Ziel erreicht: Die Luft ist raus

Die Ausgangslage

Der Energieversorger Mainova betreibt im Rhein-Main-Gebiet über 200 Contracting-Anlagen in Wohn- und Gewerbeobjekten. Eines davon, ein Komplex in Schwanheim aus sechs Gebäuden mit 114 Wohneinheiten, wird aus einer Energieerzeugungsanlage mit Wärme für Heizung und Warmwasser versorgt. Rund 6.060 m² Fläche sind hier zu beheizen. Für diese Bestandsgebäude entschied man sich zu einer Kesselmodernisierung über einen Contractor, der in der separaten Heizzentrale eine Leistung von ca. 380 kW installierte. Dabei blieben Primär- und Sekundärkreis, getrennt durch eine hydraulische Weiche, unangetastet. Der Austausch erfolgte im Mai 2021. Schon bei dieser Maßnahme hat man eine Komponente von Spirotech integriert – einen Schlammabscheider SpiroTrap in DN 65.

Wasserwerte unbefriedigend

Nach der VDI 2035 muss das Anlagenwasser eine bestimmte Qualität aufweisen. Dies ist beim Start eines Systems oder wie im vorliegenden Fall bei einem Kesseltausch festzuhalten, das Inbetriebnahmeprotokoll ist Teil jeder Heizungsinstallation oder Modernisierung. Die Maßnahme soll sicherstellen, dass der Betrieb auf dem gewünschten Niveau stattfindet.

Deshalb wurde vor dem Austausch der Heizung eine Wasseraufbereitung mit einer mobilen SpiroPure-Einheit vorgenommen. Nach der Maßnahme registrierte der Inbetriebnahme-Techniker des Kesselherstellers jedoch, dass sich die Qualität des Füllwassers verschlechtert hatte. So war u. a. der pH-Wert zu niedrig. Durch den Kontakt zu Christian Görtz, Key Account Großhandel/Vertrieb Technik bei Spirotech, dem Spezialisten für alle Fragen rund um das Anlagenwasser, wurde das Unternehmen Rolig, ein langjähriger Servicepartner von Spirotech, mit ins Boot geholt.

Der Ansatz, der gemeinsam verfolgt wurde, war dieser: Bei einem weitverzweigten Netz und/oder bei einer gewissen statischen Höhe erbringt ein Mikroblasenabscheider nicht mehr die gewünschte Leistung. Dann ist angeraten, die Anlage mit einem Vakuumentgaser auszustatten. Zwar wurde bereits über die Druckhalteanlage ein Teil des Sauerstoffs entfernt, doch zum dauerhaften Schutz reichte dies nicht. Streng genommen handelt es sich hier nicht um eine Entgasung im klassischen Sinn, sondern um eine physikalische Gesetzmäßigkeit (nach dem Henry-Gesetz). Es erfolgt lediglich eine Entgasung bis zum Atmosphärendruck, keine Tiefdruckentgasung. Das war der Anlass, den neuen Vakuumentgaser SpiroVent Superior S250 vorzuschlagen, entwickelt für den kleineren Leistungsbereich. Mit ihm wurde ein Referenzprojekt umgesetzt, aus dem das Unternehmen Mainova die gewonnenen Erkenntnisse später für andere Anlagen nutzen kann.

Entgasung im kleineren Leistungsbereich

Die Vakuumentgasung gehört bei großen Anlagen inzwischen zu den bekannten Verfahren, um dem Systemwasser Luft zu entziehen und so einen stabilen Betrieb zu ermöglichen. Luft bzw. Sauerstoff ist für eine ganze Reihe von Problemen verantwortlich, die auftreten können – bis hin zu Korrosion, Störungen und Ausfällen. Um dies bei der gerade installierten Heizung zu verhindern, wurde ein S250 eingebunden. Das Gerät wird bei Anlagen mit einem Volumen bis ca. 5 m³ eingesetzt. Diese sind zum Beispiel in Mehrfamilienhäusern oder kleineren und mittleren Büro- und Gewerbegebäuden zu finden. Auch in Primärkreisläufen, etwa wenn Wärmetauscher eingesetzt werden, oder vergleichbaren Anlagen lässt sich das Gerät nutzen.

Die Entgasungsleistung liegt bei bis zu 74 l/h. Als Druckbereich gibt Spirotech 0,5 bis 2,5 bar an. Die Arbeitstemperatur liegt zwischen 15 und 70 °C, die Umgebungstemperatur zwischen 0 und 40 °C. Ein großes Plus ist die geringe Geräuschentwicklung von nur 41 dB(A) – der S250 kann also auch in sensiblen Bereichen installiert werden. Das kompakte Gerät ist komplett geschlossen und mit einer abnehmbaren Dämmung ausgestattet. Mit nur 11 kg und der Größe von 524x386x252 mm (H/B/T) lässt es sich praktisch überall einsetzen.

