Wer kennt es nicht – im Erdgeschoss wird erwartungsfroh die Ba-dewanne mit heißem Wasser gefüllt, während gleichzeitig jemand im Dachgeschoss duscht.
Die Folge:
Deutliche hörbare Schreie im Haus, da das Duschwasser plötzlich viel zu heiß ist und es bei veralteten Armaturen sogar zu Verbrühungen kommen kann.
Auslöser dieser unfreiwilligen Wechselbäder sind oft unterschiedliche Druckverhältnisse die entstehen, wenn an mehreren Stellen gleichzeitig Wasser entnommen wird. Temperaturschwankungen können immer dann besonders groß sein, wenn mehrere Zapfstellen an einer Leitung angeschlossen sind. Denn je mehr Entnahmestellen gleichzeitig geöffnet werden, desto geringer ist der Fließdruck.
Die Situation:
Anstatt der zusätzlichen Kaltwasserentnahme findet eine zusätzliche Warmwasserentnahme statt.
Die Folgen: Die Mischtemperatur am Auslauf sinkt
Keine Temperaturschwankungen sind hingegen zu erwarten, wenn in den Verteilleitungen kalt und warm eine gleichzeitige zusätzliche Wasserentnahme stattfindet. Die geringeren Fließdrücke an den Anschlusspunkten vor der Mischarmatur haben dann jedoch einen geringeren Entnahmedurchfluss zur Folge.
Weitere Störfaktoren
Durch die Verwendung von Sparbrausen oder dem Einsatz von Mengenbegrenzern im Auslauf einer Armatur verschärft sich die Situation deutlich. Ist die abfließende Menge im Auslauf geringer als die von der Armatur gelieferte Menge, entsteht im Brauseschlauch ein Rückstau, was wiederum dazu führt, dass das mit eventuell höherem Druck fließende Warmwasser den Weg des geringsten Widerstandes wählt und in die Kaltwasserinstallation drückt. Dieser Gegendruck hat dann zur Folge, dass der Fließdruck in der Kaltwasser-Anschlussleitung steigt und der Kaltwasserfluss merklich gebremst wird oder sogar gänzlich zum Erliegen kommt. Durch die geringen Kaltwasseranteile und die nach wie vor gleichbleibenden Warmwasseranteile steigt die Mischtemperatur beim Auslauf markant an. Wird die Installation für Trinkwasser (kalt) und (warm) mit dem gleichen Druck betrieben, kann es auf Grund der Volumenausdehnung im Trinkwasser (warm) während der Erwärmung zu einer Druckerhöhung auf der Warmwasserseite kommen.
Abhilfe durch Druckminderer - Aufgaben eines Druckminderers
Warum die Anordnung von Druckminderern so wichtig ist
Die Anordnung eines Druckminderers erfolgt im Normalfall zentral im Bereich des Hausanschlusses.
Auf diese Weise wird die gesamte Trinkwasseranlage, also die Kalt- und Warmwasserleitungen, mit annähernd gleichem Druck betrieben. Diese Betriebsbedingung ist eine wichtige Voraussetzung für die einwandfreie Funktion von Entnahmearmaturen, wie Einhebelmischern und Thermostatbatterien.
Was passiert bei unterschiedlichen Drücken?
Würde ein Einhebelmischer mit sich deutlich unterscheidenden Drücken auf der Kalt- und Warmwasserseite versorgt, geht der Komfortbereich der Armatur verloren. Ist der Kaltwasserdruck z. B. deutlich größer als der anliegende Warmwasserdruck, kann man an der Armatur kaum einen Mischwasserbereich einregeln; beim schwenken des Hebels wechselt die Temperatur des ausfließenden Wassers direkt von „kalt“ auf „heiß“.
Zentral vs. Dezentral: Wo liegen die Unterschiede?
Die zentrale Anordnung
Eine zentrale Anordnung des Druckminderers direkt im Bereich des Hausanschlusses stellt annähernd gleiche Drücke auf der Kalt und Warmwasserseite sicher.
Voraussetzung: Die Fließwege für das kalte und das warme Wasser sind in etwa gleich lang.
Ausnahmesituation:
Gäste-WC im EG mit Einhebelmischer:
-> das Kaltwasser wird unmittelbar hinter dem Wasserhausanschluss abgezweigt
-> das warme Wasser für diese Armatur fließt aber erst ins Dachge-schoss, wird dort z.B. in einer Dachheizzentrale erwärmt und muss dann wieder den gesamten Fließweg zurück ins Erdgeschoss antreten.
Ergebnis: Die zentrale Anordnung des Druckminderers führt zu unerwünschten, unterschiedlichen Kalt- und Warmwasserdrücken im System.
