Windkessel

Ein Windkessel ist ein luftgefüllter Behälter, der sowohl in zentralen Trinkwasserversorgungssystemen als auch in Hauswasserwerken zur Druckregulierung verwendet wird. Sie dienen dazu, Druckstöße zu dämpfen und Schwankungen im Wasserdruck auszugleichen, um eine konstante und gleichmäßige Wasserzufuhr sicherzustellen.

Funktionsprinzip des Windkessels

Das Prinzip des Windkessels basiert auf dem Verhalten des natürlichen Arteriensystems im menschlichen Körper. Wie Arterien sich bei Bedarf weiten oder verengen, fungiert der Windkessel als eine Art „Druckpuffer“. Das Ziel ist es, Wasserströmungen zu regulieren und Schwankungen auszugleichen.

• Gasfüllung: Der Windkessel wird mit einem Vordruck aus Luft oder Stickstoff gefüllt.
• Komprimierung beim Pumpen: Wenn Wasser in den Windkessel gepumpt wird, komprimiert sich das Gas im Inneren. Das komprimierte Gas erzeugt Druck auf die Wasseroberfläche und die Wände des Kessels.
• Druckausgleich bei Wasserentnahme: Wenn Wasser an einer Zapfstelle entnommen wird und der Druck im Leitungssystem sinkt, dehnt sich das Gas aus und gleicht dadurch den Druckverlust aus.
• Druckschaltersteuerung: Ein Druckschalter überwacht den Druck im System und schaltet die Wasserpumpe ein oder aus, abhängig von einem festgelegten Maximal- oder Minimalwert.

Anwendungsbereiche

1. Trinkwasserversorgungssysteme:
   Große Windkessel dienen dazu, Druckschwankungen auszugleichen, die bei Pumpenausfällen oder Rohrbrüchen auftreten können. Diese werden meist an der Einspeisung in das Versorgungsnetz eingebaut.
2. Hauswasseranlagen (Hauswasserwerke):
   Hier dienen Windkessel dazu, Wasserpumpen effizient zu steuern und Druckstöße in den Hausinstallationen abzumildern.

Unterschied zum Membrandruckspeicher

Während Membrandruckspeicher (MDB) eine elastische Membran als Trennschicht zwischen Wasser und Gas verwenden, besitzt ein Windkessel keine Gummiblase oder Membran. Stattdessen funktioniert er durch das Zusammenspiel von Wasser und dem Luftgas (Stickstoff oder Luft), welches komprimiert wird.

Der Unterschied liegt also darin, dass bei Windkesseln das Gas nicht durch eine elastische Membran vom Wasser getrennt ist. Diese Kessel sind einfacher im Aufbau und benötigen eine kontinuierliche Nachfüllung von Luft nach jeder Pumpaktion, um das Luftreservoir aufzufüllen.

Luftauffüllung im Windkessel

Bei jeder Nutzung muss eine kleine Menge Luft in den Windkessel nachströmen, um die Druckkapazität aufrechtzuerhalten. Für diese Aufgabe kommen verschiedene Systeme zum Einsatz:

1. Pumpen mit integriertem Belüfter (z. B. Modelle der Vogel (Lowara) CFB Baureihe).
2. Eigenständige Belüfter, die separat in das System eingeschraubt werden.

Diese Systeme stellen sicher, dass das Gasreservoir im Windkessel bei jeder Pumpeinheit wieder aufgefüllt wird.

Fazit

Windkessel sind unverzichtbare Komponenten, um in Wassersystemen Druckschwankungen und -stöße effektiv auszugleichen. Sie arbeiten ohne elastische Membran und sind durch ihre einfache Bauweise und ihre flexible Druckregulierungsfähigkeit besonders in Trinkwasser- und Hauswasseranlagen verbreitet. Die kontinuierliche Belüftung und Nachfüllung des Gasvolumens sind entscheidend für ihre optimale Funktionsfähigkeit.