Luftmanagement in gebäudetechnischen Wassersystemen: Entlüftungsventile, Luftblockaden und warum Luft in Warmwasserkreisläufen die Durchströmung sowie Komponenten zerstört

Luft ist kein Verunreiniger, der gelegentlich in ein Wassersystem eindringt. Sie entsteht ständig innerhalb des Systems. Jeder Liter Trinkwasser, der in einen hydronischen Kreislauf eintritt, ist mit gelöstem Gas gesättigt – typischerweise 8 bis 10 mg/L gelöster Sauerstoff bei 10 °C – und wenn dieses Wasser erhitzt wird, nimmt seine Fähigkeit ab, Gas zu halten. Das Gas muss irgendwohin, und falls niemand einen Abfuhrweg dafür vorgesehen hat, sammelt es sich genau dort an, wo es den größten Schaden anrichtet: an der Pumpe, im Wärmeaustauscher und an der Spitze von Steigleitungen, wo die Zirkulation einfach zum Stillstand kommt.

Warum Luft in einem geschlossenen System auftritt

Drei Mechanismen sind entscheidend. Erstens setzt die Erwärmung Gas frei, weil die Löslichkeit mit steigender Temperatur abnimmt – in einem geschlossenen System wird Luft freigesetzt, obwohl kein neues Wasser zugeführt wird. Zweitens setzt ein Druckabfall Gas frei: Luft tritt dort aus der Lösung aus, wo der Druck am niedrigsten ist. Drittens führt jede neue Befüllung und jede automatische Nachspeisung frisch mit Sauerstoff angereichertes Wasser zu, weshalb ein dauerhaft geöffnetes automatisches Speiseventil einer der kostspieligsten Fehler im Heizungsraum ist.

Die Folge dieser kontinuierlichen Sauerstoffzufuhr ist Korrosion. Im Stahl von Heizkörpern und Kesselwasserwegen treibt gelöster Sauerstoff Lochkorrosion voran, wobei sich schwarzes Eisenoxid – Magnetit – bildet, das sich als Schlamm absetzt. Dieser Schlamm verstopft engmaschige Durchgänge, isoliert Wärmeübertragungsflächen und behindert genau jene Entlüftungsventile, die das Problem eigentlich beseitigen sollen – so entwickelt eine Anlage einen sich selbst verstärkenden Fehler.

Was eingeschlossene Luft mit dem System macht

Die Auswirkungen sind leicht zu erkennen, sobald man das Muster kennt. Lufttaschen an höchsten Stellen erzeugen Luftsperren, und die Zirkulation in diesem Strang bricht einfach zusammen – Heizkörper, die oben kalt und unten warm sind, sind das klassische Anzeichen. Wenn Luft eine Pumpe erreicht, führt dies zur Kavitation, wodurch die Laufräder abgenutzt werden und ein knirschendes Geräusch entsteht, das oft fälschlicherweise als Lagerausfall diagnostiziert wird. Mikroblasen, die an den Oberflächen von Wärmeaustauschern haften, verringern den Wärmeübergang und zwingen den Kessel, bei höherer Temperatur zu arbeiten, um dieselbe Leistung zu erbringen. Luft verändert zudem die Strömungsverhältnisse, auf die sich Drosselventile und thermostatische Regelungen verlassen; dadurch verliert das System sowohl Genauigkeit als auch Leistungsfähigkeit.

Bei Trinkwassersystemen verursachen Luftsperren dieselben Beschwerden: eine gepumpte Dusche, die zunächst läuft, dann pulsierend arbeitet und schließlich trockenläuft; ein sekundärer Rücklauf, der niemals die gewünschte Temperatur erreicht; ein Wasserhahn, der spritzt. Die Ursache ist meist ein nicht entlüfteter Hochpunkt, der Luft einfängt, die entweder von der Pumpe eingebracht oder beim Nachfüllen eindringt.

Das richtige Gerät am richtigen Ort

Luftmanagement geht nicht darum, mehr automatische Luftventile einzubauen; es geht darum, das Gerät an die Luft anzupassen.

Manuelle Entlüftungsventile gehören an jeden echten Hochpunkt und an die Oberseite vertikaler Steigleitungen; sie sind kostengünstig, zuverlässig und lassen sich nicht missdeuten. Automatische Entlüftungsventile – also schwimmergesteuerte Messingventile – funktionieren gut an lokalen Hochpunkten und an Endgeräten, reagieren jedoch empfindlich auf Schlamm: Ein verschmutzter Schwimmer tropft entweder kontinuierlich oder bleibt geschlossen; ein lecken­des automatisches Ventil in einem geschlossenen System führt zu einer langsamen, unsichtbaren Nachfüllung, bei der ständig Sauerstoff zugeführt wird. Bei schlechter Wasserqualität sollten sie durch einen Vorfilter stromaufwärts geschützt werden – andernfalls ist manuelles Entlüften vorzuziehen.

Luftabscheider und Mikroblasen-Koaleszenzfilter sind hochwertige Komponenten in einer hydronischen Anlage, und die Konstruktionsregel ist spezifisch: Sie müssen dort installiert werden, wo das Wasser am heißesten und der Druck am niedrigsten ist, denn genau dort verlässt gelöste Luft die Flüssigkeit am leichtesten. In den meisten Anlagen ist dies der Anschluss des Heizkessels oder der Wärmepumpe im Vorlauf, vor der Pumpe. Der Ausdehnungsbehälter sollte an derselben Stelle angeschlossen werden, unter Verwendung eines Armaturenteils, das verhindert, dass der Behälter zu einer Luftsperre wird.

