Warmwasser-Zirkulationsleitung"

Warmwasser-Zirkulationsleitung

Inliner-Strömungsteiler	Strömungslanze	Warmwasserzirkulationssystem

Zirkulations-Regulierventil	Zirkulationspumpe	Abgleich - Zirkulationsleitung

Zirkulationsleitungen sind heutzutage ein wichtiger Bestandteil einer Trinkwarmwasseranlage, da sie zur Sicherstellung der Hygiene notwendig sind. Nach den technischen Merkblättern W 551 und W 553 des DVGW sind für alle Trinkwarmwasseranlagen (außer „Kleinanlagen”) Zirkulationssysteme (Leitungen, Regelarmaturen, Zirkulationspumpe) einzubauen, um die für die Bekämpfung von schädlichen Mikroorganismen (z. B. Legionellen) benötigte Soll-Wassertemperatur von 60 °C im Leitungssystem (einschließlich Auslaufarmaturen) einzuhalten.
Wenn eine Zirkulationsleitung vorhanden ist, dann muss auch eine Zirkulationspumpe installiert und in Betrieb sein. Eine Schwerkraftzirkulation ist nicht mehr zulässig. Das Schalten der Pumpe über Taster- oder Funksysteme werden in der Praxis kontrovers diskutiert und entsprechen nicht den technischen Vorgaben. Die Fließrichtung der Pumpe ist grundsätzlich in Richtung Trinkwassererwärmer und der Einsatz eines Ruckflussverhinderers (zugelassene Schwerkraftbremse) ist zwingend notwendig, um eine Schwerkraftzirkulation und ein Zapfen durch die Zirkulationsleitung zu verhindern. Außerdem ist die Zirkulation einzuregulieren, damit die Fließgeschwindigkeit nicht zu hoch ist (Erosionskorrosion) und die Speicherschichtung nicht zerstört wird.
Ab welcher Leitungslänge eine Zirkulationsleitung notwendig ist, ist immer wieder ein Streitfall. Oft wird eine Zirkulationsleitung mit Pumpe nur gebraucht bzw. gewünscht, wenn der Technikraum nicht zentral geplant wird oder/und die Zapfstellen sich zu weit auseinander befinden. Dadurch ergeben sich viel zu lange Zuleitungen.
In vielen Kleinanlagen werden zur "Komfortsteigerung" auch, oft unnötiger Weise, Zirkulationsleitungen mit Zirkulationspumpe eingebaut.
Ich habe schon nach einem Jahr (vor 39 Jahren) meine Zirkulationsleitung als Ringleitung umfunktioniert. Das Wasser sucht sich den Weg, je nach Zapfstelle, aufgrund des geringeren Widerstandes selber. Die geringen Fließgeräusche nehme ich in Kauf. Mein Tinitus ist lauter ;>))

Kleinanlagen sind

Anlagen in Ein- und Zweifamilienhäusern (in Zweifamilienhäusern wird trotztdem eine ZL empfohlen)
Anlagen, in denen die einzelnen Rohrleitungen zwischen dem Abgang des Trinkwassererwärmers bis zur letzten Entnahmestelle einen Inhalt von < 3 Liter haben (z. B. auch in kleinen Bürogebäuden)
Anlagen mit Trinkwassererwärmer von < 400 Liter Inhalt
3-Liter-Regel und 30-Sekunden-Regel

In diesen Anlagen sollte auf jeden Fall die Temperatur von 60 °C im Trinkwassererwärmer aufgrund der Hygiene vorhanden sein.

Großanlagen sind

Anlagen in Mehrfamilienhäusern (Wohngebäuden)
Anlagen mit Trinkwassererwärmer von > 400 Liter Inhalt
Anlagen in Altenheimen und Krankenhäusern
Anlagen in Bädern, Schwimmbädern und Sportanlagen
Anlagen in Hotels und auf Campingplätzen
Anlagen in Industriegebäuden

Wenn man die Vorgaben (überall 55 °C) ernst nimmt, so darf besonders in Großanlagen die Warmwassertemperatur zu keiner Zeit unter 55°C fallen. Dazu zählt auch der vollständige Warmwasserspeicher. Das ist nicht gewährleistet, wenn der Anschluss im oberen Bereich angeordnet ist. Außerdem ist der Fühler in der Regel in der Mitte des Speichers. Dadurch wird der untere Bereich nicht die ausreichende Temperatur bekommen.
Hier gibt es 2 Möglichkeiten,
die Zirkulationspumpe bzw. der ZL-Anschluss ganz unten am Speicher
oder eine Umschichtpumpe. Diese sorgt dafür, dass der gesamten Warmwasserspeicher nach den Vorgaben aufgeheizt wird. Diese wird auch bei einer thermischen Solaranlage eingesetzt.
Beides ist in der Fachwelt eher unbekannt.
Die zusätlichen Vorteile für die Zirkulation ganz unten sind, der Speicher kann oft eine Nummer kleiner gewählet werden und es wird keine zusätzliche Technik benötigt.