Die Funktion

Der SpiroVent Superior S250 arbeitet mit der patentierten Venturi-Schleife. Eine drehzahlgesteuerte Kreiselpumpe erzeugt in Kombination mit einer Venturi-Düse das Vakuum. Der Kesseldruck wird während der Entgasung permanent überprüft und die Pumpenleistung bei Bedarf angepasst. So wird der sehr leise und nahezu vibrationsfreie Betrieb gewährleistet. An das Venturi-Rohr ist der Entgasungsbehälter aus Messing angeschlossen. Er ist mit der Einlaufdüse, einem Füllstands- und einem Drucksensor ausgestattet. Entlüftet wird mit den bewährten SpiroVent-Bauteilen.

Schnelle Umsetzung bei Mainova-Anlage

Der kleine Entgaser wird über flexible Schläuche angeschlossen, bei einer Heizung wie hier beschrieben an den Rücklauf, bei einer Kühlung an den Vorlauf. Dazu gibt es ein Montageset mit den entsprechenden Bauteilen. Die Anschlüsse sind als Drehgelenk in ½ Zoll ausgeführt. Der Einbau war innerhalb eines Tages erledigt, ebenso die Inbetriebnahme. „Das Gerät wurde gestartet und begann sofort mit der Entgasung“, berichtete Kolja Franssen, Mainova Vertrieb Wärme und Contracting. „Die ersten beiden Wochen lief der S250 permanent, dann nur noch in bestimmten Zyklen.“

Der Hochleistungsmodus zu Beginn dient dazu, das Systemwasser möglichst schnell zu entgasen. Zudem gibt es den energiesparenden Eco-Modus und die Booster-Funktion. Sie wird nach einer Wartung oder einem längeren Stillstand empfohlen.

Nachspeisung

Ein wichtiger Baustein für den dauerhaften Schutz bildet die richtige Nachspeisung von Anlagenwasser. Dazu wurde ein SpiroPure HomeFill XL in die Rücklaufleitung der Druckhaltungsanlage integriert, der bei Bedarf normgerechtes Ergänzungswasser zur Verfügung stellt. Das Bauteil entfernt die gelösten Salze auf < 100 µS/cm, wodurch das Füllwasser frei von aggressiven Wasserinhaltsstoffen ist. Die vormontierte Einheit enthält neben dem Mischbettharz auch Systemtrenner, Wasserzähler und Absperrungen. Das Indikator-Mischbettharz zeigt durch Farbumschlag zuverlässig an, wann die Kapazitätsgrenze der Nachspeisekartusche erreicht ist.

Schon drin: Schlammabscheider mit Magnet

Der Schutz der Anlage vor Schlamm und Magnetit wurde bereits bei der Installation der Heizung bedacht. Dazu dient der SpiroTrap Magnet in der Nennweite DN 65. Er ist als Flanschausführung in den Rücklauf installiert. Das Gerät wird vom Volumenstrom durchflossen, wobei das innen sitzende SpiroRohr die schwebenden Teilchen ausbremst und sie in den Auffangbereich absinken lässt. Die magnetischen Partikel bis 5 µm bleiben haften, denn der Schlammabscheider verfügt über die sogenannte Dry-Pocket-Konstruktion mit einem innen liegenden starken Magneten. Er entzieht dem Füllwasser selbst die Partikel, die mit bloßem Auge nicht mehr zu erkennen sind. Auf diese Weise werden die Pumpen geschützt, damit sie dauerhaft die gewünschte Leistung erbringen können.

Die Abscheidung selbst erfolgt im laufenden Betrieb. Dazu wird der flexible Abziehmechanismus betätigt und alle Partikel werden in den Auffangbereich geleitet. Nun kann das Entleerungsventil geöffnet werden – durch den Anlagendruck wird das schmutzige Systemwasser ausgespült. Das Ventil wird geschlossen und der Vorgang ist beendet. Eine Dämmschale stellt sicher, dass der Schlammabscheider möglichst wenig Wärme abgibt. Ein Fazit kann Kolja Franssen bereits ziehen: „Ein Schlammabscheider mit Magnet wird auch in anderen Anlagen zum Einsatz kommen. Der hohe Abscheidegrad wirkt sich positiv auf die Pumpen aus und die Handhabung ist denkbar einfach. Das Ablassen des Schmutzwassers erfolgt im laufenden Betrieb.“

Erwartungen und Ergebnisse

Bislang arbeitet die neue Heizungsanlage problemlos. Der Schutz der sensiblen Komponenten wird durch Schlammabscheidung und Entgasung gewährleistet. Die Integration des SpiroVent Superior S250 stellt sicher, dass das Systemwasser kontinuierlich entgast wird. So werden Störungen durch Luft- und Gaseinträge unterbunden. Die letzte Wasseranalyse im Januar 2022 durch Mainova ergab einen pH-Wert von 8,3. „Das System hat sich hervorragend stabilisiert“, berichtet Kolja Franssen. „Weitere Maßnahmen wurden nicht getroffen.“ Die Spirotech-Komponenten helfen Kosten zu sparen – für Wartung und Instandhaltung sowie für Energie. Und sie verringern damit die CO₂-Emissionen.