Warum bildet sich in der Heizungsanlage ständig Luft? Ursachen für dauerhafte Luftbildung

In einem geschlossenen Heizkreis stammt die Luft nicht aus der Luft, sondern aus dem Wasser. Im Wasser gelöste Gase werden zu freien Blasen, wenn der Druck sinkt oder die Temperatur steigt; dieser Vorgang heißt Gasdesorption. Luft kann außerdem von außen in die Anlage gelangen: Beim Befüllen nicht vollständig entlüftete Taschen, undichte Anschlüsse und eine fehlerhafte Installation des Ausdehnungsgefäßes gehören zu den häufigsten Wegen. Um zu erkennen, welcher Mechanismus aktiv ist, sind Anlagendruck, Wasserfarbe und Häufigkeit der Luftansammlung gemeinsam zu beurteilen. Eine Lösung, die gewählt wird, ohne den Mechanismus richtig zu diagnostizieren, führt dazu, dass das Luftproblem der Heizungsanlage immer wieder auftritt.

Erster Mechanismus: zu niedriger Anlagendruck. In einem geschlossenen Heizkreis muss der Anlagendruck im kalten Zustand mindestens 1,0 bar betragen und sollte in der Praxis zwischen 1,2–1,5 bar gehalten werden. Fällt der Druck unter 0,8 bar, nähert sich der absolute Druck an den höchsten Punkten des Kreises dem Atmosphärendruck; gelöstes Gas wird frei, und die Anlage erzeugt ihre eigene Luft. In einem fünfgeschossigen Gebäude entspricht ein Höhenunterschied von 15 m zwischen Kellergeschoss und Dachgeschoss einem statischen Druck von ca. 1,47 bar; bei dieser Bauweise muss der Anlagendruck im kalten Zustand mindestens 1,8 bar betragen, andernfalls sammelt sich in den oberen Geschossen dauerhaft Luft an.

Zweiter Mechanismus: Defekt des Ausdehnungsgefäßes. Reißt die Membran im Gefäß oder bricht der Gasvordruck zusammen, kann das Wasser, das in das Gefäß strömen müsste, nicht aufgenommen werden; beim Erwärmen des Kreises steigt der Druck bis zum Ansprechdruck des Sicherheitsventils, das Ventil lässt ab, beim Abkühlen sinkt der Druck, und mit dem Nachspeisewasser gelangt neuer Sauerstoff hinein. Dieser Zyklus kann sich täglich einmal wiederholen und führt zu einem chronischen Luftproblem. Der Vordruck des Ausdehnungsgefäßes wird bei kaltem Gefäß mit dem Manometer gemessen; der Wert sollte dem statischen Druck entsprechen. Bei 1,5 bar statischem Druck muss der Vordruck 1,5 bar betragen.

Dritter Mechanismus: sauerstoffdurchlässiges Rohr. In Fußbodenheizkreisen und in einigen älteren Plattenheizkörper-Anlagen können PEX- oder PE-Rohre ohne Sauerstoffbarriere verwendet worden sein. Diese Rohre lassen durch die Rohrwand ständig Sauerstoff hindurch; der in den Kreis gelangende Sauerstoff lässt Eisen korrodieren, und das entstehende Eisenoxid erzeugt sowohl Schlamm als auch Gas. TS EN 12828 sieht für geschlossene Heizkreise den Einsatz von Rohren mit Sauerstoffbarriere vor. Die Antwort auf die Frage, was ein Rohr mit Sauerstoffbarriere ist, ist einfach: Es ist ein Rohr, auf dessen Außenfläche eine EVOH-Schicht (Ethylen-Vinylalkohol) aufgebracht ist, die die Sauerstoffdiffusion verhindert.

Vierter Mechanismus: offenes Ausdehnungsgefäß. Das offene Ausdehnungsgefäß, eine veraltete Installationsmethode, steht mit dem Kreis in direktem Kontakt mit der Atmosphäre; über Nachspeiserohr und Entlüftungsrohr gelangt ständig Sauerstoff in die Anlage. Wird der offene Kreis nicht in ein geschlossenes System umgebaut, bringt auch der Zusatz eines automatischen Caleffi-Entlüfters oder eines Mikroblasenabscheiders keine dauerhafte Lösung. Der Umbau erfordert ein Set aus geschlossenem Ausdehnungsgefäß, Sicherheitsventil, automatischer Nachfüllarmatur und Manometer. Für Heizungskomponenten können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Heizung)

Fünfter Mechanismus: Galvanische Korrosion ist eine ernste Luftquelle für die Heizungsanlage. Galvanische Korrosion entsteht, wenn unterschiedliche Metalle im selben Kreis verbunden werden; eine gemischte Anlage aus Stahlrohr, Kupfer-Wärmeübertrager und Aluminium-Heizkörper bildet ein galvanisches Element, und es wird Wasserstoffgas frei. Wasserstoff, Stickstoff und andere gelöste Gase lassen sich über den Entlüfter abführen; wird die Korrosion jedoch nicht gestoppt, setzt sich die Gasbildung fort. Ein Schlammabscheider mit Magnet hält Eisenoxidpartikel zurück und verlangsamt die Korrosionsgeschwindigkeit, reicht allein aber nicht aus; zusätzlich muss der pH-Wert zwischen 8,0–9,5 gehalten werden.

