Heißwasserheizungen bzw. Heißwasseranlagen sind Systeme, die im Heizkessel (Großwasserraumkessel, Wasserrohrkessel) und im Rohrsystem mit Temperaturen über 110 °C betrieben werden. In der Regel wird mit Betriebsdrücken gefahren, die  noch Bauteile mit einem Nenndruck von PN 40 zulassen. Dabei liegt die oberste Temperaturgrenze bei 230 °C. In der Praxis sind Temperaturen um die 180 °C üblich. Dabei arbeiten die Anlagen im Arbeits- und Regelbereich zwischen 5 bis 12 bar. Der Mindestdruckbegrenzer ist auf einen Druck eingestellt, der über des Sattdampfdruckes der abgesicherten Vorlauftemperatur liegt. Der Einstelldruck des Maximaldruckbegrenzers liegt unterhalb des Ansprechdrucks des Sicherheitsventils.
Diese Anlagen wurden nach der DIN 4752 01.1967 - Heisswasserheizungsanlagen mit Vorlauftemperaturen von mehr als 110 °C (Absicherung auf Drücke über 0,5 bar. Ausrüstung und Aufstellung) abgesichert. Danach sind die Wärmeerzeuger (Kessel), der Druckhaltung, den Verbindungsleitungen und Verteiler incl. Absperreinrichtung genehmigungspflichtig. Diese Norm wurde von der DIN EN 12953-6:2011-05 abgelöst.
Die Europäischen Normen DIN EN 12952 - Wasserrohrkessel und Anlagenkomponenten - und DIN EN 12953-6 - Sicherheitstechnische Ausrüstung - legen die Mindestanforderungen an die sicherheitstechnische Ausrüstungen z. B. nach DIN EN 12953-1 für Großwasserraumkessel fest. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kessel innerhalb der zulässigen Grenzen (Druck, Temperatur) arbeiten.
Der Wärmeträger "Heißwasser" wird vor allem in Fern- und Nahwärmesystemen (um viel Wärme zu transportieren), Industrieanlagen (Prozesswärme, Holztrocknung), in Krankenhäusern und Kasernen (Großküchen und Wäschereien), in Warmluftgeräten und Deckenstrahlungsheizung in Fabrikationshallen zur Beheizung der Arbeitsplätze mittels Bandstrahlern oder Strahlplatten eingesetzt. Aber auch in Bereichen, in denen keine Dampfheizungen (Nieder- und Hochdruckdampf) eingesetzt werden soll oder kann, wird Heißwasser eingesetzt.
Eine Alternative zur Heißwasseranlage ist eine Thermoölanlage. Mit den Anlagen können mit niederen Drücken höhere Temperaturen (drucklos bis 300 °C) gefahren werden.
Das Heizwasser kann erwärmt werden in einem

– Heißwasserkessel
– Dampfkessel
– Dampf-Heißwasser-Umformer
– Dampf-Heißwasser-Mischkondensator (Rücklaufwasser wird durch Mischung mit Dampf erhitzt)
– Elektro-Durchflusserhitzer
– Elektrokessel mit Elektroden für Hochspannung
– Wärmetauscher zur Abwärmeverwertung von Gas- oder Dieselmotoren

Die Betreiber von Heißwasser- und Dampfkesselanlagen müssen nach der inzwischen zurückgezogenen Dampfkesselverordnung eine Person beauftragen (lt. Betriebssicherheitsverordnung - beauftragter Beschäftigter). Die TRD - 12.2002 - Technische Regeln für Dampfkessel 2010 - bestehen aber weiter und so kann man bei diesen Personen die alte Berufsbezeichnung Kesselwärter (in der Schweiz - Heizwerkführer, in Österreich - Dampfkesselwärter oder Heizer) verwenden. Diese Fachkräfte müssen eine besondere Prüfung ablegen, damit sie die Aufgaben zum Betreiben dieser Anlagen erfüllen können.

Zu den Aufgaben gehört das Warten der Kesselanlage bzw. der sicherheittechnischen Einrichtungen, das Beaufsichtigen der Anlage, Mängel, die sich an der Anlage zeigen, erkennen, Vorfälle melden und die Anlage fachgerecht außer Betrieb nehmen.

Eine Heißwasserheizung muss mit besonderen Sicherheitseinrichtungen und Speiseeinrichtungen ausgestattet werden.