Der Kaltwasserdruck wird zwar zentral geregelt, jedoch zweigt die Zuleitung zum Trinkwassererwärmer vor dem Druckminderer ab.
Die Lösung:
Das Wasser erreicht ungemindert den Trinkwassererwärmer und wird dann unmittelbar vor diesem auf den gewünschten Druck reduziert. Dieser Einsatz von zwei zentralen/dezentralen Druckminderern hält dann auch bei stark unterschiedlichen Leitungswegen oder Druckverlusten die druckbedingten Komforteinbußen in Grenzen.
Die Dezentrale Anordnung
• Die Kaltwasserleitungen werden ohne Druckminderung betrieben.
• Der Druckminderer sitzt vor dem Trinkwassererwärmer.
Die Folge:
unterschiedliche Drücke in der Kalt- und Warmwasserleitung.
Neben den Komforteinbußen besteht hier zusätzlich noch die Gefahr eines so genannten Überströmens: In den Entnahmearmaturen (z. B. Zweigriffarmatur, Einhandmischer, Thermostat) mischt sich das kalte und das warme Wasser – hier allerdings mit unterschiedlichen Drücken.
Die Folgen:
-> Das Kaltwasser drückt mit einem höheren Fließdruck über die Armatur in die Warmwasserleitung zurück.
-> Der unerwünschte Druckanstieg im Warmwasser führt zu einem ständigen Abtropfen des Sicherheitsventils am Trinkwassererwärmer.
Überströmen bei zentraler Anordnung
Ein Überströmen über Entnahmearmaturen kann jedoch auch stattfinden, wenn der Druckminderer zentral im Bereich des Hausanschlusses angeordnet ist. Nämlich dann, wenn der Hinterdruck des Druckminderers geringer ist als der Ansprechdruck des Sicherheitsventils am Trinkwassererwärmer.
Die Folgen:
-> Trinkwassererwärmer heizt auf.
-> Druck auf der Warmwasserseite steigt an.
-> Der warmwasserseitige Druck ist höher als der in der Kaltwasserlei-tung.
-> Warmwasser drückt gegen die Fließrichtung in die Kaltwasserleitung zurück und erzeugt hier einen ungewollten Druckanstieg.
Auf die richtige Dimensionierung kommt es an
TIPP
Druckminderer dürfen niemals nach der Nennweite der Leitung ausge-wählt werden, sondern müssen nach dem erforderlichen Durchfluss dimensioniert werden.
Eine für den tatsächlich durchfließenden Volumenstrom zu groß ausgelegte Armatur muss unter Umständen mit einer für sie relativ kleinen Durchflussmenge arbeiten. Das hat zur Folge, dass das Ventil nahezu im Schließbereich agiert.
• geringe Wassermenge passiert das Ventil
• Dies erzeugt auf der Ausgangsseite einen Schließdruck.
• Unmittelbar nachdem der Druckminderer geschlossen ist, öff-net er auf Grund des Druckabfalls (bedingt durch die immer noch stattfindende Wasserentnahme) wieder auf der Ausgangsseite.
Folge: der Druckminderer beginnt zu „pumpen“.
Das kann zu Instabilitäten im Regelverhalten und schlimmstenfalls zu Geräuschentwicklung und Beschädigungen durch Kavitation bei metallenen Druckminderen mit metallenen Sitzeinheiten führen.
Dimensionierung im Anlagenbau
Während die Rohrleitungen neuer Trinkwasser-Installationen heute aus Gründen der Hygiene bedarfsangepasst dimensioniert werden, sind im Anlagenbestand häufig überdimensionierte Leitungen zu finden. Besonders bei der Nachrüstung oder beim Austausch von Druckminderern ist die Gefahr groß, dass die Auswahl des Druckminderers entsprechend der Nennweite der Wasserleitung
Für Gesundheit und Umwelt: Die Wahl des richtigen Materials
Zugelassene Materialien
Untersuchungen, die im Jahr 2013 durch das Umweltbundesamt veröffentlicht wurden, zeigen, dass Blei auch bei sehr niedrigen Aufnahmemengen toxisch wirkt. Es kann hierdurch zum Beispiel zu Beeinträchtigungen von Intelligenz- und Aufmerksamkeitsleistungen bei Kindern kommen.
Nach § 17 TrinkwV dürfen für die Neuerrichtung und auch für die Instandhaltung von Trinkwasser-Installationen nur Materialien und Werkstoffe mit folgenden Eigenschaften eingesetzt werden:
Materialien müssen ausdrücklich für Trinkwasser geeignet sein.
