Benutzer:Maxx42/Kaltwasserkonfiguration
Beim Gerätetauchen werden Atemregler verwendet, die in 2 Stufen die Atemluft aus der Druckluftflasche (bis 200 bzw. 300 Bar) über einen Mitteldruck (ca. 10 bar über dem Umgebungsdruck, der abhängig von der Tauchtiefe ist) so aufbereiten und bei Bedarf (Einatmen) dosieren, dass sie unter Wasser nahezu normal geatmet werden kann.
Diese Atemregler sind so aufgebaut, dass sie im Fall einer Störung möglichst nicht den Luftstrom unterbinden, sondern in diesem Fall die Luft ungehindert weiter abströmen lassen, das sogenannte "Abblasen" oder "Free flow".
Neben technischen Defekten (die meist auf unsachgemäße Behandlung und/oder unterlassene Wartung des Reglersystems zurückzuführen sind) kann auch Eis im oder am Regler zu so einer Störung führen. Diese Eisbildung ist möglich, da zwar das Tauchgewässer schwerlich unter den Gefrierpunkt abgekühlt sein kann, aber der Luft bei der Entspannung in der 1. und 2. Druckminderungsstufe durch den Joule-Thomson-Effekt weiter Wärme entzogen wird. Die Abkühlung dabei kann bis zu 40 Grad betragen.
Im deutschen Sprachraum wird sehr stark die Meinung vertreten, aus Sicherheitsgründen in kaltem Wasser (< 10 °C) mit zwei kompletten Reglersystemen (1. und 2. Stufe) an zwei unabhängig voneinander absperrbaren Flaschenventilen zu tauchen, um beim Vereisen eines Atemreglers diesen an der Flasche absperren und auf das zweite System wechseln zu können, die sogenannte Kaltwasserkonfiguration. Besonders der Verband Deutscher Sporttaucher (VDST) vertritt diese Meinung und gibt sie als zwingende Empfehlung an seine Mitglieder aus.
In diesem Artikel soll Pro und Contra dieser Konfiguration diskutiert werden, da diese Art der Atemregler-Konfiguration fast ausschließlich im deutschsprachigen Raum gepflegt wird.
Aufbau der Kaltwasserkonfiguration
Kaltwasserkonfiguration nach VDST
Der VDST empfiehlt seinen Mitgliedern beim Tauchen im Kaltwasser folgende Konfiguration: Es wird eine Druckluftflasche mit einem Doppelventil (alternativ auch eine Doppelflasche) verwendet. Die Atemregler müssen kaltwassertauglich nach DIN EN 250 sein. An das rechte Ventil (in Blickrichtung des Tauchers) kommt die 1. Stufe des Hauptatemreglers. An dieser wird über einen Mitteldruckschlauch die 2. Stufe des Hauptatemreglers angeschlossen. Beim Tauchen in einem Trockentauchanzug wird der Inflatorschlauch des Anzugs nach VDST-Empfehlung auch an diese 1. Stufe angeschlossen. An das linke Ventil (in Blickrichtung des Tauchers) kommt die 1. Stufe des Backup-Atemreglers. An dieser wird die entsprechende 2. Stufe, der Inflatorschlauch des Tarierjackets und das Finimeter angeschlossen.
Variationen dieser Konfiguration
Viele Taucher schließen beim Tauchen mit Trockentauchanzug diesen an die 1. Stufe des Backup-Atemreglers, da dadurch eine besser Lastverteilung erreicht wird. Denn der Trockentauchanzug braucht beim Abtauchen zum Druckausgleich wesentlich mehr Luft als das Tarierjacket. Das Tarierjacket wird dann an die 1. Stufe des Hauptatemreglers angeschlossen.
