Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Anfänger in der Konstruktion und Installation von hydraulischen Heizsystemen fragen sich: Warum ist es so wichtig, den Überdruck im Kreislauf aufrechtzuerhalten und auf welche Weise kann dies erreicht werden? Wir laden Sie ein, die Antworten auf häufig gestellte Fragen zu diesem Thema in unserem Bericht über geschlossene Heizsysteme herauszufinden.

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Wofür ist Überdruck?

Stellen Sie sich ein Heizsystem mit offenem Ausgleichsbehälter vor. In seinem oberen Teil steht das Kühlmittel unter einem Druck von etwa 100 kPa oder 10,2 m Wassersäule. Im Gegensatz zur oberen Füllgrenze, die unter normalem atmosphärischen Druck steht, wird im unteren Teil das Kühlmittel noch stärker komprimiert, die Differenz entspricht gerade der Höhendifferenz und wird in Metern Wassersäule ausgedrückt. Änderungen des atmosphärischen Drucks und der Höhe sowie der Dichte des Kühlmittels können eigene Anpassungen vornehmen. In der Praxis werden solche kleinen Fehler jedoch vernachlässigt..

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Im normalen Betrieb eines solchen Systems wird im Kesselwärmetauscher eine erhebliche Menge Wasser erwärmt. Das Erhitzen geht mit einer Expansion einher, wodurch ein Teil des Wassers mit einer höheren Temperatur zusätzlichen Druck auf das benachbarte Volumen des Kühlmittels ausübt. In diesem Fall strömt eine Flüssigkeit mit geringerer Dichte nach oben: Die Druckkraft des erhitzten Kühlmittels wird zum atmosphärischen Druck und zum Innendruck des Systems addiert, wodurch das Kühlmittel entlang eines geschlossenen Kreislaufs gedrückt werden kann. Je höher die Bewegungsgeschwindigkeit des Kühlmittels ist, desto ausgeprägter ist der Konvektionseffekt und umgekehrt.

Was passiert in den sogenannten geschlossenen Heizsystemen? In ihnen ist das Kühlmittel von der Atmosphäre isoliert, wodurch der Druck an der oberen Füllgrenze praktisch Null ist und am niedrigsten Punkt gleich der tatsächlichen Höhe der Flüssigkeitssäule ist. Der Druckanstieg aufgrund der Expansion von Wasser erlaubt es nicht immer, den hydrodynamischen Widerstand des Systems zu überwinden, da während der Expansion Wasser in beide Richtungen gezwungen wird und seine Expansion nach unten nicht durch zusätzlichen Druck kompensiert wird.

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses seinEine Volumenvergrößerung während des Erhitzens ist für jeden Wärmeträger charakteristisch. In einem geschlossenen Heizsystem führt dies definitiv zu einem Druckanstieg.

Ein solches System kann nur gestartet werden, wenn eine große Menge Kühlmittel schnell erwärmt wird, was in modernen Heizsystemen, die durch eine geringe Verdrängung und einen nominalen Rohrdurchgang gekennzeichnet sind, unmöglich ist. Somit dient der Überdruck im System als eine Art Ersatz für den atmosphärischen Druck, was die natürliche Konvektion und den Betrieb von Zwangsumwälzvorrichtungen erheblich erleichtert..

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Natürlich muss der Druck im Heizsystem an verschiedenen Stellen nicht gleich sein. Die höchsten Raten werden im Wärmetauscher und in der Kesselrücklaufleitung aufgezeichnet, ein etwas niedrigerer Druck kann am Einlass der Umwälzpumpe und der kleinste gemessen werden – am entferntesten und höchsten Abschnitt der Versorgungsleitung. Eine der Hauptaufgaben eines Heizungsingenieurs besteht darin, einen Überdruck innerhalb des Heizungssystems und des Monitors bereitzustellen, so dass in seinen verschiedenen Knoten ein Unterschied beobachtet wird, der in die festgelegten Normen passt.

Regeln zum Zeichnen geschlossener Konturen

Bei offenen Hydrauliksystemen spielt das Thema Druckregelung keine Rolle: Es gibt einfach keine angemessenen Möglichkeiten, dies zu tun. Geschlossene Heizsysteme können wiederum flexibler eingestellt werden, auch in Bezug auf den Druck des Kühlmittels. Zunächst müssen Sie das System jedoch mit Messgeräten ausstatten – Manometern, die an folgenden Stellen über Dreiwegeventile installiert werden:

  • in einem Sicherheitsgruppensammler;
  • über das Verzweigen und Sammeln von Sammlern;
  • direkt neben dem Ausgleichsbehälter;
  • auf Misch- und Verbrauchsgeräten;
  • am Auslass von Umwälzpumpen;
  • am Schlammfilter (um Verstopfung zu kontrollieren).