Ein Entlüfter ist eine Armatur, die zur Abführung der Lufttaschen aus der Anlage an der oberen Ecke der Heizkörper, am höchsten Punkt der Steigleitungen und oberhalb der Umwälzpumpe montiert wird. Manuelle Entlüfter werden von Hand geöffnet, und man wartet, bis Wasser kommt; automatische Entlüfter führen den Luftaustritt dagegen über Druck und Schwimmermechanismus selbsttätig aus. Solange Luft vorhanden ist, kommt man ohne Entlüfter nicht aus; ist jedoch die Ursache der Luftbildung gelöst, wird der Entlüfter lediglich zu einem Wartungswerkzeug. In Anlagen ohne Entlüfter sammelt sich die Luft am höchsten Punkt des Kreises und setzt den Heizkörper außer Funktion.

Drei konkrete Auswirkungen von Luftansammlungen lassen sich messen. Die erste ist der Wärmeverlust: Ist die obere Hälfte des Heizkörpers mit Luft gefüllt, erfolgt die Wärmeübertragung nur über die untere Hälfte; bei 60 °C Vorlauftemperatur senkt dies die Austrittstemperatur des Heizkörpers um etwa 10–15 °C. Die zweite ist das Pumpengeräusch: Luftblasen schlagen gegen die Laufradschaufeln, erzeugen dabei ein Geräusch von über 55 dB(A) und verursachen kavitationsähnliche Erosion. Die dritte ist das Druckungleichgewicht: Lufttaschen verändern den hydraulischen Widerstand im Kreis auf unvorhersehbare Weise, die Einstellungen der Strangregulierventile geraten durcheinander, und einige Kreise erhalten mehr, andere weniger Volumenstrom als erforderlich.

Ein manueller Entlüfter ist eine kostengünstige und einfach aufgebaute Armatur, deren Öffnen und Schließen ein Eingreifen des Nutzers erfordert. Er wird an Heizkörpern bevorzugt, weil die Anschlusspunkte der Heizkörper immer direkt zugänglich sind. Der Einsatz automatischer Entlüfter eignet sich dagegen für schwer zugängliche Stellen, für Steigleitungsköpfe im Heizraum und für die Verteileranschlüsse der Umwälzpumpe; über den Schwimmermechanismus im Inneren öffnet er sich, wenn Luft ankommt, und schließt, wenn Wasser ankommt. Beide Bauarten schließen einander nicht aus; in der Anlage können automatische und manuelle Entlüfter gleichzeitig an unterschiedlichen Punkten eingesetzt werden.

Bei der Auswahl eines automatischen Entlüfters sind Betriebsdruck und Temperaturgrenze entscheidend. Standardmäßige automatische Entlüfter werden mit einer Grenze von 6-8 bar und 110 °C gefertigt; in Hochdruckanlagen oder in dampfbeheizten Kreisen reichen sie nicht aus. Der Caleffi 1/2 Zoll Hochleistungs-Automatikentlüfter – mit Innengewinde ist ein Entlüfter für Heizsysteme und geschlossene hydraulische Anlagen; dank 10 bar maximalem Betriebsdruck und 10 bar maximalem Entladedruck lässt er sich in Anwendungen, die die Grenzen klassischer Entlüfter überschreiten, sicher einsetzen. Hochdruck-Verteileranschlüsse im Heizraum und Steigleitungsköpfe in mehrgeschossigen Gewerbegebäuden sind typische Einsatzbereiche dieses automatischen Caleffi-Entlüfters. (Details: https://www.pomeka.com/caleffi-12-yuksek-performansli-otomatik-purjor)

Der Einbauort bestimmt unmittelbar die Wirksamkeit des Entlüfters. Ein automatischer Entlüfter wird stets am höchsten Punkt der Anlage montiert, an der Stelle mit der niedrigsten Strömungsgeschwindigkeit und an einem direkt nach oben gerichteten Anschluss. Ein seitlich an einer waagerechten Leitung montierter Entlüfter sammelt statt Luft Schlamm und verstopft mit der Zeit. Entlüfter mit 1/2 Zoll Innengewinde ermöglichen mit dem Standardgewinde R1/2 eine einfache Montage; vor der Montage ist es für den Sitz der Dichtung entscheidend, dass das Anschlussgewinde sauber und ordnungsgemäß geschnitten ist. Für Installationsausrüstung können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Installationstechnik)

