| Ausgabe 3/2002 Seite 12 f. |
Ausbildung
Fachbericht (Beschreibung/Skizze) Nr.:
3 Woche: 12Thema:
ZirkulationsanlagenGroße Leitungslängen in Trinkwarmwasseranlagen erfordern eine Zirkulationsleitung zur sofortigen Bereitstellung des Warmwassers an der Entnahmestelle. Die Zirkulation kann als Schwerkraftzirkulation oder mit Hilfe einer Zirkulationspumpe erfolgen. Die Schwerkraftzirkulation verursacht jedoch durch ihre Nichtregelbarkeit einen hohen Energieverbrauch. Bei der Schwerkraftzirkulierung kühlt das Wasser ständig ab und eine bestimmte Warmwassertemperatur an den Entnahmestellen ist nicht zu gewährleisten. Pumpenzirkulationsanlagen können durch Aus- und Einschalten zeitgenau gesteuert werden. Durch den ergänzenden Einbau thermischer Regelventile oder Temperaturfühler ist bei Erreichen einer maximalen Zirkulationstemperatur eine weitere Regelung möglich.
Aufbau einer Zirkulationsleitung
Die Warmwasseranlage besteht aus der Versorgungsleitung (Vorlaufleitung), die am Warmwassererzeuger beginnt und an den weitest entfernten Entnahmestellen endet. Nun geht die Vorlaufleitung in die Rücklaufleitung über, welche zurück zum Wärmeerzeuger führt. Beide Leitungsabschnitte bilden die "Zirkulationsanlage".
| Aufbau eines WW-Verteilsystems. |
Erforderliche Bauteile
Zirkulationspumpe
Rückschlagventil (Schwerkraftbremse)
Regulierventil bzw. Regulier-T-Stück (bei Anlagen mit mehreren Zirkulationssträngen)
Pumpen-Zirkulationsanlage
Die Zirkulationspumpe wird mit Förderrichtung zum Trinkwassererwärmer in die Rücklaufleitung eingebaut. Um einen Dauerlauf der Pumpe, z.B. nachts oder zu bestimmten Tageszeiten, zu verhindern, ist diese durch thermische und/oder zeitliche Komponenten geregelt (Thermostat, Zeitschaltuhr).
Bei Pumpen ohne Thermostat sollte ein Zirkulationsregler eingebaut werden, der das Umlaufvolumen in Abhängigkeit von der Temperatur steuert.
Die Schwerkraftbremse ist erforderlich, um einen Schwerkraftbetrieb sowie eine Durchströmung der Pumpe entgegen der Förderrichtung zu vermeiden. Meist ist im Pumpengehäuse ein Rückschlagventil mit eingebaut.
Zur Verhinderung der Umwälzung großer Volumenströme sind die Pumpen größenmäßig abzustimmen oder in strömungsgünstigen Strängen Regulierventile bzw. Regulier-T-Stücke einzubauen (hydraulischer Abgleich).
Pumpen-Komponenten
Der Energiebedarf der Pumpe sollte möglichst gering sein.
Folgende Maßnahmen können dazu beitragen:
Kleinstmögliche Dimensionierung der Pumpe
Thermische und/oder zeitliche Regelung der Pumpe
Regelung mit Zirkulationsreglern
Richtige Dimensionierung der Leitungen
Isolierung der Leitungen
Dimensionierung der Zirkulationspumpe
Allgemeine Vorgaben
Pumpenförderstrom ca. 3 x stündliche Umwälzung des Volumens des Zirkulationsleitungssystems.
Fließgeschwindigkeiten von 0,5 m/s sollen nicht überschritten werden.
Nach dem Gesetz zur Einsparung der Energie muss die Zirkulationspumpe mit Komponenten ausgestattet sein, die einen Dauerbetrieb verhindern. Dies kann erfolgen durch:
Thermische Regelung mittels eines Thermostaten
Bei Erreichen der oberen Grenztemperatur schaltet der Thermostat die Pumpe aus. Kühlt das Wasser auf die untere Grenztemperatur ab, schaltet der Thermostat die Pumpe wieder ein.
Zeitliche Regelung mittels Zeitschaltuhr
Die Einschaltzeiten der Zeitschaltuhr (mechanisch oder digital) werden gewohnheitsspezifisch auf den Nutzer eingestellt. Die Bereitstellungskosten werden dadurch erheblich gesenkt. Bei nur 16 Stunden täglicher Gesamtlaufzeit vermindern sich die Kosten durch leitungsbedingte Wärmeverluste um ca. ein Drittel, bei 8 Std. Laufzeit um zwei Drittel gegenüber dem Ganztageslauf.
Zirkulationsregler
Dieses Ventil öffnet oder schließt sich bei Überschreitung einer einzustellenden Maximaltemperatur von ca. 30° bis 50°C automatisch.
Isolierung der Leitungen
Zirkulationsanlagen werden mit Wassertemperaturen von max. 60°C betrieben. Sie sind gemäß der Heizungsanlagenverordnung (HeizAnlV) mit der vorgegebenen Mindest-Dämmschicht und Dämmgüte zu isolieren.
Rückschlagventil
Da beim Öffnen der Warmwasserauslaufstelle das Warmwasser über die Zirkulationsrücklaufleitung zurückströmen kann, ist nach der Pumpe ein Rückschlagventil, das auch als Schwerkraftbremse wirkt, einzubauen.
Entlüftung
Vor dem Einbau der Pumpe ist die Anlage zu entlüften und ausreichend zu spülen. Es reicht nicht, die Leitung über die Zapfarmaturen zu entlüften oder rohrseitige Verschraubungen zu lösen. Die Luftblasen in der Versorgungsleitung werden zwar herausgespült, aber in der Rücklaufleitung kommt es zur Entstehung von Luftpolstern.
Auch das Lösen der Pumpenverschraubungen entfernt die Luftblasen nicht. Durch die Auftriebskraft der Luft, die der Pumpenkraft entgegenwirkt, kann die Zirkulationsanlage nicht richtig entlüften. Die Luftblasen wandern, können sich in der Pumpe festsetzen und führen so zum Trockenlauf.
Bei verzweigten Systemen werden Einzelstränge abgesperrt, um gezielt zu entlüften. Dies geschieht mit Hilfe eines Absperrorgans wie z.B. dem Strangregulierventil.
Störfälle in Zirkulationsleitungen
Kommt es zu Störungen oder Fehlfunktionen in Zirkulationsanlagen, sind dies meist Installationsfehler.
a) Bei Pumpen mit Thermostat
Ein Rückschlagventil wurde nicht eingebaut
Fremd-Temperaturen von Wärmequellen oder dem Trinkwassererwärmer wirken auf den Thermostaten.
Ungleichmäßige Versorgung der einzelnen Kreisläufe mit Warmwasser (kein hydraulischer Abgleich erfolgt).
b) Bei Pumpen mit Zeitschaltuhr
Zeitschaltuhr an Kesselsteuerung angeschlossen, bei Nachtabsenkung wird diese stromlos und Uhrzeit wird falsch
Elektrischer Anschluss an das Kellerlicht; Uhr und Pumpe laufen nur, wenn das Kellerlicht brennt.
c) Steuerung erfolgt über die Kesselregelung
Die vorgesehenen Zirkulationszeiten verändern sich, da eine zweite Zeitschaltuhr eingebaut wurde.
B i l d e r : Fa. Deutsche Vortex GmbH & Co. KG, Ludwigsburg