Wasserschlagdämpfer – Was ist ein Wasserschlag?

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Funktion
Wasserschläge treten bei geschlossenen Systemen auf, wenn das Wasser durch plötzliches Schließen von Absperrorganen oder das Abschalten einer Umwälzpumpe plötzlich abgebremst oder beschleunigt wird.
Man erkennt diese durch die Ausbreitung von Über- und Unterdruck in den Leitungen, wodurch nicht nur Geräusche erzeugt, sondern auch das gesamte System beschädigt werden kann.
Der Wasserschlagdämpfer sollte bei Einhebelmischern, Magnetventilen, Kugelhähnen usw. installiert werden und verhindert diese negativen Auswirkungen.
Der Einbau von Wasserschlagdämpfern wird im Besonderen von der Norm UNI 9182 „Kalt- und Warmwasser-Speise- und Verteilungsanlagen. Planungs-, abnahme- und benutzungsrelevante Kriterien“ empfohlen.

Technische Eigenschaften
Materialien
Gehäuse: Messing EN 12165 CW617N verchromt
Dämpfer: hochbeständiges Polymer
Feder: Stahl
Dichtungen: EPDM

Leistungen
Arbeitsmedien: Wasser
Max. Betriebsdruck: 10 bar
Max. Wassertemperatur: 90°C
Max. Druckstoß: 50 bar
Beginn der Dämpfung: 3 bar
Anschlüsse: – 525040 1/2” AG mit PTFE-Dichtung
– 525130 3/8” IG mit Überwurfmutter x 3/8” AG
– 525150 3/4” IG mit Überwurfmutter x 3/4” AG

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Was ist ein Wasserschlag?
Bei Brauchwasseranlagen tritt ein Wasserschlag nach dem plötzlichen Schließen einer Leitung durch Vorrichtungen wie Einhebelmischer, Magnetventile, Kugelhähne usw. auf. Das plötzliche Schließen verursacht eine Änderung des Wasserdrucks, die sich in der Leitung in Form einer Überdruckwelle fortsetzt.
Diese Druckänderung beginnt an der Absperrvorrichtung, steigt die Leitung hinauf, wirkt sich auf andere Vorrichtungen oder Biegungen der Leitungsrohre aus und kehrt wieder zum Ausgangspunkt zurück, wobei sie allmählich schwächer wird. Der Überdruck kommt also zu dem bereits in der Leitung vorhandenen Druck hinzu (wie aus dem Diagramm der folgenden Seite ersichtlich ist) und verursacht die folgenden Probleme:
– Rohr-, Tank- und Schlauchbruch.
– Abnutzung der Verbindungsstücke, der Schweißnähte und der Armaturen
– Beschädigung der Absperr-, Rückschlag- und Regeleinrichtungen
– starke Geräuschentwicklung und Vibrationen in den Leitungen.
Das Ausmaß des Überdrucks hängt von vielen Faktoren ab und daher lässt sich das Phänomen im Labor nur schwer nachvollziehen:
– Schließzeit der Geräte
– Länge, Durchmesser und Material der Rohrleitung
– Wassergeschwindigkeit.
Für die praktische Berechnung des Wasserschlag-Überdruckes werden die normalerweise in einer Brauchwasseranlage vorhandenen Werte unmittelbar in der folgenden Formel
miteinander verbunden:

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?p = wasserschlagbedingter Überdruck (m w.s.)
v1 = Geschwindigkeit des Wasser beim Schließen (m/s)
L = Rohrlänge (m)
g = Fallbeschleunigung (9,81 m/s2)
t = Schließzeit des Ventils (s)
Mit der folgenden Formel kann kurz die physikalische Bedeutung der „Schließzeit“ (besser als „Phasenzeit“ zu bezeichnen) aufgezeigt werden:
t* = Phasenzeit des Ventils (s)
L = Rohrlänge (m)
v2 = Ausbreitungsgeschwindigkeit der Störung (m/s) (hängt vom
Fluid, dem Material, dem Innendurchmesser und der Stärke
der Leitung ab).
Bei allen mechanischen Vorrichtungen wie Einhebelmischern, Magnetventilen, Kugelhähnen usw. werden alle Schließzeiten t ? t* als „schnelles Schließen“ definiert und verursachen in der Leitung einen Wasserschlag mit einem Überdruck, der bei allen
Schließzeiten gleich stark und sehr hoch ist. Eine Schließzeit t > t* wird als „langsames Schließen“ definiert und verursacht einen Wasserschlag mit geringerem oder sogar irrelevantem Überdruck.
Setzt man in der Formel (1) eine Zeit t = t* voraus, erhält man den Wert des maximalen Überdrucks ?p für den Wasserschlag.