Nicht nur die Kaltwasserleitungen, sondern auch die Warmwasserleitungen, sollten grundsätzlich immer regelmäßig durchströmt werden. Hier bietet sich die "Reihenleitung" an. Stockwerks- und Einzel- bzw. Stichleitungen), die nicht ständig durchströmt werden, und über 3 Liter Wasserinhalt haben, sind in das Zirkulationssystem einzubinden. Das System muss hydraulisch und thermisch abgeglichen werden. Dadurch wird ein gleichmäßiges Durchströmen und eine kleine Wassermenge in allen Leitungen gewährleistet. Außerdem wird die Schichtung im Speicher nicht zerstört.

Wie funktioniert eigentlich die Dreiliter-Regel nach DIN 1988? - Interpretationen

Die Diskussion über Zirkulationsleitung - Ja oder Nein - dreht sich immer wieder im Kreis.
Hier ein Beispiel im HaustechnikDialogForum, wie man selber testen kann, ob eine Zirkulation sinnvoll ist.
Zitat von @jaspi:
Die Argumente waren im Wesentlichen: Man will heutzutage sofort warmes Wasser, die modernen Pumpen brauchen kaum noch Strom etc.
Antwort von @kathrin:
"Man" aus Sicht des HBs ist die Allgemeinheit, aus seiner eigenen gemachten Erfahrung oder den üblichen "durchschnittlichen" Kundenanforderungen.
In diesem konkreten Fall ist "man" aber du resp. die zukünftigen Bewohner deiner DHH. Also: Welchen Komfort wollt ihr? Testhalber für ein paar Stunden die Zirkupumpe abschalten, kein WW zapfen. Dann die verschiedenen WW-Zapfstellen normal aufdrehen und messen, wie lange es dauert, bis warmes Wasser kommt. Dann Frage in die Runde: ist die Wartezeit akzeptabel oder nicht. Dabei auch berücksichtigen, wie oft die entsprechende WW-Zapfstelle voraussichtlich pro Tag genutzt wird.
Energieverbrauch: der Stromverbrauch der Zirkupumpe ist nur ein kleiner Teil. Viel grösser ist der Energieverbrauch durch den dauernden Energieverlust der Zirkuleitungen (sind diese gedämmt oder nicht?) und die wegen der Speicherabkühlung nötige häufigere Speicher-Wiederaufladung. Um eine Entscheidungsgrundlage zu haben, den Unterschied messen: An Tagen ohne Heizbetrieb (also jetzt im Sommer) 1-2 Tag Betrieb mit laufender Zirkupumpe, 1-2 Tage Betrieb ohne Zirkupumpe, Energieverbrauch/Tag messen. Idealerweise dabei gar kein WW-Verbrauch. Wohnt ihr schon im Haus oder nicht?
Je nachdem, wie ungünstig die Zirkuleitung verlegt ist, kann der Energieverbrauch durch die WW-Zirkulation x-fach höher sein als der Energieverbrauch fürs warme Wasser selbst; es lohnt sich also durchaus, zur Abklärung von Bedarf und Energieverbrauch ein paar Tests zu fahren.

Trinkwarmwasserzirkulation mit VORTEX Pumpen

Technik und Einsatz von Zirkulationspumpen - Robert Doelling - energie-experten.org

Trinkwarmwasserzirkulation - Wilo

Laing Zirkulationspumpen

Die Zirkulationsanlage ist 24 Stunden am Tag in Betrieb zu halten. Bei hygienisch einwandfreien Kleinanlagen kann die Laufzeit auf 16 Stunden reduziert werden. Da in diesen Anlagen ständig warmes Wasser umgewälzt wird, müssen diese Leitungen nach den Vorgaben der EnEV bzw. DIN 1988-200 Tabelle 9 gedämmt werden, damit die Energieverluste gering gehalten werden. Das Zirkulationswasser darf nicht mehr als 5 K abkühlen.

Nach den technischen Regelwerken (W551, DIN 1988-200, VDI/DVGW 6023) dürfen Zirkulationsleitungen nur für max. 8 (zusammenhängende) Stunden am Tag im abgesenkten Betrieb betrieben werden (und das auch nur bei einwandfreien hygienischen Verhältnissen [Trinkwasserverordnung]). Die Temperaturen 60/55 sind zwingend einzuhalten (nach DIN 1988-200 auch im EFH).

