Druckhaltung im Verbundbetrieb
Komplexe Heizsysteme störungsfrei betreiben
Doppelt hält besser? Im Fall der Druckhaltung in Heiz- und Kühlsystemen trifft das unter bestimmten Voraussetzungen zu. Insbesondere große und dezentrale Systeme profitieren davon, wenn, im Gegensatz zum Einzelbetrieb, mehrere Druckhalteautomaten im Verbundbetrieb geschaltet sind. Damit lassen sich bestenfalls zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Einerseits eignet sich diese Betriebsart zur Ausfallsicherung, andererseits sorgt ein lastabhängiger Parallelbetrieb für eine konstante hydraulische Arbeitsweise der Anlage.
Druckhalteautomaten fangen in geschlossenen Heizungsanlagen Änderungen im Wasservolumen und somit im Anlagendruck ab. Ein konstanter Betriebsdruck ist Voraussetzung für den störungsfreien und verschleißarmen Betrieb. Bei großen, komplexen und dezentralen Systemen gibt es neben dem Einzelbetrieb einer Druckhaltung auch die Möglichkeit oder gar die Notwendigkeit des Verbundbetriebs. Dabei spielt die Art der Druckhaltung, ob kompressor- oder pumpengesteuert, nur eine untergeordnete Rolle.
Als Verbundbetrieb definiert man eine Anlagensituation, in der mehrere Druckhalteautomaten miteinander verknüpft sind und in einem Heiz- oder Kühlsystem arbeiten. Grundsätzlich ist zwischen zwei Arten des Verbundbetriebs zu differenzieren: dem Wechselstörbetrieb und dem lastabhängigen Betrieb, die sich maßgeblich in ihrer Funktion voneinander unterscheiden. Beide sind miteinander kombinierbar.
Wechselstörbetrieb
Zweck des Wechselstörbetriebs ist das Erzeugen einer Redundanz zur Ausfallsicherung der Heiz- oder Kühlanlage. Dafür sind zwei gleichartige Automaten aneinander geschaltet. In diesem Fall ist einem dieser Automaten die Rolle des „Masters“ und dem anderen, sozusagen dem Reserveautomaten, die des „Slaves“ zugewiesen. Während der „Master“ arbeitet, verbleibt der „Slave“ im Standby. Nach einem voreingestellten Zeitintervall, in der Regel alle 24 oder 48 Stunden, übergibt der „Master“ an den „Slave“ und stellt die Arbeit ein. Dabei bleibt er jedoch insofern aktiv, als dass er die Anlagensituation dauerhaft überwacht und bei Unstimmigkeiten im Betrieb wieder übernimmt. Bei einer schwerwiegenden Störung oder gar dem Komplettausfall des einen Automaten springt der andere als Reserve ein. Auf diese Weise ist ein unterbrechungsfreier Dauerbetrieb der Anlage sichergestellt. Während in einem Einfamilienhaus beispielsweise der Ausfall der Heizung ein großes Ärgernis ist, hat er dagegen für Institutionen wie Krankenhäuser schwerwiegende Folgen. Der Wechselstörbetrieb ermöglicht einen absolut sicheren, ausfallfreien Betrieb.
Lastabhängiger Betrieb
Im Gegensatz zum Wechselstörbetrieb, in dem immer nur ein Automat arbeitet, sind es beim lastabhängigen Betrieb zwei oder mehr Druckhaltungen, die das ganze System bedienen. Diese arbeiten, auf Basis eines festgelegten Druckreferenzpunktes, kaskadenmäßig gleichzeitig. Hinsichtlich der Steuerung richtet sich das Einschalten der einzelnen Automaten nach zwei Faktoren: Füllstand und Betriebszeit der Aktoren (Pumpe beziehungsweise Kompressor und Ventile). Dem zufolge arbeitet der Behälter mit dem höchsten Füllstand bei der nächsten Aufforderung zur Druckerhöhung zuerst, der mit dem niedrigsten Füllstand entsprechend als letztes.