Trinkwasser darf durch diese nicht nachteilig verändert werden.
Der Geruch oder der Geschmack des Trinkwassers darf durch diese nicht verändert werden.
Damit beispielsweise ein potenziell vorhandener Bleigehalt im Trinkwasser möglichst niedrig ist, sollten aus Blei gefertigte Bestandteile in Hausinstallationen ersetzt werden, wenn dies wirtschaftlich und technisch machbar ist, insbesondere im Falle einer Instandsetzung oder Sanierung bestehender Installationen. Diese Bauteile sollten durch Materialien ersetzt werden, die die festgelegten Mindestanforderungen für Materialien einhalten, die mit Wasser in Berührung kommen. Im aktuellen Entwurf der EU-Richtlinie über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch ist zwar noch ein Grenzwert für Blei im Trinkwasser von 10 µm/l festgehalten, jedoch verbunden mit der dringenden Empfehlung, diesen Wert innerhalb der kommenden 15 Jahre auf 5 µm/l zu reduzieren.
Das Fazit: Geregelte Verhältnisse
Eine unzureichende Druckregelung in Trinkwasser-Installationen kann zu sich oftmals ändernden Fließdrücken führen. Solche Druckschwankungen bewirken vor der Entnahmearmatur eine häufige Änderung der Mischverhältnisse des Kalt- zu Warmwasseranteils - die Folge sind Temperaturschwankungen, die besonders beim Duschen empfindlich wahrgenommen werden. Druckminderer können hier für „geregelte“ Verhältnisse sorgen.
Gerade, wenn die tatsächlichen Spitzenvolumenströme nur nachträglich geschätzt werden können, kann es wichtig sein, einen Druckminderer zu verwenden, der zu Deckung von Bedarfsspitzen einen hohen Volumenstrom erlaubt, um die Anforderungen der DIN EN 806 Teil 2 zu erfüllen. Druckminderer mit einer geringen Regelträgheit (kleine Hysterese) ermöglichen zudem eine bessere Regelung bei Mischprozessen.
Die Folge:
Deutliche hörbare Schreie im Haus, da das Duschwasser plötzlich viel zu heiß ist und es bei veralteten Armaturen sogar zu Verbrühungen kommen kann.
Auslöser dieser unfreiwilligen Wechselbäder sind oft unterschiedliche Druckverhältnisse die entstehen, wenn an mehreren Stellen gleichzeitig Wasser entnommen wird. Temperaturschwankungen können immer dann besonders groß sein, wenn mehrere Zapfstellen an einer Leitung angeschlossen sind. Denn je mehr Entnahmestellen gleichzeitig geöffnet werden, desto geringer ist der Fließdruck.
Die Situation:
- Zentraler Trinkwassererwärmer im Keller
- Während des Duschvorgangs wird zusätzlich Trinkwasser (kalt) entnommen.
- Druckverlust in der Verteilerleitung erhöht sich.
- Fließdruck am Anschluss der Mischarmatur sinkt.
- Durch die geringeren Kaltwasseranteile und die nach wie vor gleichbleibenden Warmwasseranteile steigt die Mischtemperatur unter der Dusche.
Anstatt der zusätzlichen Kaltwasserentnahme findet eine zusätzliche Warmwasserentnahme statt.
Die Folgen: Die Mischtemperatur am Auslauf sinkt
Keine Temperaturschwankungen sind hingegen zu erwarten, wenn in den Verteilleitungen kalt und warm eine gleichzeitige zusätzliche Wasserentnahme stattfindet. Die geringeren Fließdrücke an den Anschlusspunkten vor der Mischarmatur haben dann jedoch einen geringeren Entnahmedurchfluss zur Folge.
Weitere Störfaktoren
Durch die Verwendung von Sparbrausen oder dem Einsatz von Mengenbegrenzern im Auslauf einer Armatur verschärft sich die Situation deutlich. Ist die abfließende Menge im Auslauf geringer als die von der Armatur gelieferte Menge, entsteht im Brauseschlauch ein Rückstau, was wiederum dazu führt, dass das mit eventuell höherem Druck fließende Warmwasser den Weg des geringsten Widerstandes wählt und in die Kaltwasserinstallation drückt. Dieser Gegendruck hat dann zur Folge, dass der Fließdruck in der Kaltwasser-Anschlussleitung steigt und der Kaltwasserfluss merklich gebremst wird oder sogar gänzlich zum Erliegen kommt. Durch die geringen Kaltwasseranteile und die nach wie vor gleichbleibenden Warmwasseranteile steigt die Mischtemperatur beim Auslauf markant an. Wird die Installation für Trinkwasser (kalt) und (warm) mit dem gleichen Druck betrieben, kann es auf Grund der Volumenausdehnung im Trinkwasser (warm) während der Erwärmung zu einer Druckerhöhung auf der Warmwasserseite kommen.