Es gibt auch Taucher, die den Hautatemregler an das linke Ventil und den Backup-Atemregler an das rechte Ventil schrauben. Sie begründen es damit, dass man in Engstellen (z.B. in einem Wrack, unter einem Felsüberhang oder in einer Höhle) das linke Ventil durch Schrammbewegungen an der Decke unbemerkt schließen könnte (die Drehbewegung des Handrades ist auf der linken Seite dem entsprechend). Das könnte in einer Notsituation beim Wechsel auf das Backup-System zu zusätzlichem Stress führen, wenn dann dort keine Atemluft bezogen werden kann. Wenn man sich auf diese Art den Hauptatemregler zudreht, bemerkt man es sofort und kann entsprechend reagieren (oder auch erst einmal auf das Backup-System wechseln, um das Problem zu lösen).
Alternativen
Eine mögliche Alternative zur Kaltwasserkonfiguration ist das Tauchen mit der Normalkonfiguration des Atemreglers: Es gibt nur ein Monoventil, an das auch nur eine 1. Stufe geschraubt wird. Die 2. Stufe des Hauptatemreglers, die des Backupreglers (auch Octopus genannt) sowie die benötigten Inflatorschläuche werden alle an diese 1. Stufe angeschlossen. Hier kann zum Stoppen des vereisungsbedingten Abblasens des Hauptreglers ein Freeflow-Control-Device vor dem Hauptatemregler montiert werden.
Eine weitere Alternative ist die Verwendung von zwei vollkommen getrennten Luftversorgungssystemen (2 getrennte Flaschen, 2 einzelne Atemreglersysteme), zum Beispiel beim Sidemount-Tauchen.
Physikalische Vorüberlegungen
Die nachfolgenden Betrachtungen beschränken sich auf das Notwendige, für detailliertere Hintergrundbetrachtungen folgen Sie bitte den Links im Text.
Temperatur
Durch den Joule-Thomson-Effekt verändern Gase, die unter Druck eine Engstelle passieren und dahinter entspannen, ihre Temperatur. Je nach Art des Gases kann die Temperatur des Gases steigen oder fallen. Bei Luft gibt es die größte Abkühlung bei einer Druckdifferenz zwischen 160 und 200 Bar, während sich Helium in diesem Bereich erwärmt. Deshalb sind heliumhaltige Atemgase (z.B. Trimix) von dieser Problematik nicht oder kaum betroffen.
Da in der 1. Stufe des Atemreglers (die sich unmittelbar am Flaschenventil befindet) bei einer nahezu vollen Druckluftflasche genau diese Druckdifferenz von knapp 200 Bar auftritt, kühlt sich die Luft an der Düse des Hochdruckventils nach dem Durchströmen sehr stark ab (um bis zu 40 K). Wenn die Druckluftflasche nur noch halb gefüllt ist, ist durch die deutlich geringere Druckdifferenz beim Entspannen der Temperaturabfall entsprechend geringer.
Diese kalte Luft erwärmt sich durch den Wärmeaustausch über das Metallgehäuse der 1. Stufe, aber auch während des Transports durch den Druckschlauch bis zur 2. Stufe, dem eigentlichen Atemregler am Mund des Tauchers durch die Wärmezufuhr aus dem Wasser. In der Mitteldruckkammer der 1. Stufe und dem Schlauch befindet sich etwa die Luft eines halben bis ganzen Atemzuges (da ja auch hier noch hoch komprimiert). Die Temperatur der Luft hat sich beim Eintreffen in der 2. Stufe schon wieder deutlich erwärmt und liegt je nach Wassertemperatur und auch Atemfrequenz leicht über oder unter dem Gefrierpunkt.
Eine weitere, deutlich geringere Abkühlung erfolgt in der 2. Stufe, da hier nur noch eine Druckdifferenz von ca. 10 Bar vorhanden ist. Diese Abkühlung reicht aber bei Wassertemperaturen unter 10°C aus, um hinter dem Ventil der 2. Stufe die Luft wieder unter den Gefrierpunkt abzukühlen.
Feuchtigkeit und Eisbildung
Allein tiefe Temperaturen reichen nicht aus, um Eis zu bilden. Es muss auch Wasser vorhanden sein, das gefrieren kann.
Aus diesem Grund werden an die Atemluft in Druckluftflaschen hohe Ansprüche in Bezug auf die Feuchtigkeit gestellt.
