Wie wird der Kessel mit Polypropylen verrohrt: Regeln für die Erstellung des PP-Kreislaufs

Technische Systeme aus preisgünstigen Polypropylenrohren können bis zu einem halben Jahrhundert halten. Die Rohrprodukte aus Polymer sind äußerst einfach zu montieren; für ihre Verbindung wird nur ein Lötgerät benötigt. Aber ist dieses Material für Heizsysteme geeignet? Wird die Verrohrung des Heizkessels mit Polypropylen langlebig und zuverlässig sein?

Wenn alles nach der Technologie gemacht ist, transportieren die Kunststoffrohrleitungen das Heizmedium durchaus zuverlässig zu den Heizkörpern.

Was ist die Kesselverrohrung und woraus besteht sie?

Die Verrohrung ist die Gesamtheit der wärmetechnischen Ausrüstung, die den Transport von erhitztem Wasser zu den Heizkörpern und den störungsfreien Betrieb des Heizgeräts selbst gewährleistet.

Einerseits hilft sie, die Wärme gleichmäßig in den Räumen des Hauses zu verteilen, andererseits erhöht sie die Zuverlässigkeit des gesamten Heizsystems, indem sie den Kessel vor Überhitzung und Brennstoffverschwendung schützt.

Bei der Installation der Kesselverrohrung gibt es bestimmte Besonderheiten:

Unter der Verrohrung des Heizgeräts versteht man auch die Berechnung der Parameter aller Elemente des hausinternen Wärmenetzes und deren Installation. Heizsystem sollte nicht nur zuverlässig, sondern auch korrekt arbeiten. Eine große Anzahl zusätzlicher Geräte und eine komplexe Verteilung können ihre Effizienz erheblich beeinträchtigen. Alles muss fachgerecht gemacht werden.

Eine korrekte Verrohrung erhöht die Effizienz des Warmwasserbereiters und die Zuverlässigkeit seines Betriebs

Optimale und fertige Varianten von Heizsystemen für alle Gebäude ohne Ausnahme gibt es schlichtweg nicht. Um die maximale Leistung aus einem bestimmten Kessel zu erzielen, muss für jedes Haus individuell ein Projekt des internen Wärmenetzes erstellt werden. Es gibt jedoch einen bestimmten Satz von Standardregeln und eine Liste typischer Ausrüstung.

Im einfachsten Schema der Kesselverrohrung bei gravitativer Bewegung des Wärmeträgers gibt es ein Minimum an Absperr- und Regelvorrichtungen (+)

Abhängig von der Art des verwendeten Brennstoffs, der Quadratur des Hauses, des Modells des Heizgeräts und seines Standorts wird die Verrohrung mit Polypropylen nach verschiedenen Schemata durchgeführt.

Aber in allen sind vorhanden:

1. Kessel (Einkreis- oder Zweikreiskessel).
2. Ausdehnungsgefäß. Hydraulisch mit Membran oder ein normaler Behälter, abhängig vom Typ der Heizungsanlage.
3. Polypropylenrohre und Fittings.
4. Heizkörper (Gusseisen, Stahl, Aluminium, Bimetall).
5. Bypässe (Rohrleitungsabschnitte, die es ermöglichen, einzelne Geräte vom Kreislauf zu trennen). Sie werden für alle Netztypen empfohlen, werden aber nicht immer in einfachen Durchflussschemata verwendet.

Gemäß dem Prinzip der Bewegung des Wärmeträgers werden Heizkreise in Systeme mit natürlicher (gravitativer) und künstlicher (Pumpen- oder Zwangs-) Zirkulation unterteilt.

Umwälzpumpe – ein obligatorischer Bestandteil der Zwangsheizung. Sie wird benötigt, um die Bewegung des Wärmeträgers anzuregen (+)

Im Heizungsnetz mit Zwangsumlauf wird der oben aufgeführte Satz ergänzt durch:

• Entlüftungsventil.
• Umwälzpumpe.

