Ausbildung

Jede Erwärmungsanlage birgt auch Risiken, die durch Sicherheitsvorkehrungen verhindert werden müssen. Die Erwärmung von Wasser in einem geschlossenen Behälter führt zwangsläufig zu einem Anstieg des Druckes, der mit jedem Kelvin (K) zunimmt. Deshalb sind hydraulische Anlagen sicherheitstechnisch gegen unzulässige Temperaturen und Drücke abzusichern. Deren Funktionen sind zudem turnusmäßig zu überprüfen (Wartung/Instandsetzung).

Die hier genannten sicherheitstechnischen Einrichtungen sind Empfehlungen. Die tatsächlich erforderlichen Bauteile sind nach dem Einzelfall, den Normen und den örtlichen Situationen vorzusehen.

Temperaturregler
Der Temperaturregler (TR) wird auf die gewünschte Solltemperatur eingestellt. Bei Erreichen der Solltemperatur wird die Ener­giezufuhr verringert oder ganz unterbrochen. Die Sensoren geben die Anlage/Beheizung nach dem Unterschreiten einer eingestellten Mindesttemperatur wieder frei.

Sicherheitsemperaturbegrenzer (STB)
Er hat die Aufgabe, beim Überschreiten einer vorher eingestellten, höchstens zulässigen Temperatur (Temperaturgrenzwert) die Wärmezufuhr zu unterbrechen. Der STB wird nur dann wirksam, wenn der Temperaturregler ausfällt. Der höchste Schaltpunkt des Temperaturreglers liegt ca. 5-10K niedriger als der Sicherheitsschaltpunkt des STB. Zur Weiterbeheizung muss der Fehler beseitigt und manuell entriegelt bzw. die Anlage wieder eingeschaltet werden (Störabschaltung).

Wassermangelsicherung
Die Wassermangelsicherung unterbricht bei Absinken des Mindest-Wasserstandes selbstständig die Stromversorgung zum Brennersystem. Es kommt zu einer indirekten Störabschaltung. Das Ventil öffnet die Stromversorgung erst nach Auffüllen des Systems und dem Entriegeln bzw. nach Betätigen der Entriegelungstas­te der Wassermangelsicherung.

Thermische Ablaufsicherung
Eine Thermische Ablaufsicherung (TAS) ist eine Sicherheitsarmatur, die in Anlagen mit nicht sofort abschaltbaren Energieträgern wie Festbrennstoffen eingebaut wird. Sie führt bei zu hoher Vorlauftemperatur des Kessels die Wärme durch Zuführung von kaltem Wasser ab, um einen unzulässigen Temperaturanstieg zu vermeiden.
Bei Überschreiten der zulässigen Höchsttemperatur, z.B. 95°C, wird ein Kaltwasserventil geöffnet. Das kalte Wasser strömt durch einen Wärmetauscher, nimmt Wärme des Kessels auf bzw. kühlt ihn so ab. Das Kühlwasser wird hierbei dem Abwassersystem zugeführt. Ist eine zulässige Temperatur erreicht, die ca. 5 bis 10 K tiefer als die Ansprechtemperatur liegt, schließt das Kaltwasserventil wieder. Die Aufheizung wird hierbei nicht unterbrochen.

Manometer
Ein mechanisches Manometer besitzt eine schneckenförmige Rohrfeder, die sich entsprechend dem anstehenden Druck aufrollt. Über eine leicht gekrümmte Zahnstange wird die Bewegung auf einen Zeiger übertragen, der sich über einer Skale bewegt.
Es dient zur Erfassung und zum Anzeigen des physikalischen Druckes eines Mediums (Flüssigkeit, Gas). Die meisten Manometer benutzen den Außenluftdruck als Referenzdruck. Sie messen den Überdruck gegenüber der Atmosphäre (Relativdruck). Der absolute Druck ist rund 1 bar höher.

Sicherheitsventil
Ein Membran-Sicherheitsventil ist eine Armatur, die bei Drucküberschreitung selbsttätig öffnet. Nach erfolgter Druckabsenkung schließt es automatisch wieder. Die Ventile müssen eine eigene, mit Steigung verlaufende Zuleitung von max. 1 m Länge sowie eine eigene Abblaseleitung besitzen. Die Leitungen dürfen nicht absperrbar sein. Der Ansprechdruck ist werkseitig eingestellt und verplombt.

Entspannungstopf
Bei Wärmeerzeugern mit der Gefahr von Dampfbildung (z.B. Temperaturen über 100°C) ist in der unmittelbaren Nähe des Sicherheitsventils ein Entspannungstopf in der Abblaseleitung vorzusehen. Bei auftretender Dampfbildung muss dieser die Phasentrennung von Dampf und Wasser vornehmen. Die Abblaseleitung für Dampf muss vom Hochpunkt des Entspannungstopfes ins Freie geführt werden.
Bei Wärmeerzeugern mit einer Absicherungstemperatur (STB) bis max. 100°C kann auf den Entspannungstopf verzichtet werden, wenn ein zusätzlicher Sicherheitstemperaturbegrenzer und ein zusätzlicher Maximaldruckbegrenzer eingebaut werden. Diese Lösung wird in der Praxis meist bevorzugt.

Druckbegrenzer
Diese dienen dem Schutz und der Automatisierung von größeren Anlagen. Sie werden eingesetzt, um Anlagenteile vor unzulässigen Drücken zu schützen. Der Druckbegrenzer unterbricht bei Erreichen des eingestellten Grenzwertes die Energiezufuhr. In diesem Schaltzustand verbleibt er, bis er manuell am Gerät oder durch elektrische Schaltung zurückgesetzt wird.
Im Gegensatz zum Druckwächter werden die Schaltkontakte des Druckbegrenzers verriegelt, sodass die Anlage nach Wiedererreichen eines zulässigen Druckes nicht selbstständig wieder anläuft. Der Druckbegrenzer wird insbesondere dann gefordert, wenn zu erwarten ist, dass das Eintreten eines unzulässigen Anlagenzustands die Folge einer Störung der Anlage ist und das Eingreifen des Bedienungspersonals erforderlich wird.

