Kreislauf ohne Luft

Der Lufteintrag

Luft erscheint im Anlagenwasser als große freie Luftblase, Mikroblase sowie als gelöstes Gas. Ihr Eintrag erfolgt auf verschiedene Arten: Als erster Faktor ist das Füllwasser zu nennen, das in ein System gespeist wird. Hier sind die einschlägigen Normen zu berücksichtigen. Des Weiteren spielt die Dichtheit des Systems eine wichtige Rolle. Dazu muss man sich vor Augen führen, dass keine Anlage 100-prozentig gasdicht ist. Durch Verschraubungen, Verpressungen und durch das gewählte Rohrmaterial selbst kann ebenso Luft eindringen wie durch unsachgemäße Nachfüllvorgänge, Mikrolecks oder ein nicht korrekt dimensio­niertes, platziertes und eingestelltes MAG. Prinzipiell bildet eine dem System angemessene Druckhaltung die Voraussetzung für eine gut arbeitende Anlage. Ohne sie wird eine stabile Übertragung von Wärme oder Kälte auf Dauer nicht möglich.

Als weitere Faktoren treten Temperatur und Schmutzgehalt auf. Die Temperatur ist eine Größe, die vom System bzw. der Konstruktion vorgegeben wird. Je höher sie ist, umso weniger Sauerstoff und Stickstoff kann das Wasser binden.

Schmutzpartikel lassen sich nicht komplett vermeiden, ihr Entstehen wird allerdings durch das Vorhandensein von Luft deutlich beschleunigt. Das liegt daran, dass eine Reaktion des in der Luft enthaltenen Sauer­stoffs mit wasserberührten, korrosiven Bauteilen erfolgt. Je mehr Luft sich in einer Anlage befindet, umso mehr Korrosionsproduk­te entstehen, die ihrerseits zu­sätz­lich Probleme bereiten. Insbesondere bei Mischinstalla­tionen konzentrieren sich die Korrosionsprozesse womöglich auf wenige Stellen, an denen die Oxidation bis zum Durchrosten führen kann.

Die Auswirkungen

Die Luft kann sich auf verschiedene Weise negativ auswirken. So wird der Wärmeübergang behindert, weil Luft im Vergleich zum Füllwasser eine deutlich geringere Wärmetransportkapazität aufweist. Darüber hinaus entstehen Strömungsgeräusche, das bekannte Gluckern in Heizkörpern und Kavitation. Außerdem kann die Pumpenleistung schlechter ausfallen oder häufiges manuelles Entlüften notwendig werden. Ein hydraulischer Abgleich lässt sich bei mit Gas beladenem Heizungswasser praktisch nicht durchführen, weil die Druckverhältnisse instabil sind. In jedem Fall reduziert sich die Effizienz des Systems, die Energiekosten steigen. Kommt es gar zu massiven Störungen oder Ausfällen, muss mit hohen Folgekosten gerechnet werden.

Zur groben Entlüftung: Schnellentlüfter

Größere Luftblasen lassen sich mit Schnellentlüftern entfernen. Sie werden am höchsten Punkt der Anlage positioniert. Der Großentlüfter „SpiroTop“ von Spirotech beispielsweise verfügt über einen Abstand von ca. 40 mm zwischen Wasseroberfläche und Ventil, u. a. zum Ausgleich von Druckschwankungen. Dadurch arbeitet das Bauteil dauerhaft zuverlässig; ein Verstopfen des Ventils durch Schmutz und damit Wartungskosten sind ausgeschlossen. Die solide Messingkonstruktion, u. a. mit Vollkunststoff-Schwimmer, bietet eine lange Lebensdauer. Auch bei einer Entleerung wird mit dem Großentlüfter eine schnelle, sichere Belüftung möglich. Er wird mit einem 1/2-Zoll-Innengewinde geliefert.

Mikroblasen raus

Für die Entfernung von Mikroblasen eignet sich der „SpiroVent“, der im Vorlauf montiert wird. Entgegen dem „SpiroTop“, der am Rande des Systems montiert ist, wird dieser vom kompletten Volumenstrom durchströmt. Dabei fängt das innensitzende „Spirorohr“ die feinen Bläschen ein. Sie werden durch das Ventil abgeschieden. Der Druckverlust ist dabei gering. Die Flüssigkeit erhält auf diese Weise absorptive Eigenschaften, d. h. sie kann an anderer Stelle im System wieder Luft aufnehmen und bis zum „SpiroVent“ transportieren. Mit diesem Verfahren unterstützt das Gerät den optimalen Wärmeübergang, eine längere Lebensdauer der wasserführenden Anlagenteile und geringere Korrosion. Dabei ist in Heizungsanlagen die geodätische Höhe von 15 m zu berücksichtigen.

