Fragen zum Ausdehnungsgefäß und zur geschlossenen/offenen Heizungsanlage
BAU-Forum: Heizung / Warmwasser

Hallo Herr Kroll,
ich schreibe nochmal einige Details:
Offene Heizungsanlagen waren früher üblich. Vom Heizkessel aus führen dann zwei (Vorlauf und Rücklauf) nicht absperrbare Rohre zu einem offenen Ausdehnungsgefäß, welches den höchsten Punkt der Anlage bildet (höher als die höchstgelegenen Heizkörper). Dieses Gefäß soll bei kalter Anlage immer noch so viel Wasser enthalten, dass es über die (meist nicht unten, sondern unten seitlich angeschlossene) Rücklaufleitung in die Heizung zurückfließen kann. Bei Erwärmung der Anlage steigt dann der Wasserspiegel im Gefäß, es soll aber nicht überlaufen. Wenn das Wasser in einer Anlage mit einem Heizkessel für feste Brennstoffe zu heiß wird (Überkochen), kann Dampf aus dem Ausdehnungsgefäß entweichen und damit die überschüssige Energie (mehr passiert nicht). Dann ist es günstig, wenn der Überlauf nicht einfach in den Dachboden mündet, sondern in die Kanalisation o.ä.
Vorteile der offenen Anlage sind: Diese genannte Eigensicherheit / bei Festbrennstoff-Kesseln ist keine Thermische Ablaufsicherung notwendig, die bei Übertemperatur Kaltwasser durch den Kessel leitet. Das Ausdehnungsgefäß ist einfach ein hohler Behälter, dessen Volumen fast ganz nutzbar ist (von Bedeutung bei Anlagen mit viel Inhalt; Ich habe z.B. Einen großen Pufferspeicher mit 6800 Litern und 2x 200 Liter offenes Ausdehnungsgefäß. Ein geschlossenes Gefäß müsste an die 1000 Liter fassen, wäre also noch schwieriger unterzubringen und noch teurer.) Man braucht kein Sicherheitsventil.
Nachteile sind der mögliche Sauerstoffeintrag in die Anlage und die nötigen extra Leitungen zum AG. Der Druck am Manometer ergibt sich einfach aus dem Wasserstand, z.B. 0,8 bar bei Wasserspiegel im AG 8 m über Manometer.
Geschlossene Anlagen sind heute üblich:
Sie haben ein Membran-Ausdehnungsgefäß (MAG, meist beim Heizkessel). Dieses enthält zwei "Kammern", die durch die Membrane getrennt sind. Meist hat heute die Membrane die Form eines Ballons, der von einem von außen zugänglichen Ventil aus aufgeblasen werden kann. Bereits ab Werk ist dieser Ballon auf den Vordruck von z.B. 1 bar aufgepumpt. Er füllt dann das Gefäß ganz aus. Erst wenn das Wasser von außen unter einem höheren Druck steht, kann etwas davon in das Gefäß strömen und den Ballon samt enthaltener Luft zusammendrücken. Nach den Gasgesetzen verhält sich dabei das Luftvolumen wie der Kehrwert des absoluten Drucks. Beispiel: Ein Mag mit 1 bar Vordruck enthält also Luft mit 1 bar über dem normalen Luftdruck auf der Erde (Überdruck) und somit 2 bar absolut. Wenn man nun die Heizungsanlage mit Wasser füllt, bis das Manometer 3 bar anzeigt (= 4 bar absolut  -  Verdoppelung), reduziert sich das Luftvolumen im MAG auf die Hälfte, also ist es dann halb mit Wasser gefüllt. Es ist also nie der ganze Nenninhalt des MAG nutzbar. Siehe dazu auch Angaben auf meiner Homepage (Link unten).
Zu Ihrer Anlage:
So lange das Manometer weniger als 1 bar anzeigt, enthält also das MAG mit 1 bar Vordruck kein Wasser und hat somit keine Funktion, schadet aber auch nicht
Die Anzeige von 0,8 bar deutet auf ein um 8 m höher gelegens offenes Ausdehnungsgefäß hin. Wenn Sie die Anlage weiter füllen, läuft dann Wasser aus dem Überlauf des AG? Was genau meinen Sie mit einem ventillosen Entlüftungsnippel?
Wenn der Druck auf 0,6 bar absinkt, bedeutet das, dass der Wasserstand in der Anlage auf 6 m abgesunken ist. Wenn die höchstgelegenen Heizkörper darüber liegen, kann dort Luft eindringen (Luft kommt durch kleine Undichtigkeiten, aus denen anders herum kein Wasser entweicht) und zu Geräuschen führen etc. Offenbar ist dann zu wenig Wasser in der Anlage.
