Wie Rückflussverhinderer die Funktion des ecoturbino verhindern – und JA – sie müssen entfernt werden!

Warum Rückflussverhinderer in Duscharmaturen die Funktion des ecoturbino verhindern und ausgebaut werden müssen

Der ecoturbino ist ein innovatives Adapter System, das in Duscharmaturen integriert wird, um den Wasserverbrauch und die damit verbundenen Energiekosten zu reduzieren.

In diesem Bericht wird detailliert erläutert, warum Rückflussverhinderer die Funktion des ecoturbino beeinträchtigen und warum ihr Ausbau zwingend erforderlich ist. Dabei werden physikalische Grundlagen wie laminare und turbulente Strömung sowie der Venturi-Effekt beleuchtet.

Was ist ein Rückflussverhinderer?

Ein Rückflussverhinderer ist ein Einbauteil in Leitungen (aber auch Armatur-Auslässe), die verhindert, dass Wasser in die Hauptversorgungsleitung zurückfließt. Dies dient dem Schutz der Trinkwasserqualität, indem eine Tropfen der Leitung nach dem Gebrauch verhindert.

ecoturbino mit der Brauseschlauchentleerung benötigt diese Einbauten nicht, da der Brausekopf nach dem Duschvorgang entleert wird.

In Duscharmaturen sorgt der Rückflussverhinderer dafür, dass kein verunreinigtes Wasser aus der Dusche in die Versorgungsleitung gelangt. Solche Geräte enthalten oft Ventile, Federn oder Klappen, die den Wasserfluss bei Bedarf blockieren oder umleiten. Diese Komponenten beeinflussen jedoch die Strömungseigenschaften des Wassers erheblich und sind Stellen mit erhöhter Schutzansammlung.

Funktionsweise des ecoturbino

Der ecoturbino ist ein kompakter Vorsatz für Duschschläuche oder Überkopfbrausen, der eine integrierte Venturi-Turbine nutzt, um Wasser und Energie zu sparen. Das System funktioniert, indem es Luft in den Wasserstrom einmischt, was das Volumen des Strahls erhöht und gleichzeitig den Wasserverbrauch reduziert.

Der Schlüssel dazu ist der Venturi-Effekt: Wenn Wasser durch eine strömungsoptimierte Verengung im ecoturbino fließt, nimmt seine Fließgeschwindigkeit zu, während der Druck abnimmt. Dieser Druckabfall erzeugt einen Unterdruck, der Luft durch eine seitliche Öffnung in den Duschwasserstrom saugt.

Das Ergebnis ist ein voluminöser Wasserstrahl mit einem Luftanteil von 40-50%, der den Duschkomfort bei gleichen Gesamtvolumen erhält, obwohl weniger Wasser verwendet wird.

100% Funktion – Rückflussverhinderer ausbauen

Laminare und turbulente Strömung des Wassersflusses

Um die Auswirkungen von Rückflussverhinderern auf den ecoturbino zu verstehen, müssen die Konzepte der laminaren und turbulenten Strömung erklärt werden:

• Laminare Wasserströmung:
  Bei laminarer Strömung bewegen sich die Wasserpartikel in parallelen Schichten, ohne dass es zu Vermischungen oder Querströmungen kommt. Dies tritt typischerweise in glatten Rohren bei niedrigen Geschwindigkeiten auf. Die Strömung ist geordnet, und der Druckverlust bleibt minimal. Laminare Strömung wird durch eine niedrige Reynolds-Zahl ¹ (unter ca. 2000) charakterisiert, eine dimensionslose Größe, die das Verhältnis von Trägheits- zu Viskositätskräften beschreibt.
• Turbulente Wasserströmung:
  Im Gegensatz dazu ist die turbulente Strömung chaotisch, mit Wirbeln und Vermischungen zwischen den Schichten. Sie tritt bei höheren Geschwindigkeiten oder in Rohren mit Hindernissen auf und hat eine höhere Reynolds-Zahl. Turbulente Strömung führt zu einem erhöhten Energieverlust und unregelmäßigen Druckschwankungen (die Druckschwankungen machen das Funktionieren des ecoturbino Turbinensystems unmöglich)

In Wasserleitungen fließt Wasser üblicherweise laminar, insbesondere bei den typischen Durchflussraten in Haushalten.

Diese geordnete Strömung ist essenziell für die Funktion des ecoturbino.

Der Venturi-Effekt im Detail

Der Venturi-Effekt ist ein physikalisches Prinzip, das auf der Kontinuität und der Bernoulli-Gleichung basiert. Wenn Wasser durch eine Verengung strömt, muss die Strömungsgeschwindigkeit gemäß der Kontinuitätsgleichung A1·v1​=A2·​v2 (wobei A der Querschnitt und v die Geschwindigkeit ist) zunehmen, da der Querschnitt abnimmt.

