Worauf es bei Ausdehnungsgefäßen in Trinkwasseranlagen ankommt
Zum einen müssen trinkwassertaugliche Bauteile verwendet und Komponenten aus Stahl zur Verhinderung von Rostbildung entsprechend beschichtet werden. Zum anderen haben die Gefäße, wie in der DIN 4807-5 festgelegt, durchströmt zu sein und für einen ständigen Wasseraustausch zu sorgen.
Denn in stagnierendem Wasser kann es zu einer gesundheitsgefährdenden Bakterienbildung, zum Beispiel von Legionella, kommen. Es werden verschiedene Ausdehnungsgefäße am Markt angeboten, die sich in ihrer Konstruktion unterscheiden: vollständig oder teilweise durchströmt, geschweißte Gefäße oder solche mit Klemmring, mit Hut-, Balg- oder Sackmembran. All diese Merkmale haben Einfluss auf die Hygiene des Gefäßes.
Wasserverluste minimieren
Allein die Warmwasserspeicher in Wohnhäusern verlieren jährlich viele Millionen Liter Trinkwasser, das aus der Entlüftungs- und Ausdehnungsleitung entweicht. Da diese Systeme den Druckanstieg bei Erwärmung des Wassers nicht kompensieren können, öffnet sich das Ventil. Dadurch weicht nicht nur bereits erwärmtes Wasser aus, auch kann an einem einmal geöffneten Sicherheitsventil Schmutz haften bleiben, der möglicherweise zu Kalkablagerungen führt. Infolgedessen schließt das Ventil nicht mehr richtig und es kommt zu permanenten Wasserverlusten. Auf diese Weise entstehen ein erhöhter Wasser- und Energieverbrauch sowie ein größerer Wartungsbedarf, der sich in Mehrkosten niederschlägt.
Mit dem Einbau eines Membranausdehnungsgefäßes (MAG), das die temperaturbedingten Volumenausdehnungen des Wassers kompensiert und den Anlagendruck nahezu konstant hält, werden solche Verluste vermieden. Jedoch müssen die Gefäße für den Einsatz in Trinkwassersystemen strengen hygienischen Anforderungen genügen, um eine hohe Wasserqualität und den Schutz der menschlichen Gesundheit zu gewährleisten.
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Geprüfte Materialtauglichkeit
Zunächst müssen alle Bauteile in den MAG geprüft trinkwassertauglich sein. Sie dürfen keine Stoffe an das Wasser abgeben, die es geruchlich, farblich, geschmacklich oder in anderer Weise negativ beeinträchtigen könnten. Der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfachs (DVGW) hat dafür die sogenannte KTW (Kunststoff-Trinkwasser)-Richtlinie herausgegeben. Sie legt fest, welche Stoffe in welcher Konzentration in den Materialien für Bauteile mit Trinkwasserkontakt gestattet sind. Alle zugelassenen Materialien bekommen das KTW-Zertifikat.
Ein zweiter Aspekt bei der Beurteilung der zu verwendenden Materialien ist die Beschränkung des Wachstums von Mikroorganismen. Diese können bei Kontakt oder Einnahme des Wassers die menschliche Gesundheit schädigen. Um dem vorzubeugen, hat der DVGW ein Prüfverfahren entwickelt, festgehalten im Arbeitsblatt W 270. Es besagt: „Produkte, die in allen untersuchten Prüfperioden nur eine fest anhaftende Oberflächenbesiedlung (Vergleich der Kontaktkultur/des Abstrichs des Prüfkörpers mit der/dem der Negativkontrolle) oder einen Oberflächenbewuchs (0,05 + 0,02) ml/800 cm² aufweisen, erfüllen die Anforderungen dieser Leitlinie und sind aus mikrobiologischer Sicht für den generellen Einsatz im Trinkwasserbereich geeignet.“ Das Verfahren ist auch in der Europäischen Norm DIN EN 16 421 integriert.
Die Stahlteile des MAG, die unmittelbar mit Trinkwasser in Berührung kommen, müssen mit einer Beschichtung versehen werden, um Rostbildung zu verhindern. Ihre Dicke muss an jeder Stelle mindestens 200 betragen sowie ebenfalls den bereits genannten Materialanforderungen KTW und W 270 genügen. Weil im Fall einer defekten Membran Wasser an die Gasseite des Gefäßes gelangt, ist die Innenseite dieser Hälfte ebenfalls zu beschichten. Hier gilt, dass die Schichtdicke mindestens 70 betragen muss.
Wasser in Bewegung
Die womöglich größte Gesundheitsgefahr in einem Trinkwassersystem droht durch Bakterienwachstum, zum Beispiel von Legionella. Um das in einem MAG zu vermeiden, darf es zum einen nur in die Kaltwasserzuleitung eingebaut werden, da höhere Temperaturen das Wachstum begünstigen. Zum anderen muss das Gefäß, wie in der DIN 4807 Teil 5 festgelegt, durchströmt sein. Das heißt: Das im Gefäß befindliche Wasser muss regelmäßig ausgetauscht werden, weil auch Stagnation im Wasser die Bakterienbildung fördert. Dieser ständige Durchfluss muss sowohl bei einer aktiven als auch bei einer inaktiven Membran garantiert sein.