Zirkulations-Inlinertechnik
Durch den Wegfall einer warmgehenden Leitung bei der Zirkulations-Inlinertechnik kann die Wärmelast auf die Kaltwasserleitung etwas reduziert werden. Außerdem werden die Wärmeverluste der Zirkulationsleitung merklich reduziert und der Installationsaufwand verringert sich, da nur ein Warmwasserstrang im Im Installationsschacht installiert werden muss. Für die Zirkulationsleitung entfallen Dämmung, Befestigung und Brandschutzmaßnahme im Deckendurchgang.
Leider ist der Bekanntheitsgrad der Zirkulations-Inlinertechnik bei den TGA-Planern und Installateuren sehr gering.
Die Gründe sind wohl darin zu sehen,
• dass die jahrzehntelange Praxis, Zirkulationsleitung PWH-C parallel zur Warmwasser-Steigleitung PWH im Installtionsschacht zu verlegen, der gewohnte Planungsalltag ist
• dass in den maßgebenden Regelwerken keine Aussagen zur Planung, Ausführung und Berechnung von innen liegenden Zirkulationsleitungen enthalten sind.
• dass es kaum Softwarelösungen gibt, die diese Spezialform der Warmwasserzirkulation abbilden können. Inlinerzirkulationen benötigen aber zwingend Softwareunterstützung.
Es ist keine Technik, welche einfach so aus dem Regal genommen und eingebaut werden kann. Da für die Warmwasserversorgung im Steigstrang nicht der volle Rohrquerschnitt, sondern nur ein Ringspalt zur Verfügung steht, muss die hydraulische Grenze rechnerisch ermittelt werden. Zudem muss das Programm den Nachweis der Temperaturhaltung erbringen. Mit Handrechenverfahren ist dies kaum zu meistern.
Quelle: Dipl.-Ing. Peter Reichert, Geberit

Inliner-Installation - Normgerechte Trinkwasserzirkulation auf engstem Raum
Dipl.-Ing. Frank Kasperkowiak, Viega GmbH & Co. KG
ingenieur.de - VDI Fachmedien GmbH & Co. KG - Unternehmen für Fachinformationen
Inliner-Zirkulationssysteme: Hygienisch warmes Wasser an jeder Armatur
Dietmar Stump, Pressebüro DTS
ingenieur.de - VDI Fachmedien GmbH & Co. KG - Unternehmen für Fachinformationen

Geberit-Inliner-Zirkulationssystem

Innenliegende Zirkulation
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Mapress Anschlussset für die innenliegende Zirkulation
Quelle: Geberit Vertriebs GmbH

(Venturi-)InlinerStrömungsverteiler
Quelle: Gebr. Kemper GmbH + Co. KG

Die Inliner-Zirkulation ist eine Möglichkeit, das Zirkulationssystem auszuführen. Ein großer Vorteil dieses Verfahrens ist der geringere Platzbedarf, da die Zirkulationsleitung sich im Inneren der Warmwasserleitung befindet. Hierdurch reduziert sich der Aufwand an Dämmung und Befestigungen. Der Energieaufwand gegenüber den herkömmlichen Zirkulationssystemen verringert sich um ca. 30 %.

Die Inliner-Zirkulation ist in der DIN 1988-200 ausdrücklich als ein mögliches Zirkulationssystem beschrieben. Es werden in der DIN 1988-200 die gleichen Temperaturanforderungen wie an andere Installationssysteme gestellt. Für die Bemessung der Inliner-Zirkulation ist es notwendig, das beschriebene thermodynamische Berechnungsverfahren zu modifizieren.
Es ist eine Anpassung an zwei Stellen des bekannten Bemessungsverfahrens notwendig. Im Bereich der Warmwasserleitung liegt nur noch ein Ringspalt anstelle eines kreisrunden Rohres vor. Daher muss die Druckverlustermittlung im Bereich der Warmwasserleitung für einen Ringspalt ermittelt werden.