Die Antwort auf die Frage, wozu ein Luftabscheider dient, lautet: Dieses Gerät, das am Austritt des Heizkessels oder der Umwälzpumpe angeschlossen wird, vereinigt mit seinem Aufbau aus Zylinder und Drahtgeflecht Mikroblasen, lässt sie wachsen und führt sie über den aufgesetzten automatischen Entlüfter ab. Auch auf die Frage, was ein Mikroblasenabscheider ist, trifft dieselbe Beschreibung zu; beide Begriffe werden in der Praxis austauschbar verwendet, wobei der Begriff Mikroblasenabscheider eher bei kleineren Baugrößen und Anwendungen in Wohngebäuden verbreitet ist, während der Begriff Luftabscheider größere DN-Bereiche abdeckt.

Standardmäßige Entlüfter entleeren lediglich freie Luftansammlungen; Mikroblasen erreichen den Entlüfter nicht und bleiben im Kreis, was zu Pumpenkavitation, Wärmeverlust am Heizkörper und Geräuschen führt. Der Luftabscheider ist im Pomeka-Produktsortiment in einem breiten DN-Bereich erhältlich; er wird am heißesten Punkt mit der geringsten Löslichkeit am Kesselaustritt montiert. (Details: Luftabscheider) Bei der Auswahl des Abscheiders sind Volumenstrom und Anschlussdurchmesser entscheidend: Für Heizkessel in Wohngebäuden im Bereich 15–30 kW sind Abscheider mit DN 20–25, für Gewerbegebäude Abscheider mit DN 32–50 und größer geeignet. Bei der Berechnung des Anlagenvolumenstroms Q (m³/h) werden Nennleistung des Heizkessels und Delta T zugrunde gelegt; bei einem 15-kW-Kessel und 10 °C Delta T beträgt der Volumenstrom ca. 1,3 m³/h, und ein Abscheider DN 25 kommt mit diesem Volumenstrom problemlos zurecht.

Der Vordruck des Ausdehnungsgefäßes wird gleich dem statischen Druck gewählt und bei der Befüllung der kalten Anlage auf diesen Wert eingestellt. Der statische Druck ergibt sich, indem der Höhenunterschied in Metern zwischen dem höchsten Heizkörper und dem Pumpenmanometer durch 10,2 geteilt wird. Beträgt der Höhenunterschied zwischen dem Heizraum im Erdgeschoss und der 4. Etage 12 m, ist der statische Druck 12 geteilt durch 10,2 gleich 1,18 bar; in diese Anlage wird ein Gefäß mit 1,2 bar Vordruck eingebaut, und bei der Befüllung wird so Wasser eingespeist, dass der Kaltdruck 1,5 bar beträgt.

Wird der Vordruck des Gefäßes niedriger als der statische Druck gewählt, ist das Gefäß zu früh gefüllt; beim Erwärmen der Anlage bleibt kein Platz für das zunehmende Volumen, und der Druck erreicht das Sicherheitsventil. Das Ventil öffnet und schließt sich täglich; beim Abkühlen gelangt Nachspeisewasser in die Anlage, mit ihm gelöster Sauerstoff, und die Luftansammlung beginnt. Wird der Vordruck dagegen höher als der statische Druck gewählt, kommt das Gefäß gar nicht zum Einsatz; beim Erwärmen der Anlage gibt es kein Volumen, das sich öffnen könnte, und dasselbe Problem tritt auf anderem Weg erneut auf. Den Wert des Gefäßes einmal jährlich am Schrader-Ventil zu messen, ist der einfachste Weg, diesem Problem zuvorzukommen.

Die Frage, was ein Rohr mit Sauerstoffbarriere ist, begegnet uns häufig. Ein Rohr mit Sauerstoffbarriere ist ein Rohr, auf dessen Außenfläche eine die Sauerstoffdiffusion verhindernde EVOH-Schicht (Ethylen-Vinylalkohol) aufgebracht ist. Standardmäßige PEX- und PE-Rohre ohne Barriere lassen über ihre gesamte Wandstärke Sauerstoffdiffusion zu; diese Rate nimmt mit steigender Temperatur zu und wird bei 70 °C Betriebstemperatur deutlich. Die Normen TS EN 12828 und EN 1264 schreiben für geschlossene Heizkreise den Einsatz von Rohren mit Sauerstoffbarriere vor.

Um vor Ort festzustellen, ob eine vorhandene Anlage eine Barriere besitzt, wird der Querschnitt des Rohrkörpers untersucht; bei Rohren mit EVOH-Barriere ist im Querschnitt in der Mitte ein deutlicher roter oder schwarzer Ring zu sehen. Ist keine Barriere vorhanden und besteht ein chronisches Luftproblem, bietet der Zusatz eines Inhibitors in die Anlage eine vorübergehende Lösung; die dauerhafte Lösung ist jedoch die Erneuerung mit Rohren mit Sauerstoffbarriere oder die Überwachung des pH-Werts im Kreis und eine regelmäßige Inhibitordosierung. Eine Anlage, die ohne Inhibitor zusammen mit einer offenen Sauerstoffquelle arbeitet, erzeugt Eisenoxidschlamm, und sowohl die Pumpe als auch der Wärmeübertrager fallen mit der Zeit aus.

