Lufttöpfe/Luftabscheider
Solar-Lufttopf
Quelle: Westech-Solar OHG
Luftabscheider mit Beruhigungsstrecke
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Absorptionsluftabscheider – Flexcon
Mikroblasenluftabscheider – Spirotech
Quelle: CALEFFI Armaturen GmbH
Mikroblasen-Abscheider
Quelle: Pneumatex AG
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Zentrifugalluftabscheider – Flexcon
Luftabscheider gibt es in verschiedenen Ausführungen. Sie werden nach dem Wirkprinzip eingeteilt
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Richtig gesetzte und ausgelegte Lufttöpfe haben fast den gleichen Abscheidegrad wie die von der Industrie hergestellten Luftabscheider. Die im Wasser vorhandenen Mikrobläschen steigen aufgrund der langsamen Fließgeschwindigkeit in den oberen Teil des Lufttopfes. Hier muß die Luft regelmäßig abgelassen und durch automatische Entlüfter entfernt werden. Der selbstgebaute Lufttopf besteht aus einem Rohr größerer Nennweite, damit die Strömungsgeschwindigkeit unter 0,1 m/s absinkt und die Luft sich aus dem Wasser lösen kann. Falsch angeordnet Lufttöpfe haben keine Wirkung.

Thermische Solaranlagen werden normalerweise durch Spülen luftfrei gemacht. Es ist aber auch möglich die Luft durch spezielle Lufttöpfe oder Luftabscheider luftfrei zu bekommen.
Wenn ein einfacher Lufttopf nicht ausreicht, kann man spezielle Lufttöpfe einsetzen, Der in der Abbildung dargestellte Solar-Lufttopf funktioniert folgendermaßen:
Die Solarflüssigkeit strömt von oben (1) in den Entlüftungstopf. Die  Solarflüssigkeit prallt auf, die mitgeführten Luftblasen werden abgeschieden und driften nach oben. Die Luft sammelt sich im oberen Teil des Entlüftungstopfes. Diese Luft kann durch manuelles Entlüften aus der Anlage entfernt werden:
1. Schlauch des Entlüftungshahns (5) in ein Auffanggefäß führen.
2. Ventil (4) öffnen. Die abgeschiedene Luft entweicht aus dem Entlüftungstopf.
3. Sobald Solarflüssigkeit entweicht, das Ventil wieder schließen.


"altmodische" Ausführung

Heutzutage ist es aufgrund der verwendeten Materialien und Verbindungstechniken einfacher, fertige Luftabscheider einzubauen.
Der Luftabscheider ist eine Fortentwicklung eine Lufttopfes. Die Strömungsumlenkung im Gehäuse ermöglicht den Luftblasen aufzusteigen. Das Luftpolster kann schliesslich über einen aufgeschalteten Entlüfter aus der Anlage entweichen. Die Abscheideleistung wird durch eine Beruhigungsstrecke in Form eines geraden Rohrstückes von ca. 0,5 m Länge vor und nach dem Bauteil erhöht.

Absorptionsluftabscheider / Mikroblasenluftabscheider

Größere Luftblasen in zirkulierendem Wasser abzuscheiden ist einfach, besonders bei niedrigen Volumen. Die Mikroluftblasen bei hohen Wassermengen sind normalerweise problematisch, aber nicht für die NONAIR®. Die Konstruktion sorgt dafür, dass ein Teilfluss des Wassers zu einem turbulenzfreien Raum abgelenkt ist, wo die Blasen sich zu größere Blasen zusammen tun und steigen zu dem Oberteil des Gehäuses hinauf. Die Luft wird automatisch durch das Entlüftungsventil abgeschieden. Nach einigen Tagen ist die Flüssigkeit luftfrei und alle Probleme in der Anlage die damit verbunden sind, verschwinden.
Der unteren Teil des Gefäßes wirkt als Entschlammungsbehälter, denn dort sammeln sich Schwebstoffe, die abgelassen werden sollten. Leider werden die Feinschlämme nicht aufgehalten. Sie können weiterhin erhebliche Schäden an den Wärmeerzeuger hervorrufen.
Um diese Schlämme zu vermeiden, hilft nur eine richtige Anlagenbehandlung, die sowieso nach DIN EN 14336 vorgeschrieben ist.
Absorptionsluftabscheider lehnen sich die im Wasser enthaltenen Mikrobläschen an einer Füllung aus Drahtgeflecht, Metallgranulat oder anderen Festkörpern an. Die gefilterten Mikrobläschen steigen in dieser beruhigten Zone nach oben in den Luftsammelraum und werden über einen Schwimmentlüfter aus der Anlage entfernt.
Einbau des Absorptionsluftabscheider in Heizungsanlagen
Mikroblasen, die im Kessel (hohe Temperatur) freigesetzt werden, werden an anderer Stelle im System (niedrigere Temperatur) wieder gelöst, wenn sie nicht sofort abgeschieden werden. Um eine möglichst gute Luftabscheidung aus dem System zu gewährleisten, muß der Luftabscheider im Vorlauf unmittelbar hinter dem Kessel oder dem Mischventil angeordnet werden.
Wird der Luftabscheider an der Saugseite der Umwälzpumpe eingebaut können größere Luftblasen an der Pumpe keinen Schaden verursachen und werden diese nicht zu kleineren Blasen vermahlen.
Einbau des Absorptionsluftabscheider in Kühlanlagen
Luftblasen in der Anlage sind vor der Kühleinheit größer als dahinter. Dies ist auf die niedrigere Wassertemperatur hinter der Kühleinheit zurückzuführen. Zur optimalen Entlüftung der Anlage muß der Luftabscheider kurz vor dem Kühler in den Rücklauf eingebaut werden.

