Störungsfreier Betrieb in ­
Heiz- und Kühlanlagen

In Flüssigkeit führenden Systemen jeder Größe tritt Luft als Störfaktor auf, sowohl in Heizungen als auch Kühl- oder Prozessanlagen. Je sensibler der Bereich ist, umso wichtiger wird es, dem Aspekt Luft Beachtung zu schenken. Dabei läuft es auf folgende Fragen hinaus: 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 Anlagenbauer 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. Dazu muss man sich vor Augen führen, dass keine Anlage 100-prozentig gasdicht ist. 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 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 kann sich auf verschiedene Weise negativ auswirken. 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.

Schmutzpartikel lassen sich nicht komplett vermeiden, ihr Entstehen wird allerdings durch das Vorhandensein von Luft deutlich beschleunigt. Das liegt daran, dass 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.

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

Für schwierige Rahmenbedingungen, vor allem in größeren bzw. großen Anlagen, stellt Spirotech den Vakuumentgaser „SpiroVent Superior“ zur Verfügung (siehe Infokasten „Einsatzbedingungen“). Das Gerät steht in verschiedenen Größen zur Verfügung und lässt sich problemlos in neue und bestehende Anlagen einbinden. Es 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. Der integrierte „SmartSwitch“ trägt zu einem niedrigen Energieverbrauch und einem geringeren Verschleiß des Geräts bei.

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. Diese Nachspeisung endet, sobald der gewünschte Anlagendruck erreicht ist. Im Anschluss setzt der „SpiroVent Superior“ den normalen Entgasungsvorgang fort.

Anlagendaten im Blick

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 Vakuumentgasers aufzeigen, etwa durch die Angabe der Betriebsstunden. 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 das Gerät als fertig konfektioniertes Bauteil mit flexiblen Anschlussleitungen geliefert wird – kurz Plug and Play –, lässt es sich schnell und einfach installieren sowie in Betrieb nehmen. 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. 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. Für Kühlanlagen werden die Modelle „SpiroVent Superior S6“, „S10“ und „S16“ als isolierte Spezialversion angeboten.

Erfahrungen aus zahlreichen Projekten

Anhand zahlreicher Referenzen kann das Unternehmen Spirotech feststellen, 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. Der Wirkungsgrad des Gesamtsystems sowie empfindlicher Komponenten bleibt länger erhalten.