Nach der Bernoulli-Gleichung ² P+½·ρ·v²+ρ·g·h = konstant (wobei P der Druck, ρ die Dichte, v die Geschwindigkeit, g die Erdbeschleunigung und h die Höhe ist) sinkt der Druck, wenn die Geschwindigkeit steigt. Dieser Druckabfall erzeugt den Unterdruck, der Luft in den Wasserstrom saugt.

Für den Venturi-Effekt ist eine stabile, möglichst laminare Strömung entscheidend.

Bei laminarer Strömung ist der Druckabfall gleichmäßig und vorhersehbar, was eine effiziente Luftansaugung ermöglicht.

Turbulente Strömung hingegen verursacht chaotische Druckschwankungen, die den Unterdruck unregelmäßig machen und die Luftansaugung behindern.

Wie Rückflussverhinderer Turbulenzen erzeugen

Rückflussverhinderer zerstören die laminare Strömung des Wassers durch ihre Konstruktion:

• Mechanische Hindernisse:
  Ventile und Klappen im Rückflussverhinderer zwingen das Wasser, abrupte Richtungsänderungen vorzunehmen. Dies führt zu Strömungsablösungen und Wirbelbildungen.
• Querschnittsänderungen:
  Enge Passagen oder plötzliche Erweiterungen im Rückflussverhinderer verändern die Strömungsgeschwindigkeit und erzeugen Turbulenzen.
• Bewegliche Teile:
  Federn oder Klappen können bei Durchfluss vibrieren, was zusätzliche Störungen im Wasserfluss verursacht.

Diese Faktoren erhöhen die Reynolds-Zahl lokal und verwandeln die laminare Strömung in eine turbulente. Selbst wenn das Wasser in den Leitungen laminar ankommt, verlässt es den Rückflussverhinderer in einem chaotischen Zustand.

Auswirkungen auf den ecoturbino bei Turbulenzen

Wenn das Wasser turbulent in den ecoturbino eintritt, kann die Venturi-Turbine den erforderlichen Unterdruck nicht stabil erzeugen.

Die unregelmäßigen Druckschwankungen stören die Luftansaugung, sodass der Luftanteil im Wasserstrom weit unter den vorgesehenen 40-50% bleibt.

Dies mindert die Effizienz des ecoturbino erheblich: Ohne ausreichend Luft wird mehr Wasser verbraucht, und die Energieeinsparung bleibt hinter den Erwartungen zurück. Die turbulente Strömung wirkt wie ein Störfaktor, der die physikalischen Voraussetzungen des Venturi-Effekts untergräbt.

Notwendigkeit des Ausbaus von Rückflussverhinderern

Um die optimale Funktion des ecoturbino zu gewährleisten, müssen Rückflussverhinderer aus der Duscharmatur entfernt werden.

Nur so kann die laminare Strömung des Wassers erhalten bleiben, die für den Venturi-Effekt notwendig ist.

Ohne Rückflussverhinderer fließt das Wasser ungehindert und geordnet in den ecoturbino, sodass die Turbine den Unterdruck effektiv nutzen kann, um Luft einzumischen. Dies stellt sicher, dass das System sein volles Sparpotenzial entfaltet.

Es ist jedoch zu beachten, dass der Ausbau von Rückflussverhinderern rechtliche oder sicherheitstechnische Fragen aufwerfen könnte, da sie die Trinkwasserqualität schützen.

In solchen Fällen sollten alternative Lösungen geprüft werden, etwa die Installation des ecoturbino an einer Stelle ohne Rückflussverhinderer oder die Verwendung von Adaptern, die die Strömung nicht beeinträchtigen.

Fazit

Rückflussverhinderer in Duscharmaturen verhindern die korrekte Funktion des ecoturbino, indem sie die laminare Strömung des Wassers in eine turbulente umwandeln. Diese Turbulenzen stören den Venturi-Effekt, sodass die Luftansaugung ineffizient wird und der Luftanteil im Wasserstrom unter den gewünschten 40-50% liegt.

Um die Wasserspar- und Energieeinsparvorteile des ecoturbino voll auszuschöpfen, ist der Ausbau der Rückflussverhinderer unerlässlich. Dies ermöglicht eine laminare Wasserzufuhr, die für die physikalische Funktionsweise des Systems entscheidend ist.

Literaturverzeichnis

1. vgl. Reynolds Zahl wikipedia[↩]
2. vgl. Bernoulli-Gleichung wikipedia[↩]