Für den Fall, daß die statische Höhe über dem Luftabscheider 30 m übersteigt, sollte auf jeder Etage oberhalb 30 m ein Luftabscheider eingebaut werden, um die Luft, die durch die Abnahme des statischen Drucks auf den höheren Etagen freigesetzt wird, abzuscheiden.

 
Grundsätzlich sollten an Lufttöpfen und Luftabscheidern nur automatische Entlüfungsventile eingebaut werden. Bei einfachen Be- und Entlüftern besteht die Möglichkeit, dass bei schlechten Druckverhältnissen in der Anlage, Luft eingesaugt werden kann.

 

 

Zentrifugalluftabscheider

Bei diesem Luftabscheider wird die unterschiedliche Dichte von Wasser und Luft zur Abscheidung der im Wasser vorhandenen Luft ausgenutzt. Hier wird das Wirkprinzip einer Zentrifuge zur Grundlage der Luftabscheidung.
Das Wasser wird durch die tangential angeordneten Anschlüsse am Gefäß in eine Drehbewegung versetzt. Durch der Rotation des Wassers wird das schwerere Medium Wasser gegen die Wand gedrückt, während sich das leichtere Medium Luft (im Wasser enthalten) in der Mitte des Gefäßes gesammelt. Die Entlüfung kann von Hand oder in diesem Fall besser durch einen automatischen Schwimmentlüfter aus der Anlage entfernt werden.

Die Zentrifugalluftabscheider werden heutzutage nur noch in Großanlagen eingebaut. In kleineren Anlagen haben sich Lufttöpfe oder Mikroblasenluftabscheider durchgesetzt.

 
Schlamm- und Luftabscheider
Quelle: Honeywell GmbH
Durch die Flanschanbindung kann der Schlamm- und Luftabscheider vertikal oder horizontal eingebaut werden. Der Abscheider abeitet nach dem Zyklonprinzip (Zentrifugalprinzip) und kann so Luft und Schlamm besonders gut abscheiden. Ein integrierter Magnet nimmt ferromagnetische Metalle (z. B. Magnetit) auf.
Zusätzlich kann ein Phosphateinsatz eingebaut werden, der Korrosion im Heizungssystem entgegenwirkt. Dieser Einsatz dient als zusätzlicher Schutz des Heizungssystems, ist aber nicht als Ersatz der Grundkonditionierung des Heizungswassers mittels Inhibitoren gedacht. Dieser Einsatz darf nicht in Heizungsanlagen mit Aluminium-Werkstoffe eingebaut werden.
 



SorbOx LI
Quelle: ELYSATOR Engineering AG

Die Elysator Einheit "SorbOx LI System" hat vier Funktionen in einem Gerät.

• Ein Magnetflussfilter für das Umlaufwasser hält Schlamm (z. B. Magnetitschlamm) und Rostpartikel zurück
• Ein Anodenschutz sorgt für eine optimale Wärmeübertragung
• Ein Mikrogasblasenabscheider entfernt Sauerstoff und Gase aus dem Umlaufwasser
- Eine Demineralisierungspatrone verhindert Kalkablagerungen

