Funktion und Aufbau

Expansionsgefässe finden in folgenden Anlagen ihr Haupteinsatzgebiet:

  • Zentralheizungsanlagen
  • Klima- und Kälteanlagen
  • Solaranlagen
  • Trink- und Brauchwasseranlagen
  • Wasserschlagdämpfer
         

Geschlossene Expansionsgefässe sind Sicherheitseinrichtungen für Anlagen, 
in denen ein flüssiger Wärmeträger - hauptsächlich Wasser - zum Transport
der Wärme bzw. Kälte vom Erzeuger bis zu den Verbrauchern eingesetzt wird.

Ein Expansionsgefäss besteht aus zwei Kammern, dem Gas- und dem Wasserraum,
die mittels einer hochwertigen Membrane voneinander getrennt sind.
 
Der Wasserraum, der völlig von der Membrane umschlossen wird, dient zur
Aufnahme der Volumenänderung beim Aufheizen.
Der Druck im Gasraum drückt das Medium bei Abkühlung in das System retour.


Abbildung: Expansionsgefäss im Betrieb

Die Bedeutung des Gasvordruckes

Ein fehlender oder falsch eingestellter Gasvordruck im Expansionsgefäss beeinträchtigt die gesamte Funktion der Anlage. Es ist daher unumgänglich, eine individuelle Überprüfung und Anpassung vor jeder Inbetriebnahme bzw. jährlich wiederkehrend durchzuführen. Wie bereits erwähnt hat der Gasvordruck die Aufgabe, das Ausdehnungsvolumen bei Abkühlung in die Anlage zurückzudrücken und auch das Expansionsgefäss gegen Überfüllung zu schützen. 

Fehlt der Druck oder ist er zu klein, so nimmt das Expansionsgefäss schon bei geringen Anlagentemperaturen soviel Wasser auf, dass in der Aufheizphase kein Platz mehr für die physikalische Ausdehnung vorhanden ist. Ebenso sinkt auf Grund der Überbeanspruchung der Membrane die Lebensdauer des Expansionsgefässes. Ist der Gasvordruck auf die Membrane zu gross, reduziert sich das mögliche Aufnahmevolumen und die Funktion der Anlage ist ebenfalls gestört. Da im Betrieb im Gas- und Wasserraum stets derselbe Druck herrscht, muss zur Überprüfung des Gasvordruckes das Expansionsgefäss auf der Wasserseite druckentlastet werden. Hier sind spezielle Armaturen, sogenannte Wartungseinheiten, entwickelt worden, die eine Überprüfung auch ohne Entleeren der Anlage möglich machen.

Die Messung ist mit herkömmlichen Reifendruckmanometern durchführbar, auf Wunsch können spezielle Messeinrichtungen geliefert werden. Der Druck im Gasraum ist abhängig von der statischen Anlagenhöhe über dem Anschlusspunkt des Expansionsgefässes. Bei Temperaturen über 100°C muss er um den Wert des Verdampfungsdruckes erhöht werden. Ebenso muss in diesem Fall die Membrane gegen Übertemperatur geschützt werden.

 Nachdem der Gasvordruck an die Anlage angepasst wurde, kann das System auf den entsprechenden Anlagendruck gefüllt werden. Der Fülldruck ist in der Regel im kalten Zustand 0.2 bar höher als der Gasvordruck im Expansionsgefäss. 


Abbildung: Wirkung des Gasvordruckes