Nicht jede Position ist unbedingt erforderlich, viel hängt von der Leistung, Komplexität und dem Automatisierungsgrad des Systems ab. Sehr oft sind die Rohrleitungen des Kesselraums so angeordnet, dass die aus Sicht der Steuerung wichtigen Teile in einer Einheit zusammenlaufen, in der das Messgerät installiert ist. Ein Manometer am Pumpeneinlass kann also auch dazu dienen, den Zustand des Filters zu überwachen..

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Warum müssen Sie den Druck an verschiedenen Stellen verfolgen? Der Grund ist einfach: Druck in der Heizungsanlage ist ein Sammelbegriff, der an sich nur die Dichtheit der Anlage anzeigen kann. Das Konzept eines Arbeiters umfasst statischen Druck, der durch die Einwirkung der Schwerkraft auf das Kühlmittel entsteht, und dynamische Schwingungen, die mit der Änderung der Betriebsarten des Systems einhergehen und in Bereichen mit unterschiedlichem hydraulischen Widerstand auftreten. Der Druck kann sich also erheblich ändern, wenn:

  • Erhitzen des Kühlmittels;
  • Verletzung der Zirkulation;
  • Einbeziehung von Make-up;
  • Verstopfen von Rohrleitungen;
  • das Auftreten von Luftstaus.

Durch die Installation von Kontrollmanometern an verschiedenen Punkten des Stromkreises können Sie die Fehlerursache schnell und genau ermitteln und zu beseitigen beginnen. Bevor Sie sich jedoch mit diesem Thema befassen, sollten Sie untersuchen, welche Geräte vorhanden sind, um den Arbeitsdruck auf dem gewünschten Niveau zu halten.

Auswahl und Installation eines Ausgleichsbehälters

Der Hauptweg, um einen stabilen Druck im Heizsystem aufrechtzuerhalten, ist die Installation eines Ausgleichsbehälters. Dies ist ein verschlossenes, nicht fließendes Gefäß, in das eine Birne eingebaut ist, die unter einem bestimmten Druck mit Luft gefüllt ist. Da Luft komprimiert werden kann, hilft dieser Dämpfer, dynamische Druckschwankungen auszugleichen..

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein1 – den Zustand des Heizsystems vor dem Befüllen mit dem Kühlmittel; 2 – normale Betriebsart des Heizungssystems; 3 – Überdruck durch Überhitzung des Kühlmittels

Damit der Ausgleichsbehälter wie erwartet funktioniert, muss sein Volumen hoch genug sein. Sie sollten auch die Arbeitsauslegung und den maximalen Druck im System berücksichtigen, die durch die Passdaten des Kessels bestimmt werden. Für den stabilen Betrieb der Heizeinheit ist daher das angegebene Minimum von 0,3–0,5 bar erforderlich, während eine Grenze in der Größenordnung von 1,2–1,5 bar die zerstörerische Wirkung des Drucks auf den Wärmetauscher begrenzt. Die angegebenen Werte stammen aus dem Beispiel der meisten Haushaltskessel bis 15 kW, für effizientere Kessel gelten höhere Werte. Es ist möglich, den Arbeitsdruck des Systems während der hydraulischen Berechnung zu bestimmen. Der gewünschte Wert hängt vom hydrodynamischen Widerstand von Rohren, Heizgeräten und Armaturen ab.

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Das Volumen des Tanks wird durch die Verdrängung des Systems, die Wärmeausdehnung des Kühlmittels und den Enddruck bestimmt. In erster Näherung sollte das Fassungsvermögen des Tanks etwa das 0,07- bis 0,1-fache des Kühlmittelvolumens betragen. Ein genauerer Wert wird durch die Formel (Vt *?) / K gefunden, dh das Produkt des Gesamtvolumens des Kühlmittels durch den Ausdehnungskoeffizienten geteilt durch den Betriebskoeffizienten des Tanks. Letzteres wird durch die Differenz zwischen Grenz- und Arbeitsdruck geteilt durch den Grenzdruck bestimmt, zu dem die Einheit hinzugefügt wird: (P max – P Slave) / (P max + 1). In diesem Fall wird der Arbeitsdruck am oberen Punkt des Systems (in der Sicherheitsgruppe) gemessen und sollte bei einer Wassersäulenhöhe von bis zu 4-5 m nahe an der Atmosphäre liegen.

Es gibt keinen praktischen Unterschied in der Installationsstelle des geschlossenen Ausdehnungsgefäßes. Um einen effizienten Betrieb des Geräts unter verschiedenen Nutzungsarten des Heizungsnetzes zu gewährleisten, wird der Tank in der Zone mit dem höchsten statischen Druck, dh am niedrigsten Punkt des Systems, an einem für die Wartung geeigneten Ort installiert. Der Tank schneidet durch ein T-Stück in die Hauptrücklaufleitung, die Verbindung erfolgt über einen Absperrkugelhahn.

