Was ist ein Durchflussbegrenzer für Umkehrosmose?

Ein Durchflussbegrenzer für Umkehrosmoseanlagen ist ein kleines, kalibriertes Anschlussstück in der Ablauf- oder Konzentratleitung der Anlage – dem Schlauch, der das Wasser abführt, das die Membran nicht in Trinkwasser umwandelt. Er wird hinter dem Membrangehäuse installiert und begrenzt, wie schnell dieses Konzentratwasser abfließen kann. Diese Begrenzung hält die Membran unter Druck und bestimmt das Verhältnis zwischen dem Wasser, das Sie trinken, und dem Wasser, das in den Abfluss läuft (Quelle: Durchflussbegrenzer – Applied Membranes). Wenn Sie den Begriff in einer Bedienungsanleitung oder einem Ersatzteildiagramm gefunden haben, sollten Sie zunächst zwei Dinge wissen: Der Durchflussbegrenzer sitzt in der Ablaufleitung und nicht in der Leitung zum Wasserhahn, und er ist auf die Nennleistung einer bestimmten Membran abgestimmt, statt ein beliebiges Universalteil zu sein.

• Er sitzt in der Ablaufleitung und nicht in der Leitung zum Wasserhahn. Daher steuert er niemals direkt, wie schnell gefiltertes Wasser Ihr Glas füllt.
• Er hält den Gegendruck an der Membran aufrecht, und dieser Gegendruck ermöglicht es der Membran, gefiltertes Wasser und Konzentratwasser richtig voneinander zu trennen.
• Er muss auf die Nennleistung einer bestimmten Membran abgestimmt sein, denn die Kombination mit einer falschen Membran verschwendet entweder Wasser oder staut den Durchfluss.
• Mineralablagerungen verengen mit der Zeit den inneren Durchlass. Deshalb empfehlen Lieferanten häufig, den Durchflussbegrenzer zusammen mit der Membran auszutauschen, statt zu warten, bis er von selbst ausfällt.
• Bei einer tanklosen Anlage mit Kartuschen wie der RO600 ist diese Abstimmung in das Kartuschendesign integriert, sodass Sie als Besitzer nichts selbst dimensionieren müssen.

Was ein Durchflussbegrenzer in der Ablaufleitung tatsächlich bewirkt

In einer Umkehrosmoseanlage trifft unter Druck stehendes Leitungswasser auf die Membran und teilt sich in zwei Ströme: das Permeat, also das gefilterte Wasser, das schließlich in Ihrem Glas landet, und das Konzentrat, das alles abführt, was die Membran zurückhält. Der Durchflussbegrenzer sitzt in dieser Konzentratleitung hinter dem Membrangehäuse. Er ist ein kleines, kalibriertes Bauteil, das speziell für Haushalts-Umkehrosmoseanlagen entwickelt wurde (Quelle: Durchflussbegrenzer – Applied Membranes). Er ist nicht direkt mit dem Schlauch zum Wasserhahn verbunden. Ein Problem mit dem Durchflussbegrenzer zeigt sich daher an einer Veränderung des Abwassers, des Drucks oder der Qualität des gefilterten Wassers – nicht daran, wie schnell sich Ihr Glas füllt.

Wie die Drosselung der Ablaufleitung den Druck an der Membran aufrechterhält

Eine Membran trennt Permeat und Konzentrat nur, wenn Druck das Wasser durch sie hindurchdrückt. Der Durchflussbegrenzer ist mit dem Auslassschlauch der Membran verbunden, um zu verhindern, dass der Druck zu stark abfällt, während das Konzentrat abfließt (Quelle: Was ist ein Durchflussbegrenzer und wie funktioniert er? – Fresh Water Systems). Könnte das Konzentrat ungehindert abfließen, würde der Druck an der Membran sinken. Das hätte in der Praxis zur Folge, dass mehr Wasser in den Abfluss geleitet wird und die Filterleistung nachlässt, anstatt die Ausbeute zu verbessern. Deshalb gilt der Durchflussbegrenzer als kalibriertes Bauteil und nicht als verstellbares Ventil.

