Phänomen Druckstöße in Trinkwasseranlagen
Kleine Ursache, große Wirkung. Diese an und für sich banale Erkenntnis trifft aber genau des Pudels Kern, wenn es um die Auswirkungen von Wasserschlägen in Trinkwasseranlagen geht. Denn die durch das plötzliche Schließen von Einhebelmischern (z.B. Waschtisch, Badewanne) oder von Magnetventilen ausgelösten „Wasserdruckwellen“ können zu Beschädigungen von z.B. Absperr- und Rückschlagventilen und anderen Anlagenkomponenten führen. Wasserschlagdämpfer reduzieren diese Druckschläge.
Kleine Problemlöser für Trinkwasseranlagen: Die Wasserschlagdämpfer der Serie 525 von Caleffi.
Neben der Standardversion gibt es bei Caleffispezielle Versionen der Wasserschlagdämpfer für Spülen und Waschbecken sowie für Waschmaschinen.
Die Grafik zeigt die Effizienz der Wasserschlagdämpfer.
Der Wasserschlagdämpfer der Serie 525 besteht aus einem Zylinder (1), der von einem Kolben mit doppelter O-Ring-Dichtung (4) in zwei Kammern (2) und (3) unterteilt ist. Die geschlossene Kammer (2) enthält komprimierbare Luft und fungiert dadurch als Dämpfer. Die offene Kammer (3) ist direkt mit der Rohrleitung verbunden und wird mit Wasser aus der Anlage gefüllt. Der Druck des Wassers auf den Kolben wird sowohl durch die Änderung des Drucks der in der Kammer (2) enthaltenen Luft als auch von der Gegenfeder (5) hinter dem Kolben in der Luftkammer ausgeglichen.
Der Wasserschlagdämpfer muss möglichst nahe an der Vorrichtung installiert werden, die durch das schnelle Unterbrechen des Wasserflusses den Wasserschlag verursacht, damit der erzeugte Überdruck schnellstmöglich gedämpft wird. Er kann sowohl waagrecht als auch senkrecht oder hängend eingebaut werden.
Was ist ein Wasserschlag?
Bei Trinkwasseranlagen tritt ein Wasserschlag nach dem plötzlichen Schließen von z.B. Einhebelmischern, Magnetventilen, Kugelhähnen auf. Dies verursacht eine schlagartige Änderung des Wasserdrucks. Er beginnt an der besagten Absperrvorrichtung, breitet sich durch die Rohrleitung aus, wirkt auf alle Einbauteile und kehrt wieder zum Ausgangspunkt zurück. Dabei wird die Druckwelle allmählich schwächer. Der Überdruck kann verschiedene Auswirkungen verursachen:
- Rohr- oder Schlauchbruch,
- Abnutzung der Verbindungsstücke, der Schweißnähte und der Armaturen,
- Beschädigung der Absperr-, Rückschlag- und Regeleinrichtungen,
- Geräuschentwicklung und Vibrationen in den Leitungen.
Gerade Rohrverbindungen und Armaturen reagieren, je nach Häufigkeit und Intensität der Wasserschläge, sehr allergisch auf die plötzlichen Änderungen der Druckverhältnisse.
Das Ausmaß des Überdrucks hängt von mehreren Faktoren ab. Er ist umso größer
- je kürzer die Schließzeit der Geräte ist,
- je länger die Rohrleitung ist,
- je größer die Fließgeschwindigkeit ist.
Aufgrund der höheren Steifigkeit von Metallrohren ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckwelle höher als in Kunststoffrohren. Aber bei Kunststoffrohren treten Wasserschläge eher auf. Daraus ergibt sich hier die Notwendigkeit, die Absperrorgane, Ventile usw. langsamer zu schließen als bei Metallrohren.
Obwohl Kunststoffleitungen geringere Überdruckwerte aufweisen als Metallrohre (da sie nicht so steif sind und den Wasserschlag teilweise „auffangen“), können diese Überdrücke das Material übermäßig beanspruchen. Daher ist der Einbau eines Dämpfers bei Trinkwasseranlagen mit Kunststoffrohren noch wichtiger ist als bei Metallrohren.
Gegenmaßnahmen
Im Neubau oder in der Modernisierung kann durch eine hydraulisch optimale Trinkwasseranlage vorgebeugt werden. Die Rechenvorschrift der DIN 1988-300 „Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen – Ermittlung der Rohrdurchmesser“ besagt, dass die Rohrdurchmesser nach dem verfügbaren Rohrreibungsdruckgefälle dimensioniert werden sollen. Um ein „ hydraulisch ausgeglichenes“ System zu erhalten, das weniger anfällig ist für Druck- und Temperaturschwankungen an der Zapfstelle, sollte der längenbezogene Druckverlust [Pa/m] möglichst gleich gehalten werden. Das erreicht man, indem man die Dimensionierung anhand des Rohrreibungsdruckgefälles vornimmt – und nicht über die Fließgeschwindigkeit.
Tritt das Problem von Druckschlägen auf, ist es nicht mit dem Austausch der entsprechenden Armatur getan. Es besteht die Gefahr, eine noch „schlechtere“ Armatur einzubauen, die das Problem sogar noch verstärkt.
Ein wirkungsvolles Gegenmittel sind spezielle Armaturen: Wasserschlagdämpfer, z.B. das Modell 525 von Caleffi. Um die beste Wirkung erzielen zu können, müssen die Dämpfer so nah wie möglich hinter dem Auslöser der Wasserschläge installiert werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Dämpfer hängend, senkrecht oder waagrecht eingebaut wird.
Neben der Standardversion (½“ Außengewinde) hat Caleffispezielle Versionen für Spülen und Waschbecken (Überwurfmutter ⅜“ mit Innengewinde, ⅜“ Außengewinde) im Programm; für Waschmaschinen hat der Wasserschlagdämpfer auf der einen Seite eine Überwurfmutter mit ¾“ Innengewinde, auf der anderen ein Außengewinde ¾“. Die Leistungsdaten aller Versionen lauten: max. Betriebsdruck 10 bar, max. Wassertemperatur 90°C, max. Druckstoß bis 50 bar, Beginn der Dämpfung bei 3 bar.
Fazit
Die Gefahr, dass durch Wasserschläge die Komponenten von Trinkwasseranlagen beschädigt werden können, ist nicht von der Hand zu weisen. Kunststoff- bzw. Mehrschichtverbundrohre sind eher gefährdet als metallische Leitungen. Gerade in Trinkwasseranlagen ist das abrupte Schließverhalten der Einhebelmischarmaturen ein nicht zu unterschätzender Faktor. Um auf Nummer sicher zu gehen, ist der Einbau von Wasserschlagdämpfern eine gute vorbeugende Maßnahme.
Quelle: Caleffi
Bilder: Caleffi
