3. März 2020

Projektingenieur entwickelt neuen Lösungsansatz für dezentrale Warmwasserversorgung: eine Kombination aus Ringleitung und Zirkulation. Auch für Trinkwasser kalt anwendbar

Das neue RLZ-System kombiniert die klassische Ringinstallation mit einer temporär betriebenen Zirkulation. Es soll bei dezentraler Trinkwarmwasserversorgung beispielsweise in größeren Eigentumswohnungen zum Einsatz kommen und die Hygiene in der Trinkwasser-Installation dauerhaft sicherstellen. In der Praxis wurde das System noch nicht gebaut, inzwischen wurde aber eine Gebrauchsmusteranerkennung erteilt. Im Gastbeitrag stellen wir die Funktionsweise des RLZ-Systems vor.

Status quo
Bei der bisherigen Installationstechnik besteht der grundsätzliche Aufbau eines Trinkwarmwasserverteilungssystems mit Zirkulation aus einer Versorgungsleitung (Vorlauf) und der Zirkulationsleitung (Rücklauf). Die Versorgungsleitung erstreckt sich bekanntlich vom Trinkwassererwärmer bis vor die letzte Entnahmestelle. Die Zirkulationsleitung beginnt unterhalb des höchsten Abzweigstückes der Versorgungsleitung.
Anlagentechnisch bedingt treten bei dieser Installationsweise hier aber für den Nutzer je nach Lage/Anordnung der zu versorgenden Sanitärobjekte hygienetechnische Nachteile auf: der vollständige Wasseraustausch, die sichere Vermeidung von Stagna­tion sowie die geforderte Temperatur 42 °C innerhalb der Ausstoßzeit nach VDI 6003 werden oftmals nicht erreicht.
Das Ring-Leitung-Zirkulations-System – kurz RLZ-System – kombiniert die Durchschleif-Ringinstallation mit einer neu­artigen Umschaltung auf (zusätzliche) Zirkulationsleitungsfunktion – und eliminiert damit die Nachteile der bisherigen Installationstechnik.

Anlagenbeschreibung
Bei Ringleitungen sind die einzelnen Versorgungsstellen hintereinandergeschaltet. Im Beispiel-Schema wird eine Teil-Ringleitung (Fig. 1) zum nächstliegenden Objekt „Dusche“ geführt und von dort mittels T-Stück oder Doppelanschluss zum nächs­ten Objekt „Spüle mit Spülmaschine“ weitergeschleift. Dieses Prinzip wird über das nachfolgende „Bidet“, den „Waschtischen“ bis zum letzten Objekt „Badewanne“ weitergeführt. Von der letzten Entnahmestelle „Badewanne“ führt die zweite Teil-Ringleitung (Fig. 2) zurück zum Verteiler. Somit entsteht eine Ringversorgung, die Stagnationswasser vermeidet. Da jeder Objekt­anschluss aus zwei Versorgungsleitungsanschlüssen besteht, reduziert sich der Druckverlust in der Leitung, der Fließdruck wird dabei erhalten. Die verwendete Rohrdimension kann deshalb kleiner gewählt werden als bei der üblichen Einzelanschlussweise, also z. B. DN 10 statt DN 12. Die geringere Rohrdimension führt daher zu einem schnelleren Wasseraustausch und bietet hygienische Vorteile gegenüber herkömmlichen Installa­tions­weisen.
Am Verteiler erfolgt anschließend über einen sogenannten Ringleitungs-T-Anschluss (Fig. 4) der Trinkwasser-Warmwasseranschluss vom Erzeuger (Fig. 6) – je nach Ausführungsanforderung entweder als zentraler Trinkwarmwasserspeicher, Heizungswasser-Pufferspeicher mit integriertem Trinkwarmwasserwärmetauscher im Durchflussprinzip oder wie im Schema dargestellt als Wohnungsstation für Heizung und Frischwarmwasser mit integrierter Zirkulationspumpe (Fig. 6),
welche je nach Gebäudeanforderung zentral (Einfamilienhaus/Reihenhaus) oder dezentral (z. B. Mehrfamilienhaus/-Eigentumswohnung) ausgeführt werden kann.
An den Ringleitungs-T-Anschluss (Fig. 4) wird im linken Abgang direkt ein für Trinkwasseranlagen zugelassener DVGW- Kugelhahn mit motorischem Stellantrieb (Fig. 3) installiert. Am rechten Abgang erfolgt der Anschluss der Teil-Ringleitung (Fig. 1).
In Fließrichtung zur zweiten Teil-Ringleitung (Fig. 2) gesehen erfolgt anschließend direkt nach dem Kugelhahn mit Stell­antrieb der mittige Trinkwasser-Warm-T-Zirkulationsabgang (Fig. 5) mit Anschluss der Trinkwasser-Warm-Zirkulationsleitung am Eingang Zirkulationsanschluss der Wohnungsstation für Heizung und Frischwarmwasser mit integrierter Zirkula­tionspumpe (Fig. 6).
Zur Schließung des „Ring-Leitung-Zirkulations“-System“ (RLZ-System) wird anschließend noch die Verbindung vom linken Trinkwasser-Warm-T-Zirkulationsabgang (Fig. 5) mit der zweiten Teil-Ringleitung (Fig. 2) hergestellt.

