Effizienter Betrieb ohne Luft

Luft tritt im Anlagenwasser in Form von großen freien Luftblasen, als Mikroblasen und als gelöstes Gas auf. Der Eintrag geschieht zunächst mit dem Füllwasser, das in ein System gespeist wird. Hier muss der SHK-Fachmann die einschlägigen Normen berücksichtigen. Dabei spielt auch die Dichtheit des Systems eine wichtige Rolle. Zudem ist keine Anlage hundertprozentig gasdicht. Durch Verschraubungen, Verpressungen und durch das Rohrmaterial selbst kann ebenso Luft eindringen wie durch unsachgemäße Nachfüllvorgänge, Mikrolecks oder ein nicht korrekt dimensioniertes, platziertes bzw. eingestelltes MAG. Grundsätzlich 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 ohnehin nicht möglich.

Temperatur und Schmutzgehalt sind weitere Faktoren, wobei die Temperatur 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 unterbinden, ihr Entstehen wird allerdings durch Luft im System deutlich beschleunigt, da 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.

Folgen Von Luft im System

Luft im System kann de Wärmeübergang behindern, weil sie im Vergleich zum Füllwasser eine deutlich geringere Wärmetransportkapazität aufweist Darüber hinaus entstehen Strömungsgeräusche 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.

Entlüftungsmöglichkeiten

Größere Luftblasen lassen sich mit Schnellentlüftern entfernen. Sie werden am höchsten Punkt der Anlage positioniert. Der Großentlüfter „SpiroTop“ von Spirotech (www.spirotech.de) zum Beispiel 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 ist ausgeschlossen. Die solide Messing-Konstruktion, u. a. mit einem Vollkunststoff-Schwimmer, bietet eine lange Lebensdauer. Auch bei einer Entleerung wird mit dem „SpiroTop“ eine schnelle, sichere Belüftung möglich. Er wird mit einem ½-Zoll-Innengewinde geliefert.

Für die Entfernung von Mikroblasen eignet sich der „SpiroVent“, der im Vorlauf eingebaut wird. Entgegen dem „SpiroTop“, der am Rande des Volumenstroms montiert ist, wird der „SpiroVent“ komplett durchströmt. Dabei fängt das innensitzende „Spirorohr“ die feinen Bläschen ein, die durch das Ventil abgeschieden werden. 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 und eine längere Lebensdauer der wasserführenden Anlagenteile. Dabei ist in Heizungsanlagen die geodätische Höhe von 15 m zu berücksichtigen.

Für schwierige Rahmenbedingungen, vor allem in größeren bzw. großen Anlagen, stellt Spirotech den Vakuumentgaser „SpiroVent Superior“ zur Verfügung (siehe Infokasten „Einsatzbedingungen“). Das Gerät zieht mit Hilfe einer Pumpe jedes Mal einen geringen 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 beim Spülen des Vakuumbehälters 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 zehn 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 stark absorptive Eigenschaft des Wassers können mit diesem Verfahren auch eingeschlossene Gasblasen in weit verzweigten Systemen nach und nach beseitigt werden. Außerdem trägt die kontrollierte Laufzeit zu einem niedrigen Energieverbrauch und einem geringeren Verschleiß bei.

Besonders sinnvoll ist es, die Entgasung 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.

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 aufgetreten sind, 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.

Montage

Grundsätzlich wird der Vakuumentgaser im Bypass angeschlossen, wobei für Heizungen und Kühlanlagen eine Integrierung in den Rücklauf empfohlen wird. Nach dem Entgasen wird die Anlagenflüssigkeit über eine zweite Leitung wieder dem Rücklauf zugeführt. Da das Gerät als fertig konfektioniertes Bauteil mit flexiblen Anschlussleitungen geliefert wird – kurz Plug & 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.

Die Geräte eignen sich für Wasser sowie Wasser-Glykol-Mischungen, wobei Modelle für unterschiedliche Anlagengrößen bzw. Drücke zur Verfügung stehen. Für Kühlanlagen werden die Modelle „SpiroVent Superior S6“, „S10“ und „S16“ als isolierte Spezialversion angeboten.

Erfolgreiche Umsetzung

Unterschiedliche Projekte belegen, dass die Vakuumentgaser als Problemlöser funktionieren. Wurde Luft als Störfaktor ermittelt, ließ sie sich durch das passende Gerät eliminieren. Die positiven Rückmeldungen von Stadtwerken, aus Gewerbe und Industrie sowie Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen zeigen, dass sich der Investitionsaufwand rasch amortisiert. Kosten und Energieverbrauch werden gesenkt, der Wirkungsgrad des Gesamtsystems sowie empfindlicher Komponenten bleibt länger erhalten.