Druck im Ausdehnungsgefäß eines Gaskessels: Normen + wie man aufpumpt und einstellt

Ein einkreisiger oder zweikreisiger Gaskessel ist ein Gerät, das unser Leben im Haus oder in der Wohnung komfortabler macht. Die Hersteller bieten heute eine große Auswahl an Gasgeräten an, die sich in Leistung, Funktionalität und Montageart unterscheiden. Doch selbst die teuersten und zuverlässigsten Modelle können ausfallen. Geben Sie zu, es ist nicht sehr angenehm, an einem Winterabend ohne Wärme und warmes Wasser dazustehen.

Nach Analyse der möglichen Ursachen für Ausfälle von Gasgeräten sind wir zu dem Schluss gekommen – dass Störungen am häufigsten dadurch verursacht werden, dass der Druck im Ausdehnungsgefäß des Gaskessels oder Warmwasserbereiters falsch eingestellt ist. In diesem Artikel gehen wir darauf ein, wozu ein Ausdehnungsgefäß dient, wie man selbst Luft hineinpumpt und den optimalen Druck einstellt.

Wozu dient ein Ausdehnungsgefäß?

Beim Erhitzen dehnt sich Wasser aus – mit steigender Temperatur nimmt das Flüssigkeitsvolumen zu. Im Heizkreislauf steigt der Druck, der zerstörerisch auf das Gasgerät und die Rohrleitungen wirken kann.

Das Ausdehnungsgefäß (Expansomat) dient als zusätzlicher Behälter, in den die durch die Erwärmung entstandenen Wasserüberschüsse gedrückt werden. Wenn die Flüssigkeit abkühlt und der Druck sich stabilisiert, fließt sie durch die Rohre zurück in das System.

Der Ausdehnungsbehälter übernimmt die Funktion eines Schutzpuffers, er dämpft Druckschläge, die ständig im Heizsystem durch häufiges Ein- und Ausschalten der Pumpe entstehen, und verhindert zudem die Entstehung von Luftblasen.

Um die Wahrscheinlichkeit von Luftblasen zu verringern und Schäden am Gaskessel durch Wasserschlag zu vermeiden, sollte das Ausdehnungsgefäß vor dem Wärmeerzeuger am Rücklauf montiert werden.

Es gibt zwei verschiedene Ausführungen von Dämpfungsbehältern: offene und geschlossene Typen. Sie unterscheiden sich nicht nur in der Bauweise, sondern auch in der Art und dem Ort der Montage. Schauen wir uns die Besonderheiten jedes Typs genauer an.

Ausdehnungsgefäß in offener Bauart

Offener Ausdehnungsbehälter wird am höchsten Punkt der Heizungsanlage montiert. Die Behälter werden aus Stahl gefertigt. Meistens haben sie eine rechteckige oder zylindrische Form.

Normalerweise werden solche Ausdehnungsbehälter auf dem Dachboden oder im Mansardengeschoss installiert. Eine Montage unter dem Dach ist möglich. Der Wärmedämmung der Konstruktion muss unbedingt Beachtung geschenkt werden.

In der Struktur des offenen Behälters gibt es mehrere Abzweigungen: für den Wassereinlass, den Abfluss der abgekühlten Flüssigkeit, den Zulauf des Kontrollrohrs sowie ein Auslassrohr für die Ableitung des Wärmeträgers in die Kanalisation. Mehr über Aufbau und Arten des offenen Behälters haben wir in einem anderen unserer Artikel geschrieben.

Funktionen des offenen Behälters:

• regelt den Füllstand des Wärmeträgers im Heizkreislauf;
• wenn die Temperatur im System gesunken ist, gleicht er das Volumen des Wärmeträgers aus;
• wenn sich der Druck im System ändert, fungiert der Behälter als Pufferzone;
• entfernt überschüssigen Wärmeträger aus dem System in die Kanalisation;
• führt die Luft aus dem Kreislauf ab.

Trotz der Funktionalität offener Ausdehnungsbehälter werden sie praktisch nicht mehr verwendet, da sie viele Nachteile haben, wie z. B. die große Größe des Behälters und die Korrosionsanfälligkeit. Sie werden in Heizungsanlagen eingebaut, die nur mit natürlicher Wasserzirkulation arbeiten.

Expansomat in geschlossener Bauart

In Heizungsanlagen mit geschlossenem Kreislauf wird in der Regel ein Membranausdehnungsbehälter installiert. Er ist optimal für jeden Gasheizkessel geeignet und bietet viele Vorteile.