Der Magnetflussfilter verhindert, dass Ablagerungen den Heizkreise verstopfen und Lochfraß begünstigen. Eine Entschlammung, die nur auf dem Prinzip der Schwerkraft basierenden Durchflussfilter basiert erfassen nur gröbere Partikel. Im SorbOx System kommt ein neuartiger Magnetflussfilter zum Einsatz. Damit wird nicht nur auf herkömmliche Weise filtriert, sondern zusätzlich kommen zwei äußerst starken Permanentmagneten zum Einsatz, die so gut wie alle magnetischen Korrosionspartikel zurückhalten. Bei dem Abschlämmen kann jeder Zeit und ohne Unterbrechung des Heizbetriebes der Schlamm ausgespült werden.
Der Anodenschutz besteht aus einer hochreinen Magnesiumanode. In dem Bauteil findet an dem "Opfermetall" konstant eine Reaktion statt, durch die die Menge des in das Wasser hereindiffundierenden Sauerstoffs auf ein vernachlässigbares Niveau herabgesenkt wird. Als Nebenprodukt entsteht bei dieser Reaktion Magnesiumhydroxid, das den Anstieg des pH-Werts begünstigt und in den optimalen Bereich anhebt. Durch diese Reaktionen sinkt, abhängig von der genauen Zusammensetzung des Heizungswassers, nicht nur die elektrische Leitfähigkeit sondern auch die Härte des Wassers. Das Heizungswasser ist schließlich nur noch eine salzarme, alkalische Flüssigkeit mit einer äußerst minimalen Sauerstoffkonzentration.
Im Mikroblasenabscheider werden die feinen Mikroluftblasen zurückgehalten und zu größeren Gasdepots zusammengefasst, da nur größere Luftblasen genügend Auftrieb haben, um durch Entlüftungsventile entweichen zu können.
Das Purotap System zur Demineralisierung kann in das SorbOx LI Systems integriert werden. Hierzu wird eine Purotap Patrone eingesetzt, die nach der Verwendung wieder entfernt wird. Dadurch ist das Wasser mit VE-Wasser gefüllt.


Die Entschlammung wird bei vielen renovierten Anlagen (aber auch Neubauten) und beim Kesselaustausch vernachlässigt. Vor allen Dingen, wenn viel Stahl (Kessel, Rohre, Heizkörper und Pufferspeicher) in den Anlagen vorhanden ist. Deswegen sollten möglichst wenig verschiedene Materialien verwendet werden. Die hier aufgeführten Bauteile sind meist nur zur Beseitung von Schlamm in der Anlage zu gebrauchen. Es gibt aber auch Kombinationen aus Mikroblasenabscheider und Entschlammungsbehälter. Der Einsatz von Schmutzfänger (Filter) ist nicht mehr zeitgemäß, weil der Wartungsaufwand gegenüber den Entschlammungsbehältern höher ist. > mehr

Das Verhältnis von Temperatur und Druck bestimmt die Luftmenge, die aufgelöst im Wasser vorhanden sein kann. Das Henry’sche Gesetz bestimmt diese Zusammenhänge. Anhand der Kurven in dem Diagramm können die physikalischen Eigenschaften des Luftgehaltes im Wasser und dessen Freisetzung nachvollzogen werden.

Beispiel:
Bei einem konstanten absoluten Druck von 2 bar, wenn das Wasser von 20°C auf 80°C erwärmt wird, ist die abgeschiedene Menge Luft bei dieser Lösung 18 l pro m3 Wasser. Nach diesem Gesetz steigt die Menge der freigesetzten Luft bei steigender Temperatur und verringertem Druck. Die entstehenden Mikroblasen haben einem Durchmesser von 1/10 Millimeter.

Luft in der Anlage

Quelle: CALEFFI Armaturen GmbH
Die Entlüftungsventile müssen immer so angebracht werden, dass die Luft aus den Heizkörpern oder Lufttöpfen bzw. Luftabscheidern möglichst vollständig entfernt werden kann. Um das zu erreichen, gibt es verschiedene Armaturen. (Handventile, automatische Ventile) Jedes Luftpolster wirkt wie ein kleines Ausdehnungsgefäß und kann den Nullpunkt in der Anlage verschieben. Außerdem werden die Flächen, die luftbelastet sind, nicht richtig warm und mindern die Wärmeabgabe des Heizkörpers. Dass Luft auch zur Korrosion führen kann, ist ein weiterer Nebeneffekt. > mehr

Und wer jetzt noch immer daran glaubt, dass man mit den automatischen Schwimmerent- und Belüftern (auch Sabberpötte genannt) die immer wieder entstehende Luft und Gase aus dem Wasser holen kann, der glaubt auch noch an den Weihnachtsmann.

Mit solchen Bauteilen, besonders an den höchsten Stellen der Anlage oder auf der Saugseite der Pumpe eingebaut und ständig geöffnet, weil ja automatisch draufsteht, holt man sich nur unnötig Probleme in das System, so z. B. Einsaugen von Luft und tropfende Ventile, was zu Korrosion und Druckabfall führen kann.
automatischen Schwimmerent- und Belüfter

Luft in der Anlage - Unterrichtsunterlage

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