Das Entlüften bleibt wirkungslos, wenn die richtige Reihenfolge nicht eingehalten wird. Die Grundregel lautet: Schalten Sie die Pumpe ab, warten Sie 10-15 Minuten, beginnen Sie im untersten Geschoss und arbeiten Sie sich nach oben vor. Ein bei laufender Pumpe geöffneter Entlüfter lässt die Luftblasen im Kreis zirkulieren; er verteilt die Luft in der Anlage, statt sie am Entlüftungspunkt zu sammeln. Beim Einsatz automatischer Entlüfter regelt das Gerät diese Reihenfolge selbsttätig; bei der Befüllung der Anlage und bei Wartungsarbeiten ist jedoch weiterhin ein manuelles Eingreifen erforderlich.

Schritt-für-Schritt-Verfahren: Erster Schritt: Lesen Sie den Anlagendruck am Manometer ab; liegt er unter 1,0 bar, bringen Sie ihn zunächst über die Nachfüllarmatur auf 1,2–1,5 bar. Zweiter Schritt: Stellen Sie die Kombitherme oder den Heizkessel auf Heizbetrieb und warten Sie, bis die Anlage eine Vorlauftemperatur von 50–60 °C erreicht; in heißem Wasser lösen sich Gase leichter. Dritter Schritt: Schalten Sie Kombitherme bzw. Heizkessel und Umwälzpumpe aus; warten Sie 10 Minuten. Vierter Schritt: Beginnen Sie am Heizkörper im untersten Geschoss; drehen Sie die Entlüfterkappe mit einem Schraubendreher oder Entlüfterschlüssel und warten Sie, bis ein nasses Geräusch und anschließend Wasser kommt. Fünfter Schritt: Gehen Sie nacheinander in die oberen Geschosse über; schließen Sie jeden Heizkörper, sobald Wasser kommt. Sechster Schritt: Lesen Sie nach Abschluss aller Heizkörper das Manometer erneut ab; ist der Druck um mehr als 0,2 bar gefallen, füllen Sie nach. Siebter Schritt: Schalten Sie Pumpe und Kombitherme ein, warten Sie 30 Minuten Betrieb ab und prüfen Sie anschließend die Temperaturverteilung an den Heizkörperoberflächen.

Ein Druckabfall nach dem Entlüften ist zu erwarten; denn das Volumen, das die abgeführte Luft hinterlässt, füllt sich mit Wasser, und dieses Wasservolumen wird über die Nachfüllarmatur ergänzt. Verwenden Sie eine automatische Nachspeiseeinheit, stellen Sie sicher, dass der Fülldruck richtig eingestellt ist. Wird der Fülldruck zu hoch eingestellt, übersteigt der Kreis den Solldruck, und das Sicherheitsventil öffnet; es entsteht ein genau gegenläufiger Zyklus, und die Luftansammlung in der Anlage beginnt von Neuem. (Details: Was ist eine automatische Nachfüllarmatur? Wie wird man das ständige Wassernachfüllen an der Kombitherme los?)

Notieren Sie nach Abschluss der Befüllung den Manometerwert und kontrollieren Sie ihn in der ersten Woche der Heizperiode einmal täglich. In den ersten Tagen sind kleine Druckabfälle normal; gelöste Gase und Mikroblasen werden durch die Erwärmung frei, über die Entlüfter abgeführt, und das Volumen nimmt ab. Stabilisiert sich der Druck am Ende der ersten Woche, ist die Anlage gesund; fällt der Druck weiter, liegt entweder eine Leckage vor, oder der Vordruck des Ausdehnungsgefäßes ist falsch.

Ein vollständiges Zurücksetzen auf null ist technisch möglich; dafür muss jedoch jede Komponente der Anlage richtig ausgewählt und montiert sein. In der Praxis vor Ort genügt dagegen eine Teilmaßnahme: Die Luftansammlung auf einen einzigen Entlüftungsvorgang pro Jahr zu reduzieren, ist das wirtschaftliche Optimum. Die Investition in dauerhafte Vorbeugung lässt sich praktisch durch die Kombination aus Mikroblasenabscheider und automatischem Entlüfter erreichen.