Ein Expansomat ist ein hermetisch abgeschlossener Behälter, der in der Mitte durch eine flexible Membran geteilt ist. In der ersten Hälfte befindet sich überschüssiges Wasser, in der zweiten normale Luft oder Stickstoff.

Geschlossene Ausdehnungsbehälter für Heizungen sind in der Regel rot lackiert. Im Inneren des Behälters befindet sich eine Membran aus Gummi. Ein notwendiges Element zur Aufrechterhaltung des Drucks im Ausdehnungsbehälter.

Ausgleichsbehälter mit Membran können in Form einer Halbkugel oder als Zylinder hergestellt werden. Das eignet sich gut für den Einsatz in Heizsystemen mit Gaskessel. Wir empfehlen, sich näher mit den Montagebesonderheiten von geschlossenen Behältern vertraut zu machen.

Vorteile von Membranbehältern:

• Einfache Eigeninstallation;
• Korrosionsbeständigkeit;
• Betrieb ohne regelmäßiges Nachfüllen des Wärmeträgers;
• Kein Kontakt des Wassers mit der Luft;
• Funktionsfähigkeit unter erhöhter Belastung;
• Dichtheit.

Gasheizgeräte werden in der Regel mit einem Ausdehnungsbehälter ausgeliefert. Allerdings ist der zusätzliche Behälter ab Werk nicht immer richtig eingestellt und kann sofort in den Heizbetrieb einbezogen werden.

Luftdruck im Ausdehnungsgefäß

Der Druck von Luft oder Stickstoff im Ausdehnungsgefäß ist bei verschiedenen Gasheizkesseln nicht gleich und hängt vom Gerätetyp und den Konstruktionsmerkmalen ab. Die Normen werden vom Hersteller im Gerätepass angegeben.

Normalerweise beträgt der Druck in einem neuen Dämpfungsbehälter 1,5 atm. Diese Einstellung kann jedoch möglicherweise nicht für das jeweilige Heizsystem geeignet sein. Die Werksparameter lassen sich problemlos zurücksetzen. Zu diesem Zweck befindet sich im Gehäuse des Ausdehnungsgefäßes ein spezieller Anschluss (bei einigen Herstellern ist dies ein Ventil zum Aufpumpen), mit dem der Luftdruck reguliert werden kann.

Das Nippel befindet sich auf der Seite der Luftkammer des Behälters. Mit seiner Hilfe können Sie überschüssigen Druck ablassen oder den Behälter aufpumpen.

Für den normalen Betrieb des Gasheizkessels muss der Druck im Membrangefäß um 0,2 atm niedriger sein als im System selbst. Andernfalls kann das erwärmte Wasser mit vergrößertem Volumen nicht in den Behälter gelangen.

In kleinen Häusern und Wohnungen mit geschlossenen Heizsystemen ist ein Druck im Ausdehnungsgefäß von 0,8–1,0 bar (atm) üblich. Allerdings nicht unter 0,7 bar, da viele Gasheizkessel über eine Sicherheitsvorrichtung verfügen und das Gerät sonst einfach nicht einschaltet.

Der Druck des Behälters sollte jährlich überprüft werden. Wenn Schwankungen des Drucks im Heizsystem bemerkt werden, ist die Luft aus dem Dämpfungsbehälter entwichen und muss nachgepumpt werden.

Wie stellt man den optimalen Druck ein?

Im Heizsystem sind Manometer installiert, mit denen der Druck im Kreislauf kontrolliert wird. Das Ausdehnungsgefäß selbst hat jedoch keinen Anschluss für ein Messgerät, dafür aber ein Nippel oder Ventil zum Ablassen und Nachpumpen von Luft oder Gas. Das Nippel ist genauso wie an Autoreifen. Daher können Sie den Druck mit einer gewöhnlichen Autopumpe mit Manometer prüfen und einstellen.

Zum Aufpumpen des Ausdehnungsgefäßes eignet sich selbst eine einfache manuelle Autopumpe mit Manometer oder ein automatischer Kompressor.

Bevor Sie überschüssigen Druck ablassen oder das Ausdehnungsgefäß eines Haushaltsgasheizkessels mit Luft füllen, müssen Sie das System vorbereiten. Das Automanometer zeigt den Wert in MPa an; die erhaltenen Daten müssen in Atmosphären oder Bar umgerechnet werden: 1 bar (1 atm) = 0,1 MPa.