Automatische Zuführung des Systems

Die zweite Einheit, die die Aufrechterhaltung des Überdrucks im System sicherstellt, ist eine automatische Nachfüllvorrichtung. Natürlich ist es möglich, Wasser manuell in das System zu pumpen, dies ist jedoch bei großen Leckmengen unpraktisch. Zum Beispiel, wenn das System viele Armaturen enthält oder Lücken vorhanden sind, durch die regelmäßig mikroskopische Dosen des Kühlmittels sickern. Auch für geschlossene Systeme mit einem speziellen Kühlmittel ist eine automatische Nachfüllung praktisch unverzichtbar – ohne Druckpumpe ist es einfach unmöglich, einen ausreichend hohen Druck bereitzustellen.

Die erste Art von automatischen Make-up-Geräten arbeitet nach dem Prinzip einer Kompressorautomatisierungsgruppe. Hoch- und Niederdruckschalter schalten das Make-up ein und aus, wenn der Druck im System unter bzw. über dem eingestellten Schwellenwert liegt. Solche Geräte sind die einfachsten und billigsten, haben jedoch den Hauptnachteil: Sie berücksichtigen nicht die Temperatur der Flüssigkeit und den Grad ihrer Expansion..

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Beispielsweise fällt der Druck während des Systembetriebs um 20 bis 30% unter den Betriebsdruck, erreicht aber gleichzeitig nicht den Mindestschwellenwert, auf den das Relais eingestellt ist. Dies ist nicht überraschend, da das Relais in einem kalten Zustand des Systems kalibriert ist. Ein weiterer Sonderfall: Wenn das Relais ausgelöst wird, wird das Make-up eingeschaltet und dem System ein Teil der Kälte, dh noch nicht expandierte Flüssigkeit, hinzugefügt. Wenn der Ausgleichsbehälter nicht genügend Kapazität hat, löst die Ausdehnung des Kühlmittels das Sicherheitsventil aus, ein Teil des Kühlmittels wird freigesetzt, der Druck fällt wieder ab, das Make-up schaltet sich wieder ein und dann im Kreis.

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Die beschriebene Nuance ist wichtig für Heizsysteme, die über 300 Liter Wasser enthalten. In solchen Fällen ist es optimal, digitale Make-up-Spender zu verwenden, die mit modernster Kesseltechnologie geliefert werden. Die Steuerung nimmt die erforderlichen Einstellungen vor und fügt dem System eine genau definierte Menge Kühlmittel hinzu, wobei die Temperatur und die Erweiterbarkeit berücksichtigt werden. Wie bei herkömmlichen mechanischen Nachfüllventilen ist es besser, den elektronischen Dosierer unmittelbar nach dem Einsetzen des Bypassrohrs an die Versorgungsleitung anzuschließen, um den Temperaturschock des Wärmetauschers zu vermeiden. Es wird empfohlen, einen Schlamm- oder Patronenfilter am Einlassrohr für das Kühlmittel anzubringen. Die Einspritzeinheit ist über einen Kugelhahn angeschlossen.

Einrichten und Fehlerbehebung

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

Das Aufrechterhalten des Drucks in der Heizungsanlage ist unmöglich, ohne die Regeln für das Befüllen zu beachten. Dies muss mit einem Mindestdruck und offenen Ventilen erfolgen, um Luft in das Kühlernetzwerk abzulassen. Die Fußbodenheizkreise werden abwechselnd gefüllt, andernfalls wird Luft aufgrund des Längenunterschieds sicherlich in längere Spulen verdrängt. Nachdem das System gefüllt ist, wird es mit doppeltem Arbeitsdruck unter Druck gesetzt und die Messwerte der Manometer werden für eine bestimmte Zeit überwacht. Normalerweise reicht der Druck des Wasserversorgungssystems zum Crimpen aus, andernfalls müssen Sie eine manuelle Kolbenhydraulikpumpe verwenden. Nach der Überprüfung wird der Druck auf ein Minimum reduziert, das System erwärmt sich auf die maximale Betriebstemperatur, nach Abschluss der Erwärmung des gesamten Kühlmittelvolumens wird der Druck gemessen: Er muss um 20-30% unter dem Grenzwert liegen.

Was soll der Druck in der Heizung eines Privathauses sein

In Süßwassersystemen ist es im Laufe der Zeit üblich, den Druck zu verringern. Im Laufe der Zeit wird jeweils gelöster Sauerstoff freigesetzt, das Gesamtvolumen des Kühlmittels nimmt ab. Sie müssen das System nur regelmäßig aufladen, bis der Effekt von selbst verschwindet. Ein Druckanstieg ist ein deutliches Zeichen für eine fehlerhafte Berechnung des Ausgleichsbehälters, dessen Volumen erhöht werden muss. Kleine Unterschiede innerhalb von 10-15% des Arbeitsdrucks werden als ganz normal angesehen, was auf die lineare Ausdehnung der Rohre zurückzuführen ist. Wenn die Druckstöße beim Heizen und Kühlen des Systems 30% des Nennwerts überschreiten, deutet dies entweder auf eine Beschädigung der Membran im Tank oder auf das Vorhandensein von Luftschleusen im System hin.

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