Die Komponenten einer dauerhaften Lösung sind folgende. Mikroblasenabscheider mit automatischem Entlüfter am Kesselaustritt: der ständige Entlüftungspunkt des Kreises. Automatischer oder manueller Entlüfter an der oberen Ecke jedes Heizkörpers: lokale Entlüftung. Automatischer Entlüfter an Sammelleitungsköpfen und an hohen Punkten der Anlage: Entlüftung an schwer zugänglichen Stellen. Schlammabscheider mit Magnet: Rückhalt von Schlamm korrosiven Ursprungs und Mikropartikeln. Ausdehnungsgefäß mit richtigem Vordruck: Verhinderung der durch Druckschwankungen verursachten Gasdesorption. Inhibitordosierung: Unterdrückung der Korrosionsgeschwindigkeit durch pH-Kontrolle.

Die Frage, warum der Heizkörper oben kalt ist, beschreibt das bekannteste Anzeichen für Luftprobleme in der Heizungsanlage. Ist die obere Hälfte des Heizkörpers kalt und die untere warm, ist in diesem Heizkörper eine Luftansammlung nahezu sicher. Da heißes Wasser eine geringere Dichte hat als kaltes Wasser, steigt es an die höchste Stelle des Kreises; Luft ist leichter als Wasser, bleibt daher über dem Wasser und sammelt sich in der oberen Ecke des Heizkörpers. Das vom Lufteinschluss eingenommene Volumen kann keine Wärme übertragen; dieser Teil des Heizkörpers heizt überhaupt nicht.

Zur Messung des Temperaturunterschieds zwischen oben und unten genügt ein Anlegethermometer. Übersteigt die Differenz 15 °C, d. h. beträgt die obere Oberfläche 45 °C und die untere 60 °C, ist etwa ein Drittel der Heizkörperleistung nicht nutzbar. Zu Beginn der Saison alle Heizkörper mit dieser Methode zu prüfen, beeinflusst sowohl den Heizkomfort als auch den Brennstoffverbrauch unmittelbar. Ausführlichere Informationen zum Ungleichgewicht zwischen Heizkörperoberseite und -unterseite finden Sie in unserem Schwester-Ratgeber. (Details: Heizkörper unten kalt, oben warm: Wie kommt es dazu und wie lässt es sich beheben?)

Luft und Abgleichprobleme zeigen ähnliche Anzeichen: Einige Heizkörper werden nicht warm, andere sind übermäßig heiß. Zur Unterscheidung wird folgender Test durchgeführt: Öffnen Sie den manuellen Entlüfter am verdächtigen Heizkörper. Kommt Luft, geht das Problem auf das Luftproblem der Heizungsanlage zurück. Kommt ohne Luft direkt Wasser, ist der Heizkörper in den Kreis eingebunden, und es liegt ein Abgleichproblem vor; die Voreinstellung des Thermostatventils oder der Durchflussmesser am Verteiler ist zu prüfen.

Ein Abgleichproblem zeigt sich in ungleichmäßiger Erwärmung, die fortbesteht, obwohl alle Heizkörper entlüftet wurden und der richtige Anlagendruck gewährleistet ist. In diesem Fall ist ein statischer oder dynamischer Abgleich erforderlich. Der Volumenstrom jedes Heizkörpers wird anhand der Δp-Q-Kennlinien berechnet, und die Voreinstellung der Thermostatventile wird entsprechend vorgenommen. Informationen zu Thermostatventilen finden Sie in unserem technischen Ratgeber. (Details: Was ist ein Thermostatventil? Senkt es die Erdgasrechnung wirklich?)

Die Frage, woher Geräusche in der Heizungsanlage kommen, begegnet uns in jeder Heizperiode. Ein ständiges Rauschen und Gluckern aus dem Heizraum zeigt in der Regel an, dass die Umwälzpumpe lufthaltiges Wasser fördert. Im Laufrad der Pumpe werden Luftblasen eingeklemmt, es kommt zu Verformungen und plötzlichen Druckänderungen; dieses Geräusch kann mit Kavitation verwechselt werden, ist aber niederfrequenter, und wenn die Drehzahl der Pumpe geändert wird, ändert sich das Geräusch proportional. Beim Kavitationsgeräusch dagegen ist die Reaktion auf eine Drehzahländerung nicht ausreichend empfindlich.

Ob der automatische Entlüfter auf der Pumpe arbeitet, ist der erste Kontrollpunkt. Beim Berühren der Entlüfterkappe sollte Wärme spürbar sein, und es kann leichte Feuchtigkeit vorhanden sein; ist sie völlig trocken und kalt, ist der Entlüfter verstopft oder defekt. Ob ein automatischer Entlüfter defekt ist, können Sie durch manuelles Öffnen feststellen: Kommt beim manuellen Öffnen Luft, kommt Wasser? Die Umwälzpumpe zu entlüften, bevor sie ausfällt, ist der günstigste Wartungsschritt, der die Lebensdauer der Pumpe verlängert. Informationen zur Auswahl der Umwälzpumpe finden Sie in unserem technischen Ratgeber. (Details: Wie wählt man eine Umwälzpumpe aus? Was bedeuten 25/4, 25/6, 25/8?)

