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In diesem Beitrag möchte ich euch die Funktion eines geschlossenen Heizungssystems erklären. Da sich in einem Heizungssystem heißes Wasser ausdehnt und abkühlendes Wasser zusammenzieht, ist es notwendig, die Volumenänderung des Heizwassers zu kompensieren (siehe Beitrag „Die Dichte„). Um die Volumenänderung in einem Heizungssystem auszugleichen, kommen sogenannte Ausdehnungsgefäße zum Einsatz. Hier gibt es zwei gängige Systeme: ein offenes Ausdehnungsgefäß und ein geschlossenes Ausdehnungsgefäß.
In einem geschlossenen Heizungssystem kommt für den Ausgleich der Volumenänderung ein geschlossenes Ausdehnungsgefäß (GAG), auch Membranausdehnungsgefäß (MAG) genannt, zum Einsatz. Da durch die Volumenänderung in einem geschlossenen Heizungssystem ein Druck aufgebaut wird, werden Ausdehnungsgefäße in geschlossenen Heizungen auch „Druckausdehnungsgefäße“ genannt. Die Funktion eines geschlossenen Ausdehnungsgefäßes werden wir nun etwas genauer betrachten.
Das geschlossene Ausdehnungsgefäß befindet sich meist im Rücklauf eines Heizungssystems, kann sich aber auch im Vorlauf befinden. In Abbildung 1 habe ich versucht, ein geschlossenes Ausdehnungsgefäß schematisch darzustellen und die Heizwasservolumenänderung bei 10 °C und bei 70 °C Betriebswassertemperatur zu zeigen.
Ausdehnungsgefäße sind in Heizungsanlagen notwendig, da der Druck bei einem zu großen Heizwasservolumen Anlagenteile der Heizung zerstören kann. Ist das Heizwasservolumen in einem Heizungssystem zu gering, wäre zu wenig Wasser im Heizsystem und die Heizung würde nicht ordnungsgemäß funktionieren.
Hinweis: Mit einem Ausdehnungsgefäß gibt man dem Heizwasser Raum zum Arbeiten bzw. Raum für seine Volumenänderung.
Das folgende Bild zeigt eine Übersicht von geschlossenen Ausdehnungsgefäßen der Firma Zilmet (aufgenommen auf der ISH 2015 in Frankfurt).
Sollte die Druckerhöhung in einem geschlossenen System aus nicht geplanten Gründen zu stark ansteigen (z. B. Versagen der Regel- und Sicherheitseinrichtungen), sorgt ein Sicherheitsventil* für die Ableitung des überschüssigen Heizwassers oder Wasserdampfes. Das Sicherheitsventil muss dabei in der Lage sein, die gesamte Kesselleistung in Form von Heizwasser oder Dampf ableiten zu können.
In der heutigen Zeit werden überwiegend geschlossene Heizungssysteme verbaut, da diese die vielen Nachteile einer offenen Heizung nicht mehr aufweisen. Dazu gehören unter anderem:
- Kein direkter Kontakt des Heizwassers zur Außenluft, wodurch Korrosion im Heizungsnetz überwiegend vermieden werden kann.
- Es werden weniger Rohrleitungen verbaut, da keine Sicherheitsvorlauf- und Sicherheitsrücklaufleitungen benötigt werden.
- Es verdunstet über die Zeit kein Heizwasser im System, wie es in einer offenen Anlage vorkommt.
Für ein geschlossenes Heizungssystem, können eine obere Verteilung sowie eine untere Verteilung als Wärmeverteilsystem eingesetzt werden. Weiterhin funktionieren geschlossene Heizungssysteme bei Scherkraftheizungen und bei Pumpenheizungen. In Abbildung 4 ist eine Pumpenheizung mit geschlossenem System, einer unteren Verteilung sowie örtlicher Entlüftung zu sehen.
Ich hoffe, ich konnte euch mit diesem Beitrag eine “geschlossene Warmwasserheizung” etwas näher bringen. Falls Ihr Fragen, Anregungen oder Kritik habt, nutzt die Kommentarfunktion.
Liebe Grüße! Martin
Weiterführende Links und Quellen:
Hark – Beitrag zum SicherheitsventilHaustechnikdialog – Membran Sicherheitsventil
Bedienungs- und Montageanleitung für einen Wolf Heizkessel
Zilmet Membranausdehnungsgefäße
Berechnung eines Membran Ausdehnungsgefäßes – Bosy Online
Handbuch der Gebäudetechnik – Planungsgrundlagen und Beispiele Band 2 Heizung/ Lüftung/ Energiesparen, Prof. Dipl.-Ing. Wolfram Pistohl, Architekt 7. Auflage, Werner Verlag, Köln 2009
Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik 07/08,
Hinweis zu Auslegungsfragen: Fragen zum Verständnis beantworte ich hier gern. Objektbezogene Auslegungen mit deinen konkreten Zahlen prüfe ich im Rahmen einer Beratung, das lässt sich in einem Kommentar nicht seriös leisten.