Im Schema mit Zufuhr des Wärmeträgers zu jedem Gerät über die speziell dafür vorgesehenen Vor- und Rücklaufleitungen ist unbedingt ein Verteiler – eine Verteilereinrichtung – enthalten.

In Heizkreisen, die eine obligatorische Regelung der qualitativen und quantitativen Eigenschaften der zirkulierenden Flüssigkeit oder des Dampfes erfordern, werden Kontrollgeräte eingebaut:

• Manometer.
• Thermostat.
• Hydraulische Weiche, falls ein Druckausgleich erforderlich ist.

In ein System mit Zwangsumwälzung des Kühlmittels wird zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Drucks ein Ausdehnungsgefäß mit Membran eingebaut. Bei der Schwerkraftvariante reicht ein gewöhnlicher offener Tank ohne jegliche Inneneinsätze aus.

Der Ausdehnungsbehälter von Systemen mit natürlichem Wasserumlauf hat Kontakt mit der Umgebungsluft, wodurch er mit Luft angereichert werden kann. Um dieses Phänomen zu verhindern, werden die Systeme mit einem Luftkreislauf ergänzt, der die Luft sammelt und ableitet.

Der Ausdehnungsbehälter des einfachsten Heizsystems mit natürlicher Zirkulation ist ein gewöhnlicher Behälter, in den ein Rohrpaar eingeschraubt oder eingeschweißt ist. Eines davon – das Vorlaufrohr, das andere – das Signalrohr, das die Füllung des Behälters mit dem durch Erwärmung ausgedehnten Wasser anzeigt. Bei einer komplexeren Version des Behälters werden vier Rohre eingeschraubt.

Wenn das Volumen des Wärmeträgers über das vorgeschriebene Maß ansteigt, wird der Überschuss einfach über das Signalrohr abgeleitet. Danach dehnt sich der Wärmeträger wieder aus und nimmt sein ursprüngliches Volumen an, aber es wird kein Überlauf in den Signalstutzen mehr geben. Analog dazu wird die Luft von selbst abgelassen, daher ist der Einbau von Majewski-Hähnen nicht erforderlich.

Zwischen dem Kessel und den Polypropylenrohren wird eine Überwachungs- und Sicherheitsgruppe aus verschiedenen Sensoren, Reglern und Sicherheitsventilen eingebaut.

Umwälzpumpen werden in Kreisläufen, die auf dem natürlichen Prinzip der Wärmeträgerbewegung basieren, nicht eingesetzt. In einem solchen System bewegt sich das Wasser unter dem Einfluss der Schwerkraft.

Es sind keine zusätzlichen Druckerhöhungspumpen erforderlich. Einerseits erhöht dies die Zuverlässigkeit der Heizung (es gibt nichts, was kaputtgehen kann), andererseits verringert es die Heizqualität der entfernten Räume im Haus (der Wärmeträger erreicht die äußersten bereits abgekühlt).

Über die Feinheiten der Installation einer Heizungsanlage aus Polypropylenrohren wird in einem der beliebten Artikel auf unserer Website ausführlich berichtet.

Polypropylenrohre in Heizsystemen

Fittings und Rohre aus Polypropylen (PPR) sind aufgrund ihrer Billigkeit und einfachen Montage beliebt. Sie sind korrosionsbeständig, haben glatte Innenwände und halten mindestens die vom Hersteller angegebenen 50 Jahre.

Es gibt mehrere Arten dieser Rohrprodukte, die sich in technischen Eigenschaften und Verwendungszweck unterscheiden.

