IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 22/1999, Seite 32 ff.

SANITÄRTECHNIK

Ausdehnungsgefäße in Trinkwasseranlagen

Dipl.-Ing. Dietrich Uhlmann*

Nachdem im ersten Teil das Thema "Ausdehnungsgefäße in Heizungsanlagen" behandelt wurde (IKZ- HAUSTECHNIK, 21/99), sollen jetzt Ausdehnungsgefäße in Trinkwasserinstallationen im Mittelpunkt stehen. Sie helfen, wertvolles Trinkwasser zu sparen, indem das Ausdehnungswasser beim Aufheizen des Wasserspeichers nicht - wie früher üblich - über das Sicherheitsventil entweicht, sondern gepuffert wird (Bilder 1 und 2).

Besonderheiten beim Einsatz von MAG-W

Membrandruckausdehnungsgefäße (MAG) für Trinkwasseranlagen werden als MAG-W bezeichnet und sind häufig mit einem grünen Anstrich versehen (Empfehlung DIN 4807 Teil 5). Dadurch kann man sie von MAGs für Heizungsanlagen (MAG-H) leicht unterscheiden. Der prinzipielle Aufbau von Membrandruckausdehnungsgefäßen für Trinkwasserinstallationen ähnelt denen der Heizungsgefäße (Bilder 3 und 4). Den erforderlichen Druck erzeugt ein "festes" Gaspolster. Der Gasraum wird durch eine Gummimembrane vom Wasserraum getrennt.

Der Gasvordruck p₀** wird vom Hersteller auf einen bestimmten Wert eingestellt (bei Kleingefäßen bis 50 Liter meist 4 bar). Der Vordruck ist bei der Installation zu überprüfen und dem örtlichen Versorgungsdruck p_a anzupassen.

Bild 1: Wassererwärmer ohne MAG-W, das Ausdehnungswasser geht als Abwasser verloren.

Forderungen an MAG-W

An die Konstruktion und Funktion von MAG-W werden höhere Anforderungen entsprechend DIN 4807 Teil 5 als an MAG-H gestellt. Sie betreffen die Druckfestigkeit und die hygienische Unbedenklichkeit. So dürfen in Trinkwassernetzen nur Bauteile mit einem zulässigen Betriebsüberdruck von mindestens 10 bar eingesetzt werden. Damit unterliegen sowohl nach der deutschen Druckbehälterverordnung als auch nach der neuen EU-Druckgeräterichtlinie MAG-W > 20 Liter höheren Anforderungen hinsichtlich Herstellung und Prüfung.

MAG-W müssen für mind. 10 bar bemessen und bei > 20 Liter einzeln oder baumustergeprüft sein (bei vorhandenen Typenreihen). Neue Typenreihen sind entsprechend EU-Druckgeräterichtlinie einer Konformitätsbewertung zu unterziehen (siehe extra Kapitel).

Ganz wesentlich ist die Forderung nach der Durchströmung des MAG-W. Das Inhaltswasser wird so ständig erneuert; Restwasser im Gefäß birgt die Gefahr, daß es durch Keime verunreinigt wird und den Menschen infiziert. Typisches Beispiel ist die Legionellose, einer Lungenerkrankung, die tödlich enden kann. Die Durchströmung wird auf unterschiedliche Art und Weise sichergestellt. Man unterscheidet in volldurchströmte (Bild 3) und teildurchströmte Gefäße (Bild 4).

Bild 2: Wassererwärmer mit MAG-W, das Ausdehnungswasser geht nicht verloren.

MAG-W müssen durchströmt sein.

Leider werden nach wie vor nichtdurchströmte Gefäße in Trinkwasseranlagen eingebaut. Deshalb sei an dieser Stelle nochmals an alle Fachhändler und Installateure appelliert.

Wer nicht durchströmte Gefäße als Trinkwassergefäße vertreibt oder installiert, verstößt gegen den anerkannten Stand der Technik und verhält sich fahrlässig!

Trinkwasser ist korrosiv. Deshalb müssen alle wasserberührten und auch nicht wasserberührten Innenteile (z.B. der Gasraum) korrosionsgeschützt sein. Falls Membranschäden von außen rechtzeitig erkennbar sind (z.B. Schauglas), kann auf den Korrosionsschutz der nicht wasserberührten Innenteile verzichtet werden.

MAG-W müssen innen korrosionsgeschützt sein und besonderen hygienischen Anforderungen entsprechen.

Der Nachweis, daß ein MAG-W den Normen entspricht, kann durch ein DIN-DVGW-Zeichen bestätigt werden.

Bild 3: MAG-W voll durchströmt, Entleerung und Bypass müssen installiert sein.

Installation von MAG-W in Wassererwärmungsanlagen

Der Anschluß von Wassererwärmern hat nach DIN 4753 T 1 zu erfolgen (Bilder 5 und 6). Wesentlich ist der Einbau eines Sicherheitsventiles mit dem Kennbuchstaben W. Es muß unabsperrbar mit dem Wassererwärmer in Verbindung stehen (Bild 6). Bei Verwendung von MAG-W mit Turboventilen kann dieses Sicherheitsventil auch vor dem MAG-W eingebaut werden (Bild 5), wenn der Bypass des Turboventiles nach Angaben des Herstellers einen ausreichenden Querschnitt besitzt (ist der Einbauanleitung zu entnehmen).

