Warmes Wasser in Bewegung

Bei einer zeitgemäßen Trinkwasserinstallation muss der TGA-Fachplaner und der SHK-Handwerker den drohenden Wärmeübergang ins Kaltwassersystem sowie eine drohende Stagnation berücksichtigen. Konventionelle Zirkulationssysteme können je nach Objekt und anderen Randbedingungen an ihre Grenzen stoßen. In diesen Fällen kann die Inliner-Zirkulation Abhilfe leisten – aber auch in der ganz normalen Anwendung.

Temperaturen im Griff
Warmes Wasser, das zeitnah nach Öffnen der Armaturen in der Dusche, am Waschtisch, an der Badewanne oder in der Küche bereitgestellt wird, ist ein wichtiges Komfortmerkmal und reduziert die Bereitschaftsverluste der Trinkwassererwärmungs- und Verteilleitungen. Bei einem herkömmlichen Zirkulationssys­tem wird parallel zur warmgehenden Trinkwasserleitung im Schacht eine Zirkulationsleitung verlegt. Eine Zirkulationspumpe sorgt dafür, dass immer warmes Wasser zur Verfügung steht. Vom entferntesten Punkt des Hauptstranges wird das sich abkühlende Wasser wieder in den Speicher zurückgeführt. Der Kreislauf ist geschlossen, das warme Trinkwasser zirkuliert ununterbrochen.
Dimensioniert und ausgelegt wird nach DIN 1988 Teil 300 oder Arbeitsblatt W 553 des DVGW. Zu beachten ist: Für Trinkwasserleitungen warm werden mindestens 60 °C (Warmwasser-Bevorratungstemperatur) am Wasseraustritt des Trinkwassererwärmers gefordert. In der Warmwasserzirkulation darf ein Temperaturabfall von 5 K nicht unterschritten werden. Das heißt: Die betriebsgemäße Wassertemperatur am Speichereintritt muss mindes­tens 55 °C betragen.
Deshalb ist die Zirkulationsleitung aufwendig zu dämmen, was einen höheren Platzbedarf und zusätzliche Kos­ten zur Folge hat. Gleichzeitig entstehen Kosten für die zusätzliche Leitung; auch der Schacht muss größer ausgelegt werden. Zudem besteht die Gefahr, dass sich das Wasser in der Trinkwasserleitung kalt über den zulässigen Wert von 25 °C erwärmt. Zur Erklärung: Durch die zusätzliche Zirkulationsleitung neben der Warmwasserleitung im Schacht vergrößert sich die wärmeabgebende Oberfläche. Das führt zu einer Erhöhung der Temperatur im Schacht.
Eine andere technische Möglichkeit, um warmgehende Leitungen im Hauptschacht zu reduzieren, ist eine Zirkulationsleitung, die über einen separaten Schacht, beispielsweise parallel zu den Lüftungsleitungen, in die Zentrale führt. Dies verringert die Wärmeabgabe im Hauptschacht deutlich und macht es möglich, die Kaltwassertemperatur auch in entnahmeschwachen Zeiten deutlich länger auf Temperaturen von unter 25 °C zu halten. In den meisten Gebäuden lässt sich diese Art der Installation jedoch nicht realisieren, weil im Dach- oder im letzten Obergeschoss kein Leitungsweg für den Zirkulationssammler vorhanden ist.

Innen liegende Zirkulationsleitung
Eine wirtschaftlich wie hygienisch sinnvolle Alternative zur herkömmlichen Zirkulationsleitung im Versorgungsschacht oder im separaten Schacht stellt die Inliner-Zirkulation dar – auch als innen liegende Zirkulation bekannt. Deren Verbreitungsgrad ist noch nicht sehr hoch, obwohl das System besondere Eigenschaften mit vielen Vorteilen bietet, selbst bei den Kosten.
Vereinfacht dargestellt wird in die warmgehende Trinkwasserleitung im Steigstrang eine Zirkulationsleitung integriert. Vom Trinkwassererwärmer oder vom Speicher aus wird mit dieser „Rohr-in-Rohr-Lösung“ warmes Wasser zu den Verbrauchern transportiert und fließt über eine Umlenkung im Inliner wieder zurück. Damit ist der Kreislauf geschlossen. Ein zweiter Steigstrang ist mit dieser Technik nicht mehr notwendig. Bis zu 10 Etagen können per Inliner-Technik versorgt werden.
In welcher Dimension das Versorgungssystem auszulegen ist, hängt vom Spitzenvolumenstrom des warmen Trinkwassers ab. Die Montage des Inliners ist entweder von der obersten Etage oder vom Keller aus möglich. Darüber hinaus lässt sich die Leitung nach der Druckprobe vollständig entleeren. Bei einer späteren Aufstockung oder Sanierung ließe sich der Inliner ersetzen.

