Ausdehnungsgefäß – Arten, Funktionen & Werte

ausdehnungsgefäß neben einer heizungsanlage im keller

In einem mit Wasserzirkulation betriebenen Heizsystem kommt es naturgemäß zu variablen Volumenansprüchen des Wärmetransportvehikels. Warmes Wasser dehnt sich aus und verbraucht mehr Raum als kälteres Wasser. Damit das Leitungs- und Rohrsystem keine Probleme mit den wechselnden Platzansprüchen bekommt, „fängt“ ein Ausdehnungsgefäß diese Änderungen ab.

Möglich sind offene und geschlossene Ausdehnungsgefäße. Während bei der offenen Version im Prinzip nur der Wasserstand steigt und fällt, funktioniert ein geschlossenes Ausdehnungsgefäß wie ein Luftballon. Ein solches Membran Ausdehnungsgefäß verfügt über eine Gummimembrane, die den Wasserkreislauf von einem Ausdehnungsraum trennt. Er wird heute meist mit Stickstoffgas gefüllt, das eine geeignete Dichte und nicht korrosive Wirkung auf Metall mitbringt.

Bauarten und Funktionsweisen

Der technische Anspruch an das Ausdehnungsgefäß ist der Erhalt des notwendigen Gesamtdrucks in der Zirkulationsanlage. Zu diesem Zweck können die Stickstoffeingabemengen verändert werden. Der Wasserdruck wird bei jeder Temperatur im Bereich des erforderlichen Zielwerts gehalten. Ein Reflex Ausdehnungsgefäß kann mit einem Fassungsvermögen zwischen acht und 24 Litern den herkömmlichen Zieldruck von drei bar in unterschiedlich dimensionierten Kreisläufen gewährleisten.

Membranausdehnungsgefäße können im Kessel oder außerhalb an geeigneter Stelle im Zirkulationssystem montiert werden. Anders als offene Systeme brauchen sie nicht am höchsten Punkt der Verrohrung platziert zu werden. Je nach gewünschtem Wasserdruck und Anlagendimension kann ein Reflex Ausdehnungsgefäß mit fester Membrane (bis tausend Liter) oder austauschbarer Membrane ausgestattet sein. Um differierenden Wasserdruckanforderungen zu genügen, sind automatisch entgasungs- und nachspeisefähige Modelle erhältlich.

Trinkwasser und Frostschutzmittel

Spezielle Anforderungen ergeben sich aus dem Druckausgleich in Trinkwasserkreisläufen und in Zirkulationssystemen mit hohem Anteil an Frostschutzmittel. Wenn das Lebensmittel Trinkwasser direkten Kontakt mit der Membrane hat, müssen besondere technische Ansprüche berücksichtigt werden. Anders als bei rein „technischem“ Heizwasser ist eine permanente Wasserbewegung unverzichtbar. Das allgemeine Durchströmverhalten darf nicht eingeschränkt werden. Zudem müssen alle Bauteile, die mit dem Trinkwasser in Berührung kommen, korrosionsfrei sein. Geschmacksbeeinträchtigungen durch den Gummi der Membrane dürfen nicht entstehen.

In Heiz- und Kühlkreisläufen mit dem Einsatz von Solarenergie können die Frostschutzanteile bis zu fünfzig Prozent betragen. Entsprechend muss die innere Beschaffenheit der Ausdehnungsgefäße unempfindlich gegen Inhaltsstoffe der Mittel sein.

Basiswert ist der Gasvordruck

Für die Auswahl und Dimensionierung ist der sogenannte Gasvordruck ein entscheidender Ausgangswert. Wenn das Ausdehnungsgefäß zu berechnen ist, wird der Zielanlagendruck festgelegt und der entsprechende Gasvordruck zugeordnet. Auf den meist auf vier bar eingestellten Vordruck aufbauend werden anhand einer Liste zwei Werte zugeordnet:

  • Der maximale Wasserinhalt der Anlage
  • Der Mindestfülldruck der kalten und gasfreien Anlage

Der Gasvordruck sollte mindestens ein bar betragen. Das passende Sicherheitsventil muss auf einen Druck von mindestens 1,5 bar über dem Vordruck eingestellt werden. Als sogenannte Fülldruckberechnung wird folgende Formel angewendet:

Pf =/> Po + 1,3 bar
(Mindestfülldruck (Pf) ist gleich oder größer vom Gasvordruck (Po) zuzüglich 1,3 bar)

Theorie und Praxis

Handwerker müssen durch einen praktischen Versuchslauf die Funktionalität hinreichend beweisen. Um das Ausdehnungsgefäß zu prüfen, muss die vollkommene Dichtigkeit des Kreislaufes anhand von Unterdruckbildung ermittelt werden. Gewährleistet sein muss die Einhaltung der DIN EN 12828, die mindestens eine Ausdehnungsleitung und ein Gefäß pro Wärmeerzeugungseinheit vorschreibt.

Eine direkte Verbindung zwischen Kesselrücklauf oder an der saugenden Seite der Umwälzpumpe im Kesselvorlauf mindert die Temperaturbelastung der Membrane. Der Handwerker kann durch den auf diese Weise minimierten Unterdruck die Funktionalität der Anlage prüfen. Im abschließenden Testbetrieb müssen alle optionalen Temperaturniveaus durchgespielt werden.

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