Warum der Durchflussbegrenzer auf eine bestimmte Membran abgestimmt ist

Da die Funktion des Durchflussbegrenzers davon abhängt, wie viel Gegendruck er erzeugt, muss er auf die Durchflussrate der konkreten Membran abgestimmt sein, für die er vorgesehen ist, statt einfach nach Gewohnheit ausgewählt zu werden (Quelle: Durchflussbegrenzer – Applied Membranes). Eine Membran mit einer höheren täglichen Nennleistung benötigt einen Durchflussbegrenzer, der proportional mehr Konzentratwasser durchlässt. Für eine Membran mit geringerer Nennleistung braucht es einen engeren Durchflussbegrenzer. Andernfalls entweicht zu viel Wasser, bevor die Membran ihre Aufgabe erfüllen kann.

Ein Rechenbeispiel zur Dimensionierung

Die Dimensionierungstabelle eines Lieferanten ordnet einer Membran mit 10 GPD einen Durchflussbegrenzer mit 150 ml/min und einer deutlich größeren Membran mit 75 GPD einen Durchflussbegrenzer mit 850 ml/min zu. Außerdem empfiehlt sie, den Durchflussbegrenzer immer dann auszutauschen, wenn sich die Nenn-Durchflussrate der Membran ändert (Quelle: Durchflussbegrenzer – Applied Membranes). Eine andere Faustregel besagt, dass die Durchflussrate des Begrenzers etwa das Drei- bis Vierfache der Nennleistung der Membran betragen sollte. Für die Umrechnung von ml/min in GPD wird der Wert mit etwa 0,38 multipliziert (Quelle: Was ist ein Durchflussbegrenzer und wie funktioniert er? – Fresh Water Systems). Diese Werte stammen von einzelnen Herstellern und nicht aus einem allgemein gültigen Standard. Betrachten Sie sie daher als typisches Muster in Ersatzteillisten für Umkehrosmoseanlagen und nicht als Zahlen, die Sie ohne Prüfung der Dokumentation Ihrer eigenen Anlage übernehmen sollten.

Woran ein falsch dimensionierter oder abgenutzter Durchflussbegrenzer zu erkennen ist

Die beiden Dimensionierungsfehler führen in entgegengesetzte Richtungen. Wenn Sie wissen, welcher davon vorliegt, lässt sich die nötige Abhilfe eingrenzen. Ein zu weit offener Durchflussbegrenzer lässt mehr Konzentratwasser abfließen, als für die Membran vorgesehen ist. Dadurch wird Wasser verschwendet und zugleich der Druck an der Membran gesenkt. Ein zu enger Durchflussbegrenzer bewirkt das Gegenteil: Er staut das Wasser im Membrangehäuse. Typischerweise zeigt sich das eher an einer schlechteren Qualität des gefilterten Wassers als an einem offensichtlichen Leck oder Geräusch (Quelle: Was ist ein Durchflussbegrenzer und wie funktioniert er? – Fresh Water Systems).

Bevor Sie davon ausgehen, dass der Durchflussbegrenzer selbst ausgefallen ist, sollten Sie eine zweite, unabhängige Ursache ausschließen: Ein zu niedriger Eingangsdruck verursacht einige der gleichen Symptome. In diesem Fall besteht die empfohlene Lösung in einer Druckerhöhungspumpe und nicht in einem neuen Durchflussbegrenzer (Quelle: Was ist ein Durchflussbegrenzer und wie funktioniert er? – Fresh Water Systems). Liegt der Versorgungsdruck bei Ihnen zu Hause bereits im niedrigen Bereich, sollten Sie zuerst diesen Punkt prüfen. Wie eine Druckerhöhungspumpe den Druck in einer Umkehrosmoseanlage erhöht erklärt, was dieses Bauteil bewirkt und wann es die richtige Diagnose ist.