Beim Bau von Heizsystemen sowie bei der Einrichtung von Warmwasserkreisläufen mit ähnlichen Betriebsparametern werden verwendet:

• Rohre mit der Kennzeichnung PN 25. Produkte mit einer Verstärkung aus Aluminiumfolie. Sie werden in Systemen mit einem Nenndruck von bis zu 2,5 MPa eingesetzt. Die Grenze der Betriebstemperatur beträgt +95 °C.
• Rohre mit der Kennzeichnung PN 20. Verstärkte Variante, die in Warmwasserzweigen von Zweikreisheizkesseln verwendet wird. Sie erreichen die vom Hersteller angegebene Lebensdauer, wenn die Vorlauftemperatur +80 °C nicht übersteigt und der Druck bis zu 2 MPa beträgt.
• Rohre mit der Kennzeichnung PN 10. Dünnwandige Polymerprodukte. Sie werden verwendet, wenn der Kessel das Heizmedium in ein System einer Wasser-Fußbodenheizung einspeist. Die Betriebstemperatur beträgt maximal +45 °C, der Nenndruck bis zu 1 MPa.

Polymerrohre eignen sich für alle bekannten Verlegearten: offen und verdeckt. Allerdings hat dieses Material einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Bei Erwärmung beginnen solche Produkte leicht an Länge zuzunehmen. Dieser Effekt wird als thermische Längenausdehnung bezeichnet und muss bei der Errichtung von Rohrleitungen berücksichtigt werden.

Der Kessel sollte mit Polypropylenrohren verbunden werden, die in der Kennzeichnung die Betriebsklasse 5, einen Betriebsdruck von 4–6 Atmosphären und einen Nenndruck von PN 25 und höher aufweisen.

Um eine Zerstörung von Polypropylen-Heizungsrohrleitungen zu vermeiden, können Ausgleichsschleifen installiert werden. Einfacher ist es jedoch, mehrschichtige Rohre zu verwenden, deren Armierung speziell für den Ausgleich dieser Dehnung ausgelegt ist. Die Folienschicht in Polypropylenrohren PN 25 reduziert ihre Wärmedehnung um die Hälfte, und Glasfaser sogar um das Fünffache.

Besonderheiten der Montage von PPR-Rohrleitungen

Bei der Verrohrung des Kessels werden Polypropylenrohre und -Fittings hauptsächlich durch Kalt- oder Heißschweißen verbunden. Bei Anschluss an Metallrohrleitungen werden Gewindeverbindungen verwendet. Das Schrauben ist zwar wesentlich bequemer, aber dadurch wird die Montage der Anlage deutlich teurer.

Um eine Polypropylen-Rohrleitung mit einem metallischen Gegenstück zu verbinden, kommt man nicht ohne Gewindefittings aus.

Für die Herstellung von Linien- und Knotenverbindungen von Polypropylenrohren wird eine breite Palette von Fittings angeboten.

“Heiß” werden sie mit einem speziellen Gerät (Lötkolben, “Bügeleisen”) verschweißt. Die Rohre werden mit einem passenden Aufsatz auf die Schmelztemperatur von 260 Grad erhitzt, dann werden die Teile mit den weichen Kanten aneinander gedrückt. Das Ergebnis ist eine zuverlässige und monolithische Verbindung.

Vor dem Schweißen muss die Folie von verstärkten Rohren unbedingt gereinigt werden. Andernfalls behindert sie die Verbindung der Polymerprodukte und macht die Naht instabil. Bei Glasfaser sind diese zusätzlichen Schritte nicht erforderlich. Es schmilzt problemlos zusammen mit dem Kunststoff.

Die Technologie des PPR-Schweißens ist extrem einfach, alle Arbeiten können von Hand erledigt werden (+)

Kaltverschweißung erfordert die Verwendung eines speziellen Klebstoffs. In den letzten Jahren wird diese Methode selten angewendet, da das Ergebnis nicht zuverlässig genug ist.

In Heizsystemen sollten Gewindeverbindungen mit Paronit oder Hochtemperaturdichtmittel abgedichtet werden. Die recht hohe Betriebstemperatur des Wärmeträgers darf nicht vergessen werden.

Es gibt noch eine weitere Nuance bei der Verwendung von Polypropylen für die Verrohrung des Heizkessels. Frostschutzmittel mit Kunststoff ist eine ziemlich schlechte Kombination. Als Wärmeträger für das System aus Kunststoffrohren wird die Verwendung von Wasser empfohlen.