Wenn das Problem bei der Nachtabsenkung wieder auftritt, obwohl genügend (?) Wasser nachgefüllt wurde, kann es sein, dass das offene AG zu klein ist. Das heißt, bei der höheren Anlagentemperatur am Tag dehnt sich der Inhalt aus und überschüssiges Wasser läuft aus dem AG über. Nachts ist dann zu wenig drin ...
Wie groß ist also das offene AG? Wie viel Wasser enthält die Anlage? und wie warm ist dieses am Tag maximal / nachts minimal?
Wohin "verschwindet" das Wasser, wenn Sie immer wieder welches nachfüllen?
Wenn Sie das offene AG stilllegen wollen (was Sie aus meiner Sicht gar nicht müssen), können Sie die Leitungen dorthin direkt am Heizkessel abmontieren und die Anschlüsse mit Blindstopfen verschließen. Dazu ist aber nötig: Ein funktionierendes und ausreichend ausgelegtes MAG, ein Sicherheitsventil (üblicher Ansprechdruck 2,5 bar, zum Heizkessel hin nicht absperrbar), bei Festbrennstoffkesseln: eine Thermische Ablaufsicherung, evtl. zusätzlicher automatischer Entlüfter an geeigneter Stelle in der Vorlauf-Leitung. Der Betriebsdruck müsste dann zwischen etwa 1,1 Bar bei kalter Anlage (bereits etwas Wasser im MAG: sog. "Wasservorlage" = Reserve) und etwa 2 bar bei heißer Anlage (0,5 bar unter Ansprechdruck des Sicherheitsventiles) liegen. Vorteile sind der geringere Sauerstoffeintrag (Korrosion  -  da gibt's aber in der Heizungsanlage normalerweise ohnehin keine gravierenden Probleme) und dass Umwälzpumpen bei höherem Druck evtl. weniger Geräusch machen.
Viel Glück bei der Suche nach einer Lösung für das geschilderte Problem wünscht
Wolfram Zucker

Hallo Herr Zucker, herzlichen Dank für die wirklich umfangreichen und verständlichen Ausführungen. Bei meiner Heizungsanlage dürfte es sich ihrer Beschreibung folgend um einen Zwitter (geschlossen/offen) handeln. Kleine Beschreibung: Das Haus wurde 1964 erbaut, und rückschließend auf die dicken Rohre (1 1/2 ") ursprünglich mit einer Schwerkraftheizungsanlage ausgestattet? Im Jahr 1983 wurde die Heizungsanlage modernisiert, d.h. es wurde ein neuer Heizkessel (35  -  43 kW) mit einer außentemperaturgesteuerten Viessmann Tetramatik und neuem Ölbrenner eingebaut. Die Tetramatik besitzt einen Sicherheitstemperaturbegrenzer, der auf ca. 70 Grad eingestellt ist. Der Wasserkreislauf wird mittels einer durchlaufenden Pumpe in Gang gehalten. Im Hinblick auf die Nachtabsenkung beträgt der Temperaturunterschied, bei ca. 2 Grad Außentemperatur, die Differenz zwischen ca. 55 Grad Vorlauf (Tageszeit) und ca. 30  -  35 Grad Vorlauf (Nachtzeit). Der Vor- und Rücklauf (Vorlauf, Rücklauf) ist unmittelbar in Kesselnähe mittels Ventilen absperrbar, was wiederum ihren Ausführungen folgend, auf ein geschlossenes System hindeuten dürfte. Zwischen diesen Absperrventilen führt vom Rücklauf aus ein Abzeig, und zwar 1.) zu einem Flexcon-Druckausdehnungsgefäß (35 l, 1 Bar Vordruck, 3 Bar max., dieses AG ist mit einem Autoreifenähnlichen Ventil ausgestattet wobei sich der mittig sitzenden Ventilstift jedoch nicht eindrücken lässt?) und 2.) zu einem Brauckmann-Schnellentlüfter (90 PSI, 6 Kp/cm²) Unterhalb dieses Entlüfters führt ein Abzweig zu einem mir unbekannten Ventil mit der Bezeichnung "Prescor" und einem drehbaren Knopf. Sobald der Knopf gegen einen Federdruck um ca. 90 Grad gedreht wird, fließt Wasser aus der Anlage und zwar über eine offene weiterführende Leitung bis zu einem Bodenkanalabfluss. Auf dem beschriebenen Drehknopf findet sich die Bezeichnung "flamco TUV SV 72 371 H, 95 1/2 " Handelt es sich hierbei möglicherweise um die von ihnen erwähnte Thermische Ablaufsicherung? . In diesem Bereich ist auch das Manometer eingesetzt. Die vorgenannten Dinge lassen aus meiner Sicht auf eine geschlossene Anlage hindeuten? Nun zu dem Ausdehnungsgefäß auf dem Speicher. Der Höhenunterschied zwischen Dachboden/Ausdehnungsgefäß und Manometer