Algorithmus zur Druckmessung:

1. Schalten Sie den Gasheizkessel aus. Warten Sie, bis das Wasser aufhört, im System zu zirkulieren.
2. Schließen Sie im Bereich des Ausdehnungsgefäßes alle Absperrventile und lassen Sie das Heizmedium über den Ablaufanschluss ab. Bei Kesseln mit integriertem Behälter schließen Sie den Rücklauf sowie die Wasserzufuhr.
3. Schließen Sie die Pumpe an das Nippel des Gefäßes an.
4. Pumpen Sie Luft bis zu einem Wert von 1,5 atm auf. Warten Sie kurz, bis die Reste des Wassers abfließen, und lassen Sie erneut Luft hinein.
5. Schließen Sie die Ventile der Absperrarmaturen und pumpen Sie mit dem Kompressor den Druck auf die im Datenblatt angegebenen Parameter oder auf das Niveau – Systemdruck minus 0,2 atm. Falls der Behälter überpumpt wird, lassen Sie die überschüssige Luft ab.
6. Entfernen Sie die Pumpe aus dem Nippel, schrauben Sie die Kappe auf und schließen Sie den Ablaufstutzen. Füllen Sie Wasser in das System ein.

Die korrekte Einstellung des Luftdrucks können Sie überprüfen, sobald der Kessel die Betriebsparameter erreicht hat.

Wenn der Behälter korrekt befüllt ist, zeigt der Zeiger des Manometers bei der Messung einen gleichmäßigen Druckanstieg ohne Sprünge oder Rucke an.

Bei falscher Einstellung des Luftdrucks im Ausdehnungsgefäß kann es zu Störungen im gesamten Heizungssystem kommen. Wenn das Ausdehnungsgefäß überpumpt ist, wirken die Ausgleichseigenschaften nicht. Da die Luft die überschüssige erwärmte Wasser aus dem Behälter drückt und den Druck in den Heizungsrohren erhöht.

Bei zu niedrigem Druck des Ausgleichsbehälters drückt das Wasser einfach die Membran durch und füllt den gesamten Behälter. Infolgedessen spricht bei steigender Temperatur des Kühlmittels das Sicherheitsventil an.

Manchmal lösen bei Zweikreis-Gasheizkesseln die Sicherungen auch bei korrekter Druckeinstellung des eingebauten Ausdehnungsgefäßes aus. Dies deutet darauf hin, dass das Volumen des Behälters für dieses Heizungssystem zu klein ist. In diesem Fall wird empfohlen, einen zusätzlichen Hydrospeicher einzubauen.

Zweck des zusätzlichen Behälters eines Zweikreiskessels

In der Regel haben die eingebauten Ausgleichsbehälter in Gaskesseln ein Volumen von etwa 6-8 Litern. Sie sind für den Ausgleich der Ausdehnung von 120 Litern des im Heizsystem zirkulierenden Kühlmittels ausgelegt. Unter normalen Betriebsbedingungen reicht ein solches Ausdehnungsgefäß für eine kleine Wohnung oder ein Haus aus.

Bei der Installation von Heizkörpern mit ungewöhnlicher Form und Größe muss das Heizungssystem unbedingt mit einem zusätzlichen Ausdehnungsgefäß ausgestattet werden, da in solche Heizkörper mehr Wasser passt.

Wenn die Heizfläche groß ist, eine Fußbodenheizung installiert ist oder viele Heizkörper in den Räumen vorhanden sind, reicht das Volumen des standardmäßig eingebauten Behälters nicht aus, da mehr Wasser verwendet wird.

Beim Erhitzen füllen die Überschüsse des Wärmeträgers den Behälter vollständig. Da im Behälter kein freier Platz mehr bleibt, verstärkt sich der Wasserdruck im Heizsystem selbst und es erfolgt eine Notentlastung durch das Sicherheitsventil. Danach wird der Gaskessel automatisch in Betrieb genommen – was er kaum schaffen wird.

Um solche negativen Folgen zu vermeiden, wird im Heizsystem ein zusätzliches Ausdehnungsgefäß mit Membran für den Zweikreis-Gaskessel installiert. Wenn der Standardbehälter vollständig gefüllt ist, fließt das Wasser in den Reservehydrospeicher. Nach dem Abkühlen kehrt die Flüssigkeit zu den Heizkörpern zurück.

Berechnung des Volumens des Ausdehnungsgefäßes

Es ist nicht schwer, den stabilen Betrieb Ihrer Heizungsanlage zu gewährleisten. Die Hauptsache ist, das Volumen des Ausdehnungsgefäßes richtig zu wählen. Die Berechnung des Expansionsbehälters sollte unter Berücksichtigung des intensivsten Betriebsmodus des Gaskessels erfolgen. Bei den ersten Inbetriebnahmen der Heizung ist die Lufttemperatur noch nicht sehr niedrig, sodass das Gerät mit mittlerer Last arbeitet. Mit dem Einsetzen des Frosts wird das Wasser stärker erhitzt und seine Menge nimmt zu, sodass mehr zusätzlicher Platz benötigt wird.

