Thermosiphon, auch Wärmesiphon genannt, beugt Eigenzirkulation vor

Bevor man sich mit dem Einbau eines Thermosiphons befasst, muss geklärt werden, wodurch die Wärmeverluste verursacht werden.

In Rohrleitungen, die vom Speicher wegführen, kann abhängig von der Temperatur, dem Material der Rohrleitungen, der Güte der Rohrdämmung und der Art der Rohrführung, die sogenannte Eigen-, Natur-, Gegenstrom-, In-Rohr- bzw. Mikrozirkulation auftreten.

Diese Zirkulation entsteht dadurch, dass sich das warme Wasser an den Rohrwänden abkühlt und im Zentrum des Rohres unabgekühlt nach oben steigt. Je länger die erste senkrechte Strecke (Anlaufstrecke) ist, desto größer wird sih diese Zirkulation auswirken. Dies passiert besonders an schlecht- oder nichtwärmegedämmten Stellen wie Speicheranschlüssen, Armaturen oder Pumpen, jedoch auch abgeschwächt bei gutwärmegedämmten Leitungen. Das abgekühlte Wasser sinkt an den Rohrwänden nach unten und horizontal in den Speicher, wo es sich mit dem Speicherwasser mischt, dieses abkühlt und sogar die Speicherschichtung durcheinanderbringt.

Thermosiphon (Heat Trap Siphon)

Die wärmeführenden Rohrleitungen sollten vom Speicher immer zuerst nach unten geführt werden. Dadurch wird verhindert, dass warmes Wasser vom Speicher in die Rohrleitungen aufsteigen kann.

Warmes Wasser wird aus dem Speicher abgezogen und fließt in der Rohrmitte nach oben. Über solche Leitungen können beträchtliche Energiemengen verloren gehen. Abhilfe kann ein so genannter Thermosiphon schaffen. Wird die Leitung zuerst nach unten verlegt, so sammelt sich das kalte Wasser am Grund des Siphons und kann nicht weiter in den Speicher fließen. Die Tiefe des Siphons sollte mindestens 3 bis 12 x den Rohrdurchmesser haben.

In größeren Anlagen können die verschiedenen Verteil-leitungen am Verteiler mit einem eigenen Siphon ausgestattet werden. Durch die kleineren Rohrdurchmesser kann so die Eigenzirkulation durch einer geringeren Tiefe besser begegnet werden.

Ob die Schleife gedämmt werden sollte, wird in der "Fachwelt" heiß diskutiert. Eigentlich ist jede nicht gedämmte Rohrleitung oder Anschluss ein unnötiger Wärmeverlust. Versuche haben ergeben, dass eine Dämmung des Siphons die Funktion nicht beeinträchtigt.

Konvektionsbremse (Heat Trap)

Bei der Konvektionsbremse handelt es sich um einen Thermosiphon, der in das waagerechte Rohr am Speicher oder in den Speicheranschluss integriert ist. Die Wirksamkeit ist aber von dem Rohr- oder Speicher-stutzenmaterial abhängig. Evtl. wird bei diesen Anschlüssen ein zusätzlicher Thermosiphon notwendig.

Konvektionssperre (Heat Trap Fitting)

Konvektionssperren unterbrechen die Zirkulation im Rohr. Hierbei handelt es sich um Ventile, die so konstruiert sind, dass sie den Durchfluss der Schwerkraftzirkulation entgegenwirken. Dies erreicht man durch eine Feder oder bei waagerechtem Einbau durch ein Eigengewicht des Schließteiles. Anlagenabhängig kann es notwendig sein, dass diese Armatur nicht dichtschließend ist, damit ein Druckausgleich stattfinden kann.

Diese Ventile schließen nicht absolut dicht, damit die Volumenänderung des Wassers im Speicher nicht behindert wird. Evtl. sind im Warmwasser- und Kaltwasseranschluss verschiedene Bauteile notwendig.

Eine Schwerkraftbremse soll eine unerwünschte (Schwerkraft)Zirkulation in Heizungs- oder Solar-Systemen oder Warmwasserinstallationen verhindern.

Rückschlagklappe - waagerechter Einbau

Quelle: ESSKA.de GmbH

Rückschlagklappen schließen auf Grund des Gewichtes der metallischen Klappe, wenn z. B. die Umwälzpumpe abgeschaltet wird. Sie müssen im senkrechten Rohr (Heizungsvorlauf) über der Pumpe eingebaut sein. Die Klappe sollte eine kleine Öffnung haben, damit bei dem Pumpenstillstand Luft nach oben entweichen kann.

Rückschlagklappe - Zwischenflanscheinbau

Quelle: Danfoss

Rückschlagventil

Quelle: Gestra

Scheibenrückschlagventil

Quelle: Wagner

Bei federbelasteteten Rückschlagventilen wird das Schließelement in einer Richtung durch die Feder geschlossen und in der anderen Richtung durch den Volumenstrom freigegeben.

Die Absperrung wird mit einer Feder ausgelöst, die eine Kugel, einen Kegel, eine Klappe oder eine Membran in den jeweiligen Sitz drückt. Im Gegensatz zu Schwerkraftbremsen sollen diese Bauteile auch das Rückströmen des Wärmeträgers verhindern.

Für den nachträglichen Einbau in bestehende Anlöagen werden Scheibenrückschlagventile angeboten, die auf der Drucksseite der Pumpe eingebaut werden können. Wichtig ist bei diesen Bauteilen ist eine Luftschleuse, die verhindert, dass sich bei Stillstand eine Luftblase in der Pumpe bildet. dies würden ein Druckaufbau beim Wiedereinschalten verhindern.

In Trinkwasserleitungen dürfen nur nach DVGW-zugelassene Rückflussverhinderer eingebaut werden, die das Zurückströmen 100%ig verhindern, also dicht schließen.