Auswirkungen auf die Trinkwasserhygiene
Durch die innen liegende Zirkulationsleitung ergibt sich keine zusätzliche wärmeabgebende Oberfläche, die im Versorgungsschacht einen unerwünschten Wärmeübergang auf den kaltgehenden Steigstrang erzeugen kann. So lässt sich der in den Regelwerken geforderte, ideale Temperaturbereich von < 25 °C für Trinkwasserleitungen kalt und > 55 °C für Trinkwasserleitungen warm leichter erreichen. Der Temperaturbereich zwischen diesen beiden Werten ist ideal für die Vermehrung von Legionellen, gleichzeitig steigt die Gefahr der Keimbildung. Auch die 5-K-Differenz zur Wasseraustrittstemperatur von 60  °C, die an keiner Stelle im Trinkwassersystem auftreten dürfen, wird bei einer fachgerecht ausgeführten Inliner-Zirkulation eingehalten.

Softwareunterstützung
Die Vorteile der Inliner-Zirkulation stellen sich in ausgeführten Anlagen noch besser ein, wenn ein modifiziertes Berechnungsverfahren für die Bemessung der Steigleitungen für Trinkwasser warm und des Zirkulationssystems verwendet wird. Zwei Hersteller, Geberit und Viega, stellen eine solche Software zur Verfügung. Sie simuliert und berechnet den hydraulischen Abgleich für das Inliner-Zirkulationssystem.

Zusammenfassung
Neben den hygienischen Vorteilen bietet die Inliner-Technik auch bei Installation und im Betrieb viele Vorteile. Zu nennen ist hier der geringere Platzbedarf im Schacht, was kleinere Abmessungen ermöglicht. Auch sind die Erstellungskos­ten niedriger, da die Dämmung, die Befestigung und die Brandschutzmaßnahmen für die separate Zirkulationsleitung entfallen. Durch die Senkung der Wärmeverluste, Reduzierung der Volumenströme und den damit verbundenen geringen Energiebedarf der Pumpe wird der Energiebedarf des Zirkulationssystems insgesamt reduziert. Zusätzlich kühlt der Trinkwassererwärmer weniger aus.
Unterm Schlussstrich stehen mannigfaltige Vorteile, auch bei den Kosten: Berechnungen von Herstellern haben ergeben, dass unter Vollkostenbetrachtung eine Inliner-Zirkulation gegenüber einer konventionellen Zirkulation sowohl bei Installations- und Folgekosten wirtschaftlicher ist.
Nicht alle Hersteller von Trinkwassersystemen haben eine Inliner-Zirkulation im Programm. Wir stellen eine Auswahl von Lösungen vor, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt.

Woher kommen die Begriffe Zirkulation und Inliner?

Zirkulation
Zirkulation (von lateinisch circulare „kreisen“) steht unter anderem in der Medizin für den Blutkreislauf, in der Meteorologie für eine kreisförmige Luftströmung. In der Gebäudetechnik kennt man den Begriff als Zirkulationsleitung in der Trinkwasserinstallation. Sie dient zur kurzfristigen Bereitstellung von Warmwasser an allen Zapfstellen und Sicherstellung der Hygiene im Verteilungssystem.

Inliner
Inliner kommt aus dem Amerikanischen und steht sinngemäß für „in Linie“, wie bei Inline-Skatern. Inliner ist auch ein technischer Fachbegriff im Rohrleitungsbau, wenn im Reparaturfall eine Kunststoffleitung oder ein Schlauch eingezogen wird. Ein Inliner-Zirkulationssystem sorgt dementsprechend beim Wasserzapfen für eine kreisende kontinuierliche Bewegung (Transport) des warmen Trinkwassers an die Entnahmestellen, nur ist die dafür notwendige Leitung schon integriert.

IVT GmbH & Co. KG

Innenrohr-Zirkulationsanbindung vermeidet Speicherdurchmischung

Mit der Rückführung des Zirkulationswassers in den Warmwasseraustritt des Speichers kann eine unerwünschte Durchmischung der Schichtung im Speicher vermieden werden. Neben dem Erhalt der Temperaturschichtung spart diese – zudem stagnationsfreie – Zirkulationseinbindung auch Energie, weil die Zirkulationsverluste mit geringem Aufwand ausgeglichen werden, sagt der Anbieter.
Gegen die Durchmischung im Schichtspeicher durch die Warmwasserzirkulation und für eine einfache Einbindung führt IVT eine Zirkulationslanze im Sortiment, die aus einem Armaturenkörper und einem PE-X-Innenrohr besteht. Die Zirkulationslanze für die Schichtspeicher der Serie „Latento“ kann auch für andere Speichertypen eingesetzt werden. Als Beispiel sei die Einbindung des Zirkulationsrücklaufs über die IVT-Zirkulationslanze bei einem Pufferspeicher mit Frischwassermodul genannt. Das PE-X-Innenrohr der Zirkulationslanze wird dabei in eine Tauchhülse im oberen Pufferbereich geführt. Der abgekühlte Zirkulationskreislauf wird dadurch über die Wärme im oberen Pufferbereich nacherwärmt – eine ständige Durchströmung des Frischwassermoduls wird auf diese Weise vermieden.

