Hydraulik -Wasserführende Kamin- und Pelletöfen-
Bei Anlagen mit Wasserführenden Kaminöfen oder Pelletöfen greifen die üblichen Auslegungskriterien oft nicht.
Unsachgemäß dimensionierte Ausdehnungsgefäße oder Rohrquerschnitte sind oft Ursache für einen nicht zufriedenstellenden Anlagenbetrieb. Häufig wird der Fehler am Ofen gesucht, obwohl das
eigentliche Problem meist in der Hydraulik liegt.
1. Rohrleitungen
Auch wenn Pumpen und Rohranschlüsse meist vom Hersteller
vorgegeben sind, lohnt sich eine kurze Berechnung des Rohrnetzes und die entsprechende Bestimmung der Pumpengröße, um unnötigen Stromverbrauch durch die Pumpe
oder Strömungs- bzw. Kavitationsgeräusche von vornherein ausschließen zu können. Dies gilt vor allem dann, wenn die Anlage etwas anders als üblich konzipiert
wurde.
BEACHTEN:
Bei den Berechnungen ist es besonders wichtig, dass der ermittelte Rohrquerschnitt über die gesamte Rohrstrecke beibehalten wird.
Bereits kurze Querschnittsverringerungen können den Volumenstrom massiv beeinflussen: In diesem Fall gehen Sie in der Berechnung von dem kleinsten Querschnitt aus.
Rohrnetzberechnung (Vor- und Rücklauf)
Zur Berechnung des Rohrnetzes wird zunächst der Massenstrom an Heizwasser berechnet, der benötigt wird, um die Heizenergie aus dem Kaminofen kontinuierlich in den Pufferspeicher zu fördern. Anschließend wird der dafür erforderliche Rohrdurchmesser der Anlage
bestimmt. Schließlich wird der Gesamtdruckverlust der Anlage aus Reibung in den geraden Rohrstücken und Druckverlusten an Bögen, Ventilen und sonstigen Einzelwiderständen ermittelt.
2. Puffer-Ladepumpe
Die Puffer-Ladepumpe muss korrekt ausgelegt werden, um unnötiges
Takten zu vermeiden!
Aus der Berechnung des Rohrnetzes sind die Größen für Massenstrom und Druckverlust für den Betriebspunkt bekannt. Für die Auslegung der Pumpe ist der
Volumenstrom maßgeblich und muss entsprechend errechnet werden.
Die ermittelte Förderhöhe und der Volumenstrom werden in die
Pumpenkennlinie übertragen.
Die Puffer-Ladepumpe sollte grundsätzlich so ausgewählt werden, dass der vorgegebene Betriebspunkt auf der Kennlinie der maximalen Motordrehzahl im Punkt des besten Wirkungsgrads liegt.
Liegt der Betriebspunkt zwischen zwei Pumpenkennlinien, so sollte -anders als bei Pumpen von Zentralheizungen- die stärkere Pumpe ausgewählt werden, da für den Heizkreislauf des Kaminofens keine
Leistungsreserven bestehen.
3. Membranausdehnungsgefäß
In der Praxis werden Anlagen mit Wasserführenden Kaminöfen häufig versehentlich bis zum Ansprechen der Thermischen Ablaufsicherung aufgeheizt (Heizwassertemperatur 95°C). Oft sind dann die mit den üblichen Faustformeln dimensionierten
Ausdehnungsgefäße zu klein, und der Anlagendruck ist zu hoch eingestellt. Dies führt dazu, dass der
Überdruck der Anlage zeitweise überschritten wird und nach Wasserverlust am Sicherheitsventil Luft in die Anlage gelangen kann.
Die korrekte Auslegung von Membranausdehnungsgefäßen (MAG) erfolgt nach
EN 12828. Da die exakte Berechnung recht aufwändig ist, gibt es entsprechende Berechnungssoftware im Handel, bzw. im Internet. Die Genauigkeit der Berechnung ist dabei jedoch immer abhängig von
der korrekten Ermittlung des Wasservolumens der Anlage.
Befülldruck der Anlage
Es müssen der Mindest- und der Maximalfülldruck berechnet werden, in deren Grenzen die Anlage sich in kaltem Zustand befinden
soll.
4. Sicherheitsventil und Thermische Ablaufsicherung
Sicherheitsventil (SV)
Jeder Wärmeerzeuger muss nach DIN EN 12828 durch mindestens ein Sicherheitsventil abgesichert werden.
Die so genannten Membransicherheitsventile sind in den Ansprechdrücken mit 2,5 bar oder 3,0 bar fest eingestellt. Für Anlagen bis 50 Kilowatt sind Sicherheitsventile in DN15 bzw. 1/2 Zoll
vorgeschrieben.
An die Abblaseleitung des Sicherheitsventils werden besondere Anforderungen gestellt, da sie austretendes Heizungswasser und Wasserdampf gefahrlos ableiten muss. Deshalb sind unter anderem Länge und Anzahl der eingefügten Rohrbögen begrenzt. Außerdem muss die Abblaseleitung mit Gefälle verlegt werden, um Wasseransammlungen zu vermeiden. Werden längere Abblaseleitungen nötig, so kann nach 5 Metern ein so genannter Entspannungstopf zwischengeschaltet werden.
Anforderungen an die Leitungsführung von Sicherheitsventilen bis 50 Kilowatt Nennwärmeleistung;
Thermische Ablaufsicherung (TAS)
Die Thermische Ablaufsicherung wird bei
Sicherheitswärmetauschern (Kühlschlange) in die Kaltwasserzuleitung vor dem Sicherheitswärmetauscher eingebaut. Bei Anlagen zur Verbrennung von Scheitholz und
Pelletkesseln ist ihr Einbau vorgeschrieben. Durch den Einbau vor der Kühlschlange wird die TAS vor Verschmutzung durch Kalkausfälle in der Kühlschlange geschützt. Die Kühlschlange
bleibt drucklos.
Der Druck der Kaltwasserleitung muss mind. 2,0 bar betragen. Die Angaben der Hersteller zur Dimensionierung sind zu beachten. Bei Kamin- u. Pelletöfen sind Ablaufsicherungen der Größe DN 16 (18x1 Cu-Rohr beziehungsweise 3/4-Zoll-Anschlussgewinde) mit einer Ansprechtemperatur von 90° bis 95°C üblich.
WICHTIG:
Der Einbau von Abstellventilen in Zu- und Ablaufleitungen ist nicht erlaubt!
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