Warum Mineralablagerungen den Durchflussbegrenzer verstopfen und warum er mit der Membran ausgetauscht wird

Der innere Durchlass des Durchflussbegrenzers ist absichtlich eng, denn dadurch entsteht der zuvor beschriebene Gegendruck. Genau diese Enge macht ihn auch zu einem natürlichen Ort für Mineralablagerungen, die sich im Laufe monatelanger Nutzung ansammeln und die Kapillare allmählich verstopfen können – selbst wenn bei der Installation alles richtig gemacht wurde (Quelle: Durchflussbegrenzer – Applied Membranes). Da dieses Risiko für Ablagerungen mit der Lebensdauer der Membran zusammenhängt, empfehlen Lieferanten häufig, den Durchflussbegrenzer gleichzeitig mit der Membran auszutauschen, statt auf einen separaten Ausfall zu warten. Einen vollständigen Zeitplan für den Austausch der einzelnen Kartuschen finden Sie im jährlichen Austauschplan, in dem Membran und Durchflussbegrenzer gemeinsam behandelt werden. Wenn Mineralablagerungen nur eines von mehreren möglichen Problemen sind, die Sie prüfen, finden Sie unter dem Artikel zu den umfassenderen Ursachen für Membranschäden weitere Informationen.

Bei einem Drehkartuschensystem wie der RO600 müssen Sie selbst nichts dimensionieren

Alles bisher Beschriebene bezieht sich auf einen separaten Durchflussbegrenzer, wie er in Umkehrosmoseanlagen mit einzelnen, vom Benutzer austauschbaren Komponenten zu finden ist. Eine tanklose Anlage mit Drehkartuschen funktioniert anders: Der Hersteller integriert das Verhältnis zwischen Rein- und Abwasser in das gesamte Design der Kartusche und Membran, statt dem Besitzer ein separates Durchflussbegrenzer-Bauteil zur Auswahl und Dimensionierung zu überlassen. Die Hydrion Purity RO600 ist ein Beispiel dafür: In der Produktbeschreibung wird ein Verhältnis von 2:1 zwischen Rein- und Abwasser als feste Systemeigenschaft angegeben und nicht als Wert, den Sie selbst einstellen. Welche Abwassermenge mit diesem Verhältnis einhergeht, erfahren Sie im Artikel zu GPD und dem Verhältnis zwischen Rein- und Abwasser. Wer einen vollständigen Überblick darüber erhalten möchte, wie die Umkehrosmose von Anfang bis Ende funktioniert, kann mit dem vollständigen Leitfaden zur Umkehrosmose beginnen.

Für Besitzer bedeutet das in der Praxis: Bei allen Fragen zum Durchflussbegrenzer sollten Sie sich an der Bedienungsanleitung der Anlage orientieren, statt ein beliebiges Ersatzteil zu kaufen, wie Sie es bei einer Anlage mit losen Komponenten tun könnten. Was Sie planmäßig bestellen, ist die passende Membrankartusche selbst – bei der RO600 ist das die RO600 RO Membrane 600G. Sie ist als passendes Ersatzteil für das bestehende Verhältnis der Anlage ausgelegt und nicht als Bauteil, das Sie mit einer anderen Durchflussvorgabe kombinieren würden.

Zusammengefasst hat ein Durchflussbegrenzer eine eng umrissene, aber wichtige Aufgabe: Er hält den Druck an der Membran aufrecht, indem er begrenzt, wie schnell das Konzentrat abfließen kann. Richtig funktioniert er nur, wenn er auf die Nennleistung dieser Membran abgestimmt ist. Bei einer Anlage mit separaten Komponenten bedeutet das, vor dem Austausch eines der beiden Teile die Nennwerte von Durchflussbegrenzer und Membran miteinander abzugleichen. Bei einem Kartuschensystem, bei dem der Hersteller beide bereits aufeinander abgestimmt hat, bedeutet es, dem vorgegebenen Verhältnis zu vertrauen und stattdessen den Zeitplan in der Bedienungsanleitung einzuhalten.