Dadurch, dass die Zirkulationsleitung im Inneren der Warmwasserleitung angesiedelt ist, findet innerhalb des Inliners kein Wärmeverlust der Zirkulationsleitung statt. Die Temperatur des Wassers in der Zirkulationsleitung ist niedriger als die Temperatur in der umschließenden Warmwasserleitung. Im Bereich der Warmwasserleitung muss der Wärmeverlust von der Warmwasserleitung zur Umgebung und zur Zirkulationsleitung berücksichtigt werden. Ansonsten gelten die bekannten Grundsätze des Bemessungsverfahrens.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Installationen wird hierbei nur ein Steigestrang für die Versorgung der Etagenverteilung benötigt. Die Zirkulation fließt über eine Umlenkung in einem im Steigestrang liegenden PB-Rohr zum Warmwasserbereiter oder Speicher zurück. Dieses Zirkulationsprinzip reduziert in vergleichbarer Weise die wärmeabgebende Oberfläche im Bereich der Steigeschächte. Darüber hinaus kann dieses System mit einer im Keller verlegten Hauptverteilung kombiniert werden. Im Gegensatz zu den Beschreibungen in den einschlägigen Regelwerken (die sich auf das "Zwei-Rohr-System" aus Steigestrang und Zirkulation beziehen) liegt das niedrigste Temperaturniveau in einer Inliner-Installation nämlich am oberen Umlenkpunkt, also am Ende eines Steigestrangs.
Anders als bei der konventionellen Zirkulation fällt die Temperatur bei der Inliner-Zirkulation im Steigleitungsbereich in Fließrichtung außerdem nicht kontinuierlich ab.

In das Geberit-Inliner-Zirkulationssystem kann auch der Kemper-Inliner-Strömungsteiler, der mit dem Venturi-Effekt arbeitet, eingesetzt werden. Dieser gewährleistet die Temperaturpräsenz in der Stockwerkszirkulation bis an die Entnahmestelle.

Die Vorteile der innenliegenden Zirkulation sind insbesondere:
• Geringer Platzbedarf im Schacht, kleinere Schachtabmessungen
• Geringere Erwärmung der Kaltwasserleitung im Schacht
• Geringere Erstellungskosten durch Wegfall von Dämmung, Befestigung und Brandschutz für die Zirkulationsleitung
• Reduzierter Energiebedarf für die Zirkulation (Senkung der Wärmeverluste, Reduzierung der Volumenströme, Reduzierung des Energieaufwands der Pumpe)
• Geringere Auskühlung des Trinkwassererwärmers

Ein Blick auf eine im Rahmen einer Sanierungsmaßnahme erstellten Inliner-Installation mit Kupferrohr. Deutlich erkennbar ist der Platzgewinn, weil auf den zweiten Steigestrang verzichtet werden konnte.

Für alle Trinkwarmwasseranlagen sind (außer "Kleinanlagen") Zirkulationssysteme (Leitungen, Regelarmaturen, Zirkulationspumpe) einzubauen, um die für die Bekämpfung von schädlichen Mikroorganismen (z. B. Legionellen) benötigte Soll-Wassertemperatur von 60 °C im Leitungssystem (einschließlich Auslaufarmaturen) einzuhalten. Nach den technischen Regelwerken (W551, DIN 1988-200, VDI/DVGW 6023) dürfen Zirkulationsleitungen nur für max. 8 (zusammenhängende) Stunden am Tag im abgesenkten Betrieb betrieben werden (und das auch nur bei einwandfreien hygienischen Verhältnissen [Trinkwasserverordnung]). Die Temperaturen 60/55 °C sind zwingend einzuhalten (nach DIN 1988-200 auch im EFH).

innenliegenden Trinkwasser-Zirkulation
Geberit Vertriebs GmbH
So funktionieren innenliegende Zirkulationssysteme
Dipl.-Ing. Peter Reichert, Geberit Vertriebs GmbH /
haustec.de - Alfons W. Gentner Verlag GmbH & Co. KG

Smartloop-Inlinertechnik

Funktionsweise Smartloop-Inlinertechnik
Quelle: Viega GmbH & Co. KG

Bei dem Inliner-Zirkulationssystem kann auf eine separate Zirkulationsleitung verzichtet werden. Dies ist besonders bei der Sanierung in größeren Wohngebäuden interessant.
Gegenüber der herkömmlichen Zirkulation, fällt die Temperatur bei der Inliner-Zirkulation nicht kontinuierlich ab, da das Zirkulationswasser im warmen Trinkwasser zurückströmt. Die Temperatur des zurückströmenden Wassers ist somit höher als bei konventionellen Zirkualtionen, was wiederum energetische Vorteile hat.
Hierbei wird im letzten T-Stück des Warmwasser-Steigestranges ständig Wasser durch den Inliner zurück in den Trinkwassererwärmer geleitet und durch Warmwasser ersetzt wird. Dadurch ist gewährleistet, dass ausreichend warmes Wasser in hygienisch unbedenklichen Temperaturen an jedem Etagenabgang verfügbar ist.
Für die kurzen Etagenleitungen ist keine Zirkulation notwendig.

