, 24, 27 und 33 kW Anschlusswert. Sogenannte Kompakt-Durchlauferhitzer verfügen über einen Anschlusswert von 11 oder 13,5 kW (auch umschaltbar). Steckbare einphasige Geräte haben wegen der üblichen Belastbarkeit einer Schutzkontaktsteckdose nur 2,2 bis 3,5 kW und eignen sich nur zum Betrieb eines Handwaschbeckens.
Je höher die Heizleistung, desto mehr Wasser kann auf eine gewünschte Temperatur erwärmt werden. Für die Erwärmung von Trinkwasser auf Bade- bzw. Duschtemperatur von 38 °C ausgehend von einer Kaltwassertemperatur um 11 °C ist die folgende Faustformel üblich:
Bei gewöhnlichen Küchen-, Waschtisch- und Duscharmaturen geht man in der Regel jeweils von einem Warmwasser-Durchfluss von rund 12 Litern pro Minute aus.Ulrike von der Lühe: Warmwasser – Komfortables Sparen – So geht’s! (PDF-Datei), Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz e. V., Oktober 2018. In: verbraucherzentrale-rlp.de Besonders sparsame Armaturen verringern den Durchfluss bei Dusch- und Küchenarmaturen auf etwa 7 bis 9 Liter pro Minute, bei Waschtischarmaturen auch auf unter 6 Liter pro Minute.Marah Gattermann, Dr. Dietlinde Quack: PROSA Sanitärarmaturen – Entwicklung der Vergabekriterien für ein klimaschutzbezogenes Umweltzeichen, Studie im Rahmen des Projekts „Top 100 – Umweltzeichen für klimarelevante Produkte“ (PDF-Datei), S. 20ff. Öko-Institut e. V., März 2013. In: oeko.de
Bei hydraulisch gesteuerten Durchlauferhitzern schwankt die Temperatur des Wassers gewöhnlich mit der Durchflussmenge. Elektronisch geregelte Geräte hingegen bieten über den gesamten Betriebsbereich eine konstante Ausgangstemperatur.
Ältere Geräte enthalten einen elektrischen Rohrheizkörper, der sich innerhalb eines Behälters befindet, durch den das Wasser strömt. Viele moderne Geräte besitzen Blankdrahtheizelemente, deren Heizdrähte direkt vom Wasser umspült werden. Leitungswasser wirkt isolierend gegenüber den stromführenden Drähten, so dass (bis zu dem auf dem Geräteschild angegebenen Leitwert des örtlich vorhandenen Trinkwassers) keine unzulässig hohen Fehlerströme auftreten. Die Heizelemente sind durch eine Vor- und Nachlaufstrecke von den angeschlossenen Rohren getrennt, so dass sich ein genügend langer, isolierender Wasserweg ergibt.Welche Heizsysteme gibt es bei Durchlauferhitzern? Firmenschrift der Fa. Stiebel-Eltron. abgerufen am 21. Oktober 2018) Blankdrahtheizelemente haben gegenüber den früher verwendeten Rohrheizkörpern den Vorteil einer wesentlich kürzeren Reaktions- und damit Aufheizzeit, zudem neigen sie nicht zur Verkalkung. Nachteilig ist die höhere Anfälligkeit gegenüber Lufteinschlüssen und Dampfblasen, die zu einer partiellen Überhitzung der Heizdrähte führen können.Servicehandbuch von Dimplex (PDF)
Hydraulisch gesteuerte Durchlauferhitzer Bei Modellen mit hydraulischer Steuerung erfolgt die Erwärmung mit bis zu drei Heizleistungsstufen. Kleinste Wassermengen können mit hydraulischen Durchlauferhitzern nicht erwärmt werden, denn zum Einschalten ist eine Mindestdurchflussmenge erforderlich. Das Zumischen von kaltem Wasser ist daher nur in Grenzen sinnvoll. Läuft zu wenig warmes Wasser, schaltet der Durchlauferhitzer komplett ab.
Zur Prüfung des Abschaltmechanismus wird die Durchflussmenge allmählich gedrosselt. Schaltet der Durchlauferhitzer nicht ab, wenn das Wasser sich auf über 60 °C erwärmt, muss der Ausschaltpunkt justiert werden.
Elektronische Durchlauferhitzer mini|Stufenlos elektronisch geregelter Durchlauferhitzer mit 21 Kilowatt Maximalleistung.TW = Abgang zu den ZapfstellenTWW = Zuleitung mit AbsperrventilL1/L2/L3/PE = elektrische Anschlüsse1) Heizpatrone2) Druckschalter3) Zentrale BefestigungsschraubeDie elektrischen Klemmverbindungen sind fest anzuziehen, da sich die Kontaktstellen sonst stark erhitzen können: Am Anschluss L2 der oberen Klemmverbindung dieses Geräts ist die Aderisolierung sichtbar angeschmolzen.
Bei elektronischen Geräten wird die Heizleistung stufenlos mittels Leistungselektronik gesteuert. Die hohen Betriebströme erlauben keine Steuerung per Phasenanschnittsteuerung, weil eine solche erhebliche Verzerrungsblindleistungen nach sich ziehen würde. Es wird stattdessen eine Schwingungspaketsteuerung eingesetzt. Die Leistungshalbleiter werden mit dem Kaltwasserzufluss gekühlt. Zumischung von kaltem Wasser kann bei diesen Geräten u. U. entfallen. Aber auch wenn eine Mischarmatur eingesetzt wird, sogar eine thermostatisch geregelte, unterliegen elektronische Durchlauferhitzer nicht mehr den Einschränkungen der hydraulischen Durchlauferhitzer, für die explizit für Durchlauferhitzer geeignete thermostatische Mischarmaturen benötigt würden.
Bei den elektronisch gesteuerten Durchlauferhitzern wird die Heizleistung stufenlos elektronisch anhand einer Durchflussmessung (Turbinenrad) und der gemessenen Zulauftemperatur gesteuert.
Elektronisch geregelte Durchlauferhitzer arbeiten zusätzlich mit einem Temperatursensor am Auslauf und regeln die Auslauftemperatur. Es ist evtl. ein externes Sollwertpoti vorhanden.
Vorteile elektronischer Varianten sind erhöhter Komfort und eine Energieeinsparung bis etwa 30 ProzentEinsparpotential Durchlauferhitzer. Firmenschrift Stiebel Eltron. (stiebel-eltron.de abgerufen am 21. Oktober 2018) gegenüber hydraulischen Durchlauferhitzern, da die Durchflussrate ein geringeres Minimum hat und der Sollwert schneller und genauer erreicht wird.
Die Leistungsregelung kann nur bis zu einer maximalen Durchflussrate die Temperatur konstant halten, dann fällt diese ab. Daher besitzen manche Geräte ein Motorventil, welches in diesem Fall die Durchflussrate begrenzt, um die Temperatur halten zu können.Vom vollelektronischen bis zum elektronisch gesteuerten Durchlauferhitzer. Firmenschrift Stiebel Eltron zu vollelektronischen DLE. (stiebel-eltron.at, abgerufen am 21. Oktober 2018)
Elektrischer Anschluss