Warmwasserzirkulation im Bestand: Die häufigsten Probleme systematisch beheben

Die wichtigsten ­Fehlerquellen

Temperatur in Strängen wird nicht erreicht:

• Pumpe zu klein dimensioniert
• Temperaturschwankungen am Trinkwassererwärmer
• fehlender hydraulischer Abgleich
• fehlende maximale Volumenstrombegrenzung
• Luft im Warmwassersystem
• festsitzende Regulierventile

Temperatur in Strängen nahe ­Austrittstemperatur des Trink­wassererwärmers bzw. zu hoch:

• Zirkulationspumpe zu groß ­ausgelegt
• Aufschwingen des Regelsystems
• fehlender hydraulischer Abgleich
• kVmin der Ventile zu groß für ­benötigten Volumenstrom
• festsitzende Regulierventile

Hohe Austrittstemperaturen am Trinkwassererwärmer notwendig (> 60 °C):

• Zirkulationspumpe zu klein ­dimensioniert
• unzureichende Dämmung der Warmwasserleitungen
• fehlender hydraulischer Abgleich

Die Ursachen, warum eine Trinkwarmwasser-Zirkulation gerade in Bestandsobjekten nicht „funktioniert“, sind genauso vielfältig und individuell wie die Gebäude, in denen sie installiert sind. Und da es zudem meist auch keine belastbaren Dokumentationen zur Trinkwasser-Installation (mehr) gibt, hilft bei der Fehlersuche nur eines: eine möglichst systematische Vorgehensweise.

Lesen Sie dazu auch: Trinkwarmwasser: Wie funktioniert eine effiziente Zirkulation?

Warum eigentlich Zirkulation?

Zirkulationssysteme in Warmwasser-Installa­tionen haben vor allem eine Aufgabe: speziell in größeren Objekten – wie Mehrfamilienhäusern – den Warmwasserkomfort an allen Zapfstellen sicherzustellen. Denn ­eine Zirkulation hat deutlich kürzere Ausstoßzeiten, als dies bei Stichleitungen der Fall ist.

Gleichzeitig wird als Nebeneffekt der ­Erhalt der Trinkwassergüte nach DVGW-­Arbeitsblatt W 551 unterstützt, da bei entsprechender Auslegung über die Zirkulation die normativ für Trinkwasser warm geforderten Systemtemperaturen von 60/55 °C zwischen Speicheraus- und -wiedereintritt in der gesamten Installation sichergestellt werden können.

Die Bemessung von Zirkulationssystemen erfolgt dabei nach DVGW-Arbeitsblatt W 553 bzw. DIN 1988‑300. Außerdem muss ein hydraulischer Abgleich vorgenommen werden.

Typische Anzeichen für Probleme

Dass die ursprünglich im Zirkulationssystem eingestellte Temperaturhaltung nicht mehr passt, wird zumeist erst offenkundig, wenn sich die Nutzer über Komforteinbußen beklagen. Dabei sind zu niedrige, manchmal auch zu hohe oder sogar schwankende Zapftemperaturen typische Indikatoren für aus dem Gleichgewicht geratene Zirkulationssysteme.

Außerdem lohnt sich ein Blick auf den Trinkwassererwärmer. Denn gerade in ­älteren Objekten wurde oftmals die Speicher­austrittstemperatur auf 65 °C oder mehr erhöht, um eine komfortable Warmwasserversorgung auch an weit entfernt gelegenen Zapfstellen zu erreichen. Das mildert zwar vielleicht die Symptome, ändert aber nichts an der Ursache – und führt im Ergebnis nur zu einem massiv erhöhten Energieverbrauch für die Warmwasserbereitung sowie zu erheblichen Verkalkungsrisiken.

Systematische Ursachenforschung

Zu Beginn einer systematischen Ursachenforschung sollte in jedem Fall eine sorgfältige Bestandsaufnahme der Trinkwasser-Installation stehen. Beginnend am Wärmeerzeuger bzw. Trinkwassererwärmer lassen sich entlang der Fließwege bereits wesentliche potenzielle Fehlerquellen schon per Sichtprüfung ermitteln. Hierzu gehören:

• falsch dimensionierte oder nicht auf die passende Förderhöhe eingestellte ­Zirkulationspumpen
• nicht vorhandene oder nicht mehr ­funktionsfähige Regulierventile
• zu kleine Zirkulationskreise mit darauf nicht abgestimmten Regulierventilen (zu hohes kV_min für den Volumenstrom)
• unzureichende Dämmung mit ent­sprechenden Wärmeverlusten an den Verteilleitungen.

Systematische Fehlerbehebung

Ausgehend von der Bestandsaufnahme und der groben Eingrenzung möglicher Ursachen für eine nicht funktionierende Warm­wasserzirkulation schließt sich eine ­genauso ­sys­tematische Fehlerbehebung an. Idealerweise beginnt diese bei der Trinkwassererwärmung bzw. Bereitstellung des Warmwassers, um die Konstanz der PWH-Eintrittstemperaturen in den Zirkulationskreis zu gewährleisten. Oftmals verursachen hier lediglich defekte Temperaturfühler und/oder (deswegen) tak­tende Wärmeerzeuger das Problem – und der Fehler ist nach einem Austausch auch schon ­behoben.

Ähnlich sieht es bei nicht passenden bzw. nicht korrekt eingestellten Zirkulationspumpen aus, die entweder eine zu geringe oder eine zu hohe Förderleistung haben. Im ersten Fall wird die Solltemperatur zumindest in den pumpenfernen Strängen gar nicht erst erreicht, im zweiten Fall liegt sie nur geringfügig unter der Speicheraustrittstemperatur.

