Strömungsteiler-Installationen
Ein innovatives Installationskonzept [3] kombiniert die prinzipiellen Vorteile von Ringleitungen mit sogenannten Strömungsteilern. Ein Strömungsteiler ist ein von Kemper entwickelter Rohrleitungsfitting mit zwei Anschlüssen, an die eine Ringleitung angeschlossen werden kann. Im Gegensatz zu einer konventionellen Doppel-T-Stück-Installation, die lediglich eine Verbindung zwischen Steig-/Verteilungsleitung und Ringleitung herstellen würde, erzeugt ein Strömungsteiler bei der Durchströmung eine definierte Druckdifferenz zwischen seinen Anschlüssen. Dadurch fließt in der Ringleitung auch ein Volumenstrom, wenn in einer Nasszelle in Fließrichtung hinter dem Strömungsteiler eine Entnahmearmatur betätigt wird. Der auf diese Weise in der Ringleitung erzeugte Volumenstrom wird im Folgenden als Induktionsvolumenstrom bezeichnet. Strömungsteiler-Installationen können nur dort eingesetzt werden, wo ein Induktionsvolumenstrom nicht über Wasserzähler für die verbrauchsabhängige Abrechnung von Wasser- und Wärmekosten fließt, wie z. B. in Krankenhäusern, Hotels, Seniorenheimen usw.
Strömungsteiler-Installationen für das kalte Trinkwasser versprechen eine komfortable Bedarfsdeckung bei minimiertem Wasserinhalt und einen maximalen Wasserwechsel in allen Leitungsteilen der Stockwerksinstallationen. Mit dem erhöhten Wasserwechsel soll auch die mittlere Temperatur des kalten Trinkwassers in allen Teilstrecken der Ringleitung erheblich niedriger liegen als bei dem aktuellen Installationsstandard (Reihenleitung).
Grundsätzlich wird zwischen statischen und dynamischen Strömungsteilern unterschieden. Der statische Strömungsteiler erzeugt Druckdifferenzen ausschließlich über eine Venturi-Düse. Die Anschlüsse für die Ringleitung sind im Strömungsteiler so angeordnet, dass die so entstehende Druckdifferenz sich auch auf die Ringleitung auswirkt. Das führt dazu, dass der Volumenstrom im Strömungsteiler aufgeteilt wird. Ein Teil des Volumenstroms fließt direkt durch die Venturi-Düse, während der andere Teil als Induktionsvolumenstrom durch die Ringleitung fließt. Das Verhältnis zwischen dem Volumenstrom in der Düse und dem Induktionsvolumenstrom wird durch die hydraulischen Eigenschaften der Venturi-Düse und die der Ringleitung beeinflusst. Einflussfaktoren sind zum einen der Querschnitt der Venturi-Düse, zum anderen der Strömungswiderstand der Ringleitung. Selbst bei optimaler Abstimmung aller Einflussfaktoren liefert der Venturi-Effekt eines statischen Strömungsteilers erst ab einem relativ hohen Volumenstrom von ca. 0,3 l/s eine Druckdifferenz, die zu nennenswerten Induktionsvolumenströmen in der Ringleitung führt. Da weite Teile des Rohrnetzes aber nur von Einzelentnahmen mit Volumenströmen < 0,20 l/s (720 l/h) belastet werden (Bild 4), ist der von statischen Strömungsteilern erzeugte Induktionsvolumenstrom sehr gering! Statische Strömungsteiler sind daher nur für die wenigen Einsatzfälle geeignet, bei denen größere Volumenströme über einen längeren Zeitraum erwartet werden können!
Bei einem dynamischen Strömungsteiler wird der Venturi-Effekt durch einen federbelasteten Strömungskörper zusätzlich verstärkt (Bild 3). Dadurch können bereits bei kleinen Volumenströmen in der Verteilungsleitung größere Druckdifferenzen aufgebaut werden. Dieser Effekt bewirkt, dass selbst geringe Volumenströme in der Verteilungsleitung signifikante Induktionsvolumenströme erzeugen (Bild 5). Die erzeugte Druckdifferenz ist bei kleinen Volumenströmen in der Verteilungsleitung verhältnismäßig groß, bei auftretenden Spitzenvolumenströmen jedoch relativ gering. Bei einem Volumenstrom von 0,05 l/s beträgt z. B. die erzeugte Druckdifferenz in einem dynamischen Strömungsteiler der Nennweite DN 25 ca. 20 hPa, während sie bei Spitzenvolumenstrom von 0,89 l/s im Düsenquerschnitt nur ca. 53 hPa ausmacht (Bild 9). Dadurch ist zu jeder Zeit sichergestellt, dass die Bedarfsdeckung der in Fließrichtung hinter dem Strömungsteiler angeordneten Entnahmearmaturen nicht beeinträchtigt wird.
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