Abhilfe durch Druckminderer - Aufgaben eines Druckminderers
- Herabsetzen eines relativ hohen Versorgungsdrucks auf einen gewünschten Druckwert
- Sie halten den gewünschten Druckwert konstant
- Sie schützen nachgeschaltete Geräte, Armaturen und Installationen vor zu hohem Druck
- Sie reduzieren den Wasserverbrauch
- Sie minimieren Fließgeräusche
Warum die Anordnung von Druckminderern so wichtig ist
Die Anordnung eines Druckminderers erfolgt im Normalfall zentral im Bereich des Hausanschlusses.
Auf diese Weise wird die gesamte Trinkwasseranlage, also die Kalt- und Warmwasserleitungen, mit annähernd gleichem Druck betrieben. Diese Betriebsbedingung ist eine wichtige Voraussetzung für die einwandfreie Funktion von Entnahmearmaturen, wie Einhebelmischern und Thermostatbatterien.
Was passiert bei unterschiedlichen Drücken?
Würde ein Einhebelmischer mit sich deutlich unterscheidenden Drücken auf der Kalt- und Warmwasserseite versorgt, geht der Komfortbereich der Armatur verloren. Ist der Kaltwasserdruck z. B. deutlich größer als der anliegende Warmwasserdruck, kann man an der Armatur kaum einen Mischwasserbereich einregeln; beim schwenken des Hebels wechselt die Temperatur des ausfließenden Wassers direkt von „kalt“ auf „heiß“.
Zentral vs. Dezentral: Wo liegen die Unterschiede?
Die zentrale Anordnung
Eine zentrale Anordnung des Druckminderers direkt im Bereich des Hausanschlusses stellt annähernd gleiche Drücke auf der Kalt und Warmwasserseite sicher.
Voraussetzung: Die Fließwege für das kalte und das warme Wasser sind in etwa gleich lang.
Ausnahmesituation:
Gäste-WC im EG mit Einhebelmischer:
-> das Kaltwasser wird unmittelbar hinter dem Wasserhausanschluss abgezweigt
-> das warme Wasser für diese Armatur fließt aber erst ins Dachge-schoss, wird dort z.B. in einer Dachheizzentrale erwärmt und muss dann wieder den gesamten Fließweg zurück ins Erdgeschoss antreten.
Ergebnis: Die zentrale Anordnung des Druckminderers führt zu unerwünschten, unterschiedlichen Kalt- und Warmwasserdrücken im System.
Der Kaltwasserdruck wird zwar zentral geregelt, jedoch zweigt die Zuleitung zum Trinkwassererwärmer vor dem Druckminderer ab.
Die Lösung:
Das Wasser erreicht ungemindert den Trinkwassererwärmer und wird dann unmittelbar vor diesem auf den gewünschten Druck reduziert. Dieser Einsatz von zwei zentralen/dezentralen Druckminderern hält dann auch bei stark unterschiedlichen Leitungswegen oder Druckverlusten die druckbedingten Komforteinbußen in Grenzen.
Die Dezentrale Anordnung
• Die Kaltwasserleitungen werden ohne Druckminderung betrieben.
• Der Druckminderer sitzt vor dem Trinkwassererwärmer.
Die Folge:
unterschiedliche Drücke in der Kalt- und Warmwasserleitung.
Neben den Komforteinbußen besteht hier zusätzlich noch die Gefahr eines so genannten Überströmens: In den Entnahmearmaturen (z. B. Zweigriffarmatur, Einhandmischer, Thermostat) mischt sich das kalte und das warme Wasser – hier allerdings mit unterschiedlichen Drücken.
Die Folgen:
-> Das Kaltwasser drückt mit einem höheren Fließdruck über die Armatur in die Warmwasserleitung zurück.
-> Der unerwünschte Druckanstieg im Warmwasser führt zu einem ständigen Abtropfen des Sicherheitsventils am Trinkwassererwärmer.
Überströmen bei zentraler Anordnung
Ein Überströmen über Entnahmearmaturen kann jedoch auch stattfinden, wenn der Druckminderer zentral im Bereich des Hausanschlusses angeordnet ist. Nämlich dann, wenn der Hinterdruck des Druckminderers geringer ist als der Ansprechdruck des Sicherheitsventils am Trinkwassererwärmer.
Die Folgen:
-> Trinkwassererwärmer heizt auf.
-> Druck auf der Warmwasserseite steigt an.
