Zeitgemäße Lösung

Harald Schwenzig*

In Trinkwasser-Erwärmungsanlagen mit konventioneller Installationstechnik stößt man nicht selten auf dauerhaft tropfende Sicherheitsventile. Sofern man das Verlustwasser über einen Bodenablauf in das Kanalnetz einleitet, wird von den Betreibern dieser Zustand oftmals nicht wahrgenommen. Die Lösung dieser derartigen Wasserverschwendung ist verblüffend einfach und macht nur einen prozentualen Bruchteil einer Anlageninvestition aus: Das Trinkwasser-Ausdehnungsgefäß.

Für die Bevorratung, den Transport und die Verteilung von Trinkwasser sorgen Wassernetze, die in der Regel nach dem Prinzip der Druckwasserversorgung arbeiten. Dort, wo Wasser unter Druck gesetzt, bewegt und erwärmt wird, sind Sicherheitseinrichtungen zum Schutz der Installation unumgänglich. Das Sicherheitsventil übernimmt lediglich die Funktion der Absicherung von Druckspitzen, die oberhalb der ausgelegten bzw. zulässigen Werte liegen. Sie sind nicht zum Ausgleich von erhöhtem Wasservolumen durch Erwärmung geeignet. Trotzdem lassen sich immer wieder erhebliche Wasserverluste durch punktuell abblasende bzw. kontinuierlich tropfende Sicherheitsventile feststellen.
Trinkwasser-Membran­ausdehnungsgefäße schaffen Abhilfe. Sie dienen als Volumen-Ausgleichsbehälter in Wassersystemen und sorgen für

• die Vermeidung von Wasserverlusten bei der Aufheizung von Brauchwasser.
• Zusätzlich können sie zur Dämpfung von Druckschlägen in Leitungssystemen eingesetzt werden. Allerdings muss dann der Einsatzort gesondert und konkret für diese Lösung festgelegt werden.

Trinkwasser-Membranausdehnungsgefäße sind aufgebaut wie ihre Brüder in Heizungsanlagen: Sie bestehen aus einem Behälter mit zwei Kammern (Gas- und Wasserraum), die von einer Gummimembrane getrennt sind. In der einen Kammer befindet sich Luft, in der anderen das Ausdehungswasser. Alle trinkwasserberührten Teile müssen korrosionssicher und für das „Lebensmittel Nr. 1“ zugelassen sein. Ganz wichtig ist auch, dass die Ausdehnungsgefäße vom Trinkwasser durchströmt werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich Keime im stehenden Wasser vermehren. Ein DVGW-Zeichen beurkundet all diese Forderungen.
Die Technik zur Sicherstellung der Durchströmung wird seitens der Hersteller höchst unterschiedlich realisiert. Dort werden beispielsweise Gefäße mit nur einem Anschluss mit einer Durchströmungsarmatur am Geräteeinlauf versehen. Andere Hersteller bevorzugen Gefäße, die mit zwei Wasseranschlüssen ausgestattet sind.
Die Anforderung der DIN 4807-5 zum Einsatz von Trinkwassergefäßen sagt aus, dass auch die nicht wasserberührten Teile des Behälters korrosionssicher sein müssen. Dies kann durch eine optische Anzeige realisiert werden. Damit kann der Betreiber sofort Undichtigkeiten der Membrane erkennen.

Die Trinkwassererwärmung
Beim Aufheizen von Brauchwasser entsteht ein Mehrvolumen, das bei der herkömmlichen Installationstechnik über ein Sicherheitsventil gegebenenfalls abgelassen wird. Dadurch bilden sich Inkrustierungen durch Kalk und andere Verschmutzungen an den dichtenden Elementen des Sicherheitsventils aus. Das Ergebnis: nicht nur ein regelmäßiger Verlust an kostbarem Trinkwasser, sondern auch dauernd tropfende Sicherheitsventile durch verkrustete Dichtflächen. Folgeschäden sind hierbei nicht auszuschließen.
Wie eingangs erwähnt, wird die Problematik nur dann erkannt, wenn das Verlustwasser nicht direkt abgeleitet wird. Der Einbau eines Gefäßes schafft da Abhilfe. Es geht kein Wasser mehr verloren.
Das Membranausdehnungsgefäß wird in der Kaltwasserzuleitung zum Trinkwassererwärmer montiert (s. Anlagenschema). Bei Erwärmung drückt das Mehrvolumen Kaltwasser zurück in das Ausdehnungsgefäß. Eine einwandfreie Funktion ist nur dann gegeben, wenn über einen Druckminderer ein konstanter Ruhedruck im Wassernetz sichergestellt wird. Die Anschlussleitung des Warmwasserbereiters soll mindestens die gleiche Nennweite aufweisen wie der Gefäßanschluss. Neben diesen allgemeinen Hinweisen sind die Vorschriften der Wasserversorgungsunternehmen zu beachten.

Zur Funktion
Bild 1 zeigt schematisch den Einsatz der Gefäße in einem Trinkwassererwärmungssystem:
a)    gilt für teildurchströmte Membran­ausdehnungsgefäße mit einem Anschluss,
b)    gilt für volldurchströmte Gefäße mit zwei Anschlüssen.
Die Bypassleitung (gestrichelte Linie in Beispiel b) kann in reduzierter Nennweite ausgeführt werden. Sie sichert bei einem Gefäßausfall die Verbindung zwischen Trinkwassererwärmer und Sicherheitsventil und ermöglicht Wassernachfluss zum Wärmeerzeuger oder -speicher.

Wasserschlagdämpfung
Das ruckartige Schließen beispielsweise einer Einhebel-Mischbatterie führt zu einer kurzzeitigen Druckspitze. Weiterhin können Druckschläge durch das Einschalten von Pumpen hervorgerufen werden. Da diese Druckspitzen ein Mehrfaches der normalerweise vorhandenen Leitungsdrücke erreichen, ist abgesehen von Lärm mit der Zerstörung von Anlagenteilen im Wassernetz zu rechnen. Auch hier schaffen Trinkwasser-Membranausdehnungsgefäße Abhilfe und können als Schaltverzögerungselement von Pumpen zu einem schonenden Anlagenbetrieb beitragen.

Schlussbemerkungen
Sicherheitsventile sind Armaturen, die durch selbstständiges Öffnen die Überschreitung eines maximal zulässigen Betriebsdruckes verhindern und nach einer Druckabsenkung selbsttätig wieder schließen. Wie der Name schon sagt, sind Sicherheitsventile Sicherheitseinrichtungen und bestimmungsgemäß nicht zum Ausgleich temperaturbedingter Mehrvolumen geeignet. Andernfalls sind Inkrustierungen an den Dichtflächen mit den beschriebenen negativen Folgen unvermeidbar. Der Einsatz von Trinkwasser-Membranausdehnungsgefäßen ist nach DIN 4807-5 zwar nicht zwingend vorgeschrieben – aber durchaus sinnvoll.

Bilder: Pneumatex GmbH, Bad Kreuznach

www.pneumatex.com

*) Harald Schwenzig, Pneumatex GmbH, Bad Kreuznach