Funktionsprinzio Smartloop-Inlinertechnik

Die Zirkulation im Warmwasser-Strang wird folgendermaßen erreicht:
Das Warmwasser wird mit der Warmwasser-Verteilung (5) verbunden. Das Warmwasser strömt in der Warmwassersteigleitung (4) zu den Eta‐ genanschlussleitungen (2). Über die Öffnung im Endverschlussstück (1), das im letzten T-Stück der Etagenanschlussleitung (2) verbaut ist, wird gewährleistet, dass das Warmwasser durch die innen liegende Zirkulationsleitung (3) fließt und somit über die Zirkulation-Sammelleitung zirkuliert. Die Temperatur des zurückströmenden Wassers ist höher als bei konventionellen Zirkulationssystemen, was wiederum energetische Vorteile hat.

Quelle: Viega GmbH & Co. KG

Das Smartloop-System besteht aus den folgenden Komponenten:
• Smartloop-Anschlussset
• Smartloop-Rohr
• Smartloop-Zugkupplung
• Smartloop-Reparaturkupplung
Die Systemkomponenten sind in folgenden Dimensionen verfügbar:
• Endverschluss-/Anschlussstück d = 28, 35, 28 / 35
• Smartloop-Rohr d 12

Smartloop-Inlinertechnik: Innenliegende Zirkulationsleitungen
Viega GmbH & Co. KG
Smartloop - Gebrauchsanleitung
Viega GmbH & Co. KG
Viega Sanpress - Das wirtschaftliche und langlebige Installationssystem
Viega GmbH & Co. KG

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Innenliegenden Zirkulation mit
System Pipe in Pipe
Quelle: HD Spiegel Innovation

System Pipe in Pipe
Die Installation der Zirkulationstechnik System Plpe in Pipe ist sehr einfach und kann auf zwei Arten,durchgeführt werden. je nach der Beschaffenheit der örtlichen Gegebenheiten durch Einziehen oder Einschieben des Inliners. Die innenliegende Rohr ist ein PE-Xc Rohr in d 8 x 1 mm oder d 12 x 1,2 mm und mit verschiedenen Komponenten erhältlich.
In welcher Dimension das Versorgungssystem auszulegen ist, hängt vom Spitzenvolumenstrom des warmen Trinkwassers ab. Die Montage des Inliners ist entweder von der obersten Etage oder vom Keller aus möglich. Darüber hinaus lässt sich die Leitung nach der Druckprobe vollständig entleeren. Bei einer späteren Aufstockung oder Sanierung ließe sich der Inliner ersetzen.

System Pipe in Pipe + Einbauanleitung
HD Spiegel Innovation

Kemper-Inliner-Strömungsteiler
Bei dem Inliner-Strömungsteiler, der mit dem Venturi-Effekt arbeitet, arbeitem Kemper und Geberit zusammen und gewährleisten für das Inlinersystem die Temperaturpräsenz in der Stockwerkszirkulation bis an die Entnahmestelle.

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(Venturi-)Inliner-Strömungsverteiler
Quelle: Gebr. Kemper GmbH + Co. KG

Dazu sitzt der Strömungsverteiler in der vertikal oder horizontal installierten Hauptstrang und teilt die Trinkwasserströme auf. Dabei werden ca. 95 % durch die Ringleitung und damit durch die Etagen- bzw. Wohnungsanlage geführt, etwa 5 % fließen durch den Strömungsverteiler. Damit ist die Inlinerzirkulation somit nicht nur im Steigstrang effektiv, sondern bis an die Entnahmestelle in den jeweiligen Entnahmestellen.
Der Inliner-Strömungsteiler mit den dazugehörigen Vollstrom-Absperreinrichtungen (VAV) sowie der Dämmschale ist eine Liefereinheit, die als Unterputz- oder Aufputzlösung erhältlich ist.
Bei der Kombination von Strömungsteiler mit innen liegender Zirkulation wird die Zwangsdurchströmung in der Etage über die Stockwerksringleitung sichergestellt. Der geringe Zirkulationsvolumenstrom reicht aus, um die erforderliche Druckdifferenz am Strömungsteiler zu erzeugen. Somit ist die Temperaturpräsenz ständig gegeben, auch wenn keine Entnahme von Warmwasser im Stockwerk erfolgt.

In das Geberit-Inliner-Zirkulationssystem kann auch der Kemper-Inliner-Strömungsteiler, der mit dem Venturi-Effekt arbeitet, eingesetzt werden. Dieser gewährleistet die Temperaturpräsenz in der Stockwerkszirkulation bis an die Entnahmestelle.