beträgt tatsächlich ca. 8 m (= ca. 2 1/2 Etagen) und es handelt sich um den höchsten Punkt bzgl. der Heizungsver-Rohrung. Die letzten/höchsten Heizkörper befinden sich eine Etage tiefer. Zu dem Ausdehnungsgefäß verlaufen keine "eigenen bzw. separaten" Leitungen vom Kessel aus, sondern die Steigleitungen zum letzten Heizkörper führen weiter zum Dachgeschoss und dort zum AG. Das AG befindet sich auf einem Metallgestell und ist zylinderförmig (Durchm. ca. 40 cm, Höhe ca. 60 cm). Demnach dürfte es ein Volumen von ca. 75 Liter haben. Eine Leitung (ob Vor- oder Rücklauf (Vorlauf, Rücklauf) ist nicht bekannt) führt von unten (ich bezeichne diese als untere Leitung) in den Zylinder bzw. das AG. Die andere Leitung führt von oben (obere Leitung) in das AG. Bevor die oberen Leitung in den AG mündet, ist unmittelbar am AG ein T-Stück aufgesetzt, von wo aus eine Leitung zu einem normalen Brauchwasserabfluss abzweigt. Zudem ist auf der oberen Leitung senkrecht ein Ventil-loses, also offenes, Rohr (ähnlich wie das gebogene Ende eines Spazierstocks) aufgesetzt. Wenn ich zu viel Wasser nachfülle, ist der Überlauf des überschüssigen Wassers in den Brauchwasserablauf hörbar. Zudem "spuckt's" aus dem spazierstockähnlichen Rohr. All das zuletzt beschriebene dürte auf eine offen Anlage hindeuten, richtig? Wasser habe ich bislang immer genug nachgefüllt, da eine Person auf dem Speicher aufgepasst hat, bis es aus dem Überlauf "spukt". Anschließend wurde die Heizkörper entlüftet und wieser Wasser nachgefüllt. Wahrscheinlich liegen Sie mit ihrer Vermutung richtig, indem es tatsächlich an den physikalischen Gegebenheiten liegt und sich das Wasser Aufgrund der Aufheizung derart ausdehnt, dass das überschüssige Wasser überläuft. Bei der nächtlichen Abkühlung ist letztlich zu wenig Wasser vorhanden, was wiederum zum gluckern führt. Wie kann man so ein Problem einfach lösen? Kann man das Spazierstockähnliche Rohr nicht mittels eines Entlüftungsventils schließen und die Anlage mit den vorhandenen Komponenten als geschlossene Anlage fahren? Ich kann bezüglich ihrer erwähnten Thermischen Ablaufsicherung nicht viel anfangen. Auch bin ich bzgl. des AG auf dem Speicher nicht sicher, ob es druckfest ist (Aufgrund des betagten Alters). Nun zur Wassermenge der Anlage. Hierzu kann ich leider keine detaillierten Angaben machen und von daher auch das Ausdehnungsvolumen nicht angeben bzw. errechnen. Die Wohnräume (Zweifamilienhaus) sind größtenteils mit alten Rippenradiatoren (ca. 160 m² Wohnfläche bei 2,5 m Raumhöhe) und kleinteils mit modernen Flächenheizkörpern (2-fach) für ca. 38 m² Wohnfläche ausgelegt. Zudem wurden im letzten Jahr Aufgrund einer Anbaumaßnahme ca. 45 m² Fußbodenheizung angeschlossen (ca. 380 m Rohrlänge, Innendurchm. 12 mm, gleich ca. 360 Liter Volumen). Ich weiß nicht, ob die Angaben für eine Schätzung ausreichen. Letztendlich habe ich die Vermutung, dass die Heizungsanlage bei der Modernisierung im Jahre 1983 (genaue Erkenntnisse liegen nicht vor, da ich das Haus erst 1985 übernommen habe) in eine geschlossene Anlage umgewandelt werden sollte, der Heizungsbauer jedoch möglicherweise den Ausgleichsbehälter auf dem Speicher übersehen hat. Liege ich mit meiner Vermutung richtig? Für alle Mühe herzlichen Dank im Voraus. Gruß, D. Kroll

Sehr geehrter Herr Kroll,
Ihre Anlage hat offenbar alle Komponenten einer geschlossenen Anlage: Manometer, Schnellentlüfter, Membran-Ausdehnungsgefäß mit Nennvolumen 35 Liter und 1 bar Vordruck und ein Sicherheitsventil mit wahrscheinlich 2,5 bar Ansprechdruck (das mit dem Drehknopf  -  Es soll verhindern, dass der Anlagendruck zu hoch wird. Eine Thermische Ablaufsicherung braucht man nur bei Festbrennstoff-Kesseln. Hier wird dann im Fall zu hoher Temperatur kaltes Trinkwasser durch einen im Heizkessel eingebauten Rohr-Wärmetauscher geleitet.)
