So bleibt die Luft weg

Sowohl in Heizungs- als auch Kühl- oder Prozessanlagen jeder Größe tritt Luft als Störfaktor auf. Je sensibler der Bereich ist, umso wichtiger wird es, dem Aspekt Luft Beachtung zu schenken. Dabei läuft es auf folgende Fragen hinaus: Wie kommt die Luft in die Systeme und wie wird ihr Eintrag minimiert? Auf welche Weise kann sie entfernt werden?

Luft erscheint im Anlagenwasser als große freie Luftblase, als Mikroblase sowie als gelöstes Gas. Ihr Eintrag erfolgt auf verschiedene Arten: Als erster Faktor ist das Füllwasser zu nennen, das in ein System gespeist wird. Hier hat der SHK-Fachhandwerker die einschlägigen Normen zu berücksichtigen. Des Weiteren spielt die Dichtheit des Systems eine wichtige Rolle. Allerdings ist keine Anlage zu 100 Prozent gasdicht. Durch Verschraubungen, Verpressungen und durch das gewählte Rohrmaterial selbst kann ebenso Luft eindringen wie durch unsachgemäße Nachfüllvorgänge, Mikrolecks oder ein nicht korrekt dimensioniertes, platziertes und eingestelltes 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. Als weitere Störfaktoren treten Temperatur und Schmutzgehalt auf. Die Temperatur ist eine Größe, die vom System beziehungsweise der Konstruktion vorgegeben wird. Je höher sie ist, umso weniger Sauerstoff und Stickstoff kann das Wasser binden.

Auch Schmutzpartikel lassen sich nie komplett vermeiden. Allerdings wird ihr Entstehen 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.

Auswirkungen des Lufteintrags

Die Luft kann sich auf verschiedene Weise negativ auswirken. So wird der Wärmeübergang behindert, weil Luft im Vergleich zum Füllwasser eine deutlich geringere Wärmetransportkapazität 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 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.

Größere Luftblasen entfernen

Größere Luftblasen lassen sich mit Schnellentlüftern entfernen. Sie werden am höchsten Punkt der Anlage positioniert. So verfügt zum Beispiel der Großentlüfter Spiro-Top von Spirotech über einen Abstand von etwa 40 mm zwischen Wasseroberfläche und Ventil, unter anderem zum Ausgleich von Druckschwankungen. Dadurch arbeitet das Bauteil dauerhaft zuverlässig; ein Verstopfen des Ventils durch Schmutz und damit Wartungskosten sind quasi ausgeschlossen. Die Messing-Konstruktion mit Vollkunststoff-Schwimmer bietet eine lange Lebensdauer. Auch bei einer Entleerung wird mit dem Großentlüfter eine schnelle, sichere Belüftung möglich.

Mikroblasen entfernen

Für die Entfernung von Mikroblasen eignet sich der Luftabscheider Spiro-Vent, der im Vorlauf montiert und vom kompletten Volumenstrom durchströmt wird. Dabei fängt das innensitzende sogenannte Spirorohr die feinen Bläschen ein, die dann durch das Ventil abgeschieden werden. Der Druckverlust ist dabei gering. Die Flüssigkeit erhält auf diese Weise absorptive Eigenschaften. Das heißt, dass sie an anderer Stelle im System wieder Luft aufnehmen und bis zum Spiro-Vent transportieren kann.

Mit diesem Verfahren unterstützt das Gerät den optimalen Wärmeübergang und sorgt so für eine längere Lebensdauer der wasserführenden Anlagenteile. Es führt weiter zu einer geringeren Korrosion. In Heizungsanlagen ist allerdings die geodätische Höhe von 15 m zu berücksichtigen.

Problemlöser für schwierige Fälle

Bei schwierigen Rahmenbedingungen, vor allem in großen Anlagen, eignet sich ein Vakuumentgaser wie der Spiro-Vent Superior. Das Gerät zieht mit Hilfe einer Pumpe einen 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 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 vorne. Wenn nicht, bleibt das Gerät in Standby bis zum nächsten Startimpuls. Durch die absorptive Eigenschaft des Wassers können mit diesem Verfahren auch eingeschlossene Gasblasen nach und nach beseitigt werden. Außerdem trägt die kontrollierte Laufzeit zu einem niedrigen Energieverbrauch und einem geringeren Verschleiß bei.

Anlagendaten im Blick

Besonders sinnvoll ist es, das Abscheiden mit dem Befüllen oder 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 Spiro-Vent Superior den normalen Entgasungsvorgang fort.

Das Gerät zeigt im integrierten Display zahlreiche Daten an. Dazu zählen unter anderem 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.

Entgaser richtig installieren

Der Vakuumentgaser wird grundsätzlich mittels eines Bypasses angeschlossen, wobei für Heiz- und Kühlanlagen die Integration 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, lässt es sich schnell und einfach installieren. Darüber hinaus geht mit dem Einsatz des Geräts eine schnellere Einstellung der Gesamtanlage einher.

Grundsätzlich eignen sich die Geräte für Wasser sowie Wasser-Glykol-Mischungen, wobei Modelle für unterschiedliche Anlagengrößen und Drücke zur Verfügung stehen. Letztlich führt der Einsatz eines Vakuumentgasers zu einer Kostensenkung, wie zahlreiche Erfahrungen des Herstellers zeigen. Denn im Vergleich zu einer Anlage ohne ein solches Bauteil sind sehr viel weniger Störungen oder Ausfälle zu verzeichnen. Außerdem wirkt es sich positiv auf den Energieverbrauch aus, weil der Wirkungsgrad im Gesamtsystem länger erhalten bleibt.

Wann empfiehlt sich ein Vakuumentgaser?

Vakuumentgaser wie der Spiro-Vent Superior von Spirotech sind unter folgenden Bedingungen die erste Wahl:

• Bei Anlagen mit zahlreichen Verzweigungen und geringem Durchfluss.
• Bei einer geringen Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf, weil hier zu wenige Gase freigesetzt werden. Ein Vakuumentgaser arbeitet unabhängig von der Temperatur der Flüssigkeit.
• Bei besonderen baulichen Gegebenheiten, falls kein Platz für einen Durchflussentgaser vorhanden ist. Der Vakuumentgaser kann an nahezu jeder Stelle installiert werden.
• Bei einer statischen Höhe von mehr als 5 m bei Kühlanlagen und von mehr als 15 m bei Heizungen. Denn ist die statische Höhe und damit der Druck zu groß, können die gelösten Gase nur schwer aus der Flüssigkeit freigesetzt werden. Außerdem lässt sich kaum vorhersagen, wo genau im System Bläschen auftreten, da die Temperatur und der Druck diesen Vorgang beeinflussen.

Der Weg zum optimalen Betrieb

Ein Stufenplan kann Fachhandwerkern helfen, flüssigkeitführende Anlagen optimal zu betreiben – egal ob im Neubau oder bei einer Wartung oder Sanierung. Die Ziele – also weniger Verschleiß und Störungen, niedrigerer Energieverbrauch und geringere Wartungskosten sowie Zeitersparnis bei Planung, Montage, Inbetriebnahme und Einregulierung – lassen sich in wenigen Schritten erreichen:

Michael Heyne ist für Spirotech BV in der Niederlassung Düsseldorf tätig. www.spirotech.de