Von entscheidender Bedeutung für die Größenbestimmung der MAG-W ist der Ansprechdruck des Sicherheitsventiles. Je höher der Ansprechdruck desto kleiner kann das MAG-W sein. Es ist deshalb sinnvoll, bei Wassererwärmern mit 10 bar zulässigem Betriebsüberdruck auch ein 10 bar Sicherheitsventil einzusetzen. Die generelle Verwendung von 6 bar Sicherheitsventilen führt zu unnötig großen MAG-W.

Die Installation des MAG-W hat nach den Montageanleitungen der Hersteller zu erfolgen. Darin ist unter anderem beschrieben, welche Einbaulage zulässig ist.

Wichtig für die Funktion eines MAG-W ist ein relativ konstanter Versorgungsdruck in der Anschlußleitung. Dies erreicht man am besten mit einem Druckminderer direkt hinter der Wasserzählanlage. Er garantiert, daß die Kaltwasser- und Warmwasserleitungen mit annähernd gleichem Druck versorgt werden.

Bild 4: MAG-W teildurchströmt mit integriertem Turboventil für die Durchströmung, die Absperrung, die Entleerung und den Bypass.

Hinter der Wasserzähleranlage ist ein Druckminderer einzubauen.

MAG-W sind in die Kaltwasserzuleitung von Wassererwärmungsanlagen einzubauen, um das Temperaturniveau im Gefäß zu minimieren.

MAG-W sind in die Kaltwasserzuleitung einzubauen.

Wie die Gefäße in Heizungsanlagen, müssen auch Membrandruckausdehnungsgefäße in Trinkwasseranlagen absperrbar und entleerbar sein. Dies ist für die jährlich durchzuführenden Wartungsarbeiten erforderlich. Die Absperrung muß gegen unbeabsichtigtes Schließen gesichert sein. Besonders vorteilhaft und kostengünstig erweisen sich hier teildurchströmte MAG-W mit integriertem Turboventil (Bild 5). Mit nur einer Armatur wird neben der Durchströmung auch die Absperrung und Entleerung realisiert. Durch den integrierten Bypass ist bei abgesperrten MAG-W sogar ein Weiterbetrieb des Wassererwärmers möglich.

Bild 5: Normgerechte Installation eines MAG-W mit Turboventil.

Bei konventionellen Lösungen ohne Turboventil müßten, um die gleichen Funktionen erfüllen zu können, mindestens vier Armaturen installiert werden (Bild 6).

MAG-W müssen gesichert absperrbar und entleerbar sein.

Bild 6: Normgerechte, konventionelle Installation eines MAG-W; der Bypass ist nach Norm nicht erforderlich.

Inbetriebnahme und Funktion

Damit das MAG-W seine zugedachte Funktion erfüllen kann, ist der Gasvordruck p₀ der Anlage anzupassen. p₀ muß mind. 0,2 bar unter dem Wasserversorgungsdruck am MAG-W liegen. Je nach Entfernung des Druckminderers vom Einbauort des MAG-W ist der Vordruck p₀ dann 0,5 bis 1 bar unter dem Einstelldruck des Druckminderers einzuregulieren. Nur so ist garantiert, daß sich immer eine ausreichende Wasservorlage V_v im MAG-W befindet. Dies ist Voraussetzung für einen verschleißarmen Betrieb.

In der Regel muß das Gas am MAG-W über das Füllventil abgelassen werden. Der korrigierte Gasvordruck p₀ ist auf dem Typenschild zu vermerken.

MAG-W sind anlagenspezifisch auf den richtigen Vordruck einzustellen.

Am Beispiel einer Wassererwärmungsanlage soll die Inbetriebnahme eines MAG-W erläutert werden. Mit dieser Vorgehensweise wird auch die erforderliche Wasservorlage V_v für das Gefäß sichergestellt.

Wartung und Prüfung, Verhalten bei Störungen

Wartungsarbeiten sind jährlich, in der Regel durch den Installateur, durchzuführen. Sie umfassen im wesentlichen folgende Punkte:

Äußere Prüfung

Gefäßbeschädigungen?
Korrosion?

Membrane defekt

Gefäß voll Wasser?
Entweicht Wasser am Stickstoffventil?

Druckeinstellung

Gasvordruck p₀ korrekt?
Druckminderer in der Kaltwasserzuleitung richtig eingestellt?

Dichtheitsprüfung

MAG-W sind jährlich zu warten.

