Kunststoff für zukunftssichere 
Trinkwasser-Anwendungen

Verschärfte Grenzwerte im Zuge der europäischen Trinkwasseranforderungen sowie der REACH-Verordnung ab 2027 führen zu einer Neubewertung etablierter Materialien im Trinkwasser- und Heizungsbereich. Vor allem metallische Werkstoffe wie Messing- oder Rotgusslegierungen stoßen dabei an ihre Grenzen. Für viele Hersteller wasserführender Komponenten und Systeme bedeutet das: Bestehende Lösungen müssen neu gedacht werden.

Eine der wirkungsvollsten Strategien zur Erfüllung der neuen Anforderungen ist der Ersatz metallischer Bauteile durch technische Kunststofflösungen. Der richtige Hochtemperaturkunststoff erfüllt nicht nur die regulatorischen Anforderungen, sondern bietet gleichzeitig entscheidende Vorteile hinsichtlich Kosten, Gewicht, Funktionsintegration und Bauraumnutzung. Viele Projekte scheitern am Versuch, Metallbauteile ohne konstruktive Anpassung eins zu eins in Kunststoff nachzubilden.

Metall durch Kunststoff zu ersetzen ist keine einfache Materialsubstitution. Es ist eine konstruktive Neuentwicklung, durch die bei entsprechender Materialexpertise und Produktionsausstattung innovative Kunststofflösungen geschaffen werden können.

Erfolgreiche Lösungen benötigen:

• Kunststoffgerechte Verbindungstechnik und Dichtungskonzepte
• Optimierte Bauteilgeometrien mittels Simulation und Topologieoptimierung
• Spritzgussgerechte Konstruktion
• Effizienter Materialeinsatz - Rippengeometrien statt hoher Wandstärken
• Materialexpertise in Bezug auf chemische, mechanische und thermische Belastung
• Die Auswahl geeigneter Materialien für die spezifische Anwendung - denn Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff!

Auf diese Weise lassen sich nicht nur funktionale und wirtschaftliche Vorteile realisieren, sondern auch deutlich niedrigere CO2 -Äquivalente zu erzielen.

Metallersatz in der Praxis

Wie der erfolgreiche Ersatz metallischer Bauteile durch intelligente Kunststoffsysteme in der Praxis aussehen kann, zeigt ein gemeinsames Entwicklungsprojekt der GEALAN Formteile und Viessmann (Teil der Carrier Global Corporation), das von Carrier mit dem "Innovation & Game Changer of the Year“ Award ausgezeichnet wurde.

Mit dem Ziel, sowohl regulatorische Anforderungen als auch technische und konstruktive Herausforderungen gleichzeitig zu lösen, wurde gemeinsam eine Wärmepumpenhydraulik grundlegend überarbeitet.

Ausgangspunkt war eine klassische, vollständig metallbasierte Baugruppe. Die Konstruktion enthielt die typischen Nachteile solcher Lösungen: Die Baugruppe hatte ein vergleichsweise hohes Gewicht, benötigte viel Bauraum und bestand aus vielen Einzelteilen, die in Montage und Wartung einen gewissen Aufwand verursachten.

Gemeinsam mit dem Kunden wurde ein neuer Ansatz entwickelt. Das Bauteil wurde nicht nur materialseitig angepasst, sondern das gesamte Konzept neu gedacht. Statt der bisherigen Metallkonstruktion wurde eine kunststoffbasierte Lösung entwickelt.

Das Gewicht der Baugruppe konnte so deutlich reduziert werden. Gleichzeitig entstand eine kompaktere und funktionsintegrierte Bauweise, die weniger Bauraum benötigt, sich einfacher in bestehende Systemarchitekturen integrieren lässt und den Montage- und Wartungsaufwand erheblich reduziert.

Das Projekt zeigt exemplarisch, dass der Ersatz metallischer Komponenten durch durchdachte Kunststoffsysteme einige technische und wirtschaftliche Vorteile birgt und zeitgleich die neuen Regularien der Trinkwasser- und REACH-Verordnung erfüllt.