Heißwasserkessel Logano

Legende
1 Brennertür
2 Sicherheitsvorlauf
3 Wasserleitsystem
4 Rücklauf
5 Vorlauf
6 Heizgas-Wendekammer
7 Aluminium-Schutzmantel
8 Hochwertige Isolierung ohne Wärmebrücken
9 Doppelreihige erste Nachschaltheizfläche (zweiter Zug)
10 Zweite Nachschaltheizfläche (dritter Zug)
11 Feuerraum (erster Zug)
12 Brennerrohr

Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH Buderus

Die Heißwasserkessel sind zur Erzeugung von Niederdruckheißwasser mit höchstens 190 °C (Abschalttemperatur des Sicherheitstemperaturbegrenzers) für Heizungsanlagen ausgelegt und entsprechen den Anforderungen der DIN EN 12953. Der maximal zulässige Gesamtüberdruck beträgt 6, 10, 13 oder 16 bar.
Bei dem Heißwasserkessel ist unterhalb des Rücklaufstutzens ein Wasserleitelement eingebaut. An diesem erzeugt das zurückströmende Rücklaufwasser durch seine Geschwindigkeit eine Injektorwirkung, so dass das wärmere Kesselwasser zuströmt und eine Vermischung mit dem kälteren Rücklaufwasser eintritt. Die gezielte Einspeisung des Rücklaufwassers führt zu einer sehr guten Durchströmung des gesamten Kesselquerschnitts. Auf Grund des flachen Temperaturgefälles im Kesselkörper weist der gesamte Kessel eine extrem gleichmäßige Temperaturverteilung auf. Diese Durchströmung des Heißwasserkessels bewirkt einen trockenen und sicheren Heizbetrieb mit einer Mindestrücklauftemperatur von nur 50 °C.
Die Kesselkonstruktion ist in Dreizug-Bauweise im Gegenstrom-Wärmetauscherprinzip aufgebaut. Der Kessel hat eine großzügig dimensionierte, doppelreihige Nachschaltheizfläche im zweiten Zug. Die innenliegende, vollständig wasserumspülte Heizgas-Wendekammer ermöglicht sehr niedrige Temperaturen im vorderen Umlenkbereich vom zweiten zum dritten Zug. Dadurch wird die thermische Belastung der Tür deutlich reduziert. Zusammen mit einer effektiven Heizflächenauslegung sind dies die Voraussetzungen für niedrige Emissionswerte und für eine hohe Energieausnutzung.
Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH Buderus
Legende
01 Heißwassererzeuger
02 Maximaldruckbegrenzer
03 Druckanzeigeeinrichtung
04 Wasserstandregler
05 Entspannungstopf
06 Sicherheitsventil
07 Minimalwasserstandsbegrenzer
08 Temperaturbegrenzer
09 Temperaturregler
010 Temperaturanzeigeeinrichtung
011 Füllprobiereinrichtung für Wasserstandprüfung
012 Absperrventil (gegen unbeabsichtigtes Schliessen versichert)
013 geschlossenes Ausdehnungsgefäß
014 Min. Druckbegrenzer
015 Rückflussverhinderer
016 Maximalwasserstandregler (kann in Wasserstandregler (4) integriert sein)
017 Absperrventil
018 Leitung zum geschlossenen Ausdehnungsgefäß
019 Speisepumpe
020 Beheizungseinrichtung
021 Druckminderer
022 Druckhaltepumpe
023 Druckregler
024 Automatisches Absperrventil (stromlos geschlossen)
025 Wasserstandanzeige
026 Offenes Ausdehnungsgefäß
027 Druckhalteventil (wenn stromlos geschlossen oder wenn der Ist-Druck kleiner ist als der Mindestdruck, dann kann 24 entfallen)
028 Absperrventil mit Anschlussmöglichkeit
028 für Prüfmanometer
029 Dreiwegeventil
030 Minimaltemperaturregler (falls erforderlich)
031 Entwässerungeinrichtung
032 Wasserstandregelventil
Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH Buderus
Sicherheitstechnische Einrichtungen - Bosch Thermotechnik GmbH
In Heißwasseranlagen muss besonders auf die Druckhaltung geachtet werden. Damit es nicht zur Dampfblasenbildung kommt, darf an keiner Stelle des Heißwassernetzes der notwendige Sättigungsdruck unterschritten werden. Wenn diese Dampfblasen mit kälteren Anlagenteilen oder kälterem Wasser in Berührung kommen, erfolgt eine schlagartige Kondensation, die hohe Druckstöße verursachen und Anlagenteile beschädigen oder zerstören können. Außerdem ist die Druckhaltung auch für das Halten der erforderliche Zulaufdruck (Zulaufhöhe) an der Saugseite der Pumpen notwendig, damit es nicht zu einer Kavitation in den Pumpen kommt. 
Drücke und Volumina am Beispiel eines MAG
Quelle: Reflex Winkelmann GmbH + Co. KG
Die Druckhaltung kann durch Fremdgas (Stickstoff aus Flaschen oder Luft durch einen Kompressor mit Membrandruckausdehnungsgefäß [MAG]) erfolgen. Der Druck bleibt durch eine automatische Regelung konstant. Die Größe des Ausdehnungsgefäßes wird für die gesamte Wasserausdehnung ausgelegt und hat dann eine große Abmessung. Wenn es nur für die normale durch die Temperaturänderungen bedingte Wasserausdehnung ausgelegt wird, hat es kleinere Abmessungen, es hat dann aber eine zusätzliche Wasseraufnahme in Speisewassergefäß.
Bei der Druckhaltung durch Druckdiktierpumpen. Hierbei wird dauernd eine kleine Wassermenge in das Netz gedrückt, wobei eine annähernde ebenso große Menge durch ein Überströmventil aus dem Netz in das Ausdehnungsgefäß entweicht. Bei dieser Druckhaltung ist auf Wasserverluste im Netz zu achten. Hochliegendes Ausdehnungsgefäß mit Dampfpolster
Sicherheitstechnische Ausrüstung
Temperaturregler (TR)
Sicherheitstemperaturbegrenzer (STB)
Sicherheitsventil (SV)
Druckbegrenzer (DB)
TR/STB und DB können
auf ein Stellventil wirken
Quelle: SAMSON AG Mess- und Regeltechnik