Man muß leider feststellen, daß MAG-W häufig überhaupt nicht gewartet werden. Nicht selten rückt das MAG-W erst nach Betriebsstörungen ins Blickfeld. Diese treten, wegen mangelnder Einstellung, häufig schon nach der Inbetriebnahme auf, ohne daß sie rechtzeitig bemerkt und beseitigt werden. Zum Beispiel hat ein zu hoher Gasvordruck folgende Erscheinungen zur Folge:

an Wassererwärmern tropft nach wie vor das Sicherheitsventil,
Membranen verschleißen aufgrund der fehlenden Wasservorlage wesentlich schneller und gehen häufiger defekt.

Jährliche Wartungen helfen, solche Betriebsstörungen zu minimieren. Spezielle Wartungshinweise enthalten die Montage-, Betriebs- und Wartungsanleitungen der Hersteller.

Die Wartungsarbeiten, insbesondere Korrektureinstellungen am MAG, sind zu dokumentieren. Auf dem Typenschild sind in der Regel die entsprechenden Eintragungen vorgesehen. Vorteilhaft sind MAG, die mit einem entsprechenden Servicepaß versehen sind.

Inbetriebnahme und Wartungsarbeiten sind zu dokumentieren.

Nach dem Einbau von MAG-W ist eine Abnahmeprüfung entsprechend Druckbehälterverordnung durchzuführen:

MAG-W < 20 l, 10 bar: Es gelten keine besonderen Prüfvorschriften. Der Installateur prüft selbst, ob die Vorgaben der DIN 4807 Teil 5 eingehalten sind.
MAG-W > 20 l, aber < 200 l, 10 bar: Der Installateur darf auch hier die Abnahme mit Prüfung selbst durchführen. Voraussetzung ist allerdings, daß die eingebauten Gefäße einer erstmaligen Prüfung unterzogen wurden (Baumusterprüfung, Einzelabnahme durch Sachverständigen).
MAG-W > 200 l, 10 bar: Die Abnahmeprüfung muß in jedem Fall durch einen Sachverständigen durchgeführt werden.

Fachbegriffe
MAG-H	Membrandruckausdehnungsgefäß für Heizungsanlagen
MAG-W	Membrandruckausdehnungsgefäß für Trinkwasseranlagen
Nennvolumen V_n	Gesamtinhalt eines Ausdehnungsgefäßes
Ausdehnungs- volumen V_e	Die Volumenänderung, die durch Aufheizen von tiefster Kaltwassertemperatur auf max. Trinkwassertemperatur entsteht
Vordruck p₀	Gasüberdruck im MAG-W im wasserlosen Zustand (Auslieferung). Er ist bei der Inbetriebnahme .... 0,2 bar unter dem Einstelldruck des Druckminderers einzustellen
Versorgungs- druck p_a	Einstelldruck des Druckminderers in der Kaltwasserzuleitung
Wasser- vorlage V_v	Durch den Druckunterschied zwischen Versorgungsdruck p_a und Vordruck p₀ (da 0,2 bar) in das MAG-W einströmende Wassermenge
Enddruck p_e	Druck im MAG, der sich nach dem Aufheizen des Trinkwassers auf die max. Trinkwassertemperatur einstellt.

Größenbestimmung von MAG-W

Für die exakte Berechnung stellen die Hersteller von MAG Berechnungsformblätter und auch Rechenprogramme zur Verfügung. Für Wassererwärmungsanlagen ist die angegebene Tabelle ausreichend.

Auswahl und Inbetriebnahme auf einen Blick

Die EU-Druckgeräterichtlinie - Konsequenzen für MAG-W

Bisher wurden in Deutschland MAG-W nach der Druckbehälterverordnung hergestellt und geprüft. Nach dem 29.11.1999 gilt die EU-Druckgeräterichtlinie u.a. auch für Trinkwasser- und Heizungsausdehnungsgefäße.

Für den Installateur ist wichtig zu wissen:

- in einer Übergangszeit bis 2002 dürfen weiterhin nach Druckbehälterverordnung baumustergeprüfte Trinkwasser-Ausdehnungsgefäße eingebaut werden

- neu konzipierte Gefäße werden nach dem 29. 11. 1999 europaweit einheitlich behandelt

Druck-Inhalt-Produkt (in bar x Liter): < 50

Diese Gefäße unterliegen nicht der Druckgeräterichtlinie. Die CE-Kennzeichnung entfällt.

Druck-Inhalt-Produkt (in bar x Liter): > 50 aber < 200

Diese Gefäße dürfen nach einem zugelassenen Konformitätsbewertungsverfahren einer benannten Stelle (z.B. TÜV) vom Hersteller selbst geprüft werden und sind mit einem CE-Kennzeichen zu versehen.

Druck-Inhalt-Produkt (in bar x Liter): > 200

Diese Gefäße unterliegen zusätzlich einer Fertigungskontrolle durch eine benannte Stelle (z.B. TÜV) und erhalten ebenfalls ein CE-Kennzeichen.

*) Dipl.-Ing. Dietrich Uhlmann, Leiter Produktmarketing OTTO Heat GmbH, Wenden

**) Die wichtigsten fachlichen Begriffe sind zum schnellen Nachlesen in dem Kasten "Fachbegriffe" zusammengefaßt.

B i l d e r : OTTO HEAT GmbH, Wenden

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