Auswahl des Schemas für die Heizungsverteilung

Es gibt mehrere Varianten der Verrohrung des Kessels mit Polypropylen. Für jedes Haus wird dieses Schema individuell ausgewählt. Was in einem Gebäude optimal ist, kann in einem anderen wenig effektiv sein.

Darüber hinaus werden Heizsysteme nach dem Prinzip der Wasserbewegung unterteilt in: erzwungene mit Umwälzpumpe und Schwerkraftsysteme (freier Durchfluss, natürlich). Es gibt auch eine Klassifikation nach der Rohrleitungsanordnung. Je nach Struktur gibt es Einrohr-, Zweirohr-, Verteilersysteme mit Strahlungsanordnung oder Varianten mit geschlossenen Kreisläufen.

Was ist besser: Schwerkraft oder Pumpe?

Im Schwerkraftkreislauf gelangt das erhitzte Wasser vom Kessel durch Schwerkraft zu den Heizkörpern. Das heiße Kühlmittel mit hoher Temperatur neigt stets dazu, die kältere Flüssigkeit zu verdrängen. Dieses System der Kesselverrohrung ist am einfachsten zu montieren. Es enthält neben dem Heizgerät Rohre aus Polypropylen, Heizkörper und ein Ausdehnungsgefäß.

Bei der Variante mit oberer Verteilung steigt das Wasser nach dem Erhitzen zum höchsten Punkt – in den Ausdehnungsbehälter – und fließt von dort zu den Heizkörpern. Nach der Wärmeabgabe kehrt es zum Kessel zurück, wo es erneut erhitzt wird und einen neuen Zyklus beginnt.

Nach diesem Schema ist die Heizung in vielen Häusern in einheimischen Dörfern aufgebaut. Nur dort steht ein Festbrennstoffofen. Dies ist die einfachste und günstigste Art, ein kleines Cottage zu beheizen. Allerdings hat es Einschränkungen sowohl hinsichtlich der Anzahl der anschließbaren Heizkörper als auch der Entfernung des entferntesten vom Warmwasserbereiter.

Das Schema mit natürlicher Wasserbewegung ist das einfachste aller möglichen Varianten, es hat ein Minimum an Verbindungen und Verbindungspunkten der Polypropylenrohre.

Das Zwangsumlaufsystem ist komplexer und teurer. Allerdings vereinfacht es die Schaffung angenehmer Temperaturen in einzelnen Räumen erheblich. Darin bewegt sich das Kühlmittel durch den Antrieb einer Pumpe.

Die Wahl des Verrohrungsschemas aus Polypropylen und des Kessels selbst sind eng miteinander verbunden. Die Anlage mit natürlicher Zirkulation ist netzunabhängig. Wenn der Warmwasserbereiter darin keine Stromversorgung benötigt, wird das Haus selbst bei Stromausfällen beheizt.

Bei der Zwangsumlaufanlage benötigt die Pumpe für den Betrieb eine konstante Stromversorgung. Daher wählt man am besten einen stromabhängigen Kessel mit zusätzlichen Funktionen. Um gegen Spannungsprobleme abgesichert zu sein, muss man jedoch einen Notstromgenerator oder eine USV dazukaufen.

Welches Heizschema sollte man besser wählen?

Es gibt viele Möglichkeiten, die Rohrleitungen aus Polypropylen vom Kessel zu den Heizkörpern zu verlegen.

Aber all diese Schemata unterteilen sich in:

• Einrohrsysteme;
• Zweirohrsysteme.

In Einrohrsystemen wird das als Kühlmittel dienende erhitzte Wasser durch ein einziges Rohr zu- und abgeführt. In Zweirohrsystemen werden separate Leitungen für Vor- und Rücklauf gebaut, d.h. für die Rückführung des abgekühlten Wassers zum Kessel zur Erwärmung.

