Projekt EffHyTW

Eine energieeffiziente Trinkwarmwasserbereitung stellt insbesondere bei der energetischen Sanierung von Bestandsgebäuden eine Herausforderung dar. Niedrige Speichertemperaturen ermöglichen einen effizienten Betrieb von Wärmepumpen und können den Energieverbrauch reduzieren. Gleichzeitig können zu niedrige Temperaturen die Vermehrung von Legionellen begünstigen und damit die Trinkwasserhygiene gefährden.

Hier setzt das Projekt EffHyTW (»Energieeffiziente und Hygienische TrinkWarmWassererwärmung«) an. Das Projekt untersucht, ob eine dezentrale, endständige Temperaturanhebung eine energieeffiziente Trinkwarmwasserbereitung bei gleichzeitiger Minderung des Legionellenrisikos ermöglicht. Das Trinkwarmwasser wird dazu zentral mit abgesenkter Temperatur bereitgestellt und bei Bedarf nahe der Zapfstelle nacherwärmt. Dabei wird untersucht, wie unterschiedliche physikalische Erwärmungsprinzipien dezentraler Booster in Kombination mit verschiedenen Vorlauf- und Zapftemperaturen die Inaktivierung von Legionellen und damit das Legionellenrisiko beeinflussen.

Projektziele

Ziel von EffHyTW ist die Entwicklung und Erprobung eines energieeffizienten und hygienisch sicheren Konzepts für die Trinkwarmwasserbereitung in Bestandsgebäuden.
Durch die bedarfsgerechte Temperaturanhebung sollen Energieverbrauch sowie Bereitstellungs- und Zirkulationsverluste reduziert werden. Gleichzeitig soll die Trinkwasserhygiene gewährleistet und der Einsatz fossiler Energieträger sowie die damit verbundenen CO₂-Emissionen reduziert werden.

Lösungsansatz

Im Projekt werden verschiedene elektrische Booster-Technologien zur dezentralen Erwärmung von Trinkwarmwasser untersucht. Neben marktverfügbaren Durchlauferhitzern kommt ein neu entwickelter Prototyp mit wechselfeldbasierter Direkt- und Induktionserwärmung zum Einsatz.

Die Systeme werden unter realitätsnahen, reproduzierbaren Bedingungen im Wärmepumpen-Hardware-in-the-Loop-Prüfstand des Fraunhofer IIS in Dresden erprobt. Dabei werden unterschiedliche Speichertemperaturen, Zapfprofile und Betriebszustände der Wärmepumpe betrachtet. Untersucht werden unter anderem Energieverbrauch, Temperaturverläufe, Aufheiz- und Bereitstellungszeiten, elektrische Boosterleistung und die erreichte Zapftemperatur.

Ergänzend analysieren mikrobiologische Untersuchungen insbesondere den Einfluss der Erwärmungsverfahren auf Legionellen und die Wasserqualität.

Beitrag des Fraunhofer IIS

IDas Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme, übernimmt die Beschaffung, Integration und technische Erprobung marktverfügbarer Warmwasserbooster im vorhandenen Wärmepumpen-Hardware-in-the-Loop-Prüfstand in Dresden. Unter realitätsnahen und reproduzierbaren Bedingungen werden unterschiedliche Speichertemperaturen und Zapfprofile sowie die energetische Bilanz der Systeme bei nachgebildeter Wärmequelle untersucht.

Dabei werden unter anderem Temperaturverläufe, Bereitstellungszeiten und die Wärmepumpengrundlast sowie Leistungsaufnahme, Temperaturhub, Ansprechverhalten und Ziel-Zapftemperatur der Booster erfasst. Ergänzend werden Simulationsmodelle für die energetische Sanierung von Bestandsgebäuden entwickelt und validiert.

Die gewonnenen Erkenntnisse sollen die Entwicklung skalierbarer Lösungen für eine energieeffiziente und hygienisch sichere Trinkwarmwasserbereitung unterstützen. Insbesondere für die energetische Sanierung von Bestandsgebäuden und Mehrfamilienhäusern bietet der Ansatz Potenzial, Energie- und Wärmeverluste zu reduzieren und gleichzeitig eine sichere Trinkwasserhygiene zu gewährleisten.

Projektpartner: Fraunhofer IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme, TU Dresden, Medizinische Fakultät – Institut für Medizinische Mikrobiologie und Virologie (MiVi); Duale Hochschule Sachsen, Staatliche Studienakademie Glauchau

Förderzeitraum: 01.09.2025 – 31.08.2027