Kaltwassertemperaturen unter 20 °C? – Was ist möglich und was nicht?

Ergebnisse aus Messungen und Simulationsrechnungen

Die messtechnisch untersuchte Strömungsteiler-Installation (Bild 7) befindet sich in Fließrichtung gesehen im vorderen Bereich einer Stockwerks-Verteilungsleitung eines Krankenhauses. Die Entnahmestellen, die hinter dem untersuchten Strömungsteiler an die betreffende Stockwerks-Verteilungsleitung angeschlossen sind, zeigt Bild 8.

Die Ringleitung, die mit einem Strömungsteiler an eine Stockwerks-Verteilungsleitung angeschlossen wurde, versorgt eine Nasszelle mit drei Entnahmestellen für kaltes Trinkwasser. Die PWC-Ringleitung wurde parallel mit den zirkulierenden Warmwasserleitungen in einer gemeinsamen Installationsvorwand verlegt. Bedingt durch die Zirkulation über die Warmwasser-Ringleitung, mit Temperaturen über 55 °C, erwärmt sich die Umgebungslufttemperatur in der Installationsvorwand im Mittel auf ca. 27 °C (vgl. auch Bild 1). Die Verlegung der PWC- bzw. PWH-Ringleitungen erfolgte seinerzeit noch ohne Maßnahmen zur thermischen Entkopplung der Kaltwasserleitungen von den Wärmequellen [4].

Durch Simulations-Rechnung untersuchte Reihenleitungsinstallation.
Quelle: Kemper
Bild 10: Durch Simulations-Rechnung untersuchte Reihenleitungsinstallation.

Erhöhung des Wasserwechsels

Zur besseren Beurteilung der Funk­tio­nalität von Stockwerksinstallationen wurden die Messergebnisse für die Strömungs­teiler-Installation mit den Ergebnissen aus Simulationsrechnungen für konventionelle Installationstechniken (Einzelzuleitungen, Reihen- und Ringleitungen) verglichen [5]. Dabei wurden die Randbedingungen, wie das Zapfverhalten, die Wassereintritts- und die Umgebungstemperaturen, deckungsgleich aus den Messergebnissen übernommen.

Der Vergleich mit konventionellen Verteilungssystemen zeigt sehr deutlich, dass der Wasserwechsel in Strömungsteiler-Installationen deutlich intensiver ist und sich gleichmäßiger über den Tag verteilt (Bild 5, 6). Der intensivere und gleichmäßigere Wasserwechsel ist darauf zurückzuführen, dass durch Wasserentnahmen an be­liebiger Stelle eine Zwangsdurchströmung in allen im Fließweg ­vorgelagerten Ringleitungen erfolgt (Induktion). In Strömungsteiler-Installationen wird die vom Trinkwasser kalt auf­ge­nommene Wärme durch den inten­sive­ren Wasserwechsel viel schneller abgeführt. Dadurch strömt kälteres Trinkwasser aus der Steig-/Verteilungsleitung auch schneller nach als in den direkt vergleichbaren konventionellen Systemen. Der vollständige Austausch des Wasserkörpers in der Leitung erfolgte bei den untersuchten Stockwerksinstallationen i.d.R. in weniger als einer Stunde. Damit wurde nicht nur die regelmäßige Abfuhr der aus der Umgebung aufgenommenen Wärme erreicht, sondern auch ein Verdünnungseffekt durch Austrag der ggf. im Wasser befindlichen Bakterien, Metallionen, Weichmacher usw. sichergestellt.

Gegenüber dem aktuellen Installationsstandard (Bild 10 – Reihenleitung) lag die mittlere Wasserwechselrate pro Tag bei Strömungsteiler-Installationen um bis zu vierzigfach höher. Von den im Messzeitraum aufgetretenen Stagnationsphasen waren mehr als 90 Prozent kürzer als 30 Minuten. Stagnationsphasen, die länger andauerten als 2 Stunden, wurden im gesamten Messzeitraum nicht nachgewiesen.

Entnahmevolumenstrom sowie die durch Simulationsrechnung ermittelten Temperaturen des Trinkwassers kalt (Bild 10, erste Teilstrecke der Reihenleitung).
Quelle: Kemper
Bild 11: Entnahmevolumenstrom sowie die durch Simulationsrechnung ermittelten Temperaturen des Trinkwassers kalt (Bild 10, erste Teilstrecke der Reihenleitung).

Einfluss des Wasserwechsels auf die Temperatur

Bedingt durch den gleichmäßig über den Tag verteilten hohen Wasserwechsel ergibt sich für die untersuchten Strömungsteiler-Installationen gegenüber den aktuellen Installationsstandards ein erheblich niedrigeres Temperaturniveau. Absolut gesehen lagen bei der Strömungsteiler-Installation weniger als 10 Prozent der Temperaturmesswerte über 25 °C, bei dem besten konventionellen System (Ringleitung) waren es bereits mehr als 50 Prozent. Die mittlere Temperatur des kalten Trinkwassers in der Ringleitung wurde im Messzeitraum mit 19,9 °C festgestellt. Damit kann sogar noch bei einer Umgebungslufttemperatur von 27 °C näherungsweise die Anforderung aus der DVGW-Information WASSER Nr. 90 (< 20 °C) erfüllt werden. Eine noch weitere Absenkung der mittleren Temperatur des kalten Trinkwassers kann erwartet werden, wenn die PWC-Ringleitung thermisch entkoppelt verlegt wird [4].

Montag, 28.01.2019