Druckbegrenzer / Druckstaffeldiagram
Bei der Festlegung des maximal zulässigen Betriebsüberdrucks der einzelnen Komponenten der Gesamtanlage müssen daher die maximal zulässige Vorlauftemperatur, die geodätischen Höhenlagen der Anlagenkomponenten und die für die Sicherheit und Regelung der Anlage notwendigen Schaltabstände berücksichtigt werden.
Arbeitsbereich Druckhaltung
Der Arbeitsbereich der Druckhaltung bei Heißwasser- und Heizkesseln wird bestimmt, um sicherzugehen, dass der Druck im Heizungssystem innerhalb definierter Grenzen bleibt.
Der maximale Systemdruck, bzw. Arbeitsbereich der Druckhalteanlagen wird von den baulichen und sicherheitstechnischen Grenzen der Anlage bestimmt, einschließlich des zulässigen Betriebsdrucks aller Komponenten, des Sicherheitsventil-Einstelldrucks, der geodätischen Höhe, der thermischen Ausdehnung des Wassers sowie der lokalen geltenden Normen und Vorschriften.
Minimaldruckbegrenzer
Aufgabe des Minimaldruckbegrenzers (pmin) ist es, das Kesselsystem abzuschalten, bevor der Druck im System so weit absinkt, dass es zu Ausdampfen an kritischen Stellen (geodätisch höchsten Stellen) im Heißwassernetz kommt. Dies ist der minimale Betriebsüberdruck, damit am höchsten Punkt der Anlage gerade noch keine Verdampfung auftreten kann.
Die Einstellung von pmin wird in der Regel wie folgt durchgeführt:
pmin = Siededruck (bei Ansprechtemperatur Sicherheitstemperaturbegrenzer) + geodätische Höhe [in bar] (größte Aufstellhöhe eines Verbrauchers oder einer Netzleitung über dem Kessel bzw. der Druckhaltung) + Sicherheitszuschlag (ca. 0,2 bar bzw. entsprechend der nationalen Vorschriften)
Maximaldruckbegrenzer
Der Maximaldruckbegrenzer (pmax) hat die Aufgabe die Beheizung abzuschalten, in diesem Fall, bevor das Sicherheitsventil anspricht.
Die Einstellung von pmax wird in der Regel wie folgt durchgeführt:
Bei Kesseln mit einem Sicherheitstemperaturbegrenzer ≤ 110 °C:
pmax = Sicherheitsventilansprechdruck – 0,2 bar
Bei Kesseln mit einem Sicherheitstemperaturbegrenzer > 110 °C:
pmax = Sicherheitsventilansprechdruck – 10 %
Druckstaffeldiagramm
Der Ausgangspunkt für die Einstellung des Systems ist die höchste benötigte Vorlauftemperatur der Verbraucher, z.B. 85 °C. Um den Regelbereich der Feuerungsleistungsregelung gut abdecken zu können, muss die Einstellung des Sicherheitstemperaturbegrenzers mit mindestens 7K Aufschlag auf die Vorlauftemperatur, also auf mindestens 92 °C, erfolgen. Bei Heizkesseln, die der Gasgeräterichtlinie unterliegen, wird der Sicherheitstemperaturbegrenzer häufig auf die maximale zulässige Temperatur von 110 °C eingestellt.
Der Siededruck für 110 °C beträgt 0,43 bar.
- Zu den 0,43 bar muss die geodätische Höhe addiert werden, in diesem Beispiel mit 74,7 m angegeben. Die geodätische Höhe ist der reale Höhenunterschied zwischen der Lage der Druckbegrenzer am Kessel und dem höchsten Punkt der Anlage. Die geodätische Höhe muss mithilfe der Dichte des Mediums in einen Druck umgerechnet werden. Die Bestimmung der Dichte erfolgt bei maximaler Temperatur (Sicherheitstemperaturbegrenzer).
- Es ist zudem ein Sicherheitsabstand von 0,2 bar zum Druckbegrenzer min. aufzuschlagen.
- Der Mindestabstand vom Druckbegrenzer min. am Kessel zum Arbeitsbereich der Druckhaltung beträgt 0,3 bar.
- Der Arbeitsbereich der Druckhaltung ist abhängig von der Art der Druckhaltung, in diesem Fall 1,0 bar.
- Der Mindestabstand vom höchsten Druck (Enddruck) des Arbeitsbereichs der Druckhaltung und dem Ansprechdrucks des Sicherheitsventils beträgt 10 % vom Ansprechdruck des Sicherheitsventils, jedoch mindestens 0,5 bar.
- Der Druckbegrenzer max. wird mit einem Sicherheitsabstand von 0,2 bar vom Sicherheitsventilansprechdruck eingestellt.
Damit ergibt sich ein Sicherheitsventilansprechdruck von 10 bar, oder anders ausgedrückt kann bei einem Sicherheitsventilansprechdruck von 10 bar die maximale geodätische Höhe 74,7 m betragen.
Die Druckstufe des Kessels muss gleich oder über dem Sicherheitsventilansprechdruck liegen.
Liegen die Druckbegrenzer max. und min. von Kessel und Druckhalteanlage auf unterschiedlichen geodätischen Höhen, muss dies bei der Einstellung der maximalen und minimalen Werte an der Druckhalteanlage berücksichtigt werden.
Die geodätische Höhe berücksichtigt den Unterschied zwischen der Aufstellhöhe der Druckhaltung und dem höchsten Punkt der Anlage