Auch energetisch sinnvoll 29.06.2021, 12:09 Uhr

Warmwasserzirkulation: Hydraulischer Abgleich unterbindet Keimbildung

Der hydraulische Abgleich von zirkulierenden warmen Trinkwassersystemen ist nicht nur energetisch sinnvoll – er ist auch ein wichtiger Beitrag zum Erhalt der Trinkwassergüte.

Foto: panthermedia.net/IgorVetushko

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Zirkulationssysteme ohne hydraulischen Abgleich weisen in der Regel in den jeweiligen Strängen nicht die erforderlichen Volumenströme auf. Dies führt wiederum dazu, dass der notwendige Wärmetransport nicht erreicht wird. Meist findet in den Strängen mit den größeren hydraulischen Widerständen auch die stärkere Auskühlung des Zirkulationswassers statt. In anderen Strängen liegt die Temperatur wiederum zwar bei oder oberhalb der geforderten Mindesttemperaturen, meist werden diese Stränge aber unnötig zusätzlich mit Wärme versorgt. Dies ist energetisch unsinnig und kann zudem zu einer unnötigen Erwärmung des Gebäudes und somit beispielsweise der kalten Trinkwasserinstallation führen.

Von den oben beschriebenen Szenarien ist die Auskühlung der Zirkulation besonders ungünstig, da die Vermehrung pathogener Keime wie beispielsweise Legionellen nicht mehr sicher unterbunden ist. Durch die Untersuchungspflicht gemäß Trinkwasserverordnung ist zwar sichergestellt, dass solche Fälle mittlerweile aufgedeckt werden, doch es ist trotzdem aus gesundheitlichen und auch ökonomischen Gesichtspunkten (zum Beispiel durch gegebenenfalls hohe Sanierungskosten) besser diese Fälle im Vorfeld zu verhindern.

Was ist bei der Auslegung von Zirkulationssystemen zu beachten?

Grundsätzlich existieren zwei technische Regeln zur Bemessung von Zirkulationssystemen: DVGW W 553 und DIN 1988–300. Gemäß DIN 1988–300 besteht zusätzlich noch die Möglichkeit den Pumpenförderstrom mittels eines sogenannten Beimischgrades zu optimieren. Den darin beschriebenen Verfahren ist gleich, dass der Volumenstrom und somit der Wärmestrom für die hydraulischen Randbedingungen des betrachteten Stranges im Zusammenspiel mit den weiteren Strängen der Zirkulation berechnet wird. Hydraulisch abgeglichen ist ein Zirkulationssystem, wenn in allen Strömungswegen der gleiche Druckverlust herrscht.

Wichtig bei der Auslegung ist neben der Wahl von Fließgeschwindigkeiten im Bereich von 0,2 bis 0,5 Meter pro Sekunde auch die Wahl einer ausreichenden, aber auch nicht zu hohen Förderleistung der Zirkulationspumpe. Beispielsweise kann eine zu hohe Förderhöhe der Zirkulationspumpe zu einem Überfließen von warmem Trinkwasser in die kalte Trinkwasser-Installation bei nicht einzeln abgesicherten Armaturen führen. Hygienische Probleme sind auf Dauer meist die Folge.

Welche Regulierventile gibt es und was ist bei deren Verwendung zu beachten?

Gemäß den Ergebnissen der Bemessung, der Wahl der Rohrdurchmesser und der Auslegung der Zirkulationspumpe sind die Zirkulationsregulierventile auszuwählen. Zurzeit sind im Wesentlichen zwei Arten von Regulierventilen im Einsatz: manuelle Regulierventile und automatische thermostatische Regulierventile. Für beide gilt, dass die Auswahl des Ventils über den Durchflussfaktor, auch Kv-Wert genannt, erfolgt. Es ist immer sinnvoll bei manuellen Regulierventilen einen Blick in das Druckverlust-Volumenstrom-Diagramm und bei automatischen Regulierventilen in das Schaubild der Regelcharakteristik zu werfen. Die darin enthaltenen Informationen sind essenziell für die korrekte Wahl des Ventils und für dessen spätere Einstellung, wobei diesbezüglich bauartgemäß Unterschiede bestehen.

Die Einstellung manueller Regulierventile erfolgt nach dem berechneten Volumenstrom, auf den diese Ventile zu drosseln sind. Bei automatischen Regulierventilen wird eine Regelcharakteristik gemäß der Vorgabe einer Sollwerttemperatur eingestellt, nach der das automatische Regulierventil selbstständig den Volumenstrom und somit den Wärmestrom drosselt oder erhöht. Die Herstellervoreinstellung bei automatischen Regulierventilen liegt meist bei 57 oder 58 °C. Nach Einstellung ist sinnvollerweise durch Messung der Temperaturen an den Ventilen im Betrieb die Erreichung der Zieltemperatur je Strang zu überprüfen. Werden die Zieltemperaturen nicht erreicht, ist nachzujustieren.

Nach dem Einbau jedweder Zirkulationsregulierventile ist eine Einstellung beziehungsweise Überprüfung der Voreinstellung und eine Messung der Temperaturen im Betrieb notwendig, ansonsten ist eine sichere Trinkwasserhygiene nicht zu gewährleisten. Auch sollte im Rahmen der Ventileinstellung die Einstellung der Zirkulationspumpe nicht vergessen werden. Besonders wichtig ist hierbei aus Sicht des Autors, dass eine möglicherweise einstellbare Nachtabsenkung der Pumpe nicht aktiviert sein sollte.

Über den Betrieb von Zirkulationssystemen und dem hydraulischen Abgleich ließe sich noch lange philosophieren. Zum Abschluss deshalb der folgende wichtige Grundsatz: Nur eine optimal auf die gebäude- und nutzerspezifischen Randbedingungen hydraulisch abgeglichene Warmwasserzirkulation kann kostengünstig und vor allem hygienisch betrieben werden.

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Von Prof. Dr.-Ing. Stefan Grube, Leiter des Labors für Sanitärtechnik der Fakultät Versorgungstechnik der Ostfalia Hochschule in Wolfenbüttel.

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