KHS Venturi-Strömungsteiler Tool
Gebr. Kemper GmbH + Co. KG
KHS Venturi-Strömungsverteiler
Gebr. Kemper GmbH + Co. KG

Strömungslanze
Mit der Rückführung des Zirkulationswassers in den Warmwasseraustritt des Speichers kann eine unerwünschte Durchmischung der Schichtung im Speicher mit einer Zirkulationslanze vermieden werden. Neben dem Erhalt der Temperaturschichtung spart diese – zudem stagnationsfreie – Zirkulationseinbindung auch Energie, weil die Zirkulationsverluste mit geringem Aufwand ausgeglichen werden.
Gegen die Durchmischung im Schichtspeicher durch die Warmwasserzirkulation und für eine einfache Einbindung wird eine Strömungslanze bzw.Zirkulationslanze eingesetzt, die aus einem Armaturenkörper und einem PE-Xc-Innenrohr besteht.
Wenn eine Thermostatische Mischarmatur (Verbrühschutz) vorhanden ist, dann muss ein Bypass von der Zirkulations- zur Kaltwasserleitung vorgesehen werden. Ohne diesen würde bei Zirkulationsbetrieb ohne Warmwasserentnahme das thermische Mischventil den Warmwasserdurchfluss blockieren. Außerdem sind Rückschlagklappen vorzusehen um Fehlströmungen zu verhindern.

. LATENTO Zirkulationslanze Universal Quelle: IVT	Strömungslanze mit System Pipe in Pipe Quelle: HD Spiegel Innovation
LATENTO Zirkulationslanze IVT Installations- und Verbindungstechnik GmbH & Co. KG	System Pipe in Pipe HD Spiegel Innovation

Warmwasserzirkulationssystem
Zur fachgerechten Erstellung einer Warmwasser-Zirkulationsanbindung an einen thermischen Energiespeicher (Warmwasserspeicher, Schichtenspeicher, Hygienespeicher, bivalente Warmwasserspeicher) und eine Frischwasserstation, die kontinuierlich oder zeitweise mit höheren Temperaturen als 60 °C betrieben werden, muss ein passendes Zirkulationssystem mit einer thermostatischen Mischarmatur als Verbrühschutz eingesetzt werden. Beim Einsatz in älteren Bestandsanlagen (z. B. Warmwasserspeicher mit Holz-, Solar-, Gas-, Wärmepumpen- oder Öl-Heizkessel) kann durch die kontrollierte und bedarfsgerechte Zirkulation eine hohe Energieeinsparung erreicht werden.

Mit dem Einsatz des Warmwasserzirkulationssystem WZS 100 hat die zurückgeführte Zirkulationsleitung eine direkte Verbindung zum Kaltwassereingang des thermischen Mischventils. Abhängig von den Wassertemperaturen an den Eingängen des Mischventils werden diese den Warm- und Kaltwassereingang mehr oder weniger öffnen oder schließen. Eine Teilmenge des zurückfließenden Zirkulationswassers strömt direkt zum Kaltwasseranschluss des Mischventils. Die andere Teilmenge kann je nach Montagesituation (interne Zirkulation/externe Zirkulation) vor dem Speicher eingeleitet werden. Somit kann eine hohe Energieeinsparung erzielt werden. Dei WZS 100 ermöglicht somit eine intelligente Zirkulationsverteilung ohne Rückzirkulation und ohne "Vermischen" der Temperaturen im Schichtenspeicher. Mit geringstem Installationsaufwand werden alle Möglichkeiten moderner Schichtenspeicher für eine effiziente Warmwasserbereitung voll ausgenutzt.

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Warmwasserzirkulationssystem WZS 100
Quelle: AFRISO-EURO-INDEX GmbH

Warmwasserzirkulationssystem WZS 100
AFRISO-EURO-INDEX GmbH

Interne Zirkulation über Bypass
Quelle: AFRISO-EURO-INDEX GmbH

Interne Zirkulation über Bypass (Funktionsbeispiel 1)
Kaltes Wasser strömt über die Sicherheitsarmatur des WZS 100 zur Kaltwasserseite, über Strecke A zum Mischventil und über Strecke B zum Warmwasserbereiter. Im Beispiel wird der Temperatureinstellknopf des thermischen Mischventils ATM 363 auf eine Warmwassertemperatur von 60 °C eingestellt. Die unge- mischte Warmwassertemperatur am Speicheraustritt beträgt dank der hohen Puffertemperatur durch solaren oder regenerativen Energieeinsatz 80 °C. Das Mischventil öffnet und schließt nun je nach anliegender Temperatur den Weg zur Warm- und Kaltwasserseite. Anhand der schnellen Regeleigenschaften des ATM 363 wird nun die eingestellte Temperatur am Ventilausgang (Mix) erreicht. Es wird nur so viel Heizenergie eingesetzt, wie auch tatsächlich benötigt wird, um die gewünschte Warmwassertemperatur sicherzustellen. Hat das warme Wasser den letzten Verbraucher bzw. die Wiedereintrittsstelle (Brauchwarmwasser zu Zirkulation) erreicht, strömt es mit Hilfe der Zirkulationspumpe wieder zurück zur Zirkulationseinheit, über den neu entwickelten Strömungsteiler. Dieser verteilt das Wasser je nach Temperaturniveau über Strecke A zum Mischventil oder Strecke B zum Wasserspeicher zurück. Der Clou hierbei ist, dass die Pumpe trotz zweier Strömungswege nur ein Rückschlagventil überwinden muss. Durch deutlich weniger Kraftaufwand der Zirkulationspumpe ergibt sich somit eine enorme Energieeinsparung und gleichzeitig eine erhöhte Lebensdauer der Pumpe.

