Heizungsanlage

Rohrreiniger

Die Nassauische Heimstätte hat eine Reihe von Mehrfamilienhäusern energetisch ertüchtigen und modernisieren lassen. Dabei wurden in den Heizungsanlagen auch Luft- und Schlammabscheider installiert.

Die Unternehmensgruppe Nassauische Heimstätte/Wohnstadt betreut in Wiesbaden zahlreiche Objekte, darunter zwei viergeschossige Mehrfamilienhäuser mit insgesamt 36 Wohneinheiten. Diese gehören zu einem großen Bestand von über 60.000 Wohneinheiten bundesweit. Die Unternehmensgruppe investiert jährlich über 100 Mio. Euro in Modernisierung und Instandhaltung des eigenen Bestandes, der zur Hälfte einer sozialen Mietpreisbindung unterliegt. Damit ist sie eines der führen­-den deutschen Wohnungsunter­nehmen. Zu den weiteren Geschäftsbereichen zählt die nachhaltige Stadt- und Projektentwicklung.
In mehreren großen Gebäuden in Wiesbaden-Klarenthal wurde 2016 eine energetische Sanierung durchgeführt. Ein wichtiger Aspekt war und ist die Wärmebereitstellung – sie wurde bis zur Baumaßnahme im Herbst 2016 über einen direkten Fernwärmeanschluss umgesetzt. Die Wärmeabgabe erfolgt nun außentemperaturgesteuert und damit besser an den tatsächlichen Bedarf angepasst. Als Auslegungstemperatur wurden 70°/55°C festgelegt. Die Heizungsverrohrung blieb unverändert, es wurden jedoch alle Heizkörperventile erneuert und ein hydraulischer Abgleich durchgeführt.
Von vorn herein wurde bei den Verantwortlichen der Nassauischen Heimstätte festgelegt, dass im Rahmen der Maßnahme auch die Luft- und Schlammabscheidung umgesetzt wird. Christian Messer-Synatzschke, Installations- und Heizungsbaumeister aus der Abteilung Haustechnik, stellte dazu fest: „Wir haben uns dazu entschieden, in allen Heizungsanlagen, die umgebaut oder modernisiert werden, sowohl Mikroblasenabscheider als auch Magnetit-Schlammabscheider einzusetzen.“ Gründe für diese Maßnahme sind der Schutz der Anlage, weniger Service-Einsätze, stabiler Betrieb und damit auch eine Reduzierung der Kosten. Demzufolge wurden die Aufträge entsprechend ausgeschrieben. Die Entscheidung fußt auf der Kenntnis der chemischen Vorgänge im Füllwasser von Heizungsanlagen.
Eintrag von Luft
Luft und der darin enthaltene Sauerstoff gelten in jeder Heizungsanlage als Störfaktor. Auch bei Beachtung der VDI 2035 zur Beschaffenheit des Heizungswassers ist ein Vorkommen von Luft nicht komplett zu vermeiden. Dies hat verschiedene Ursachen: Als erster Faktor ist das Füll- und Ergänzungswasser zu nennen, das in ein System gespeist wird. Des Weiteren spielt die Dichtheit des Systems eine wichtige Rolle. Dazu muss man bedenken, dass keine Anlage 100-prozentig gasdicht ist. Durch Verschraubungen, Verpressungen und durch das gewählte Rohrmaterial (Diffusion) kann ebenso Luft eindringen wie durch unsachgemäße Nachfüllvorgänge, Mikrolecks oder ein nicht korrekt ausgelegtes oder defektes Membranausdehnungsgefäß (MAG).
Die Auswirkungen auf die Heizung
Die Luft kann sich auf verschiedene Weise negativ auswirken. So wird in der Heizung beispielsweise der Wärmeübergang behindert, weil Luft im Vergleich zum Füllwasser eine deutlich geringere Wärmekapazität aufweist. Darüber hinaus entstehen Strömungsgeräusche – etwa das bekannte Gluckern in Heizkörpern – und Kavitation. Zudem kann die Pumpenleistung schlechter ausfallen oder häufiges manuelles Entlüften notwendig werden. Ein hydraulischer Abgleich kann bei mit Gas beladenem Heizungswasser praktisch nicht durchgeführt werden, weil die Druckverhältnisse instabil sind.
Schmutzpartikel lassen sich nicht komplett vermeiden, ihr Entstehen wird allerdings durch das Vorhandensein von Luft deutlich beschleunigt. Das liegt daran, dass eine Reaktion des in der Luft enthaltenen Sauerstoffs mit wasserberührten, korrosiven Bauteilen erfolgt. Je mehr Luft sich in einer Anlage befindet, umso mehr Korrosionsprodukte entstehen, die ihrerseits zusätzlich Probleme bereiten. Insbesondere bei Mischinstallationen konzentrieren sich die Korrosionsprozesse womöglich auf wenige Stellen, an denen die Oxidation bis zum Durchrosten führen kann.
