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Getrennte oder gemeinsame Wege

Kaltwasser muss kalt bleiben: Um das zu erreichen, muss die Zirkulationsleitung in der Warmwasserleitung liegen oder in einem separaten Schacht verlaufen

Der oben liegende Sammler zur Rückführung von Trinkwasser warm (Farbe Magenta) nutzt einen eigenen Weg hinunter in die Heizzentrale und verringert dadurch in erheblichem Maße einen Wärmeübergang zum Kaltwasser im Versorgungsschacht.

Der Inliner (gestrichelt) liegt in der Leitung Trinkwasser warm. Auf den einzelnen Etagen lassen sich auch Ringleitungen mit Strömungsteiler installieren.

Ob Trinkwasserleitung aus Edelstahl oder Kunststoff: Ein zusätzlicher Leitungsweg für die Rückführung der Zirkulation erübrigt sich, wenn die Zirkulationsleitung als Inliner in der Steigleitung für Trinkwasser warm geführt wird.

Den Inliner führt der Installateur am Kopf- oder Fußteil in die Leitung Trinkwasser warm ein. Das Fußstück in der Heizzentrale macht den Austausch des Inliners auch nachträglich möglich.

Das Geberit-System mit innenliegender Zirkulation lässt sich auch mit einem Strömungsteiler von Kemper kombinieren. So ergibt sich auf der Etage die Zwangsdurchströmung einer Ringleitung. Bild: Kemper

 

Trinkwasser warm (PWH) muss nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik oberhalb von 55 °C bereit stehen – sonst droht Legionellengefahr. Das sorgt im Schacht und in Deckenbereichen zusammen mit Heizungsrohren für einen hohen Wärmeeintrag. Dies wiederum erwärmt die dort verlaufende Trinkwasserleitung kalt (PWC) und beeinträchtigt die Qualität des Trinkwassers, wenn die Temperatur durch Stagnation auf über 25 °C ansteigt. Für Trinkwasser warm können ein separat geführter oben liegender Sammler oder eine innen liegende Zirkulation die Lösung sein.

Unzureichend gedämmte Steigleitungen und Stockwerksverteilungen sorgen im Bestand dafür, dass Kaltwasser nicht kalt bleibt, sondern die kritische Marke von 25 °C übersteigen kann. Kommt es über mehrere Stunden hinweg zu einer Stagnation, steigt der bis dahin geringe Anteil von Keimen im warmen Wasser deutlich an. Temperaturen von 30 bis 50 °C sind hier besonders förderlich. Das Problem verschärft sich zusätzlich, wenn ungenutzte oder falsch genutzte Trinkwassereinrichtungen Refugien bilden, in denen Biofilme im Kalt- und Warmwasser Nährböden finden. Um dies zu vermeiden, sprechen die anerkannten Regeln der Technik eine andere Sprache. Bei einer zeitgemäßen Installation muss der Planer und der Handwerker den drohenden Wärmeübergang ins Kaltwassersystem sowie eine drohende Stagnation mit berücksichtigen.

Hohe Wärmelast im Schacht
Die Technischen Regeln zur Trinkwasserinstallation (TRWI) fordern die Begrenzung der Kaltwassertemperatur auf 25 °C. In Installationsschächten ist es schwierig, diese Anforderung zu erfüllen. Denn neben der Kaltwasserleitung verlaufen häufig warmgehende Leitungen, die trotz ordnungsgemäßer Dämmung eine hohe Wärmelast auf die Kaltwasserleitung übertragen. Eine konstruktive Maßnahme zur Verringerung des Wärmeeintrags in die Kaltwasserleitung ist der Verzicht auf eine warmgehende Leitung im Schacht, z. B. mit der innen liegenden Zirkulation. Eine Alternative dazu ist der oben liegende Sammler mit separat geführtem Zirkulationsstrang.

Platz für den oben liegenden Sammler
Warmgehende Leitungen im Hauptschacht lassen sich reduzieren, indem die Zirkulationsleitung über einen separaten Schacht, z. B. parallel zu den Lüftungsleitungen, in die Zentrale führt. Dies verringert die Wärmeabgabe im Hauptschacht um mindestens 40 % und lässt die Kaltwassertemperatur auch in entnahmeschwachen Zeiten deutlich länger auf Temperaturen < 25 °C halten. In den meis­ten Gebäuden lässt sich die Installation jedoch nicht realisieren, weil im Dach- oder im letzten Obergeschoss kein Leitungsweg für den Zirkulationssammler ausgeführt werden kann.

Trinkwasser warm und Zirkulation werden eins
Eine weitere Lösung ist das Prinzip der Inliner-Zirkulation. Auch hier ergeben sich günstige Bedingungen für eine schlanke Installation und einen wirtschaftlichen Betrieb. Und: Ein parallel geführter Leitungsweg für die Zirkulation ist nicht erforderlich, weil die Zirkulationsleitung als Inliner in der Steigleitung für Trinkwasser warm geführt wird.
Der Vorteil: Durch die Zirkulationsleitung ergibt sich keine zusätzliche wärmeabgebende Oberfläche, die im Versorgungsschacht einen unerwünschten Wärme­übergang erzeugen kann. Darüber hinaus kann dieses System mit einer im Keller verlegten Hauptverteilung kombiniert werden. Das ermöglicht eine gute Erreichbarkeit für Wartung und Reparatur, denn Absperr­einrichtungen für Steigleitungen kann
man an zentraler Stelle anordnen.
Darüber hinaus lassen sich weitere Vorteile der Inliner-Zirkulation zusammenfassen:

  • Die Verringerung der Rohroberfläche minimiert Wärmeverluste. Bei der energetischen Betrachtung der innen liegenden Zirkulation ergibt sich eine Einsparung bis zu 30 % im Schacht.
  • Aufgrund der reduzierten Wärmeabgabe wird die Trinkwasserleitung kalt weniger erwärmt (ca. 2 K).
  • Wegen der anders gestalteten Rückführung der Zirkulation reduzieren sich Befestigungsaufwand und Dämmung.
  • Brand- und Schallschutzmaßnahmen (evtl. auch Kernbohrungen) für eine parallel verlaufende Zirkulationsleitung entfallen.
  • Im Keller kann die Leitungsführung zum Fußstück auf einheitlichem Höhenniveau verlaufen. Die Anschlüsse für Trinkwasser warm (PWH) und Zirkulation (PWH-C) sind auf derselben Höhenachse.

Inliner reicht bis zu zehn Etagen
Die Verlegung eines Inliners kann bis zur zehnten Etage reichen. Welche Dimension des Versorgungssystems zu wählen ist, hängt vom Spitzenvolumenstrom an Trinkwasser warm auf der einzelnen Etage ab. Die Montage des Inliners kann ein Installateur ohne weitere Assistenz entweder von der obersten Etage oder vom Keller aus vornehmen. Darüber hinaus lässt sich die Leitung nach der Druckprobe vollständig entleeren. Bei einer späteren Aufstockung oder Sanierung ließe sich der Inliner (bei Geberit PE-Xc Rohr 14 x 1,5 mm) ersetzen.
Die Abgangsdimension für die Versorgung einer Etage ist bei Edelstahl mindes­tens 22 mm oder z.B. bei Geberit „Mepla“ mindestens 32 mm. Das Geberit-System mit innen liegender Zirkulation lässt sich auch mit dem dynamischen Strömungsteiler der Firma Kemper kombinieren. Für die Etage bedeutet dies, dass sich dadurch die Zwangsdurchströmung einer Ringleitung realisieren lässt

Planungssoftware für die Dimensionierung
Die Vorteile der Inliner-Zirkulation stellen sich in ausgeführten Anlagen nur dann ein, wenn ein modifiziertes Berechnungsverfahren für die Bemessung der Steigleitungen für Trinkwasser warm und des Zirkulationssystems verwendet wird. Mit der Softwarelösung „Dendrit Studio“ steht eine solche Software zur Verfügung. Sie simuliert und berechnet den hydraulischen Abgleich für das Inliner-Zirkulationssys­tem von Geberit – auch in Kombination mit dem dynamischen Strömungsteiler plus angeschlossener Ringleitung. Darüber hinaus überprüft und optimiert sie den Temperaturverlauf für den gesam­ten Fließweg. Durch die Software gestützt, ermittelt der Planer die Zirkulationspumpe sowie die Ventile und deren Einstellungen.

Fazit
Zeitgemäß ist, wenn sich Planer und Installateur für eine besonders energieeffiziente Betriebsweise engagieren. Mit der innenliegenden Zirkulation bietet sich die Gelegenheit.

Autor:
Wolfgang Vogel, Produktmanager Rohrleitungssysteme Geberit Vertriebs GmbH, Pfullendorf

Bilder, sofern nicht anders angegeben: Geberit

www.geberit.de
www.kemper-olpe.de

 

 

Kostenvorteil bereits im vierten Jahr möglich

Nicht nur die technischen Vorteile machen die innen liegende Zirkulation interessant. Es lohnt ebenso, sich mit den Kosten für die Erstellung und den Betrieb auseinanderzusetzen. Im nachfolgenden Beispiel stellen sich Montage und Betrieb einer konventionellen Zirkulation mit „Mepla“ (Parallelverlegung) dem Vergleich mit dem innen liegenden Zirkulationssystem. Verglichen wird ein Steigstrang Trinkwasser warm über neun Etagen.

  • Zunächst geht es um Kosten für Material, Montage (50 Euro/Stunde) und Energieaufwand des ersten Jahres. Bei der konventionellen Zirkulation summieren sich 1900 Euro Materialkosten1) plus 1190 Euro Montagekosten2) zu Herstellungskosten von 3090 Euro. Hinzu kommen Energiekosten3) (6,4 Cent/kWh) durch jährlichen Wärmeverlust4) (Rohrleitung 7 W/m) in Höhe von 218 Euro.
  • Bei der innen liegenden Zirkulation summieren sich 2590 Euro Materialkosten1) plus 840 Euro Montagekosten2) zu Herstellungskosten von 3430 Euro und die Energiekosten3) durch jährlichen Wärmeverlust4) erreichen 125 Euro.
  • Bereits im vierten Betriebsjahr stellt sich über die Energieeinsparung eine Wirtschaftlichkeit des Inliner-Zirkulationssystems von Geberit ein – bedingt durch den deutlich reduzierten Wärmeverlust im Schacht.
  • Nach zehn Jahren erreicht die Einsparung 600 Euro (einfache statische Berechnung).
  • Zehn Versorgungsschächte sind in einem Objekt keine Seltenheit – dann multipliziert sich die Einsparung bereits auf etwa 6000 Euro. Steigen die Energiekosten, zeichnet sich die Einsparung noch deutlicher ab.

1)    handelsübliche Marktpreise für den Installateur
2)    durchschnittlicher Zeitbedarf für den Montagevorgang x durchschnittlicher Stundensatz des Installateurs
3)    vgl. Verivox Verbraucherindex Gas
4)    durchschnittlicher Verbrauch eines Gebäudes mit neun Etagen

 


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