Von den 35 Liter Gesamtvolumen des MAG sind bei einem Druckbereich von (etwas über) 1 bar bis (etwas über) 2 bar etwa 33 % nutzbar (siehe Seite, die nochmal unten als Link angegeben ist), also etwa 12 Liter. Das reicht bei einem angenommenen Temperaturbereich von 0  -  95 °C (auf die untere Grenze kommt es nicht so genau an, weil sich das Wasser hier nicht stark ausdehnt) für einen Anlageninhalt von ca. 300 Liter.
Nachdem aber das offene AG noch in Betrieb ist (vom Installateur vergessen? oder Absicht?), wird der Vordruck des MAG von 1 bar nicht erreicht, das MAG bleibt leer und hat keine Funktion. Dafür steht aber das viel größere Ausdehnungsvolumen von vielleicht 60 bis 70 Liter des AG zur Verfügung (75 Liter abzüglich nicht nutzbarer Bereiche oben und unten).
Das müsste aber auf jeden Fall reichen, wenn die Anlage keinen größeren Pufferspeicher enthält und ganz mit Wasser befüllt ist. Da es offenbar nicht reicht, kann ich es mir nur damit erklären, dass die Anlage nicht richtig entlüftet ist. Gerade Fußbodenheizungen sind manchmal schwer zu entlüften. Wenn also noch viele kleine Luftpolster vorhanden sind, die mit erwärmt werden, dehnt sich der Anlageninhalt viel stärker aus.
Mögliche Abhilfe:
1. Gibt es bei der Fußbodenheizung Entlüftungsmöglichkeiten  -  vielleicht in einem Verteilerkasten o.ä.?
2. Indirekte Entlüftung: Von Stellen, die nicht direkt (durch ein Ventil) entlüftet werden können, kann auch das Heizungswasser mit der Zeit Luft abtransportieren, die dann an einer anderen geeigneten Stelle über einen Schnellentlüfter entweichen kann. Bei Ihnen ist ja ein Schnellentlüfter von Brauckmann eingebaut. Die Frage ist, ob er an einer geeigneten Stelle sitzt. Hierfür einige Kriterien: Am meiste Luft entweicht dort, wo das Wasser am heißesten ist und es sollte möglichst langsam strömen, damit die Luftbläschen den Weg zum Entlüfter finden. An manchen Heizkesseln befindet sich (natürlich ganz oben, z.B. sogar oben drauf) eine Anschlussmöglichkeit für einen Schnellentlüfter. Wenn das Vorlauf-Rohr z.B. an einer Stelle (möglichst dick  -  langsame Strömung) von senkrecht ansteigend nach horizontal abbiegt, könnte man es um ein blindes Stück nach oben verlängern (T-Stück) und dort einen Schnellentlüfter drauf setzen. Es gibt auch sogenannte Luftabscheider. Das ist ein hohles Bauteil, das in die horizontale Vorlauf-Leitung eingebaut wird und oben drauf einen Anschluss für einen Schnellentlüfter besitzt. Innen ist es mit einer Art "grober Stahlwolle" (ähnlich Topfkratzer) gefüllt, wodurch sich die Luftbläschen leichter vom strömenden Wasser trennen. Schließlich gibt es für das Entlüftungsproblem spezielle Umwälzpumpen, wie z.B. die "Airlectric" von Grundfos. Hier wird das Wasser so in eine kleine Kammer gelenkt, dass sich darin ein Strudel bildet. In der Mitte des Strudels sammelt sich die Luft und darüber ist ein Anschluss für einen Schnellentlüfter.
