Druckhaltesysteme

Das Druckhaltesystem hat die Aufgabe, das Ausdehnungsvolumen bei Temperaturanstieg aufzunehmen und dadurch den Druck in der Anlage quasi konstant zu halten. Bei Abkühlung des Heizwassers und damit der Verringerung des Volumens muss dann dem Heiz- und Heißwassersystem Wasser nachgespeist werden, um einen Druckabfall im Heizungswasser auszugleichen. Damit stellt es den Druck in der Anlage sicher und verhindert ein Ausdampfen des Heizungswassers, die Entstehung von Unterdruck sowie die Entstehung von Kavitation.

Das Druckhaltesystem sorgt sowohl dafür, dass ein maximaler Druck in der Anlage nicht überschritten wird, als auch dafür, dass der Minimaldruck in der Anlage nicht unterschritten wird. Bei allen Heiz- und Heißwasseranlagen spielt die Druckhaltung eine zentrale Rolle für den sicheren und zuverlässigen Betrieb der gesamten Anlage. Die Druckhaltung ist als sicherheitsrelevantes Bauteil in Wärmeerzeugeranlagen vorgeschrieben.

Info zu Absicherungsdruck

Zusätzlich kann das Druckhaltesystem Heizungswasser als Reserve vorhalten, um Verluste durch übliche Leckagen auszugleichen. Druckhaltesysteme lassen sich grundsätzlich in zwei Gruppen aufteilen:

Statische Druckhaltung

Die statische Druckhaltung wird mit Hilfe eines oder mehrerer Membranausdehnungsgefäße (MAG) realisiert. Die Aufgabe des MAG ist es, das Ausdehnungsvolumen bei Temperaturerhöhung des Wasserkreislaufes aufzunehmen. Dadurch werden die zulässigen Druckverhältnisse im System sichergestellt. Es handelt sich dabei um einen Stahlbehälter, der in einen Gas- und Wasserraum aufgeteilt ist. Die Trennung erfolgt mit Hilfe einer flexiblen Membran. Bei der statischen Druckhaltung wird keine Hilfsenergie benötigt, da der Vorgang ausschließlich auf der Komprimierung bzw. der Entspannung des Stickstoffs im Gasraum des Gefäßes beruht. Zur Anwendung kommen solche Druckhaltesysteme üblicherweise bis zu einer Nennwärmeleistung bis 1 000 kW. Die richtige Auslegung und das Voreinstellen des Gaspolsters sind dabei essenziell für die ideale Funktionsweise dieses Systems. Eine regelmäßige Wartung des Gefäßes und damit die Prüfung des Vordrucks sind durchzuführen.

Schematische Darstellung Membranausdehnungsgefäß

	Gasfüllventil
	Gasraum
	Vollmembran
	Wasserraum
	Wasserseitiger Anschluss
	Absperrarmatur

Anschlusspunkt Druckhaltung – Membranausdehungsgefäß (MAG)

Zunächst spricht die Norm davon, dass das MAG vorzugsweise im Rücklauf der Heizungs- oder Heißwasseranlage installiert werden soll, um die Membran nicht unnötig hohen Temperaturen auszusetzen.

Die Art und Weise, wie die Druckhaltung hydraulisch in das Anlagensystem integriert wird, hat einen grundlegenden Einfluss auf den Verlauf des Arbeitsdrucks. Dieser setzt sich aus dem Ruhedruckniveau der Druckhaltung und dem Differenzdruck zusammen, der bei Betrieb der Umwälzpumpe entsteht. Nachfolgend werden zwei Varianten aufgeführt:

Nachdruckhaltung

Die Druckhaltung wird auf der Druckseite, also nach der Umwälzpumpe, integriert. Bei der Bestimmung des Ruhedrucks muss der anlagenspezifische Differenzdruckanteil der Umwälzpumpe (50 – 100 %) berücksichtigt werden.

Nachdruckhaltung

	Wärmeerzeuger
	Pumpe
	MAG

Vordruckhaltung (Saugdruckhaltung)

Die Druckhaltung wird auf der Saugseite, also vor der Kesselkreispumpe, integriert.

Vordruckhaltung

	Wärmeerzeuger
	Pumpe
	MAG

Die Wahl zwischen Nach- und Vordruckhaltung hängt von den spezifischen Anforderungen des Heißwassersystems ab. Die Nachdruckhaltung ist eine einfache und kosteneffiziente Lösung für anspruchsvolle Systeme.

Die Vordruckhaltung bietet eine präzisere Druckregelung und wird für größere Systeme mit hohen Ansprüchen an die Stabilität angewendet.

Dynamische Druckhaltung

Bei der dynamischen Druckhaltung werden üblicherweise zwei Systeme eingesetzt:

• pumpengesteuerte Druckhaltung
• kompressorgesteuerte Druckhaltung

Beide Systeme sind auf Hilfsenergie angewiesen und können individuell auf Änderungen des Drucks durch Zu- und Abnahme des Volumens reagieren. Der Systemdruck kann dabei in engeren Grenzen gehalten werden, als es bei der statischen Druckhaltung möglich ist.

Abbildung „Aufbau Pumpendruckhaltung“ zeigt den Aufbau der Pumpendruckhaltung, Abbildung „Aufbau kompressorgesteuerte Druckhaltung“ den der kompressorgesteuerten Druckhaltung. Ähnlich wie beim MAG wird auch hier ein Stahlbehälter mit einer Membran in zwei Abschnitte eingeteilt. Bei der Pumpendruckhaltung ist der Gasraum allerdings mit der Außenluft verbunden. Kommt es im System zu einem Druckanstieg, wird Heizungswasser über das Überströmventil in das Gefäß befördert. Die Luft im Gasraum wird dabei aus dem Gefäß verdrängt. Sinkt der Druck im System anschließend, so befördert eine Pumpe Heizungswasser aus dem Gefäß wieder in das System und Luft strömt in den Gasraum.

Aufbau Pumpendruckhaltung

	Öffnung zur Außenumgebung
	Entlufter
	Gasraum
	Membran
	Wasserraum
	Nachspeisung
	Überströmventil
	Pumpe

Bei der kompressorgesteuerten Druckhaltung wird mit Hilfe eines Überströmventils Luft aus dem Gasraum gelassen, sobald der Druck im System ansteigt. Dadurch kann das Expansionsvolumen des Wassers in den Behälter einströmen. Anschließend kann mit Hilfe eines Kompressors der Druck im Gasraum erhöht werden. Damit wird Heizungswasser aus dem Gefäß in das Heizsystem verdrängt, sobald der Druck im Heizungssystem sinkt.

Aufbau kompressorgesteuerte Druckhaltung

	Kompressor
	Überströmventil
	Gasraum
	Membran
	Wasserraum