Bei vielen am Markt üblichen MAG für Trinkwassersysteme wird lediglich ein Teil des Leitungswassers, das zum Warmwasserspeicher fließt, durch das Gefäß geführt. Generell gilt: Je mehr Durchströmung, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich Bakterien bilden. Als Folge bieten Gefäße mit einer vollständigen Durchströmung und einem dementsprechend zügigeren Wasseraustausch mehr Sicherheit. Solche vollständig durchströmten MAG werden mittels eines T-Stücks in die Kaltwasserzulaufleitung zum Speicher-Wassererwärmer eingebaut. Im Anschluss integriert ist eine spezielle Durchströmungseinrichtung, über die das gesamte Wasser in das Gefäß hinein- und wieder hinausgeleitet wird.
Somit wird es stärker in Bewegung gesetzt als in Produktausführungen, bei denen das Wasser oben hinein- und unten wieder hinausfließt. Der Austausch des Wassers erfolgt entsprechend schneller. Bei jeder Wasserentnahme durch den Verbraucher wird das Gefäß mit frischem Leitungswasser durchströmt.
Klemmring statt Schweißnaht
Auch die Verarbeitung des MAG spielt eine wichtige Rolle. Geschweißte Varianten haben zwar eine geringere Wandstärke und sind vergleichsweise günstig in der Anschaffung, jedoch haben sie für den Einsatz in Trinkwassersystemen in ihrer Konstruktion eine wesentliche Schwachstelle: die Schweißnaht, an der sich bei vielen solchen Produkten die Gefäßhälften überlappen.
Aus diesem Grund können diese, innen wie außen, erst nach dem Schweißen vollständig beschichtet werden. Dabei kann nicht sichergestellt werden, dass der blanke Stahl zwischen den beiden Hälften mit einer ausreichend dicken Lackschicht von mindestens 70 versehen wird. Falls es zu einem Schaden an der Membran kommt, besteht folglich die Gefahr, dass Trinkwasser in Kontakt mit dem Stahl gerät und infolge von Rostbildung verunreinigt wird.
Bei MAG namhafter Anbieter werden dagegen beide Hälften mittels eines separaten Klemmrings zusammengehalten, sodass sie bereits vor dem Zusammensetzen beschichtet werden können. Eine vollständige Beschichtung sowohl von der Luft- als auch der Wasserseite ist garantiert.
Eine Frage der Membran
MAG unterscheiden sich grundsätzlich in der Ausführung ihrer Membran. Gefäße mit Hut- oder Balgmembran fangen temperaturbedingte Ausdehnungen des Wassers durch Bewegung oder Krümmung auf, während dies bei einer Sackmembran durch eine Expansion des Materials geschieht.
Obwohl alle drei Ausführungen die Volumenschwankungen auffangen können, bieten Sack- und Balgmembranen einige Nachteile: Bei Sackmembranen droht insbesondere dann, wenn das Gefäß nicht exakt vertikal montiert oder das Material veraltet ist, ein Umklappen der Membran. Dadurch kann Wasser in der Membran eingeschlossen werden – eine Situation, die aus hygienischer Sicht unerwünscht ist. Außerdem kommt es beim Dehnvorgang zu einer Reduktion der Wandstärke, was eine erhöhte Permeabilität der Membran bedingt. Gelangt Gas durch das Gummi, schmälert dies die Wasserqualität.
Das Defizit einer Balgmembran im Vergleich zu einer Hutmembran liegt in der größeren Oberfläche. Auch hier ist der Gasverlust durch Permeabilität höher, ebenso wie die Gefahr von Bakterienwachstum. Gummibälge sind anfälliger für die Entwicklung eines Biofilms als Kunststoff oder andere beschichtete Flächen.
Die Gefäße Airfix A und Airfix D von Flamco sind beispielsweise mit einer eigens für diese Produktreihe entwickelten, langzeitbeständigen Butyl-Membran ausgestattet. Sie ist gemäß CE-Reglementierung 2002/16/EG international für die Verwendung in Kombination mit Trinkwasser zugelassen und bietet eine nur minimale Durchlässigkeit von Luft, Wasserdampf und anderen Gasen. Dadurch bleibt der Vordruck länger aufrechterhalten, wodurch die Membran sich auch für höhere Temperaturen eignet.
Fazit
Unter hygienischen Gesichtspunkten ist die beste Wahl für ein Trinkwassersystem ein MAG mit Zulassung durch den DVGW. So ist sichergestellt, dass alle verbauten Teile trinkwassertauglich sind. Um die Entstehung von gesundheitsgefährdendem Bakterienwachstum so gering wie möglich zu halten, sind Gefäße mit Klemmring vorzuziehen, deren Hälften bereits vor dem Zusammensetzen komplett beschichtet wurden.
Auch sollte eine vollständige Durchströmung des Gefäßes, bei der das Wasser so viel wie möglich in Bewegung gebracht wird, gegeben sein. Hinzu kommt die Wahl einer Membran, die kein Wasser einschließen kann. Sie sollte zudem möglichst klein sein und sich bei der Aufnahme von Ausdehnungswasser nicht ausweiten. Unter Berücksichtigung dieser Punkte kann neben einer Trinkwasser- und Geldverschwendung auch eine Gesundheitsgefahr ausgeschlossen werden.
Dieser Artikel von Michael Jansen ist zuerst erschienen in SBZ/07-2018. Michael Jansen ist Leiter Marketing Kommunikation Region DACH bei der Flamco GmbH.
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