In Heizungs- oder Kühlanlagen stört Luft den Betrieb und beeinträchtigt die Effizienz. Zudem fördert der enthaltene Sauerstoff, egal ob frei oder gelöst, die Korrosion. Eine gute Abhilfe bieten Vakuumentgaser. In Flüssigkeit führenden Systemen jeder Größe tritt Luft als Störfaktor auf, sowohl in Heizungen als auch in Kühl- oder Prozessanlagen.
Von Marco Estermann
Je sensibler der Bereich ist, umso wichtiger wird es, dem Aspekt Luft Beachtung zu schenken. Wie kommen Luft und Sauerstoff in die Systeme und wie wird ihr Eintrag minimiert? Auf welche Weise können sie entfernt werden?
Der Lufteintrag
Luft findet man im Anlagenwasser in Form von großen freien Luftblasen, Mikroblasen sowie als gelöstes Gas. Ihr Eintrag erfolgt auf verschiedene Arten: Als erster Faktor ist das Füll- und Ergänzungswasser zu nennen, das in ein System gespeist wird. Hier hat der Fachmann die einschlägigen Normen hinsichtlich der Wasserqualität zu berücksichtigen. Dennoch ist ein Lufteintrag durch die gelösten Gase nicht zu vermeiden.
Des Weiteren spielt die Dichtheit des Systems eine wichtige Rolle. Durch Verschraubungen, Verpressungen und durch das gewählte Rohrmaterial (Diffusion) kann ebenso Luft eindringen wie durch unsachgemäße Nachfüllvorgänge, Mikrolecks oder ein nicht korrekt ausgelegtes oder defektes Membranausdehnungsgefäß (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.
Die Auswirkungen auf Heizung und Kühlung
Die Luft wirkt sich auf verschiedene Weise negativ aus. So wird in der Heizung beispielsweise der Wärmeübergang behindert, weil Luft im Vergleich zum Füllwasser eine deutlich geringere Wärmekapazität 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 Kühlsystemen ist eine stabile Funktion ebenso wichtig, etwa in Rechenzentren oder anderen sensiblen Bereichen.
Weiterhin wird das Entstehen von Schmutzpartikeln durch das Vorhandensein von Luft deutlich beschleunigt. Das liegt daran, dass eine Reaktion des in der Luft enthaltenen Sauerstoffs mit wasserberührten, korrosiven Bauteilen erfolgt. Insbesondere bei Mischinstallationen konzentrieren sich die Korrosionsprozesse womöglich auf wenige Stellen, an denen die Oxidation bis zum Durchrosten führen kann.
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.
Vakuumentgaser als Problemlöser
Vakuumentgaser stehen in verschiedenen Größen zur Verfügung und lassen sich problemlos in neue und bestehende Anlagen einbinden. Ein solches Gerät entnimmt einen Teil der Anlagenflüssigkeit und versetzt diesen in einem integrierten Behälter in Unterdruck (Vakuum). Die im Wasser gelösten Gase treten in Form von Luftblasen aus und werden über den integrierten Großentlüfter abgeschieden. Die entgaste Flüssigkeit wird dem Kreislauf anschließend wieder zugeführt. Durch die absorptive Eigenschaft des Wassers können auch eingeschlossene Gasblasen im Netz nach und nach beseitigt werden.
Besonders sinnvoll ist es, das Entgasen 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. Im Anschluss setzt der Vakuumentgaser den normalen Entgasungsvorgang fort.
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 die meisten Geräte als fertig konfektioniertes Bauteil mit flexiblen Anschlussleitungen geliefert werden, lassen sie sich schnell und einfach installieren sowie in Betrieb nehmen. Weniger Luft bedeutet auch weniger Sauerstoff. Somit wird die Gefahr von Korrosion deutlich gesenkt und gleichzeitig lässt sich beispielsweise in Fernwärmenetzen der Einsatz von chemischen Sauerstoffbindern erheblich reduzieren. Grundsätzlich eignen sich die Geräte für Wasser sowie Wasser-Glykol-Mischungen, wobei Modelle für unterschiedliche Anlagengrößen bzw. Drücke zur Verfügung stehen.
Erfahrungen aus zahlreichen Projekten
Anhand zahlreicher Referenzen konnte festgestellt werden, 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 eliminieren. Die positiven Rückmeldungen von Stadtwerken, aus Gewerbe und Industrie sowie Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen belegen deutlich, dass sich der Investitionsaufwand rasch amortisiert. Der Einsatz eines Vakuumentgasers 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.
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