Betrieb mit Zirkulationslanze
Quelle: AFRISO-EURO-INDEX GmbH

Betrieb mit Zirkulationslanze
Die exakt gleichen Systemvoraussetzungen wie in Funktionsbeispiel 1, wird mit dem Einsatz einer Zirkulationslanze das Wasser jetzt (im Gegensatz zur Bypass-Variante) nur den direkten Weg über die Zirkulationslanze nehmen. Hierbei entsteht doppelter Nutzen. ein höherer Komfort bei gleichzeitiger Einsparung von Energie und damit Heizkosten. Dies wird erreicht, indem das zurückfließende Warmwasser der Zirkulation direkt in die obere Schicht des Warmwasserbereiters eingeleitet wird und somit nicht den kompletten Speicher durchströmen muss. Gleichzeitig steht immer genug warmes Wasser an, um die Armaturen ohne lästige Verzögerungen mit Warmwasser zu versorgen.

Warmwasserzirkulationssystem WZS 100 - Beispiele
AFRISO-EURO-INDEX GmbH

Zirkulationstechnik mit dem System Pipe in Pipe
Quelle: HD Spiegel Innovation

Mischwasserautomat mit Zirkulation Pipe in Pipe
Quelle: HD Spiegel Innovation

System Pipe in Pipe - Speichertechnik
HD Spiegel Innovation

Zirkulations-Regulierventil

Zirkulations-Regulierventil
1 Temperatureinstellung - 2 Zirkulations-Reguliermodul - 3 Pressanschluss - 4 Ventilgehäuse aus Rotguss - 5 Aufnahme für Thermometer oder Temperaturfühler - 6 Desinfektions-Regulierventil
Quelle: Viega GmbH & Co. KG

Das Zirkulations-Regulierventil (ZRV) gewährleistet in Warmwasser-Zirkulationsleitungen eine konstante Temperatur. Der Volumenstrom wird in Abhängigkeit von der Temperatur der Zirkulations-Steigleitung durch das selbsttätiges Öffnen und Schließen reguliert. Außerdem wird die kontrollierte Thermische Desinfektion mit 70 °C bis 75 °C in allen Steigleitungen gesteuert.
Wenn die Temperatur über den eingestellten Wert steigt, schließt der Ventilkegel des Zirkulations-Reguliermoduls 2 und reduziert damit den Zirkulationsfluss. Sinkt die Temperatur wieder unter den eingestellten Wert, öffnet der Ventilkegel das Ventil und gibt den Durchfluss in der Zirkulationsleitung frei.
Das ZRV ist sowohl in parallel geführten als auch in innenliegenden Zirkulationsleitungen einsetzbar.

Easytop-Zirkulations-Regulierventil (neue Ausführung)
Easytop-Zirkulations-Regulierventil

Zirkulationspumpe

Trinkwarmwasser-Zirkulationspumpen (oft fälschlicherweise "Brauchwasser"-Zirkulationspumpe genannt) sind heutzutage notwendig, weil die Schwerkraftzirkulation die geforderte Regelbarkeit nicht gewährleisten kann. Ab welcher Leitungslänge eine Zirkulationsleitung notwendig ist, ist immer wieder ein Streitfall.
Wenn eine Zirkulationsleitung vorhanden ist, dann muss auch eine Zirkulationspumpe installiert und in Betrieb sein. Eine Schwerkraftzirkulation ist nicht mehr zulässig und das Schalten der Pumpe über Taster- oder Funksysteme werden in der Praxis kontrovers diskutiert und entsprechen nicht den technischen Vorgaben. Die Fließrichtung der Pumpe ist grundsätzlich in Richtung Trinkwassererwärmer und der Einsatz eines Ruckflussverhinderers (zugelassene Schwerkraftbremse) ist zwingend notwendig, um eine Schwerkraftzirkulation und ein Zapfen durch die Zirkulationsleitung zu verhindern. Außerdem ist die Zirkulation einzuregulieren, damit die Fließgeschwindigkeit nicht zu hoch ist (Erosionskorrosion) und die Speicherschichtung nicht zerstört wird.
Die Zirkulationsanlage ist 24 Stunden am Tag in Betrieb zu halten. Bei hygienisch einwandfreien Kleinanlagen kann die Laufzeit auf 16 Stunden reduziert werden. Da in diesen Anlagen ständig warmes Wasser umgewälzt wird, müssen diese Leitungen nach den Vorgaben der EnEV gedämmt werden, damit die Energieverluste gering gehalten werden. Das Zirkulationswasser darf nicht mehr als 5 K abkühlen.