Fehlercodes und Störungsmeldungen der Kombitherme hängen meist mit der Wasserzirkulation zusammen. Ein erheblicher Teil der Codes für Druckmangel, Überhitzung und Zirkulationsfehler ist die unmittelbare Folge eines unzureichenden Volumenstroms durch Luftansammlungen im Kreis. Kann die Kombitherme in der Anlage keinen ausreichenden Volumenstrom sicherstellen, setzt sie den Sicherheitsthermostat außer Betrieb und schaltet sich selbst ab. Die ständige Luftbildung im Heizkreis steht in direktem Zusammenhang mit diesem Bild.

Auch der Wärmeübertrager in der Kombitherme hält Luft zurück, und die große Mehrheit der Kombitherme-Hersteller positioniert oberhalb des Wärmeübertragers einen automatischen Entlüfter. Dieser Entlüfter muss bei der jährlichen Wartung kontrolliert, bei Verstopfung gereinigt oder ersetzt werden. Sinkt die Druckanzeige der Kombitherme unter 0,5 bar, stellt die Kombitherme den Betrieb ein; entlüften Sie in diesem Fall zuerst den Heizkreis, ergänzen Sie anschließend den Druck und führen Sie das Rückstellverfahren der Kombitherme durch. Informationen zum Anlagendruck der Kombitherme finden Sie in unserem technischen Ratgeber. (Details: Warum sinkt der Anlagendruck der Kombitherme? 10 Ursachen für ständigen Wasserverlust und ihre Lösung)

Luftansammlungen in der Fußbodenheizung bleiben im Vergleich zu Heizkörperkreisen länger verborgen. Der Hauptgrund ist die große Rohrlänge und die niedrig gehaltene Strömungsgeschwindigkeit; in Fußbodenheizkreisen liegt die Nennströmungsgeschwindigkeit in der Regel zwischen 0,2–0,5 m/s, in Heizkörperkreisen dagegen zwischen 0,5–1,0 m/s. Bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit vereinigen sich Luftblasen leicht und werden im Rohr zu großen Taschen. Die Norm EN 1264 legt für Fußbodenheizkreise die Pflicht zu Rohren mit Sauerstoffbarriere ausdrücklich fest.

Der zweite kritische Punkt der Luftansammlung in der Fußbodenheizung ist die Verteilereinheit des Verteilers. Luft im Verteiler teilt den Volumenstrom mehrerer Kreise ungleichmäßig auf; einige Kreise werden gar nicht durchströmt, der Fußboden in diesen Bereichen wird nicht warm. Die Reihenfolge der Lösung: ein automatischer Entlüfter am höchsten Punkt der Anlage, anschließend nacheinander die Entlüftung jedes Kreises über das Entlüftungsventil am Verteiler und danach der Volumenstromabgleich. Informationen zur Wartung des Fußbodenheizungsverteilers finden Sie in unserem technischen Ratgeber. (Details: Wie wird ein Fußbodenheizungsverteiler eingestellt? Wie erfolgt die Einstellung des Durchflussmessers?)

Der Luftabscheider verlangsamt den Volumenstrom des Wassers und bietet eine große Oberfläche, wodurch sich Mikroblasen vereinigen und aufsteigen können; über den integrierten automatischen Entlüfter im oberen Teil führt er die Luft ab. Diese Bauweise vereint Luftabscheidung und dauerhafte Entlüftung in einem Gehäuse. Der Preisvorteil liegt dagegen beim einfachen automatischen Entlüfter; allerdings entleert ein einfacher Entlüfter nur freie Lufttaschen und kann gelöste Gase und Mikroblasen nicht abscheiden.

• Automatischer Entlüfter – Heizkörperecken, Steigleitungsköpfe und oberhalb der Pumpe; geringe Kosten, einfache Installation; kann Mikroblasen nicht abscheiden
• Mikroblasenabscheider – Kesselaustritt; sammelt Mikroblasen und führt sie über den integrierten Entlüfter ab; höhere Kosten; breites Sortiment im Bereich DN 20–150
• Kombi-Abscheider für Luft und Schlamm – sammelt Luft und Eisenoxidpartikel gleichzeitig; Schlamm wird über den Magnetstab, Luft über den integrierten Entlüfter abgeführt; spart Kosten durch die Kombination
• Manueller Entlüfter – für Heizkörperecken; erfordert zusätzlichen Eingriff zu Saisonbeginn und nach der Befüllung; geringste Kosten

Luftansammlungen in der Anlage verlaufen je nach Rohrdurchmesser und Werkstoff unterschiedlich schnell. In Rohren mit kleinem Durchmesser, insbesondere bei DN15 und darunter, wird die Strömungsgeschwindigkeit relativ hoch gehalten, und Luftblasen werden mit dem Wasserstrom mitgeführt und erreichen den Entlüfter; daher sind Luftansammlungen in Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser kurzlebig. In großen Rohren ab DN32 kann die Strömungsgeschwindigkeit dagegen auf einen Bereich von 0,2–0,4 m/s sinken; bei dieser Geschwindigkeit haften Luftblasen aufgrund der Oberflächenspannung an der Rohrdecke und bleiben stehen. Besonders waagerecht verlegte Rohrabschnitte mit großem Durchmesser bilden chronische Lufttaschen.

