So funktioniert die Entgasung des Anlagenwassers

Der englische Chemiker William Henry und seine Untersuchungen zur Menge von in Wasser absorbierten Gasen stehen Pate für das Gesetz von Henry. Was im 19. Jahrhundert noch niemand ahnte: Das Funktions­prinzip findet auch bei Heizungs- und Kühlsystemen Anwendung – nämlich bei der Entgasung des Anlagenwassers.

Vereinfacht ausgedrückt lautet das Henry’sche Gesetz: Temperatur und Druck beeinflussen den Anteil des im Wasser gelösten Gases. Sinkt die Temperatur oder erhöht sich der Druck, steigt der Anteil des im Wasser gebundenen Gases. Im Umkehrschluss ziehen eine Temperaturerhöhung und eine Druckabsenkung die Freisetzung der im Wasser gelösten Gase mit sich.

In einem Kochtopf kann der Vorgang der temperaturbedingten Entgasung beobachtet werden. Ein spektakuläreres Beispiel für die Beobachtung des Henry’schen Gesetzes ist die tiefenabhängige Auflösung von Sauerstoff und Stickstoff im Blut von Unterwassertauchern, die sich während des Druckabfalls verändert und zur Dekompressionskrankheit führt. Doch auch bei Heizungs- und Kühlsystemen findet es Anwendung, wenn es um das Befreien des Anlagenwassers von Gasen mittels Entlüftung bzw. Entgasung geht.

Wie kann man das Gas entfernen?

Jedes Gas hat zunächst eine andere Löslichkeit. Beim Anlagenwasser von Heizungs- und Kühlsystemen spricht man von Luft im weitesten Sinne: Diese besteht zu etwa 78% aus Stickstoff, zu knapp 21% aus Sauerstoff sowie aus kleinen Mengen Argon, Kohlenstoffdioxid und anderen Gasen in Spuren. In geschlossenen Systemen ist es insbesondere der Sauerstoff, der eine Gefahr birgt: Er geht verhältnismäßig schnell eine chemische Reaktion ein. An alten Stahlrohren oder anderen metallischen Bauteilen kann es so zu Korrosion kommen, infolgedessen Rost- oder Schlammbildung auftreten. Das Resultat ist eine geschmälerte Anlagenleistung. Zudem können Korrosionspartikel Komponenten wie die Pumpe beschädigen, was letztlich sogar zu einem Ausfall führen kann. Lufteinschlüsse lassen sich zwar nicht verhindern, selbst im Füllwasser der Anlage sind bereits gelöste Gase enthalten. Aber sie können entfernt werden.

Temperaturerhöhung versus Druckabsenkung

Generell gibt es nach dem Funktionsprinzip des Henry’schen Gesetzes zwei Möglichkeiten, Gase vom Anlagenwasser zu trennen: durch eine Temperaturerhöhung oder eine Druckabsenkung. Klassische Entlüfter wie Luftabscheider machen sich erstere zunutze. Sie werden bei Heizungsanlagen in den Vorlauf installiert. Weil hier die Temperatur höher und dementsprechend die Löslichkeit der Gase geringer ist, können die Gase abgeschieden werden.

Da die Temperatur für ein wirtschaftliches Arbeiten der Anlage und zur Schonung ihrer Komponenten nicht zu hoch sein darf, stellt das Herabsenken des Drucks eine wirksamere Methode zur Entfernung von Gasen dar. Hier gibt es zwei verschiedene Techniken: Die eine ist die Normalentgasung mit einer pumpengeregelten Druckhaltung. Dabei wird das Heizungswasser, das auf einem anlagenbedingten Überdruck gehalten wird, einem drucklosen Behälter zugeführt. Durch die Druckdifferenz lösen sich die im Wasser enthaltenen Gase, so dass eine relative Gasfreiheit herrscht. Bei Kühlanlagen ist die Normalentgasung jedoch nicht sehr effektiv, weil hier die Temperatur des Wassers zu niedrig ist.

Effektive Vakuumentgasung

Wirkungsvoller sowohl bei Heizungs- als auch bei Kühl- und Kälteanlagen sind sogenannte Vakuumentgaser, wie Flamco sie mit der Produktlinie Vacumat im Sortiment hat. Diese erzeugen ein Vakuum, indem die Pumpe mehr Wasser aus der Säule des Gerätes zieht, als zulaufen kann. Im Vakuum wird das Gas freigesetzt und sammelt sich über dem Wasserspiegel. Durch Herunterfahren der Pumpe wird der Druck kurzzeitig erhöht, wodurch die freigesetzten Gase abgeschieden werden. Praktisch: Bei zu niedrigem Systemdruck speisen die Entgaser vollautomatisch nach, bis der voreingestellte, optimale Betriebsdruck wieder erreicht ist.