Sanitär & Wasser | Installationssysteme & -materialien | 03.11.2017

Damit kaltes Wasser kalt bleibt

Wärmefluss über Armatur verhindern

Ringinstallationen mit Doppelwandscheiben vermeiden unerwünschte Stagnationen in Trinkwassersystemen. Bei zirkulierendem Warmwasser können diese jedoch zum Aufheizen von Armaturen und Kaltwasserleitungen führen – Legionellenprobleme inklusive. Eine vorgefertigte Anschlussgruppe löst das Problem praxisgerecht.

  • Die „Teceflex Hygienebox“ sorgt für die thermische Entkopplung von Warmwasserzirkulation und Armatur. Lieferbar ist sie als einzelnes Bauteil, als Gruppe auf einer Montagetraverse sowie als Einheit für die Integration in das „Teceprofil Vorwandsystem“. Quelle: Tece

  • CAD-Zeichnung einer Installation mit „Hygienebox“: Die Kaltwasserversorgung erfolgt von unten über eine Ringleitung und Doppelwandscheiben. Die Zirkulation versorgt die Entnahmestellen von oben über je eine „Hygienebox“. Quelle: Tece

  • Ringinstallation Kalt- und Warmwasserseite: Thermographie unmittelbar nach dem Zapfvorgang. Auf der Warmwasserseite der Armatur herrschen Oberflächentemperatur von etwa 60 °C und auf der Kaltwasserseite 10,1 °C. Quelle: Tece

  • Ringinstallation Kalt- und Warmwasserseite: Die Thermographie zeigt 50 Minuten später ein deutliches Temperaturgefälle und somit einen Wärmestrom in der Armatur von links nach rechts. Entsprechend erwärmt sich auch der Kaltwasseranschluss. Quelle: Tece

  • Installation mit „Hygienebox“: Die Startbedingungen sind bei beiden Versuchsaufbauten unmittelbar nach dem Ende des Zapfvorgangs identisch. An den Oberflächen herrschen in etwa Zirklutions- und Kaltwassertemperatur. Quelle: Tece

  • Installation mit „Hygienebox“: Dank der thermischen Entkopplung durch die „Hygienebox“ kühlt die Armatur innerhalb einer knappen Stunde vollständig aus. Die Oberflächentemperaturen entsprechen ungefähr der Umgebungstemperatur. Quelle: Tece

Ringinstallationen mit Doppelwandscheiben sorgen auch in den Zuleitungen selten genutzter Zapfstellen für einen regelmäßigen Wasseraustausch und verhindern damit unerwünschte Stagnationen im Rohrnetz. Während für die Kaltwasserseite diese Form der Trinkwasserinstallation uneingeschränkt zu empfehlen ist, führt sie bei der Warmwasser-Zirkulation zu einem dauerhaften Aufheizen der Doppelwandscheibe auf Zirkulationstemperatur – in der Regel um die 60 °C. Über die Hahnverlängerung können sich dann die angeschlossenen Armaturen spürbar aufheizen.

Eine dauerhaft warme Duscharmatur dürfte zu Diskussionen über Energieverschwendung mit dem Bauherrn führen. Viel kritischer ist allerdings eine nicht unerhebliche hygienische Gefahr, denn die warme Armatur kann über die Hahnverlängerung der Kaltwasserwandscheibe die dahinterliegende Trinkwasserleitung ebenfalls erwärmen. Hierbei werden dann oft die für die Trinkwasserhygiene geforderten Maximaltemperaturen von 25 °C überschritten, ab denen sich das Wachstum von Mikroorganismen erheblich beschleunigt. Da auch in einer Ringleitung das Wasser steht, bis irgendwo eine Armatur geöffnet wird, könnten die Mikroorganismen genügend Zeit haben, um sich gefährlich zu vermehren. In der Warmwasserleitung wird durch das 60 °C zirkulierende Wasser also lediglich dort das Verkeimen verhindert. Im Kaltwasseranschluss hingegen nehmen die Risiken für die Trinkwasserhygiene aufgrund einer fehlenden thermischen Entkopplung zum Warmwasseranschluss erheblich zu. Es sind Fälle aufgetreten, wo durch zu hohe Temperaturen im Kaltwasseranschluss der Grenzwert für Legionellen überschritten wurde. Kostenintensive Nachbesserungen und die damit verbundenen Haftungsfragen können die Folge sein.

Stichleitungen oft keine Alternative

Um eine Erwärmung der Armatur zu verhindern, lässt sich der Warmwasseranschluss über eine Stichleitung von der Zirkulation zur Wandscheibe realisieren. Dieser Stich ist nicht selten über einen Meter lang. Nach dem Zapfvorgang kühlt er aus, wobei in der Regel Zonen mit ungünstigen Temperaturen entstehen, die ebenfalls ein Verkeimen begünstigen.

Die optimale Lösung wäre eine Installation, bei der sich die Warmwasserzirkulation möglichst nah an die Armatur heranführen lässt, ohne sie zu erwärmen: Hierbei sollte die Zirkulation knapp oberhalb der Entnahmestelle verlaufen. Der Anschluss der Zapfstelle erfolgt über einen kurzen Stich nach unten. Doch auch hier steckt der Teufel im Detail: Wie lang darf dieser Stich sein? Aus welchem Material sollte das Rohr gefertigt sein? Zudem sollten sowohl Abzweig wie auch Wandscheibe gut wärmegedämmt sein, um das Aufheizen des Installationsschachtes oder der Vorwand zu verringern. Und schließlich sollte eine solche Lösung als vormontierte Einheit auf die Baustelle kommen, damit der Installateur schnell und sicher Anschlüsse für Armaturen erstellen kann, die auch den Anforderungen an die Trinkwasserhygiene entsprechen.

