Hydraulischer und thermischer Abgleich

in Trinkwasserzirkulationssystemen

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik

Abkürzungen im SHK-Handwerk

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Die meisten Zirkulationsleitungen in zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen, vor allen Dingen in kleinen Anlagen, sind hydraulisch und thermisch nicht abgeglichen. Der Grund liegt wohl darin, dass der Sinn eines Abgleich nicht bekannt ist.
Nach DIN 1988-3 und DVGW-Arbeitsblatt W 553 "Bemessung von Zirkulationssystemen in zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen" sollen bei der Bemessung der Rohrnennweiten für Zirkulations-leitungen Fließgeschwindigkeiten zwischen 0,2 und 0,5 m/s angenommen werden. Diese Geschwindigkeiten reichen in jedem Fall für einen optimalen Wasserwechsel und den Ausgleich der in den Rohrleitungen entstehenden Wärmeverluste aus. Es ist technisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll, größere Wassermengen als erforderlich umzuwälzen. Eine Begrenzung der Fließgeschwindigkeit auf die oben genannten Werte trägt gleichzeitig zur Vermeidung von Erosionkorrosion bei.
Lediglich in Ausnahmefällen kann eine maximale Fließgeschwindigkeit von 1,0 m/s in pumpennahen Zirkulationsleitungen notwendig sein (DVGW-Arbeitsblatt W 553). In bereits bestehenden Anlagen, in denen Umwälzpumpen mit zu großer Förderhöhe eingesetzt wurden und ein Pumpenaustausch nicht oder nur unter erschwerten Bedingungen möglich ist, kann der Zirkulationsvolumenstrom durch Einbau geeigneter Regulierventile nachträglich verringert werden.
Generell ist in verzweigten Zirkulationssystemen ein hydraulischer Abgleich der einzelnen Stränge untereinander vorzusehen. Auch hierzu werden Strangregulierventile verwendet. Die Berechnung der Zirkulation nach W 553 und zum hydraulischen Abgleich (Anlagenkennlinie) bilden die Grundlage für die Auswahl einer geeigneten Zirkulationspumpe (Pumpenkennlinie), weshalb hierauf in keinem Fall verzichtet werden kann!
Hydraulischer Abgleich
Wasser sucht sich immer den Weg des geringsten Widerstandes. Je nach der Länge und dem Durchmesser der Rohre sowie der Anzahl der Einzelwiderstände (Bögen, T-Stücke, Armaturen) ist der Druckverlust in den einzelnen Warmwassersträngen unterschiedlich. Zur weit entfernten Zapf-stelle im Dachgeschoss fließt das Wasser also nicht so »gerne«, wie zur Zapfstelle im Erdgeschoss direkt über dem Trinkwasserspeicher. Der Zirkulationsstrang zum Dachgeschoss wird also nicht so gut durchströmt, es besteht die Gefahr der Bildung von Biofilmen, der Lebensgrundlage für Legio-nellen und andere Krankheitserreger. Beim korrekten hydraulischen Abgleich werden die Differenz-drücke der einzelnen Warmwasserstränge ermittelt und durch »einstellbare Hindernisse« im Leitungsnetz ausgeglichen. Dort, wo zu viel Wasser fließt, wird durch ein Regelventil (z.B. „Aqua-strom T plus“) in der Zirkulationsleitung der Wasserdurchfluss über die Voreinstellung gebremst. So kann der Druckverlust für alle Stränge gleich eingestellt werden.
Thermischer Abgleich
Um in der gesamten Warmwasserinstallation den geforderten maximalen Termperaturabfall am Eintritt der Zirkulationsleitung in den Warmwasserwärmer sicherzustellen, sollte ein eingebautes Regelventil (z. B. Aquastrom T plus) gleichzeitig in den Zirkulationssträngen den Volumenstrom über den Thermostat selbsttätig so eingestellt werden, dass sich auch für den ungünstigsten Strang die notwendige Wassertemperatur 4 K unter der eingestellten Versorgungstemperatur ergibt. Temperatur und Basisvolumenstrom können am Ventil voreingestellt werden.
Zusätzlich kann eine Trinkwasser-Zirkulationspumpe (z. B. Wilo-Star-Z 15 TT) zur automatischen thermischen Desinfektion beitragen. Ihr eingebauter Thermostat erfasst die Wassertemperatur vor Eintritt in den Trinkwassererwärmer und reguliert die Durchflussmenge so, dass der vorge-schriebene Temperaturbereich eingehalten wird. Außerdem unterstützt sie zusammen mit dem Regelventil die automatische thermische Desinfektion, indem sie sich automatisch einem eventuell höheren Volumenstrom anpasst. Bei der thermischen Desinfektion wird in der Nacht die Wasser-temperatur unabhängig von den an Ventilen und Zirkulationspumpe eingestellten Sollwerten kurzfristig für mindestens 3 Minuten (max. 2 Stunden) im gesamten System auf 70 °C angehoben, um alle Legionellen abzutöten. Die Pumpe wird über Zeit- oder Temperatursteuerung ein- und ausgeschaltet.
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Die Errichtung einer Trinkwasserinstallation und wesentliche Veränderungen an diesen dürfen nur von Installationsbetrieben durchgeführt werden, die in das Installateurverzeichnis eines WVU eingetragen sind.
Zirkulations-Regulierventil
1 Temperatureinstellung - 2 Zirkulations-Reguliermodul - 3 Pressanschluss - 4 Ventilgehäuse aus Rotguss - 5 Aufnahme für Thermometer oder Temperaturfühler - 6 Desinfektions-Regulierventil
Quelle: Viega GmbH & Co. KG
Das Zirkulations-Regulierventil (ZRV) gewährleistet in Warmwasser-Zirkulationsleitungen eine konstante Temperatur. Der Volumenstrom wird in Abhängigkeit von der Temperatur der Zirkulations-Steigleitung durch das selbsttätiges Öffnen und Schließen reguliert. Außerdem wird die kontrollierte Thermische Desinfektion mit 70 °C bis 75 °C in allen Steigleitungen gesteuert.
Wenn die Temperatur über den eingestellten Wert steigt, schließt der Ventilkegel des Zirkulations-Reguliermoduls 2 und reduziert damit den Zirkulationsfluss. Sinkt die Temperatur wieder unter den eingestellten Wert, öffnet der Ventilkegel das Ventil und gibt den Durchfluss in der Zirkulationsleitung frei.
Das ZRV ist sowohl in parallel geführten als auch in innenliegenden Zirkulationsleitungen einsetzbar.
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auch für die TW-Zirkulation gibt es Effizienzpumpen
DVGW-Arbeitsblatt W 551
”Technische Maßnahmen zur Verminderung des Legionellenwachstums in Neuanlagen”
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