Ein Vorteil der indirekten Entlüftung ist zwar, dass es von allein geht, dafür dauert es aber lange.
Eigentlich sollte eine Heizungsanlage schnell und möglichst vollständig zu entlüften sein (ganz gelingt das oft nicht mal bei Heizkörpern). Dann kann man z.B. auch leichter experimentieren, also etwa die Anlage entleeren und neu füllen (was ich Ihnen jetzt nicht empfehlen will) und dabei mittels der Wasseruhr den Anlageninhalt bestimmen. Bei einer geschlossenen Alage kann man über den Verlauf von Druck und Füllmenge auch auf den Luftgehalt und auf die Funktionsfähigkeit des MAG schließen:
Ohne Luft im System müsste der Druck bis 1 bar (Vordruck des MAG) schnell ansteigen und dann nach weiteren 11,66 Litern (1:3 von 35) 2 bar erreichen. Steigt der Druck schneller an, dann arbeitet das MAG nicht richtig (Membrane undicht oder zu wenig Luftdruck). Wenn der Druck insgesamt viel langsamer ansteigt, liegt es an Luft im System, die ein zusätzliches Polster bildet (ähnlich MAG).
Wenn Sie wirklich das offene AG deaktivieren wollen, könnten Sie a) die Zuleitungen zum AG direkt nach dem letzten Abzweig (gegen die übliche Vorschrift  -  aber Sie haben ja das MAG und das Sicherheitsventil) absperrbar machen. Dann können Sie "jederzeit zwischen offener und geschlossener Anlage wählen". Wer hat schon so einen Luxus? Endgültiger wäre es, das AG und die Zuleitungen zu entfernen (bis zum letzten Abzweig). Oder  -  wie schon jemand vorgeschlagen hat  -  die beiden Zuleitungen verbinden und dort einen Schnellentlüfter drauf setzen. Einfach den Überlauf des AG zu verschließen wäre zwar provisorisch der schnellste Weg, aber riskant. Das AG ist wahrscheinlich verzinkt und möglicherweise schon teilweise durchgerostet. Schon deswegen hält es vielleicht nicht viel Druck aus. Wenn es Wasser und viel komprimierte Luft enthält, gäbe es beim Bersten einen ziemlichen Knall und eine "Sauerei" ...
Viel Glück, Wolfram Zucker

Sehr geehrter Herr Zucker, offensichtlich hat es wirklich nur an der Entlüftung gelegen. Denn seit zwei Tagen ist das Gluckern nicht mehr aufgetreten. Ich habe in der Vergangenheit lediglich Nachts immer etwas Wasser in den Wasserkreislauf nachlaufen lassen, worauf das Gluckern dann immer für eine Nacht verschwunden ist. Seit 2 Tagen gluckert es nicht mehr, obwohl kein Wasser nachgefüllt wurde. Rückschließend ist es wohl so, dass wirklich irgendwo "Luftnester" gesessen haben müssten, die nach und nach verschwunden sind. Ich hoffe, dass es jetzt so bleibt. Primär Ihnen Herr Zucker, aber auch den anderen Hinweisgebern, möchte ich nochmals ganz herzlich für die hilfreichen Ausführungen danken. Es hat dazu beigetragen, dass ich die Heizungsanlage jetzt besser verstehe und auch die Funktion der einzelnen Komponenten kenne. Bzgl. ihrer Fragen, Herr Zucker, möchte ich noch die Antworten loswerden. 1.) Die Fußbodenheizung besitzt einen Heizkreisverteiler, von dem aus die Heizkreise mehrmals durchspült und entlüftet wurden. Wahrscheinlich verbleiben jedoch immer noch Luftrückstände, die erst nach und nach verschwinden. 2.) Ich habe am Kessel einen zweiten Schnellentlüfter festgestellt. Er ist etwas versteckt, wodurch ich ihn nicht sofort gesehen habe. Dieser Entlüfter ragt seitlich an der höchsten Stelle des Kessels heraus. 3.) Mit dem Begriff "Pufferspeicher" kann ich nichts anfangen, aber offensichtllich besitzt meine Anlage so etwas nicht, da die vorhandenen Komponenten von mir vollzählig beschrieben wurden. Ansonsten wären Sie sicher darauf eingegangen. Abschließend nochmals Dank für alles. MfG D. Kroll