Werkstoff Kupfer
Material für moderne Instal lationen
Kupfer nimmt aufgrund seiner vielseitigen Verwendbarkeit in wasserführenden Heizungsanlagen eine Sonderstellung ein. Anders als Materialien, die für spezielle Anwendungen entwickelt wurden, ist Kupfer universell einsetzbar. Neben seinen physikalischen Vorteilen sprechen auch die variablen Verbindungstechniken und die Verfügbarkeit für den Werkstoff. Die Heizwasserverteilung aus Kupfer kann zudem einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz leisten.
Grundlagen der Vielseitigkeit des metallenen Werkstoffs Kupfer sind seine physikalischen Eigenschaften:
hohe mechanische Festigkeit
Korrosionsbeständigkeit
lange Lebensdauer
hält hohen Temperaturen und Drücken stand
Hierzu ist anzumerken, dass die Wandstärke ausschließlich von der Verarbeitungstechnik bestimmt wird – unbenommen von den zuvor genannten Faktoren. Kupfer lässt sich schweißen, löten, pressen und biegen sowie mittels Klemmringverschraubung oder durch einfaches Stecken verbinden. Gleichzeitig ist das Biegemoment so hoch, dass bei der Befestigungstechnik keine statischen Elemente (z.B. Halbschalen) erforderlich sind und die Anzahl der Befestigungspunkte bei großen Abständen relativ gering ist. Hieraus ergibt sich ein Montagevorteil in der Verarbeitungstechnik.
Bei Installationen mit Kupfer sind – über alle Verbindungsarten hinweg – planmäßige Systemtemperaturen von mehr als 110 °C problemlos möglich. Die Vorteile hieraus zeigen sich bspw. bei Anwendungen in Verbindung mit Fernwärme. Für Solaranlagen werden wegen der Temperaturbeständigkeit nahezu ausschließlich Kupferrohre eingesetzt. Kupfer widersteht hohen Temperaturen von 150 °C und mehr sowie extremen Minusgraden. Speziell in der Solarthermie hat er sich damit als praktikabel erwiesen – ist er doch auch Bestandteil des eigentlichen Kollektors bzw. der Kollektorfläche.
Problemloser Einsatz inklusive
Dass eine mögliche Gefährdung der Haltbarkeit des Heizungssystems durch Korrosion besteht, verdeutlichen die in VDI 2035 dargestellten Zusammenhänge. Aufgrund des geringen Sauerstoffgehalts im Heizungswasser ist bei metallenen Werkstoffen die Korrosion in Heizungsanlagen ein eher untergeordnetes Problem. Doch der Eintrag von Sauerstoff kann u.a. von den verwendeten Werkstoffen und der Installation beeinflusst werden. So diffundiert Sauerstoff aus der Umgebungsluft durch organische Werkstoffe und kann auch bei unplanmäßigem Unterdruck in das Heizungssystem gelangen. Ein in der Praxis tendenziell häufiger anzutreffendes Phänomen ist die Außenkorrosion bei Heizungsleitungen aus Stahl. Speziell betroffen sind die bis in die 80er Jahre hinein installierten Stahlrohre, weil diese unedleren Metalle eine schlechtere Außenkorrosionsbeständigkeit aufweisen. Hinzu kommen Korrosionsprobleme durch mechanische Beschädigungen bei der Verarbeitung oder durch andere Gewerke sowie falsche Installation. Gegen Innen- und Außenkorrosion bietet Kupfer durch seine gute Korrosionsbeständigkeit ein hohes Maß an Sicherheit. Dies gilt auch beim Einsatz von Inhibitoren oder Frostschutzzusätzen.
Aufgrund der vorgenannten Fähigkeiten wird Kupfer bei vielen Herstellern für die direkte oder indirekte Erwärmung des Heizungswassers eingesetzt. Neben den klassischen Wärmeerzeugern wird der Werkstoff auch in Geräten der regenerativen Wärmegewinnung eingesetzt, bspw. bei Solarthermie oder in Wärmepumpen. Ein weiterer Pluspunkt ist seine Wärmeleitfähigkeit. Bei Flächenheizungen (Wand- oder Fußbodenheizungen) aus Kupfer stehen bei gleicher Fläche höhere Heizleistungen zur Verfügung.
Geringste Druckverluste
Neben der effizienten Wärmeerzeugung steht zunehmend auch der Stromverbrauch von Umwälzpumpen im Fokus des Energiesparens. Die Pumpenleistung ist u.a. von den Druckverlusten im System abhängig. Betrachtet man die gesamte Wärmeverteilung, weisen Leitungssysteme aus Kupfer die geringsten Druckverluste auf. Zudem ist mit Kupferrohren eine kompromisslos durchgängige Installation möglich.
Die nach DIN 1057 gefertigten Kupferrohre sind deutschlandweit bei jedem Fachhändler verfügbar. Die nach Norm gefertigten Kupferrohre sind kompatibel mit den ebenfalls nach Norm produzierten Form- und Verbindungsteilen unterschiedlicher Hersteller.