In den Gebäuden der Nassauischen Heimstätte befinden sich entsprechend weitläufige Heizungsnetze, die trotz Spülens nach der Modernisierung noch Schmutzpartikel enthielten. Dies liegt unter anderem daran, dass sich Ablagerungen lösen können und dann wieder in den Kreislauf gelangen. Sobald Füllwasser entnommen wird, lässt sich an der Färbung und den sich absetzenden Partikeln erkennen, wie es um die Qualität des Wärme-Transportmediums bestellt ist.
Erste Maßnahme: Einsatz eines
Mikroblasenabscheiders
Eingesetzt wurde ein SpiroVent DN 65, der einen maximalen Durchsatz von 20 m³ in der Stunde aufweist. Das aus Stahl hergestellte Produkt wurde in den Volumenstrom in den Vorlauf installiert, nah an der Fernwärme-Übergabestation, wo die Temperatur am höchsten ist. Das Heizungswasser durchströmt den SpiroVent bzw. das innen sitzende Spirorohr. An diesem feinen Geflecht werden Luft- und Mikroblasen ausgebremst, steigen nach oben und über das Ventil entfernt. Im oberen Bereich befindet sich eine speziell konstruierte Luftkammer, die auch Druckschwankungen aufnehmen kann. So wird eine Verunreinigung des Ventils verhindert und ein dauerhaft korrekter Betrieb sichergestellt. Von Vorteil ist, dass der Einsatz des Mikroblasenabscheiders das Wasser absorptiv macht – es kann im Kreislauf wieder Luft und Blasen aufnehmen und bis zum Abscheider transportieren.
Das Bauteil mit einer Höhe von 470 mm und einer Breite von 350 mm wurde gemäß der Ausschreibung als Schweißausführung in den Vorlauf eingebunden. Damit der Platz ausreichte, musste über dem Ventil ein Teil der Dämmung entfernt werden. Zum Abschluss erfolgte die Dämmung der Rohre.
Zweite Maßnahme: Einsatz eines Schlamm­abscheiders mit Magnet
Ein SpiroTrap Magnet mit der Nennweite 65 mm wurde in den Rücklauf installiert, ebenfalls als Schweißausführung. Er wird vom kompletten Volumenstrom durchflossen, wobei das innen sitzende Spirorohr die schwebenden Teilchen ausbremst und sie in den Auffangbereich absinken lässt. Die magnetischen Partikel bis 5 µm bleiben haften, denn der Schlammabscheider verfügt über die sogenannte Dry Pocket-Konstruktion mit einem innen liegenden starken Magnet. Er entzieht dem Füllwasser kontinuierlich selbst die Partikel, die mit bloßem Auge nicht mehr zu erkennen sind. Auf diese Weise kann das System dauerhaft seine Leistung erbringen.
Die Abscheidung selbst erfolgt im laufenden Betrieb. Dazu wird der flexible Abziehmechanismus betätigt und alle Partikel werden in den Auffangbereich geleitet. Nun kann das Entleerungsventil geöffnet werden – durch den Anlagendruck wird das schmutzige Füllwasser schnell ausgespült. Das Ventil wird geschlossen und der Vorgang ist beendet. Der Anlagendruck wird in den Gebäuden der Nassauischen Heimstätte automatisch durch ein fest eingebautes System kontrolliert und eingestellt. Der Pluspunkt des SpiroTrap Magnet: Er kann sich nicht wie ein Filter zusetzen. Der Druckverlust bleibt dauerhaft gering, unabhängig vom Füllstand. Filter und Schmutzfänger weisen stattdessen einen steigenden Druckverlust auf, bis hin zur völligen Blockade. Bei einem SpiroTrap besteht keine Gefahr einer Betriebsunterbrechung.
Erste Eindrücke
Die Abwicklung des Projekts erfolgte zusammen mit dem Hersteller der Luft- und Schlammabscheider Spirotech, dem Großhandel Pfeiffer & May Wiesbaden sowie dem Unternehmen Philipp Jourdan, das für die Installation verantwortlich war. Durch die gute Abstimmung zwischen allen Beteiligten konnte die Maßnahme im Gebäude rasch umgesetzt werden. Während der einwöchigen Sanierung sicherte eine mobile Heizungsanlage die Bereitstellung von Wärme und Warmwasser. Eine erste Kontrolle des Schlammabscheiders ergab, dass das Füllwasser rasch von magnetischen und nichtmagnetischen Partikeln befreit wurde. Auf beide aus Stahl gefertigten Bauteile gewährt Spirotech eine Garantie von fünf Jahren.

Das Wasser nimmt im Kreislauf Luft und Blasen auf und transportiert sie bis zum Abscheider.

Der Schlammabscheider entzieht dem Füllwasser kontinuierlich die Partikel.

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