Der Verbundbetrieb als lastabhängiger Betrieb ist für große und dezentrale Heizsysteme sinnvoll. Er spielt insbesondere bei Anlagen mit sich stark verändernden Volumina, zum Beispiel bedingt durch einen Sommer-Winter-Betrieb, seine Vorteile aus. Ein weiterer Anwendungsfall ist die Vermischung von mehreren Heizkreisen in einem Anlagensystem.
Praxisbeispiel: Dorotheen Quartier
Ein Praxisbeispiel für lastabhängige Druckhaltung im Verbundbetrieb findet sich im Dorotheen Quartier, der neuen Luxuseinkaufswelt im Herzen Stuttgarts. Im Keller des Komplexes, der drei Häuser mit insgesamt 38.000 m² Fläche und sowohl Büroflächen als auch Geschäfte umfasst, sind zwei Druckhalteautomaten der Firma Flamco (www.flamco.de) installiert. Dabei handelt es sich um das Modell „Flamcomat“: ein pumpengesteuerter Automat mit integrierter Nachspeisung und Entgasung. Für das Projekt entschied sich der Anlagenhersteller für zwei Behälter mit einem Volumen von jeweils 500 l. Sie sind ausgestattet mit dem kompakten Steuermodul „M10“, das unter anderem über eine selbstlernende Mikroprozessorsteuerung verfügt sowie über eine Schnittstelle auch mit externen Systemen für ein vernetztes Steuer- und Alarmsystem verbunden werden kann.
Ein Verbundbetrieb war hier notwendig, weil Heizungs- und Kühlkreis nicht vollständig voneinander getrennt sind.
„Unter bestimmten Anlagensituationen kann es über die Mehrwegeventile in der Anlage zu einer Vermischung der beiden Kreise kommen“, erläutert Ralf Winskewitsch, Leitung Kundendienst bei Flamco. „Kommt es zur Vermischung beider Heizkreise, gleichen sich deren Drücke aneinander an. Werden sie im Anschluss wieder getrennt, zieht dies unter Umständen eine Ungleichheit im Wasservolumen nach sich.“ Die Auswertung der Druckverhältnisse der Anlage an einem festgelegten Druckreferenzpunkt sorgt für ausgeglichene Füllstände in den einzelnen Druckhaltungen im Verbund.
Entgasung und Nachspeisung
Bei pumpengesteuerten Druckhalteautomaten wie dem im Dorotheen Quartier eingesetzten „Flamcomat“ erfolgt die Anlagenentgasung vollautomatisch. Bei einer kompressorgesteuerten Druckhaltung kann adaptiv eine Entgasungsanlage installiert werden, die, unabhängig vom Automaten, eigenständig arbeitet. Für solche Situationen bietet Flamco Systemkomponenten wie den „VacumatEco“ oder die „ENA“ an, die neben der Entgasung auch die vollautomatische Nachspeisung übernehmen.
Die Nachspeisung im Verbundbetrieb ist zentral gesteuert. Dabei werden stets die Volumina aller Behälter betrachtet. Erst wenn alle Behälter des Verbundes keine Wasservorlage mehr haben, kommt eine Nachspeiseaufforderung. Im lastabhängigen Betrieb erhält der „Master“ die Informationen aus den anderen Behältern und reagiert entsprechend.
Verbundbetrieb zahlt sich aus
Der Verbundbetrieb, egal welcher Art, ist immer ein technisch zu begleitendes Objekt-/Projektgeschäft, da die Druckhalteautomaten selbst und ihre einzelnen Aggregate auf die hydraulischen Voraussetzungen verschieden großer Systemanlagen abzustimmen sind.
Trotz der aufwendigen Planung und einer vergleichsweise kostenintensiven Anschaffung zahlt sich der Verbundbetrieb auf lange Sicht aus. Er bietet Großheizsystemen eine größtmöglich saubere hydraulische Arbeitsweise. Infolgedessen bleibt die Funktionstüchtigkeit des Systems und seiner Komponenten gewährleistet und die Lebensdauer der Anlage verlängert sich. Durch die Reduktion von Reparatureinsätzen werden zudem an anderer Stelle Kosten eingespart.