Grundfos COMFORT PM AUTOADAPT
Quelle: Grundfos GmbH

©RESOL EC1 variabler Regler für Zirkulationssysteme
Quelle: RESOL - Elektronische Regelungen GmbH ©RESOL EC1 variabler Regler für Zirkulationssysteme
ZIRKOMAT-Vario
Quelle: Energieberatung & Solartechnik
Dipl.-Ing. Heinz Grüterich
ZIRKOMAT-Vario

Die neuen Warmwasser-Zirkulationspumpen in kleineren Trinkwassersystemen sind Kugelmotor-Pumpen mit sparsamen Permanentmagnet-Motoren (elektronisch kommutierte Synchronmotoren) ausgestattet. Diese brauchen im Gegensatz zu Spaltrohr-Pumpen mit Asynchronmotoren nur noch einen Bruchteil an Strom. Außerdem entfällt der verkalkungsgefährdete enge Spalt des Spaltrohrmotors und durch die dreidimensionale Bewegung wird der Aufbau von Kalkablagerungen vermieden. Sollte die Pumpe doch einmal blockieren, dann kann man den Kugelrotor leicht entnehmen und entkalken.
Mit Hilfe spezieller Regelungen, hier der AutoAdapt-Funktion, passt sich die Zirkulationspumpe selbstlernend an das individuelle Verbrauchsverhalten an. Das Bereitstellen von Warmwasser beschränkt sich weitestgehend auf die Zapfzeiten der Nutzer. Hier sollte der Hersteller aber auf die technischen Regelwerke (W551, DIN 1988-200, VDI/DVGW 6023) hinweisen, die diese Betriebsweise ausschließen. Gegen eine thermisch geregelte Zirkulationspumpe ist ja nichts einzuwenden, nur eine zeitgesteuerte – mit oder ohne Fuzzi-Logic – ist nicht im Sinne der Trinkwasserhygiene, oder?

Grundfos COMFORT PM AUTOADAPT

Zunehmend werden in Einfamilienhäusern statt einer zeit- oder thermischgesteuerten eine bedarfsgeführte Pumpensteuerung gewünscht.
Bei diesen Systemen wird die Wasserentnahme über einen Strömungsschalter in der Warmwasserleitung überwacht und durch eine Steuereinheit die Zirkulationspumpe geschaltet. Nach kurzem Öffnen einer Zapfstelle wird die Zirkulationspumpe eingeschaltet und nach einer einstellbarer Zeit wieder ausgeschaltet. Hier dient die Zapfstelle als "Fernbedienung".

Abgleich der Zirkulationsleitung
Grundsätzlich ist in verzweigten Zirkulationssystemen ein hydraulischer Abgleich und somit auch ein thermischer Abgleich der einzelnen Stränge untereinander vorzusehen. Die meisten Zirkulationsleitungen in zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen, vor allen Dingen kleine Anlagen, sind hydraulisch und thermisch nicht abgeglichen. Der Grund liegt wohl darin, dass der Sinn der Abgleiche nicht bekannt ist.
Nach DIN 1988-300 und DVGW-Arbeitsblatt W 553 "Bemessung von Zirkulationssystemen in zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen" sollen bei der Bemessung der Rohrnennweiten für Zirkulationsleitungen Fließgeschwindigkeiten zwischen 0,2 und 0,5 m/s angenommen werden. Diese Geschwindigkeiten reichen in jedem Fall für einen optimalen Wasserwechsel und den Ausgleich der in den Rohrleitungen entstehenden Wärmeverluste aus. Es ist technisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll, größere Wassermengen als erforderlich umzuwälzen. Eine Begrenzung der Fließgeschwindigkeit auf die oben genannten Werte trägt gleichzeitig zur Vermeidung von Erosionkorrosion bei.

hier ausführlicher

Hydraulischer und thermischer Abgleich in Trinkwarmwasser-Zirkulationsleitungen

Trinkwasser-Leitungssysteme - 3-Liter-Regel + 30-Sekunden-Regel

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