Hinsichtlich des Werkstoffs sind die Oberflächen von verzinktem Stahlrohr und schwarzem Stahlrohr rau, weshalb Blasen zum Haften neigen. Die Oberfläche von Kupferrohr ist glatt; Blasen lösen sich leichter und erreichen die oberen Punkte. PEX- und PE-Rohre erleichtern neben dem Risiko der Sauerstoffdiffusion aufgrund der Gas-Wasser-Grenzfläche das Haften von Mikroblasen an der Oberfläche. Diese Unterschiede erfordern bei der Positionierung der Entlüfter und bei der Wartungshäufigkeit unterschiedliche Strategien; Anlagen, in denen Stahlrohre überwiegen, benötigen häufiger Wartung.

Auch das Gefälle der Rohrleitung ist kritisch. Waagerechte Rohrleitungen müssen mit einer Steigung oder einem Gefälle von mindestens 2–3 mm je Meter verlegt werden; so wird die Luft stets zum höchsten Punkt der Anlage mitgeführt. In ebenen waagerechten oder leicht entgegengesetzt geneigten Rohren bildet die Luft Buckel und erreicht den Entlüfter nie. Die Norm TS EN 806-3 definiert für Leitungen der Sanitärinstallation ähnliche Gefälleregeln; in Heizungsleitungen gilt dasselbe Prinzip.

Die Befüllung der Anlage kann einen Großteil der Luftprobleme in der Heizungsanlage von Beginn an verhindern oder festschreiben. Eine Anlage, die fehlerhaft befüllt wurde, ist bei der ersten Inbetriebnahme bereits voller Luft; an jedem Heizkörper wird der Entlüfter geöffnet, und es vergehen Stunden. Die richtige Befülltechnik beruht auf dem Prinzip der langsamen Strömung: Die Nachfüllarmatur wird nur minimal geöffnet, und während das Wasser langsam vorrückt, wird die Luft vor ihm durch die Entlüfter hinausgedrängt.

Das Befüllverfahren wird in folgender Reihenfolge durchgeführt. Erste Stufe: mit der Befüllung am tiefsten Punkt der Anlage beginnen; während das Wasser vom unteren Geschoss nach oben steigt, wird die Luft auf natürliche Weise nach oben mitgeführt. Zweite Stufe: die Heizkörper jedes Geschosses nacheinander und bei abgeschalteter Pumpe entlüften; bei abgeschalteter Pumpe ist die Anlage statisch, die Luft bleibt dort stehen, wo sie sich gesammelt hat, und ist leicht zu finden. Dritte Stufe: nachdem an allen Heizkörpern Wasser angekommen ist, die Pumpe kurz laufen lassen und abschalten, 10 Minuten warten und erneut entlüften; wenn die Pumpe läuft, werden kleine Blasen mobilisiert, und es können neue Sammelpunkte entstehen. Dieser Zyklus wird zwei- bis dreimal wiederholt.

Auch die Qualität des Füllwassers darf nicht außer Acht gelassen werden. Liegt die Trinkwasserhärte über 15 französischen Härtegraden (°fH), verhindert der Zusatz von Inhibitor und Enthärtungsmittel bei der Befüllung langfristig Korrosion und Kalkablagerung. Der pH-Wert sollte anfangs auf den Bereich 8,0–9,5 eingestellt werden; dieser Wert sinkt im Laufe der Zeit durch Oxidation und sollte durch eine jährliche Kontrolle überwacht werden. Die Härte des Istanbuler Leitungswassers schwankt je nach Gebiet zwischen 15–25 französischen Härtegraden; deshalb wird eine Befüllung ohne Inhibitor insbesondere in Anlagen mit Aluminium-Heizkörpern zur Problemquelle.

Werden die Heizkörper gar nicht warm und kommt aus dem Entlüfter statt Luft überhaupt kein Wasser, ist dieser Kreis völlig verstopft oder die Armatur geschlossen. Wird bei einem Heizkörper mit Luftproblem der Entlüfter geöffnet, kommt zuerst Luft, danach Wasser; durch den Kreis strömt also Wasser. In völlig luftfreien Kreisen dagegen ist der Volumenstrom des Kreises null, und aus dem Entlüfter kommt weder Luft noch Wasser. Die Unterscheidung dieser beiden Fälle verändert die Art des Eingriffs. Zum Thema nicht warm werdende Heizkörper finden Sie weitere Informationen in unserem Schwester-Ratgeber. (Details: Heizkörper werden nicht warm: Kann die Umwälzpumpe die Ursache sein?)