Bevor jedoch hier eine Neueinstellung der Zirkulationspumpen oder gar ein Pumpenaustausch erfolgt, sollte zumindest eine überschlägige Rohrnetzberechnung zur Ermittlung der Druckverluste vorgenommen werden. Sie dient als Grundlage für einen passenden hydraulischen Abgleich der Zirkulation mittels der vorhandenen oder neu zu installierender Zirkulationsregulierventile. Zur Auswahl stehen dabei aktuell drei ­Varianten:

• statische Regulierventile
• thermostatische Regulierventile
• elektronisch gesteuerte Regulierventile.

Bei den beiden erstgenannten Ventil­varianten muss ein fester hydraulischer ­Widerstand, der sogenannte k_V‑Wert, auf ­Basis der Berechnungen voreingestellt werden. Statische Regulierventile drosseln dann den Volumenstrom entsprechend immer gleich.

Thermostatische Ventile erlauben eine gewisse Veränderung des Volumenstroms entlang ­einer Regelcharakteristik, die sich nach einem Temperatursollwert richtet. Inwieweit dieser Sollwert erreicht wird, muss – wie bei den statischen Ventilen – im Betrieb geprüft werden, um gegebenenfalls nachzujustieren.

Bei elektronisch gesteuerten, automatischen Zirkulationsregulierventilen ist zwar auch die Voreinstellung einer Solltemperatur erforderlich (werksseitig zum Beispiel 57 °C), der Volumenstrom wird jedoch über einen integrierten Temperaturfühler kontinuierlich nachgeregelt. Das Ventil gleicht also wechselnde Betriebsbedingungen – selbst bei Anlagenveränderungen – selbsttätig aus. Daher können solche Ventile besonders in Warmwasser-Zirkulationssystemen eingebaut werden, bei denen keine detaillierten Informa­tionen über das Rohrnetz vorliegen bzw. eine Bestandsaufnahme nur eingeschränkt möglich ist. Gleiches gilt für Zirkulationskreise, die nach dem Beimischverfahren ausgelegt wurden.

Komplettiert wird die Neueinstellung der zirkulierenden Warmwasser-Installation schließlich auch in Bestandsobjekten durch eine 100-Prozent-Dämmung der entsprechenden Rohrleitungen zur Verringerung der Energieverluste sowie der Entlüftung des Gesamtsystems. Die Dämmung trägt im Übrigen zusätzlich dazu bei, kaltgehende Trinkwasser-Installationen gegen Fremderwärmung zu schützen. Das ist ebenfalls ein Beitrag zum Erhalt der Trinkwassergüte, da sich bei Temperaturen über 25°C auch auf der Kaltwasserseite möglicherweise Legionellen bilden.

Grenzen des Machbaren

Die zuvor beschriebenen (Sanierungs-)Maßnahmen gehen davon aus, dass auf grund­legende Eingriffe in die Zirkulationsinstallation verzichtet wird. Unter bestimmten Umständen können solche Eingriffe jedoch unumgänglich sein. Typisch dafür sind Großobjekte, häufig Krankenhäuser, in denen mit dem Ziel des Erhalts der Trinkwassergüte („­Wasser muss fließen“) zusätzlich zu den zirkulierenden Hauptverteilungen von Trinkwasser warm davon abgehend beispielsweise weitere PWH‑C-Kreise auf den Etagen installiert wurden.

Solche „Unter-Zirkulationskreise“ zeichnen sich häufig durch nur sehr geringe Volumenströme aus, die mangels geeigneter Ventiltechnik entweder thermisch nicht wirklich einreguliert werden können oder in denen die Zirkulationsregulierventile nach einer gewissen Betriebszeit festsitzen, weil sie im Prinzip nie in einen hinreichenden Regelbetrieb gelangen. Oder die Zirkulationsregulierventile wurden aus baulichen Gründen nicht an der planerisch vorgesehenen Position eingesetzt und der Einstellwert stimmt deswegen nicht.

Derartige Installationen sollten möglichst zurückgebaut und durch durchgeschliffene Stichleitungen in die Nutzungseinheiten ersetzt werden. Vor allem, da der Fachhandwerker selbst bei diesen Installationen den hydraulischen Abgleich schuldet, da es sich ansonsten um einen Mangel handelt.

Fazit

Hydraulische Probleme in zirkulierenden Warmwassersystemen in Bestandsobjekten können unterschiedliche Ursachen haben. Deutlich werden sie – neben Komfortein­bußen – vor allem an zu niedrigen oder zu hohen Temperaturen in den Strängen sowie an zu hohen Austrittstemperaturen des PWH am Trinkwassererwärmer. Um die Probleme zielführend zu beheben, empfiehlt sich ausgehend von diesen drei typischen Indikatoren eine systematische Vorgehensweise, die das gesamte PWH‑C-System umfasst.

Neben verschiedenen Einzelmaßnahmen, wie etwa einer Anpassung der Pumpenleistung, ist dann in aller Regel aber ein quali­fizierter hydraulischer Abgleich unverzichtbar. Durch den Einsatz elektronisch gesteuerter automatischer Zirkulationsregulierventile ist das selbst in Bestandsanlagen möglich, zu denen es keine belastbaren Dokumentationen und damit auch keine Informationen zu den installierten Rohrleitungssystemen inklusive Dimensionen, verbauten Formteilen etc. mehr gibt.

Dieser Artikel von Dr. Christian Schauer erschien zuerst in SBZ-Ausgabe 06/2022. Dr. Christian Schauer ist Director des Kompetenz­zentrums Wasser, Corporate Technology bei dem Systemhersteller von ­Installationstechnik Viega, Attendorn.