Membran-Ausdehnungsgefäß (MAG)
Ein MAG hat die Aufgabe, die temperaturbedingten Volumenänderungen des Wassers zu kompensieren. Zudem soll es den erforderlichen Arbeitsdruck der Wasserheizungsanlage gewährleisten.
Das MAG besteht meist aus einem Stahlgehäuse mit einer Elastomer-Membrane. Diese trennt das Gefäß in einen Gas- und Wasserraum. Der Gasraum presst die Membrane zunächst in den Wasserraum. Mit zunehmendem Druck des Füllwassers wird das Gaspolster entsprechend zusammengedrückt. Es bildet sich eine Wasservorlage.
Das durch Temperaturerhöhung bedingte Ausdehnungswasser kann bis zum Maximaldruck des Gaspolsters zusammengepresst werden. Entsprechend stellt sich ein Betriebs- bzw. Anlagendruck ein. Der maximale Anlagendruck muss jedoch mindestens 0,3 bar unter dem Ansprechdruck des SV liegen.
MAG für Trinkwasseranlagen müssen immer durchströmt sein. Die Membranen und die Innenbeschichtung müssen Anforderungen aus dem Lebensmittelbereich entsprechen.

Fülleinrichtungen/Nachspeiseeinrichtung
In geschlossenen Heizungsanlagen kann es aus unterschiedlichsten Gründen zu einem Wasserverlust kommen. Wird nicht rechtzeitig nachgefüllt, kommt es zum Lufteintritt und damit Sauerstoff­eintragung mit Korrosionsfolgen. Ebenso steigt die Geräuschbildung erheblich an. Mithilfe einer Nachspeisearmatur, bestehend aus einem Systemtrenner und einem fest eingestellten Druckminderer, kann der Betreiber manuell die Anlage nachfüllen. Nach dem Füllvorgang ist die Zuleitung wieder zu verschließen. Für größere Heizkreisläufe werden vollautomatische Nachspeiseeinrichtungen mit Leckmengenkontrollen eingebaut.

Stellventil mit Sicherheitsfunktion
Stellventile dienen der Temperaturregelung im Anschluss an einen elektrischen Regler. Zugleich übernehmen sie innerhalb von Sicherheitskreisen bzw. -ketten die Aufgabe einer Absperreinrichtung, die auf das Signal einer Temperatur- oder Druckbegrenzungseinrichtung und bei Ausfall der Versorgungsspannung wirksam wird, z.B. Fernwärmeübergabestationen. Im Falle eines Spannungsausfalles wird das Ventil geschlossen.

Druckminderer
Er setzt den Trinkwasser-Eingangsdruck auf einen zulässigen und gleichmäßigen Ausgangsdruck herab. Dies schützt Anlagen vor zu hohem Versorgungsdruck und verhindert durch Ausgleich und Optimierung schwankender Vordrücke die Schäden, die durch Druckerhöhung oder Druckschläge entstehen können. Diese Maßnahme dient auch dem Schallschutz. Der Druckminderer muss in jedem Fall eingebaut werden, wenn der Ruhedruck vor dem Sicherheitsventil höher als 80% des SV-Ansprechdruckes liegt.

Rückflussverhinderer mit Prüfeinrichtung
Das Leerlaufen höher liegender Rohrleitungen und Behälter muss vermieden werden. Pumpen oder Armaturen sollen vor Rückströmung und rücklaufenden Druckwellen geschützt werden. Warmwasser aus Trinkwassererwärmern darf nicht in das Kaltwasser zurückgedrückt werden. Rückflussverhinderer öffnen in Fließrichtung und verhindern durch Federkraft selbstständig ein Rückfließen von Wasser. Sie öffnen erst bei fließendem Wasser.

Betriebsbedingungen TWE
Auch erwärmtes Trinkwasser ist ein Lebensmittel. Deshalb sind Trinkwassererwärmer (TWE) nicht nur hinsichtlich ihrer Werkstoffe und Funktion, sondern auch der Verwendung sorgfältig auszuwählen. Ihre Reinigungs- und Wartungsmöglichkeiten sind zu beachten.
Dezentrale Durchfluss-Trinkwassererwärmer können bei Leitungslängen mit einem Wasservolumen <3 l ohne weitere Maßnahmen eingesetzt werden. Speicher- bzw. Trinkwassererwärmer sowie zentrale Durchfluss-Trinkwassererwärmer müssen so beschaffen sein, dass am Warmwasseraustritt Temperaturen von 60°C oder höher möglich sind und diese auch beim Betrieb eingehalten werden. Diese Temperatur und/oder eine thermische Desinfektion dienen der Legionellenbekämpfung.
Der Kaltwassereinlauf muss so beschaffen sein, dass während des Entnahmevorganges Mischzonen im Speicher vermieden werden.
Bei Speicher-Trinkwassererwärmern mit einem Inhalt >400 l ist durch die Bauart und weitere Maßnahmen (z.B. Umwälzung) oder bei Mehrzellenbehältern eine gleichmäßige Erwärmung aller Zellen sicherzustellen. Die Anlagen müssen außerdem so konzipiert sein, dass der gesamte Wasserinhalt der Vorwärmstufen einmal am Tag auf >60°C erwärmt wird. Großanlagen müssen jährlich auf Legionellen untersucht bzw. geprüft werden.

Bilder: Afriso, SYR, Honeywell