Funktionsweise
Der Wasserschlagdämpfer der Serie 525 besteht aus einem Zylinder (1), der von einem Kolben mit doppelter O-Ring-Dichtung (4) in zwei Kammern (2) und (3) unterteilt ist. Die geschlossene Kammer (2) enthält komprimierbare Luft und fungiert dadurch als Dämpfer. Die offene Kammer (3) ist direkt mit der Rohrleitung verbunden und wird mit Wasser aus der Anlage gefüllt. Der Druck des Wassers auf den Kolben wird sowohl durch die Änderung des Drucks der in der Kammer (2) enthaltenen Luft, als auch von der Gegenfeder (5) hinter dem Kolben in der Luftkammer ausgeglichen.
Die nebenstehende Oszilloskopaufzeichnung zeigt die folgenden Aspekte auf:
– den schnellen Druckanstieg
– den schwankenden Verlauf
– den anhaltend hohen Druck in der Rohrleitung auch nach der Auswirkung des Wasserschlags
– die Wirksamkeit des Dämpfers

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Bauliche Merkmale
Kompakt
Die Wasserschlagdämpfer können problemlos in die Anlage eingebaut werden, am wirkungsvollsten in unmittelbarer Nähe der Absperrvorrichtungen, die den abzudämpfenden Überdruck erzeugen.
Wartungsfrei
Im Gegensatz zu den pneumatischen Dämpfern sind die mechanischen Wasserschlagdämpfer der Serie 525 von Caleffi wartungsfrei.
Elastomere und lebensmittelkompatible Materialien Die Elastomere der Dichtungen und die verwendeten Materialien entsprechen allen von den WRAS-Zertifizierungen geforderten Anforderungen hinsichtlich der Kompatibilität mit Trinkwasser.

Relevante Normen

Artikel 15 der Norm UNI 9182 „Kalt- und Warmwasser-
Versorgungs- und Verteilungsanlagen. Planungs-, abnahme- und verwaltungsrelevante Kriterien“ lautet wie folgt: „Alle Kalt- und Warmwasserverteilungen müssen mit Vorrichtungen zum Dämpfen des Wasserschlags vom mechanischen Typ (mit Feder) oder vom hydropneumatischen Typ (mit Dauer- oder wiederherstellbarem Luftkissen) versehen sein …“.

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Der Caleffi-Wasserschlagdämpfer der Serie 525 muss möglichst nahe an der Vorrichtung installiert werden, die durch das schnelle Unterbrechen des Wasserflusses den Wasserschlag verursacht, damit der erzeugte Überdruck schnellstmöglich gedämpft wird.
Er kann sowohl waagrecht als auch senkrecht oder hängend eingebaut werden.
Für eine optimale Wasserschlagdämpfung müssen bei der Installation der Caleffi-Wasserschlagdämpfer der Serie 525 die folgenden Punkte beachtet werden:
– Am Anfang des Verteilernetzes muss ein Druckminderventil installiert werden, das den Druck der Anlage auf ca. 3-4 bar stabil hält, einem optimalen Wert für die Effizienz des Dämpfers und den Betrieb der Brauchwasserkomponenten.
– Reduzierung der Wassergeschwindigkeit in den Rohrleitungen. Die Wassergeschwindigkeit wirkt sich beim schnellen Absperren der Leitung direkt auf den Überdruckwert aus.

Empfohlen wird ein Einbau wie in der Abbildung unten, bei dem der Wasserschlagdämpfer entweder beim Endverbraucher oder am Kopf der Sammelverteilung einer kleinen Gruppe von Verbrauchern installiert wird.

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Serie 525

Wasserschlagdämpfer. Gewindeanschlüsse: 525040 1/2” AG mit PTFE-Dichtungen auf  dem Gewinde, 525130 3/8” IG mit Überwurfmutter x 3/8” AG, 525150 3/4” IG mit Überwurfmutter x 3/4” AG. Gehäuse aus verchromtem Messing, Dämpfer aus hochbeständigem Polymer, Feder Edelstahl, Dichtungen EPDM. Arbeitsmedium Wasser. Max. Druck des Wasserschlags 50 bar. Beginn der Dämpfung 3 bar. Max. Betriebsdruck 10 bar. Höchsttemperatur des Fluids 90°C.

Erhältlich bei STABILO Sanitär: Link

 

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Author: Admin

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