-> Der warmwasserseitige Druck ist höher als der in der Kaltwasserlei-tung.
-> Warmwasser drückt gegen die Fließrichtung in die Kaltwasserleitung zurück und erzeugt hier einen ungewollten Druckanstieg.
Auf die richtige Dimensionierung kommt es an
TIPP
Druckminderer dürfen niemals nach der Nennweite der Leitung ausge-wählt werden, sondern müssen nach dem erforderlichen Durchfluss dimensioniert werden.
Eine für den tatsächlich durchfließenden Volumenstrom zu groß ausgelegte Armatur muss unter Umständen mit einer für sie relativ kleinen Durchflussmenge arbeiten. Das hat zur Folge, dass das Ventil nahezu im Schließbereich agiert.
• geringe Wassermenge passiert das Ventil
• Dies erzeugt auf der Ausgangsseite einen Schließdruck.
• Unmittelbar nachdem der Druckminderer geschlossen ist, öff-net er auf Grund des Druckabfalls (bedingt durch die immer noch stattfindende Wasserentnahme) wieder auf der Ausgangsseite.
Folge: der Druckminderer beginnt zu „pumpen“.
Das kann zu Instabilitäten im Regelverhalten und schlimmstenfalls zu Geräuschentwicklung und Beschädigungen durch Kavitation bei metallenen Druckminderen mit metallenen Sitzeinheiten führen.
Dimensionierung im Anlagenbau
Während die Rohrleitungen neuer Trinkwasser-Installationen heute aus Gründen der Hygiene bedarfsangepasst dimensioniert werden, sind im Anlagenbestand häufig überdimensionierte Leitungen zu finden. Besonders bei der Nachrüstung oder beim Austausch von Druckminderern ist die Gefahr groß, dass die Auswahl des Druckminderers entsprechend der Nennweite der Wasserleitung
Für Gesundheit und Umwelt: Die Wahl des richtigen Materials
Zugelassene Materialien
Untersuchungen, die im Jahr 2013 durch das Umweltbundesamt veröffentlicht wurden, zeigen, dass Blei auch bei sehr niedrigen Aufnahmemengen toxisch wirkt. Es kann hierdurch zum Beispiel zu Beeinträchtigungen von Intelligenz- und Aufmerksamkeitsleistungen bei Kindern kommen.
Nach § 17 TrinkwV dürfen für die Neuerrichtung und auch für die Instandhaltung von Trinkwasser-Installationen nur Materialien und Werkstoffe mit folgenden Eigenschaften eingesetzt werden:
Materialien müssen ausdrücklich für Trinkwasser geeignet sein.
Trinkwasser darf durch diese nicht nachteilig verändert werden.
Der Geruch oder der Geschmack des Trinkwassers darf durch diese nicht verändert werden.
Damit beispielsweise ein potenziell vorhandener Bleigehalt im Trinkwasser möglichst niedrig ist, sollten aus Blei gefertigte Bestandteile in Hausinstallationen ersetzt werden, wenn dies wirtschaftlich und technisch machbar ist, insbesondere im Falle einer Instandsetzung oder Sanierung bestehender Installationen. Diese Bauteile sollten durch Materialien ersetzt werden, die die festgelegten Mindestanforderungen für Materialien einhalten, die mit Wasser in Berührung kommen. Im aktuellen Entwurf der EU-Richtlinie über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch ist zwar noch ein Grenzwert für Blei im Trinkwasser von 10 µm/l festgehalten, jedoch verbunden mit der dringenden Empfehlung, diesen Wert innerhalb der kommenden 15 Jahre auf 5 µm/l zu reduzieren.
Das Fazit: Geregelte Verhältnisse
Eine unzureichende Druckregelung in Trinkwasser-Installationen kann zu sich oftmals ändernden Fließdrücken führen. Solche Druckschwankungen bewirken vor der Entnahmearmatur eine häufige Änderung der Mischverhältnisse des Kalt- zu Warmwasseranteils - die Folge sind Temperaturschwankungen, die besonders beim Duschen empfindlich wahrgenommen werden. Druckminderer können hier für „geregelte“ Verhältnisse sorgen.
Gerade, wenn die tatsächlichen Spitzenvolumenströme nur nachträglich geschätzt werden können, kann es wichtig sein, einen Druckminderer zu verwenden, der zu Deckung von Bedarfsspitzen einen hohen Volumenstrom erlaubt, um die Anforderungen der DIN EN 806 Teil 2 zu erfüllen. Druckminderer mit einer geringen Regelträgheit (kleine Hysterese) ermöglichen zudem eine bessere Regelung bei Mischprozessen.