Nach der Art der Verbindung der Arbeitskomponenten werden die Heizkreise unterteilt in:

• T-Stück-Systeme;
• Kollektorsysteme.

T-Stück-Typen können sowohl bei natürlicher als auch bei Zwangsumlauf verwendet werden. Das Kollektorschema kann nur bei Vorhandensein einer Umwälzpumpe arbeiten.

Das Einrohrschema ist von vornherein günstiger als das Zweirohrschema, aber der am weitesten vom Kessel entfernte Heizkörper in der Kette erhält darin ein Minimum an Wärmeenergie (+)

Das Einrohrverfahren beinhaltet die Verlegung einer einzigen geschlossenen Hauptleitung und den sequentiellen Anschluss der Heizkörper daran. Beim Zweirohrschema führen zwei unabhängige Rohrleitungen vom Kessel: eine für heißes Wasser und eine für den Rücklauf. Und daran werden dann die Heizkörper angeschlossen.

Bei der Kollektorverrohrung werden ein oder zwei Kollektoren in das System eingebaut, von denen separate Rohre zu jedem Heizkörper verlegt werden. Ein solcher Verteiler ermöglicht auch den Anschluss einer Fußbodenheizung aus demselben PPR an den Kessel.

Die Kollektorverrohrung ermöglicht es, effiziente Heizsysteme für Häuser mit großer Fläche und unterschiedlicher Geschosszahl zu schaffen (+)

Die Verwendung von Kollektoren und separaten Steigleitungen für jeden Heizkörper führt zu einer erheblichen Verteuerung sowohl der Planung als auch der Montage. In der Projektvorbereitungsphase müssen komplexere Berechnungen durchgeführt werden. Und bei der Montage wird ein viel größeres Volumen an Polypropylen verbraucht. Dafür erhält man jedoch ein System, dessen jeder Teil an die spezifischen Bedingungen und Anforderungen angepasst werden kann.

Kreislauf aus Polypropylen für verschiedene Kessel

Die meisten Hersteller von Warmwasserbereitern empfehlen, das erste Meter der Rohrleitung vom Gerät aus Metall zu fertigen. Dies gilt insbesondere für Festbrennstoffgeräte mit einer höheren Wassertemperatur am Auslass. Polypropylen sollte bei der Verrohrung erst an diesen Abgang angeschlossen werden, da es sonst bei Störungen im Kessel einen Wärmeschock erleiden und platzen kann.

Variante #1: Gas-Warmwasserbereiter

Die Verrohrung eines Gaskessels mit Polypropylen wird unter Verwendung einer hydraulischen Weiche und eines Kollektors empfohlen. Oft sind Gasmodelle bereits mit eingebauten Pumpen für die Wasserförderung ausgestattet. Praktisch alle sind von vornherein für Zwangssysteme ausgelegt.

Am zuverlässigsten in Bezug auf die Sicherheit ist ein Schema mit Umwälzausrüstung für jeden Kreislauf hinter dem Kollektor.

In diesem Fall erzeugt die eingebaute Pumpe Druck auf einem kurzen Rohrleitungsabschnitt vom Kessel bis zum Verteiler, und dann werden zusätzliche Pumpen eingesetzt. Auf diese fällt die Hauptlast beim Pumpen des Kühlmittels.

Einen Gaskessel kann man ohne lange Metallrohrstutzen mit Polypropylen verrohren, da das Wasser in einem solchen Heizgerät selten auf 75–80 Grad erhitzt wird.

Wenn ein Gaskessel einen gusseisernen Wärmetauscher hat, sollte bei der Verrohrung ein zusätzlicher Wärmespeicher in das System eingebaut werden. Dieser gleicht starke Temperaturschwankungen des Wassers aus, die sich negativ auf das Gusseisen auswirken. Bei sprunghafter Erwärmung oder Abkühlung des Wärmeträgers kann es sogar platzen.