Funktionsweise
Maßgebend für die Funktionsweise des RLZ-Systems ist die automatische Schließung des Kugelhahns über den elektrischen Stell­antrieb (Fig. 3) bei Zirkulationsbetrieb. Dadurch erfolgt die komplette Umwälzung des Trinkwarmwasserinhalts des RLZ-Systems in Fließrichtung gesehen von der Wohnungsstation für Heizung und Frischwarmwasser (Fig.6) über den Ringleitungs-T-Anschluss
(Fig. 4) zum Anschluss der Teil-Ringleitung (Fig. 1), anschließend zu den einzelnen Sanitärobjektanschlüssen über die Teil-Ringleitung (Fig. 1) bis zum letzten Objektanschluss Badewanne. Erst ab diesem Objektanschluss Badewanne erhält dann die zweite Teil-Ringleitung (Fig. 2) die zusätzliche Funktion „Zirku­lations­leitung“ bei der die Laufzeit der Zirkulationspumpe im Zirkulationskreislauf bis zum Erreichen der erforderlichen Trinkwarmwassertemperatur von der installierten Steuer- und Regelungseinheit in der Wohnungsstation (Fig. 6) vorgegeben wird.
Nach Erreichen der geforderten Trinkwarmwassertemperatur, die über den kombinierten Durchfluss- und Temperatursensor (der auch zur exakten Bestimmung des Trinkwarmwasservolumenstroms bei Entnahme und im Zirkulationsbetrieb Trinkkaltwasseranschlusses dient) vor dem Eingang des Plattenwärme­überträgers gemessen wird, erfolgt die Abschaltung der Zirkulationspumpe bei gleichzeitiger Öffnung des Kugelhahns über den motorischen, elektrischen Stellantrieb (Fig. 3). Dadurch steht die Funktion der Ringleitungsinstallation in ihrer ganzen Flexibilität der Nutzung wieder zur Verfügung.

Kaltwasser-Kühlung optional
Wie in der Schemazeichnung ebenfalls dargestellt, lässt sich das RLZ-System generell auch für die Kaltwasser-Installation nutzen. Entweder wird das Trinkwasser bedarfsgerecht über eine Spül­einrichtung abgeführt und das Temperaturniveau so innerhalb der normativen Temperaturen gehalten. Alternativ wäre auch eine aktive Kühlung integrierbar.

Autor: Walter Weil, Ingenieur Consult Kröner & Schüler GmbH, Oberursel

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Gern vermitteln wir auch den Kontakt zum Erfinder.