www.ivt-rohr.de

Gebr. Kemper GmbH + Co. KG

Strömungsteiler teilt Trinkwasserströme auf

Beim Inliner-Strömungsverteiler arbeiten Kemper und Geberit zusammen. Er gewährleistet für das System von Geberit die Temperaturpräsenz in den Stockwerksleitungen bis an die Entnahmestellen. Dazu sitzt der Strömungsverteiler im Hauptstrang und teilt die Trinkwasserströme auf: Rund 95 % werden durch die Ringleitung und damit durch z. B. das Bad geführt, etwa 5 % fließen durch den Strömungsverteiler. Damit ist die Inliner-Zirkulation nicht nur im Steigstrang effektiv, sondern bis an die Entnahmestellen, lautet ein Argument von Kemper. Der Inliner-Strömungsteiler mit den dazugehörigen „VAV“-Absperr­einrichtungen sowie der Dämmschale ist eine Liefereinheit, die als Unterputz- oder Aufputzlösung erhältlich ist.

www.kemper-olpe.de

Bei der Kombination von Strömungsteiler mit innen liegender Zirkulation wird die Zwangsdurchströmung in der Etage über die Stockwerksringleitung sichergestellt. Der geringe Zirkulationsvolumenstrom reicht aus, um die erforderliche Druckdifferenz am Strömungsteiler zu erzeugen. Somit ist die Temperaturpräsenz ständig gegeben, auch wenn keine Entnahme von Warmwasser im Stockwerk erfolgt.

Geberit Vertriebs GmbH

Zwei Rohrarten sind möglich

Die innen liegende Zirkulation ist für gerade Steigleitungen mit einem Versprung von max. 45° geeignet. Möglich sind „Mapress Edelstahl“ (d 28 und d 35 mm) und „Mepla“ (d 40 mm mittels Übergangsadapter Mapress-Mepla). Das System mit mehreren Komponenten lässt sich ohne Sonderwerkzeug installieren. Dazu gehört ein PE-Xc-Rohr (d 14 x 1,5 mm) für den Inliner, ein Anschlussset (vollständig durchspült) mit Warmwasser- und Zirkulationsanschluss und eine Kopfumlenkung. Für das Verbinden von kürzeren PE-Xc-Rohrstücken gibt es ein Kupplungsstück. Eine Dämmschale für das Anschlussset ist ebenfalls erhältlich.
Zu beachten ist: Die Abgangsdimension des T-Stücks auf der Etage beträgt bei „Mapress“ mindestens d 22 mm, bei „Mepla“ mindestens d 32 mm. Das Inlinersystem basiert auf definierten Rohrquerschnitten im Bereich des äußeren Rohres als auch die des innen geführten Rohres. Eine Übertragung der hydraulischen Dimensionierungsergebnisse auf andere Rohrsysteme ist daher nicht zu empfehlen.

www.geberit.de

Die innen liegende Zirkulation von Geberit kann mit „Mapress“-Edelstahlrohr (links) oder dem Verbundrohr „Mepla“ (rechts) ausgeführt werden.

Viega Holding GmbH & Co. KG

Inliner besteht aus PB-Rohr 12 x 1 mm

Je nach örtlicher Wasserbeschaffenheit und Anspruch des Bauherrn stehen für die Inliner-Installation mit dem „Smartloop“-System von Viega sowohl das Kupferrohrleitungssystem „Profipress“ als auch das Edelstahlrohrleitungssysteme „Sanpress“ zur Verfügung. Es können also für den Aufbau der Steigstränge dieselben Rohrleitungen und Pressverbinder wie bei konventionellen Trinkwarmwasserinstallationen eingesetzt werden. Ergänzend werden lediglich ein Anschlussset zur Anbindung an die Kellerverteilung in 28 oder 35 mm, das Endverschlussstück sowie das flexible Polybuten-Rohr in 12 x 1 mm als innen liegende Zirkulationsleitung benötigt.

Funktionsweise der Inlinertechnik: Über das Anschlussset (unten) gelangt das Warmwasser in den Steigstrang, wird am Ende in das innen liegende PB-Rohr umgelenkt und zurück zum Warmwasserspeicher geführt.