Sie sollten einen Behälter mit einem Fassungsvermögen von mindestens 10–12 % der gesamten Flüssigkeitsmenge im Heizsystem wählen. Andernfalls könnte der Behälter der Belastung nicht standhalten.

Sie können das genaue Fassungsvermögen des Ausdehnungsgefäßes selbst berechnen. Dazu ermitteln Sie zunächst die Menge des Heizmediums im gesamten Heizsystem.

Methoden zur Berechnung des Wasservolumens im Heizsystem:

1. Lassen Sie das Heizmedium vollständig aus den Rohren in Eimer oder einen anderen Behälter ab, um die Literzahl zu ermitteln.
2. Füllen Sie Wasser über einen Wasserzähler in die Rohre.
3. Addieren Sie die Volumina: das Fassungsvermögen des Kessels, die Flüssigkeitsmenge in den Heizkörpern und Rohren.
4. Berechnung anhand der Kesselleistung: Sie multiplizieren die Leistung des installierten Kessels mit 15. Für einen Kessel mit 25 kW werden also 375 Liter Wasser benötigt (25*15).

Nachdem die Menge des Heizmediums berechnet wurde (Beispiel: 25 kW * 15 = 375 Liter Wasser), berechnen Sie das Volumen des Ausdehnungsgefäßes.

Es gibt viele Methoden, aber nicht alle sind genau, und die Wassermenge, die in das Heizsystem passt, kann deutlich größer sein. Daher sollten Sie das Volumen des Ausdehnungsgefäßes immer mit einer kleinen Reserve wählen.

Die Berechnungsmethoden sind recht komplex. Für einstöckige Häuser verwenden Sie die folgende Formel:

Volumen des Ausdehnungsgefäßes = (V*E)/D

Wo

• D – der Effizienzfaktor des Behälters;
• E – der Ausdehnungskoeffizient der Flüssigkeit (für Wasser – 0,0359);
• V – die Wassermenge im System.

Den Effizienzfaktor des Behälters erhalten Sie nach der Formel:

D = (Pmax—Ps)/(Pmax +1)

Wo

• Ps=0,5 bar – das ist der Ladedruck des Ausdehnungsbehälters;
• Pmax – der maximale Druck des Heizsystems, im Durchschnitt 2,5 bar.
• D = (2,5-0,5)/(2,5 +1)=0,57.

Für ein System mit einer Kesselleistung von 25 kW wird ein Ausdehnungsgefäß mit einem Volumen von (375*0,0359)/0,57=23,61 l benötigt.

Obwohl in einem Zweikreis-Gaskessel bereits ein eingebauter Behälter mit 6-8 l vorhanden ist, wird Ihnen anhand der Berechnungsergebnisse klar, dass ein stabiler Betrieb des Heizsystems ohne den Einbau eines zusätzlichen Ausdehnungsgefäßes nicht möglich ist.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Sie können lernen, das Volumen des Ausdehnungsgefäßes selbst zu berechnen und seinen Druck einzustellen, indem Sie sich die untenstehenden Videomaterialien ansehen.

Eine einfache Methode zur Bestimmung des Volumens des Ausdehnungsgefäßes:

Anleitung zur selbstständigen Einstellung des Druckniveaus im Ausdehnungsgefäß:

Gaskessel müssen zwingend mit Ausdehnungsgefäßen ausgestattet sein. Diese „absorbieren“ überschüssiges Heizmedium, das durch die Erwärmung entsteht, und verhindern die Bildung von Luftblasen. Bei Zweikreisgeräten sind solche Vorrichtungen eingebaut, aber ihr Volumen reicht oft für einen störungsfreien Heizbetrieb nicht aus.

Ausgleichsbehälter sollten anhand der Druck- und Volumenwerte des Heizmediums im System ausgewählt werden. Es ist wichtig, den Behälter richtig einzustellen, da er sonst keinen unterbrechungsfreien und stabilen Betrieb des Gaskessels gewährleisten kann.

Haben Sie noch Fragen zum Befüllen und Einstellen des Drucks im Ausdehnungsgefäß? Stellen Sie sie im Kommentarblock – unsere Experten und andere Besucher der Website werden Ihnen gerne helfen.