Bei der Verrohrung eines Zweikreisgeräts mit paralleler Wassererwärmung für die Warmwasserbereitung müssen zusätzlich an diesem Abgang Filter für Fein- und Grobreinigung installiert werden. Diese sollten auch am Eingang des Warmwasserbereiters montiert werden, wo das Kaltwasser zugeführt wird.

Variante #2: Festbrennstoffmodell

Die Haupteigenschaft eines Festbrennstoffkessels ist seine Trägheit bei Unterbrechung der Brennstoffzufuhr. Solange nicht alles, was sich in der Brennkammer befindet, vollständig verbrannt ist, wird er weiterhin den Wärmeträger erhitzen. Dies kann sich nachteilig auf das Polypropylen auswirken.

Beim Anschluss eines Festbrennstoffkessels sollten Sie unmittelbar nur Metallrohre anschließen, und erst nach etwa eineinhalb Metern können Sie Polypropylenrohre einfügen. Zusätzlich müssen Sie eine Reservekaltwasserzufuhr für die Notkühlung des Wärmetauschers sowie deren Ableitung in den Kanal vorsehen.

Der Rohrabschnitt vom Festbrennstoffkessel zum Verteiler sollte aus Metall gefertigt sein, und erst danach können Sie den Anschluss mit Polypropylen ausführen – nur so schützen Sie die Kunststoffrohre vor Überhitzung.

Wenn das System auf Zwangsumlauf ausgelegt ist, müssen Sie unbedingt eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für die Pumpe installieren. Das Wasser muss ständig Wärme von der Feuerung abführen, in der feste Brennstoffe verbrennen, auch bei Stromunterbrechungen.

Zusätzlich dazu kann ein kleiner Schwerkraftkreislauf erstellt oder alle Heizkörper mit Bypässen zur Abschaltung einzelner Abschnitte des Systems ausgestattet werden. Bei Störungen ermöglicht dies die Reparatur des beschädigten Teils bei laufender Heizung.

Der Festbrennstoffkessel sollte mit einer Schutzverkleidung abgedeckt sein, die die Wärmeausbreitung von den Feuerungswänden in den Heizraum begrenzt. Aber selbst bei Vorhandensein dieser Verkleidung sollten Sie den Verteiler und die Kunststoffrohre weiter vom Ofen entfernt platzieren.

Variante #3: Heizgeräte mit flüssigem Brennstoff und Elektroheizung

Ein Kessel für Altspeiseöl oder Diesel wird nach dem gleichen Schema wie ein Festbrennstoffkessel mit Polypropylen angeschlossen. Der Kunststoff muss so weit wie möglich von ihm entfernt werden.

Beim Anschluss eines Elektrokessels mit PPR brauchen Sie sich keine Sorgen um Rohrbrüche zu machen, da er mit einer Schutzautomatik ausgestattet ist, die verhindert, dass das Wasser bis zum Sieden erhitzt wird.

Das Erhitzen des Wärmeträgers im Warmwasserbereiter mit Strom auf für Polypropylen kritische Temperaturen ist praktisch ausgeschlossen. Bei Spannungsausfall hört er einfach auf zu arbeiten. Vor Wasserschlägen sind die Rohre in diesem Fall durch einen Hydroakkumulator und Überdruckventile geschützt.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Video #1: So wählen Sie PPR-Rohre aus:

Video #2: Technologie des Anschlusses eines Festbrennstoffkessels:

Video #3: Wie man einen Heizkessel in einem zweistöckigen Cottage anschließt:

Bei der Auswahl des Anschlussschemas für den Kessel mit Polypropylenrohren müssen Sie alle Besonderheiten des jeweiligen Gebäudes berücksichtigen. Der eigentliche Montageprozess der Rohrleitungen und der Geräteanschluss ist einfach, sodass selbst ein Anfänger damit zurechtkommt.

Mit einem Lötkolben für Polypropylen-Fittings und -Rohre zu arbeiten ist kinderleicht. Aber die Planung des Heizungsprojekts sollten Sie besser einem Fachmann überlassen, Fehler sind hier nicht erlaubt.

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