Vakuumentgaser als Problemlöser

Für schwierige Rahmenbedingungen, vor allem in größeren bzw. großen Anlagen, ist der Vakuumentgaser „SpiroVent Superior“ gedacht (siehe Infokasten „Einsatzbedingungen“). Das Gerät zieht mithilfe einer Pumpe einen Teil der Flüssigkeit ab und versetzt sie in einem integrierten Behälter in Unterdruck (Vakuum). Dies geschieht durch das Schließen eines Magnetventils. Hier wird ein Wert von –0,8 bar erreicht. Die enthaltene Luft tritt als Gas aus und wird über den integrierten Großentlüfter abgeschieden. Die entgaste Flüssigkeit wird dem Kreislauf anschließend wieder zugeführt. Mit dem Luftabscheiden erhält das Gerät über den eingebauten „smart-switch“ einen Impuls. Bleibt dieser 10 Minuten lang aus, ist kein Entgasungsbedarf vorhanden. Nach voreingestellten Zeiten prüft das Gerät erneut, ob sich der Gasgehalt des Füllwassers erhöht hat. Wenn dies so ist, beginnt der Prozess von vorn, wenn nicht, bleibt das Gerät in Standby bis zum nächsten Startimpuls. Durch die absorptive Eigenschaft des Wassers können mit diesem Verfahren auch eingeschlossene Gasblasen nach und nach beseitigt werden. Außerdem trägt die kontrollierte Laufzeit zu einem niedrigen Energieverbrauch und einem geringeren Verschleiß bei.

Besonders sinnvoll ist es, das Abscheiden mit dem Befüllen bzw. Nachfüllen der Anlage sowie der Druckhaltung zu kombinieren. Wird nach Druckabfall ein Nachfüllen erforderlich, wird die nachzufüllende Flüssigkeit zunächst entgast und dann eingespeist. Diese Prozedur endet, sobald der gewünschte Einstellwert erreicht ist. Im Anschluss setzt der „SpiroVent Superior“ den normalen Entgasungsvorgang fort.

Anlagendaten im Blick

Das Gerät zeigt im integrier­ten Display zahlreiche Daten an. Dazu zählen u. a. Start- und Stoppzeiten, Nachfüll- und Betriebsdruck, Status so­wie Nachfüll- und Ent­ga­sungs­historie. Anhand der Werte lässt sich die Wirkungsweise des „SpiroVent Superior“ aufzei­gen, etwa durch die Angabe der Betriebsstunden. Vor allem in Bestandsanlagen, in denen häu­fig Probleme durch Luft­ein­schlüsse auftreten, läuft der Va­kuumentgaser zunächst fast ständig. Ebenso zeigt er seine Vorzüge, wenn ein System ge­rade in Betrieb genommen wird. Dann entfernt er die Luft, damit die Betriebsparameter ange­mes­sen einreguliert werden kön­nen. Darüber hinaus ist von Be­deutung, dass das Gerät in die Gebäude­leittechnik eingebunden werden kann.

Richtige Installation

Der Vakuumentgaser wird grundsätzlich mittels eines Bypasses angeschlossen, wobei für Heizungen und Kühlanlagen eine Integrierung in den Rücklauf empfohlen wird. Nach dem Entgasen wird die Anlagenflüssigkeit über eine weitere Leitung wieder dem Hauptstrang zugeführt. Da das Gerät als fertig konfektioniertes Bauteil mit flexiblen Anschlussleitungen geliefert wird – kurz Plug and Play –, lässt es sich schnell und einfach installieren. Selbst die größeren Modelle sind sehr kompakt aufgebaut und leicht; ideale Voraussetzungen, um in Bestandsanlagen eingefügt zu werden. Darüber hinaus geht mit dem Einsatz des Geräts eine schnellere Einstellung der Gesamtanlage einher.

Grundsätzlich eignen sich die Geräte für Wasser sowie Wasser-/Glykol-Mischungen, wobei Modelle für unterschiedliche Anlagengrößen bzw. Drücke zur Verfügung stehen. Für Kühlanlagen werden eigene Modelle als isolierte Spezialversion angeboten.

Erfahrungen aus zahlreichen Projekten

Anhand zahlreicher Referenzen kann Spirotech feststellen, dass die Vakuumentgaser als echte Problemlöser sehr gefragt sind. Konnte durch eine intensive Analyse des Bestands Luft als Störfaktor ermittelt werden, ließ sich dieser durch das passende Gerät beseitigen. Die positiven Rückmeldungen von Stadtwerken, aus Gewerbe und Industrie sowie Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen belegen deutlich, dass sich der Investitionsaufwand rasch amortisiert. Der Einsatz eines „SpiroVent Superior“ bringt eine Kostensenkung, denn im Vergleich zu einer Anlage ohne ein solches Gerät sind sehr viel weniger Störungen oder Ausfälle zu verzeichnen. Außerdem wirkt es sich positiv auf den Energieverbrauch aus. Der Wirkungsgrad des Gesamtsystems sowie empfindlicher Komponenten bleibt länger erhalten.