Luft in Heizungsanlagen ist ein unhaltbarer Zustand. Mitunter werden erst nach Jahren Probleme oder Betriebsstörungen auftreten. Weil die Ursachen gewöhnlich an oder in den Bauteilen der Anlage gesucht werden, beschränkt sich der Servicetechniker damit, den vermeintlichen Übeltäter auszutauschen. Bis die nächste Störung eintritt. Selbst ein Fachmann vermutet als Verursacher kaum das eigentliche Medium: Wasser bzw. dessen Bestandteile. Abhilfe kann durch den Einbau von Mikroblasenabscheidern oder Druckentgasungsanlagen geschaffen werden.

Zustandsformen von Luft in Wasser

Wasser nimmt abhängig von Druck und Temperatur Luft, Sauerstoff und andere Gase auf. Diese Gase können entweder

• im Wasser gelöst oder
• in Form von Luftbläschen

vorhanden sein. Größere Luftblasen bewegen sich durch höhere Auftriebskräfte im oberen Bereich der Rohrleitung durch die Anlage. Luftblasen, die kleiner sind als 0,2 mm im Durchmesser verbleiben in der Strömung, weshalb ihre Entfernung über Entlüfter und Lufttöpfe nicht möglich ist.

Wie entstehen die Mikroluftblasen in der Heizungsanlage?

Bereits das Füllwasser beinhaltet Mikroblasen. Bei dem Füllvorgang werden durch Turbulenzen in der Anlage eine große Menge "Luftblasen" entstehen, die sich in eine Vielzahl kleinerer Bläschen aufspalten und im Wasser verteilen. Bei längerem Stillstand steigen diese nach oben und werden wieder zu größeren Blasen, die über einen Entlüfter aus dem System evakuiert werden können. Je höher jedoch der Anlagendruck und je niedriger die Anlagentemperatur, desto größer ist die Menge von Mikroblasen, die im Füllwasser verbleiben.

Bei Erwärmung bzw. Drucksenkung treten diese Mikroluftblasen dann wieder aus dem Wasser aus. Durch den Zwangsumlauf werden die Mikroluftblasen in der Anlage verteilt. Wenn die Temperatur des Wassers wieder sinkt, löst sich ein Teil dieser Blasen auf, werden jedoch durch erneute Erwärmung wieder freigesetzt. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig.

Ein weiterer Vorgang, der Mikroblasen erzeugt, ist eine Druckabsenkung - evtl. bis in den Vakuumbereich -, die durch den Drosseleffekt an Querschnittsverengungen erfolgen kann. Durch die Druckabsenkung werden vorhandene Luftblasen größer und nach der Verengung durch Druckanstieg zu Mikroblasen zerschlagen. Dieser Vorgang tritt häufig am Schaufelkanaleintritt an Flügelrädern von Pumpen auf.

Problem: Luft

Schwer einzugrenzende störende Geräusche in Leitungen oder Anlagenteilen bzw. schlecht beheizte Räume können verursacht sein durch:

Schäden an Pumpenflügelrädern

Wenn der Mindestzulaufdruck nicht eingehalten wird, kann das Schaufelrad beschädigt werden. Die Ursache liegt in dem plötzlichen Zusammenfallen von Luftblasen (Kavitation genannt).

Schäden an Pumpenlagern

Luftblasen werden in die Mitte des Flügelrades getrieben und lagern sich an der Pumpenwelle ab. Die Pumpendrehzahl steigt bei gleichzeitig aussetzender Wasserschmierung und Kühlung. Erhöhter Verschleiß ist die Folge.

Abnahme der Pumpenförderhöhe

Der Wirkungsgrad der Pumpe wird verringert. Evtl. werden höhere oder weiter gelegene Anlagenteile nicht ausreichend mit Wasser versorgt.

Wie wird die Anlage luftfrei?

Die Mikroluftblasen müssen abgefangen werden. Dazu eignen sich die weiter oben bereits erwähnten Mikroblasenabscheider. Sie sind möglichst in den Heizungsvorlauf unmittelbar nach dem Wärmeerzeuger einzubauen, da dort die Mikroluftblasen in großer Anzahl freigesetzt werden.

Bei Kälteanlagen sollte der Einbau unmittelbar vor der Anlage im Rücklauf erfolgen.

Mikroblasenabscheider

Funktionsweise:

1. Der Volumenstrom sorgt dafür, dass die Mikroluftblasen mitgeführt werden.

2. Mikroluftblasen werden abgeschieden und durch ein automatisch funktionierendes Ventil nach außen abgeführt.

3. Das Wasser absorbiert die jetzt noch vorhandenen Gase.

4. Wird dies kontinuierlich durchgeführt, ist das Wasser nach einigen Tagen komplett von Mikroblasen befreit.

5. Das Ventil ist nicht absperrbar und funktioniert dauerhaft.

Druckentgasungsanlagen

Sie sind erforderlich:

• bei Zentralheizungen mit einer statischen Höhe >15 m zwischen Heizkessel und höchster Stelle,
• bei Kälteanlagen mit einer statischen Höhe >5 m zwischen Kältemaschine und höchster Stelle,
• bei Anlagen mit geringen Temperaturunterschieden,
• bei Anlagen mit großen dynamischen Druckunterschieden (z.B. Fernheizungen).

Druckentgasungsanlagen basieren auf einer Drucksenkung unterhalb des atmosphärischen Drucks.

1. Ein Teil des Wassers wird in einem separaten Behälter in Unterdruck versetzt. Dadurch werden die gelösten Gase vollständig aus dem Wasser entfernt.

2. Das Wasser wird wieder in die Anlage zurückgepumpt.

3. Es nimmt wieder Luftblasen und Gase auf. Stepp 1 beginnt.

Verschlammung

Bedingt durch zuviel Sauerstoff können in der Anlage Korrosionsprodukte entstehen und zu einem Verschlammen führen. Schlammabscheider arbeiten wie folgt:

1. Die Strömung bewirkt das Mitführen der Schlammteile.

2. Schlammteile werden ausgeschieden und in einem speziellen Auffangbereich gesammelt.

3. Alle Schlammteile, die ein höheres spezifisches Gewicht als Wasser haben, werden vollständig abgeschieden.

4. Über einen Ablasshahn kann der Auffangbereich geleert werden, während die Anlage in Betrieb bleibt.

Bei Fußbodenheizungen ist ein Schlammabscheider zu empfehlen.

Kombinierter Luft- und Schlammabscheider

Dieser vereinigt die Vorteile beider Geräte in sich und erleichtert die Montage.

Quelle: Nach Unterlagen der Fa. Spirotech, Düsseldorf

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