Auf der Verteilerseite sind die entsprechenden Geräte nach eigenen Normen spezifiziert: Entlüftungsventile für die Wasserversorgung gemäß EN 1074-4 und AWWA C512, während Luftzulassungsventile für Abwasserleitungen ein anderes Produkt darstellen (EN 12380) und niemals durch ein druckbetätigtes Luftablassventil ersetzt werden dürfen.

Konstruktionsfehler, die Luft im System halten

• **Entlüftung auf der Saugseite einer Pumpe**, als Ersatz für eine ordnungsgemäße Luftabscheidung – hier behandeln Sie lediglich das Symptom und schaffen gleichzeitig eine Eintrittsmöglichkeit für Luft.
• **Die automatische Füllventilöffnung nicht schließen.** Bis zum Soll-Druck füllen, dann die Ergänzungsschleife abtrennen, damit das System tatsächlich dicht ist.
• **Schlamm im System verbleibt.** Ohne magnetischen oder Schmutztrenner wird jedes Entlüftungsventil und jeder Wärmeaustauscher zu einem Filter.

Inbetriebnahmestandards existieren genau deshalb, weil die Entlüftung ein Prozess und keine Einzelmaßnahme ist: BS EN 12828 für die Auslegung wassergeführter Heizsysteme, EN 14336 für Installation und Inbetriebnahme, BS 7593 für Reinigung, Spülung und Wasseraufbereitung sowie die CIBSE-Leitfäden B und Commissioning Code W für die britische Praxis; international gilt das ASHRAE-Handbuch zur hydronischen Luftmanagement.

Ventile und Armaturen, die ein effektives Luftmanagement ermöglichen

• Durchgangs-Isolierkugelhähne auf beiden Seiten jedes Luftabscheiders und jedes automatischen Entlüftungsventils, damit das Gerät ohne Entleerung des Kreislaufs gewartet werden kann.
• Siebe oder ein Schmutztrenner vor schwimmergesteuerten Ventilen, damit Schlamm nicht in den Mechanismus gelangt.
• Ein magnetischer oder zentrifugaler Schlammfilter auf der Rücklaufseite, der das Magnetit entfernt, das durch die Entlüftung nicht beseitigt werden kann.

Feldüberprüfungen und Inbetriebnahmefolge

Füllen Sie das System langsam vom tiefsten Punkt aus und entlüften Sie an jedem höchsten Punkt, während das Wasser steigt. Betreiben Sie die Pumpe und entlüften Sie erneut – Luft, die an Oberflächen haftet, wird dadurch mobilisiert. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis die Entlüftungsstellen trocken bleiben. Notieren Sie den Systemdruck bei kaltem Zustand und bei Betriebstemperatur; der Druckanstieg sollte mit dem Volumen und dem Vorladedruck des Ausdehnungsgefäßes übereinstimmen. Weicht er davon ab, liegt vermutlich ein defektes Ausdehnungsgefäß oder eingeschlossene Luft vor – kein fehlerhafter Manometer.

Verwenden Sie ein Differenzthermometer am Pumpenanschluss: Eine zunehmende Temperaturdifferenz bei ansonsten unveränderten Bedingungen deutet auf einen abfallenden Durchfluss hin; Luft ist eine häufige Ursache. Prüfen Sie die Vorlauf- und Rücklauftemperatur jedes Heizkörpers, um Zweige zu identifizieren, die nicht zirkulieren, und lauschen Sie an den höchsten Stellen sowie an der Pumpe nach Glucker- oder Kiesgeräuschen. Inspektieren Sie schließlich jeden automatischen Entlüfter auf Undichtigkeiten, stellen Sie sicher, dass die Nachspeiseschleife abgesperrt ist, und dokumentieren Sie den Zustand des Schlammfilters als Ausgangsbasis.

Der Schlusspunkt

Luft ist eine konstruktive Vorgabe, kein Zufall. Trennen Sie sie am heißesten Punkt mit dem niedrigsten Druck im Kreislauf ab, entlüften Sie alle Hochpunkte, halten Sie das System nach dem Befüllen dicht, schützen Sie Schwimmerventile vor Schlamm und entfernen Sie die Korrosionsprodukte, die das Problem nähren. Vernachlässigen Sie dies, und jeder Fehler im Gebäude lässt sich letztlich auf dieselben wenigen Kubikzentimeter Gas zurückführen.

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**Über den Autor**

*Zhejiang Xindong Sanitary Ware Co., Ltd. — Technisches & Export-Team*

Xindong fertigt seit über 25 Jahren Messingventile, Armaturen, thermostatische Duschventile und Mischbatterien in Yuhuan, Zhejiang, von einem 30.000-m²-großen Werk mit über 380 Mitarbeitern, internen Konstruktions- und Prüflaboratorien sowie mehr als 65 Konstruktions- und Strukturpatenten. Produkte werden gemäß den Zulassungsverfahren der Exportmärkte des Unternehmens entwickelt und getestet, darunter WRAS, TMV2/TMV3, cUPC sowie NSF/ANSI-Anforderungen, und an Importeure, MEP-Unternehmer und Wasseraufbereitungsintegratoren in ganz Europa, dem Nahen Osten und Nordamerika geliefert.

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