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. Oft wird eine ZL-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.
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.
Diese
Pumpen gibt es je nach Größe der Anlage in
verschiedenen Ausführungen.
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.
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".
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).
Ob die integrierte "
Legionellenschaltung" notwendig ist, wird neuerdings strittig betrachtet. In der Praxis kommt es auf eine
hygienische Installation und eine ausreichende
Wassertemperatur (> 55 °C) an, um den Legionellen
keine Vermehrungsgrundlage zu geben.
Eine
Zirkulationspumpe darf grundsätzlich
nicht in die
Warmwasserleitung eingebaut werden. Die
Pumpe mit Rückschlagventil wird in die
Zirkulationsleitung mit der
Fließrichtung zum Wärmeerzeuger eingebaut.
Der
Einbau in der
WW-Leitung hätte folgende
Nachteile:
- Bei jedem Zapfvorgang wird bei einer abgeschalteten ZL-Pumpe der Rotor zwangsdurchströmt (Turbinenprinzip).und die Rotorlagerung beschädigt, da die magnetischen Stabilisierungskräfte fehlen. Und bei einer eingeschalteten ZL-Pumpe wird aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit die Drehzahl extrem erhöht.
- Da das gesamte Zapfwasser durch die Zirkulationspumpe strömt, kann es unverhältnismäßig hohen Kalkablagerungen kommen.
- Bei einer ZL-Pumpe mit thermischer Regelung schaltet der Thermostat die Pumpe aus, bevor das Zapfwasser die Entnahmestelle erreicht.
Bei dem
Einbau der Zirkulationspumpen müssen die
Installationsanweisungen der jeweiligen Hersteller
beachtet werden.
Fehlerhaffte Installationen können folgende
Mängel hervorrufen:
- Falscher Einbauort: Die ZL-Pumpe wurde in die Warmwasserleitung eingebaut
- Falsche Einbaulage: Bei dem Einbau der ZL-Pumpe mit nach oben weisender Motorachse können sich Luftblasen im Rotorraum sammeln und einen Trockenlauf verursachen. Außerdem wird der Rotor nicht auf dem Lagerstift stabilisiert, wenn die Pumpe abgeschaltet ist.
- Äußere Temperatureinwirkungen: Der Einbau der ZL-Pumpe in unmittelbarer Nähe des Trinkwassererwärmers oder einer anderer Wärmequelle beeinträchtigt die Wärmeleitung die Thermostatfunktion.
- Mangelhafte Entlüftung: Luftblasen, die sich in der Zirkulationsleitung, in den Fittings und Armaturen befinden, werden durch die Fließgeschwindigkeit mitgerissen, können sich in der ZL-Pumpe festsetzen und zu einem Trockenlauf führen.
- Fehlerhafte Strangregulierung bzw. fehlerhafter Abgleich: In einer verzweigten Zirkulationsanlage kommt es durch unterschiedliche Rohrleitungswiderstände zur Unterversorgung längerer, widerstandsreicher Kreisläufe. Das Wasser fließt immer über den Kreislauf mit dem geringsten Rohrleitungswiderstand zur Zirkulationspumpe. Damit alle Kreisläufe gleichmäßig versorgt werden, müssen die einzelnen Kreisläufe mit entsprechenden Strangregulierventilen (Zirkulationsregler) hydraulisch abgeglichen werden.
Vor der
Installallation bzw.
vor der
Inbetriebnahme der Zirkulationspumpe muss die
Trinkwasseranlage (Kalt-, Warm- und Zirkulationleitung)
gespült und die Zirkulationsleitungen zusätzlich
entlüftet werden. Dadurch werden
Rotorschäden durch Montagerückstände bzw. Verschmutzungen und/oder
Lagerschäden durch einen Trockenlauf vermieden.
Eine Entlüftung der Zirkulationsleitung durch das Öffnen einer Zapfarmatur und der Verschraubung an der Pumpe reicht nicht aus, um die Leitung luftfrei zu bekommen, weil die Strömung durch das eingebaute geschlossene Rückschlagventil zum Stillstand kommt. Die Kalt- und Warmwasserleitungen werden durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit luftfrei gehalten. Da aber in einer richtig abgeglichenen Zirkulationsleitung die Strömungsgeschwindigkeit sehr gering ist, werden sich an vielen Stellen (Rohrwandungen, Rohrbögen, Armaturen) Luftpolster bilden. Diese können dann später in die Pumpe kommen und dort zum Trockenlauf führen.
Zum Entlüften der Zirkulationspumpen mit Kugelmotor gibt es einen Entlüftungsflansch, der statt des Motors auf das Pumpengehäuse aufgeschraubt wird. Nachdem ein Ablaufschlauch auf den Schlauchstutzen aufgesteckt wurde, kann durch Öffnen des der Absperr- bzw. Wartungsarmatur die Zirkulationsanlage durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit entlüftet werden. Die Luft, die sich nach Aufschrauben des Motors noch im Pumpengehäuse befindet, wird nach dem Einschalten der ZL-Pumpe relativ schnell abgebaut. In Anlagen, die ZL-Pumpen mit Laufrad haben, muss ein Spülstutzen vorgesehen werden.
Zirkulationssysteme mit mehreren Einzelsträngen müssen strangweise entlüftet werden. Hierbei sind die eingebauten Strangregulierventile zu schließen. Bei dem Einsatz von thermostatischen Strangregulierventilen muss das System im kalten Zustand entlüftet werden
Jede Zirkulationsanlage benötigt ein
Rückschlagventil (Rückflussverhinderer). Nur dadurch wird gewährleistet, dass das warme
Wasser nur über die Warmwasserlleitung zu den Zapfstellen kommt. Das Rückschlagventil verhindert, dass bei einem Zapfvorgang das
Wasser über die Zirkulationsleitung und durch die Zirkulationspumpe zu den Zapfstellen fließen kann. Das Rückschlagventil kann schon
in der Zirkulationspumpen mit V-Pumpengehäuse
eingebaut sein oder es wird extern auf der
Druckseite der
Pumpe installiert.
Ein
fehlendes Rückschlagventil kann zu folgenden
Störungen führen:
- Wenn bei einem abgeschaltetem Motor Warmwasser gezapft, wird der Rotor entgegengesetzt der Fließrichtung zwangsdurchströmt. Die Rotorlagerung wird beschädigt, da die magnetischen Stabilisierungskräfte fehlen.
- Wenn der Fließdruck höher ist als der Förderdruck der Pumpe dreht der Rotor gegen die Drehrichtung und der Motor kann Schaden nehmen.
- Bei einem abgeschaltetem Motor kann eine einsetzende Schwerkraftzirkulation die Regelung der Zirkulationsanlage (z. B. Zeitschaltuhr) unwirksam machen.
- Beim Anschluss der Zirkulationsleitung an die Kaltwasserzuleitung, z. B. bei einem zentralem Mischventil, kann kaltes Wasser durch die Zirkulationspumpe ströemen. Dadurch kommt es zur Kondensatbildung im Motorraum. Der elektrisch aktive Teil des Motors wird zerstört.
- Eine thermisch gesteuerte Zirkulationspumpe schaltet ab.