Wie Abscheidetechnologien für Heizungswasser funktionieren

Das Wasser in Kühl- und Heizsystemen muss regelmäßig von Luftblasen und Schmutzteilchen befreit werden, um die Funktionsfähigkeit der Anlagen für viele Jahre zu erhalten. Geschieht dies nicht und haben die störenden Partikel freie Bahn, begünstigt das die Entstehung von Korrosion. Klopfende Geräusche in den Rohren, ein verlangsamter Durchfluss und eine schleppende Wärmeübertragung geben Hinweise darauf, dass das Wasser verunreinigt ist.

Luft in Heizungsanlagen führt zu:

• störenden Geräuschen
• geringerer Wärmeabgabe der Heizkörper
• Korrosion
• Schäden an der Umwälzpumpe
• verkürzter Betriebsdauer der Anlage
• höherem Energieverbrauch
• erhöhten Unterhaltskosten.

Im schlimmsten Fall kommt es zu Betriebsstörungen. Abhilfe schaffen innovative Abscheider-Verfahren, die das Wasser zuverlässig von Mikrobläschen und Schmutzpartikeln befreien.

Simpler Fall mit minimaler Technik

Im einfachsten Fall lässt der Heizungsbauer am höchsten Punkt der Heizungsanlage die dort versammelte Luft über das Lüftungsschräubchen entweichen.

Vielleicht hat er sogar einen Schwimmer­entlüfter eingesetzt. Dann würde mittels Auftrieb in Flüssigkeiten und unter Anwendung der Hebelgesetze ein Ventil automatisch geschlossen oder eben geöffnet um Luft entweichen zu lassen.

Aber diese recht grobe Technik vermag nicht die kleinen Luftbläschen und vor allem nicht die Schmutzpartikel aus dem Heizungssystem zu entfernen.

Dazu bedarf es ausgeklügelter physikalischer und chemischer Techniken. Wie sich die Abscheidetechnologie im Laufe der Jahrzehnte verändert hat, beweist auch, wie sehr man durch das Wissen und Anwenden physikalischer und chemischer Gesetze eigentlich moderne Prozesse immer weiter verbessern kann.

Verschiedene Abscheider-Technologien im Überblick

Die Methoden zur Entfernung störender Elemente in Kühl- und Heizanlagen haben sich im Verlauf der vergangenen Jahrzehnte entscheidend verbessert. In den 1960er Jahren war es beispielsweise bei G Flamco, einem Hersteller für Luft- und Schmutzabscheider, üblich mit der damals anerkannten Zyklonentechnologie zu arbeiten.

Zyklonentechnologie

Mit der Zyklonentechnologie wird das relativ schwere Wasser durch die Drehbewegung (Wirbelablösung) gegen die Wände des Luftabscheiders gedrückt und die relativ leichte Luft sammelt sich in der Mitte. Von dort aus können die Luftblasen nach oben steigen und somit aus der Anlage entfernt werden. Diese Lösung wirkt sich auf die größeren Blasen im Wasser aus.

Durch tangential eingebaute Anschlüsse kann das Wasser in einem Zentrifugal-Luftabscheider rotieren. Aufgrund der Zentrifugalkraft des rotierenden Wassers wird das schwerere Medium (Wasser) gegen die Wand gedrückt, während das leichtere Medium (Luft) im Schaft des Luftabscheiders gesammelt wird und in die Höhe steigt.

Pallring-Methode

In den 1990er Jahren wurde die Zyklon-Technologie im Hause Flamco von der Pallring-Methode abgelöst, bei der Abscheidung mittels Koaleszenz funktioniert.

Der Fluss der Wassers und der darin enthaltenen Mikrobläschen breiten sich über die Pall-Ringe in viele kleine, regelmäßige Flüsse aus. Die Flussrate im Entgasungsraum wird durch den Anstieg des Durchmessers beschränkt. Die Mikrobläschen bleiben an den Pall-Ringen hängen. Durch Koaleszenz, wie im Titelbild dargestellt, also das Zusammenwachsen von kleinen zu immer größeren Luftbläschen, erfahren diese immer stärkeren Auftrieb. Die Luft sammelt sich im besten Fall in der Luftkammer, um von dort ins Freie zu gelangen.

Doppelte Schubfunktion

Heute setzen Hersteller wie Flamco auf das Venturi-Prinzip. Flamco bezeichnet die Kombination des Venturi-Prinzips mit anderen Techniken als “doppelte Schubfunktion“. Zwei Effekte sorgen dafür, dass das schmutzige Wasser effizient gereinigt werden kann.

Der erste ist die Trennwand zwischen den Anschlüssen auf den Rohren. Dadurch wird Schmutzwasser aufgefangen und abgeführt.

Der zweite Effekt entsteht durch die Rückkehr des Rückstroms in den Hauptstrom mit sauberem Wasser aus dem Gehäuse vor der Trennwand. Dort werden die Mikrobläschen und Schmutzpartikel im Zulauf zur Wand hingezogen und anschließend in das Gehäuse zur Abscheidung getrieben.

Egal, welche Technik angewandt wird, um die Begleiter des Heizungswassers loszuwerden, wichtig ist, dass die Heizungsanlage langfristig und dabei kostengünstig betrieben werden kann. Damit die Druckverluste des jeweils gewählten Abscheiders nicht die Pumpenleistung überfordern, sind die bereits erzielten Verbesserungen zu begrüßen. Es bleibt daher interessant.