Ein hochliegendes Ausdehnungsgefäß mit Dampf-/Gaspolster kann eingesetzt werden, wenn der Überdruck zwischen 0,5 bis 1,5 bar beträgt. Dies entspricht einer Vorlauftemperatur von max. 130 °C. Bei diesen Anlagen kann die statische Höhe 50 mWS (5 bar) betragen, weil das Gefäß einen Überdruck an der höchsten Stelle der Anlage gewährleistet und der Sättigungsdruck nicht unterschritten wird. Der Gefäßdruck und der Flüssigkeitsstand muss durch eine Fernübertragung zu beobachten sein.

 

 

 

Das BoB-Rohr dient zur Aufnahme der Wasserstandsonden LAZ+ und LAZ~, die für den BoB-Betrieb nach TRD 604 Bl. 2, DIN EN 12952 und 12953 erforderlich sind. Es wird am GG Grundgefäß montiert und wasserseitig mit einem Kappenventil komplettiert. Bei der GS Steuerung ist der TAZ+ ist in die Sicherheitskette der Wärmeerzeugungsanlage einzubinden. Er unterbricht die Feuerung bei Temperaturen > 70 °C zum Schutz der Membrane der Ausdehnungsgefäße. LAZ+ und LAZ~ sind in die Sicherheitskette der Wärmeerzeugungsanlage einzubinden. Sowohl der min. als auch der max. Wasserstand werden überwacht. Somit ist ein Betrieb ohne Beaufsichtigung (BoB) bis 72 h (nach TRD 604 Bl.2, DIN EN 12952 und 12953) möglich.
Quelle: Reflex Winkelmann GmbH + Co. KG
Alles im "Druck" - Reflex Winkelmann GmbH + Co. KG

Dampfkessel
Ein Dampfkessel kann mit einem geschlossenes Behälter verglichen werden, in dem bei ständiger Energiezufuhr ein  Dampfdruck, der höher ist als der atmosphärische Druck, erzeugt wird. Dadurch  steigt die Siedetemperatur an und der Energieinhalt des entstehenden Dampfes wird größer.
Die verschiedenen Kesseltypen werden nach der Bauform oder der Feuerungs- bzw. Brennstoffart unterschieden. Außerdem werden Dampfkessel durch ihre Dampfleistung und dem zulässigen Betriebsüberdruck eingeteilt. Zur Hochdruck-Dampferzeugung im größeren Leistungsbereich stehen hauptsächlich zwei Bauformen zur Verfügung (Wasserrohrkessel und Flammrohr-Rauchrohr-Kessel [Großwasserraumkessel]).
Bei dem Wasserrohrkessel befindet sich das Wasser in den Rohren, die vom Abgasen umströmt werden. Diese Bauform kommt hauptsächlich als Schnelldampferzeuger bis ca. 30 bar oder bis etwa 300 bar vor.
Flammrohr-Rauchrohr-Kessel können diese Drücke nicht bereitgestellen. Bei ihnen strömt das Abgas durch Rohre, die von Wasser umgeben sind. Diese Kessel haben je nach Größe einen zulässigen Betriebsdruck bis etwa 25 bar und liefern z. B. 25 Tonnen Dampf pro Stunde. Mit dieser Bauform kann die überwiegende Zahl der in industriellen Produktionsprozessen an die Dampferzeugung gestellten Anforderungen (Druck und Dampfmenge)  sicher und wirtschaftlich erfüllt werden.  Auch zur Erzeugung von Niederdruckdampf (bis 1 bar) kommt diese Bauform zum Einsatz.
Eine Dampfkesselanlage zur direkten Beheizung einer Dampfanlage oder als Grundlage zur Heißwasserherstellung (Dampf-Heißwasser-Umformer oder Dampf-Heißwasser-Mischkondensator) besteht aus einem Dampfkessel mit seinen Sicherheits-, Regel-, Anzeige- und Absperrarmaturen und zusätzlichen Baugruppen (Gasbrenner, Gasarmaturenstrecke, Economiser, Schaltschrank, Probeentnahmekühler, thermische und chemische Wasseraufbereitung, Doppelpendelenthärtungsanlage, Härtestabilisierung, Sauerstoffbinder, Mischkühler, Absalzentspanner, Kondensastat), die für den Betrieb notwendig sind.
Quelle: Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Dampfkessel - Viessmann Werke GmbH & Co. KG
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