Verbesserte Trinkwasserhygiene

Die „Teceflex Hygienebox“ von Tece (www.tece.de) bietet eine solche praxisgerechte Lösung. Das Produkt ist eine vorgefertigte Anschlussgruppe, bei der die Warmwasserzirkulation oberhalb der Zapfstelle angeschlossen wird. Innerhalb der gedämmten Box befindet sich ein T-Stück aus Kunststoff, dessen senkrecht nach unten weisender Abzweig die Stichleitung zum Warmwasseranschluss darstellt. Das senkrechte Leitungsstück ist so ausgelegt, dass sich nach dem Ende eines Zapfvorgangs eine stabile Schichtung ausbildet. Damit ist die Armatur von der zirkulierenden Heißwasserleitung thermisch entkoppelt. Das Ganze findet auf engstem Raum statt, so dass die Nachteile einer bauseitig erstellten Stichleitung vermieden werden. Zudem erfolgt durch den verwendeten temperaturstabilen Kunststoff nur eine geringe Wärmeleitung innerhalb der Installationsgruppe. Dimensionierung und geometrische Beschaffenheit wurden durch Berechnungen und Labortests optimiert. Die „Hygienebox“ unterbindet somit zuverlässig den Wärmetransport von der Zirkulationsleitung zur Armatur.

Überprüfung per Thermographie

Als Nachweis für die Funktion der „Hygienebox“ hat Tece Versuche mit Ringinstallationen unternommen. Verglichen wurden eine konventionelle Installation unter Verwendung von Doppelwandscheiben für die Warmwasserzirkulation und die Kaltwasserversorgung und eine alternative Installation mit der Hygienebox auf der Warmwasserseite. Das Temperaturverhalten nach den Zapfvorgängen hat eine Thermographie-Kamera über eine Stunde lang aufgezeichnet.

Die Versuche starten jeweils mit einem mehrminütigen Zapfvorgang. Die erste Thermographie zeigt die Armatur kurz nach dem Verschließen. Auf der Warmwasserseite des Armaturenkörpers sind die Temperaturen entsprechend hoch – die weiße Farbe weist dabei etwa 60 °C aus. Die Kaltwasserseite nimmt die Temperaturen aus dem Versorgungsnetz an, in diesem Fall etwa 10 °C. Die zweite Thermographie zeigt den Temperaturverlauf im Armaturenkörper der Installation mit zwei Doppelwandscheiben etwa 50 Minuten nach dem Ende des Zapfvorgangs. Deutlich ist ein Temperaturgefälle zu sehen. Die Kaltwasserseite hat eine Temperatur von 35,3 °C, während Warmwasserseite entsprechend der hellgelben Farbe noch etwas wärmer ist. Armatur und Kaltwasserzuleitung bieten Legionellen & Co. also ideale Wachstumsbedingungen. Dieser Zustand, so wie ihn die Thermographie aufzeigt, ändert sich mit weiterem Zeitverlauf nicht mehr.

Ganz anders sehen die Ergebnisse für die „Hygienebox“ aus. Auch hier weist die Armatur zunächst auf der linken Seite unmittelbar nach dem Ende des Zapfvorgangs eine Temperatur von etwa 60 °C aus und rechts etwa 10 °C. Die vierte Thermographie zeigt die Armatur eine knappe Stunde später. Die Oberflächentemperaturen sind auf Raumtemperatur abgesunken. Damit werden die zentralen Forderungen zur Trinkwasserhygiene erfüllt, dass Stagnationen zu verhindern sind, kaltes Wasser kalt und heißes Wasser heiß zu bleiben hat.

Rohrleitungen grundsätzlich immer dämmen

Das generelle Problem mit aufgeheizten Installationsräumen oder Schächten kann eine „Hygienebox“ nicht lösen. Daher ist es weiterhin zwingend nötig, auch die kalten Trinkwasserleitungen ausreichend zu dämmen. Die Wärmeabgabe von heißgehenden Leitungen ist soweit als möglich zu minimieren. Darum sollten alle dauerhaft heißen Leitungen mit 100 % Dämmung versehen werden, auch wenn es die EnEV nicht zwingend vorsieht. Auch die Wandscheiben sollten effektiv gedämmt werden. Die „Hygienebox“ wird vorisoliert geliefert, was das Anschließen der weiterführenden Dämmungen sehr vereinfacht. Es hat sich bewährt, die kalten Leitungen unten in einer Vorwand und die heißen Leitungen oben zu führen. So wird eine Wärmeübertragung durch Konvektion innerhalb der Wand weitgehend vermieden. Hierbei geht es in erster Linie nicht um das Minimieren von Energieverlusten. Die wichtigsten Punkte sind Qualität und Hygiene des Trinkwassers, die es zu erhalten gilt.

Autor: Olaf Altepost
Tece GmbH
Emsdetten

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    Bildquelle: Wosilat Fotografie

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