Wie funktioniert ein Ausdehnungsgefäß

Funktionsprinzip des Ausdehnungsgefäßes wird am Beispiel eines Druckmembrangefäßes demonstriert, das an einen geschlossenen Heizkreislauf angeschlossen ist.

Wasser dehnt sich beim Erhitzen aus. Zum Beispiel nimmt ein Kilogramm Wasser bei einer Temperatur von 20°C ein Volumen von 1,002 dm³ (Liter) ein, und bei einer Temperatur von 90°C vergrößert sich sein Volumen auf 1,036 dm³ (Liter). Das bedeutet, dass jedes Kilogramm Wasser, wenn es von einer Raumtemperatur von 20°C auf die maximale Systemtemperatur von 90°C erhitzt wird, sein Volumen um 3,4% vergrößert.

Wasser ist eine inkompressible Flüssigkeit, daher wird selbst ein geringer Volumenzuwachs in einem geschlossenen Heizsystem zu einem erheblichen Druckanstieg führen, der die Komponenten beschädigen kann. Die Aufgabe des Ausdehnungsgefäßes im Heizsystem besteht darin, das überschüssige Wasservolumen bei Erwärmung aufzunehmen und das fehlende Volumen bei Abkühlung auszugleichen.

Der Druck im kalten Heizsystem entspricht dem Druck im Ausdehnungsgefäß und dem Anfangsbetriebsdruck (siehe Abschnitt Berechnung). In diesem Moment ist der größte Teil des Gefäßes mit Gas (Luft) gefüllt.

Wenn das Wasser im geschlossenen Kreislauf erhitzt wird, dehnt es sich aus, und der Druck im Heizsystem steigt. Das überschüssige Volumen gelangt in das Gefäß, die Membran dehnt sich und reduziert den Luftraum, ähnlich einem Kolben (die Luft wird komprimiert). Zu diesem Zeitpunkt steigt der Druck im Ausdehnungsgefäß und damit auch im Heizsystem. Wenn die maximale Wassertemperatur erreicht wird, steigt der Druck im Heizsystem und im Ausdehnungsgefäß auf den maximal zulässigen Wert an.

Beim Abkühlen verringert sich das Wasservolumen im Heizsystem, und der Druck sinkt, wobei das zuvor aufgenommene Wasser durch die komprimierte Luft aus dem Gefäß verdrängt wird. Der Luftanteil im Ausdehnungsgefäß nimmt zu – die Luft drückt das Wasser heraus. Im Falle von kleinen Wasserleckagen sinkt der Druck im System, und damit auch im Ausdehnungsgefäß, und die komprimierte Luft drückt das Reservevolumen an Wasser heraus, wodurch das Heizsystem aufgefüllt wird.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Ausdehnungsgefäß im Heizsystem nur dann effektiv funktioniert, wenn es korrekt berechnet und fachgerecht eingestellt wurde. Sie können das Volumen des Ausdehnungsgefäßes, den Anfangsdruck des Gasraums und den Anfangsbetriebsdruck berechnen, indem Sie dem Link folgen Volumen des Gefäßes berechnen.