Im Passivhaus ist der Transmissionswärmeverlust der Hülle so stark minimiert, dass das Warmwasser (TWW) für das tägliche Duschen zum größten Einzelextenposten der Wärmebilanz wird. Bei einem 8- bis 10-minütigen Duschvorgang fließen rund 70 Liter 40°C warmes Wasser über den Körper und verschwinden mit einer Restwärme von 36°C bis 38°C ungenutzt im Abfluss. Duschwasser-Wärmerückgewinnungssysteme (DWHR - Drain Water Heat Recovery) fangen bis zu 65 % dieser thermischen Energie im Gegenstromprinzip passiv wieder ein und wärmen das nachströmende Kaltwasser sofort vor. In den Leichtstahlvillen von SerVilla wird DWHR unter strenger Beachtung von Trinkwasserhygiene (DIN EN 1717) und Schallschutz (DIN 4109) integriert.
1. Fallfilm-Hydraulik & Thermodynamik im Steigrohr
Das Funktionsprinzip vertikaler DWHR-Wärmetauscher beruht auf der Strömungsmechanik in Fallrohren: Abwasser fällt im Rohr nicht frei durch die Mitte, sondern bildet infolge von Oberflächenspannung und Reibung einen dünnen, turbulenten Wandfilm (Annular Falling Film) an der Rohrinnenseite:
Mit U als Wärmedurchgangskoeffizient und Δ TLMTD als logarithmische Temperaturdifferenz.
- Gegenstrom-Wärmetauscher: Während das 37°C warme Grauwasser an der Innenwand des Kupfer-Fallrohrs nach unten gleitet, strömt das 10°C kalte Trinkwasser in außen eng anliegenden, aufgelöteten Kupfer-Wellrohren nach oben.
- Spontane Vorerwärmung: Das Trinkwasser erwärmt sich ohne jede Pumpe oder Verzögerung von 10°C auf 25°C bis 28°C. Die Thermostatbatterie der Dusche benötigt daraufhin nur noch halb so viel heißes Wasser aus dem Speicher.
2. Doppelwandige Sicherheit & Trinkwasserhygiene (DIN EN 1717)
Trinkwasser und Schmutzwasser müssen im Tauscher hermetisch und leckagesicher getrennt sein:
- Eigensichere Doppelwand: Gemäß DIN EN 1717 (Flüssigkeitskategorie 5) verfügen DWHR-Tauscher über eine belüftete Doppelwandung. Selbst bei einer mechanischen Beschädigung des Innenrohrs kann Abwasser niemals in das Trinkwassernetz gelangen, sondern tritt drucklos nach außen aus.
- Kupfer Cu-DHP: Reines Desoxidations-Kupfer verhindert Biofilmbildung, ist vollkommen glattwandig und reinigt sich durch die hohe Fließgeschwindigkeit des Duschwassers von selbst.
| Leistungsmerkmal | Ohne Wärmerückgewinnung | Vertikales DWHR-Rohr (SerVilla) | Horizontale DWHR-Duschrinne |
|---|---|---|---|
| Wirkungsgrad Wärmetausch (η) | 0 % (Kompletter Verlust) | 55 % bis 68 % (Zertifiziert nach DVGW / CSA) | 35 % bis 45 % |
| Hilfsenergie (Stromverbrauch) | 0 kWh | 0 kWh (Funktioniert rein schwerkraftgetrieben) | 0 kWh |
| Amortisationszeit (ROI) | Keine | 2.5 bis 4 Jahre (4-Personen-Haushalt) | 4 bis 6 Jahre |
| Wartungsaufwand | Keiner | Null bewegliche Teile, wartungsfrei | Haarsieb in der Rinne muss gereinigt werden |
| Jährliche Wärme-Einsparung | 0 kWh | 1.200 bis 1.800 kWh Primärenergie | 700 bis 1.000 kWh |
3. Schachtintegration & Schallentkopplung im Leichtstahlbau
Vertikale DWHR-Rohre benötigen eine Fallhöhe von 1.5 bis 2.1 Metern im Geschoss unter dem Badezimmer. In den Deckenbalken und Wandelementen aus Kaltprofilen (CFS) plant SerVilla passgenaue Ausklinkungen und Installationsschächte ein. Zur Vermeidung von Plätschergeräuschen wird das Kupferrohr mit körperschallentkoppelnden Dämmschläuchen ummantelt und mit gummigedämpften Schellen schwingungsfrei an den Stahlständern befestigt.