Dass der Volumenstrom des Kreises null ist, hat drei Ursachen. Die erste ist ein Thermostatventil, das in vollständig geschlossener Stellung hängen geblieben ist. Die zweite ist, dass Schlamm oder Kalkablagerungen im Rohr den Durchgang verstopfen; besonders in Anschlussrohren mit kleinem Durchmesser von 3/8 Zoll und darunter ist dies häufig zu beobachten. Die dritte ist, dass der Heizkörper vollständig vom Verteilerkreis getrennt oder falsch angeschlossen wurde. Alle drei Ursachen sind kein Luftproblem, sondern ein Problem mechanischer Verstopfung oder falscher Montage.

Die Wartung der Heizungsanlage sollte mindestens einmal pro Jahr erfolgen, vorzugsweise vor Beginn der Heizperiode, vor Oktober. Diese Wartung umfasst vier Hauptprüfungen: Messung des Anlagendrucks, Kontrolle des Vordrucks des Ausdehnungsgefäßes, Messung von pH-Wert und Inhibitorkonzentration sowie Entleerung des Magnetabscheiders. Gemeinsam durchgeführt, decken diese vier Schritte die große Mehrheit der vermeidbaren Ursachen für ständige Luftansammlungen im Heizkreis ab.

Der Anlagendruck muss einmal jährlich im kalten Zustand gemessen und mit dem erwarteten Wert verglichen werden. Liegt der gemessene Wert um mehr als 0,2 bar unter dem berechneten Wert, ist in diesem Zeitraum Wasser aus der Anlage ausgetreten; mögliche Leckstellen sind zu untersuchen. Für die pH-Messung werden titrationsbasierte Wassertest-Sets oder digitale pH-Messgeräte verwendet. Ist die Inhibitorkonzentration unter die Herstellerempfehlung gesunken, wird nachdosiert. Diese Arbeiten sind in 30–45 Minuten erledigt und verringern die Wahrscheinlichkeit von Luftproblemen in der nächsten Heizperiode deutlich.

Auch die jährliche Entleerung des Schlammabscheiders mit Magnet gehört zum zwingenden Wartungsumfang. Die auf dem Magnetstab angesammelten Eisenoxidpartikel werden entnommen, indem das Abscheidergehäuse geöffnet und der Magnet herausgezogen wird. Menge und Farbe der Ablagerung geben Auskunft über den Zustand der Anlage: Eine geringe Menge schwarzen Staubs ist normal; eine große Menge dunkelschwarzer oder gelb-orangefarbener Rostfarbe weist auf eine hohe Korrosionsgeschwindigkeit hin und erfordert die Optimierung von pH-Wert und Inhibitor.

In Heizungsanlagen in Istanbul und insbesondere in den Stadtbezirken mit Kadıköy an der Spitze ist das vor Ort am häufigsten anzutreffende Bild folgendes: Das Ausdehnungsgefäß wurde mit falschem Vordruck eingebaut, und in jeder Saison wird über das Sicherheitsventil Wasser abgelassen. In diesem monatlichen Zyklus nimmt die Anlage Dutzende Liter Frischwasser auf, und mit ihm gelangen Dutzende Liter gelöster Sauerstoff hinein. Wie hochwertig der automatische Entlüfter auch sein mag, er kann diesen Sauerstoff nicht abbauen; die Anlage bildet unweigerlich Luft und macht Geräusche. Selbst Hochleistungs-Entlüfter wie der Caleffi 1/2 Zoll Hochleistungs-Automatikentlüfter bleiben in diesem Fall keine Lösung, sondern bloße Symptombehandlung.

Das zweite verbreitete Bild sind 15-20 Jahre alte Anlagen in Mehrfamilienhäusern, in denen mehrschichtige Rohre ohne Sauerstoffbarriere oder einfaches PEX verwendet wurden. Diese Rohre lassen sich nicht mehr austauschen; durch die Kombination aus Inhibitordosierung und Magnetabscheider lässt sich die Korrosionsgeschwindigkeit jedoch deutlich senken. Bei den von Pomeka Mekanik einmal jährlich durchgeführten Anlagenwartungen stehen Messung des Vordrucks des Ausdehnungsgefäßes und pH-Test an erster Stelle der Checkliste. Für Installationsausrüstung und Armaturen können Sie sich unsere Produktgruppe ansehen. (Details: Installationstechnik)

Ein Luftproblem in der Zentralheizungsanlage eines Mehrfamilienhauses lässt sich nicht lösen, indem der Heizkörperentlüfter einer einzelnen Wohnung geöffnet wird; das Problem beginnt in der gemeinsamen Anlage, die das gesamte Gebäude betrifft. Luft, die sich in den gemeinsamen Steigleitungen und in den Kreisen im Schacht ansammelt, betrifft alle Wohnungen. Was ein Wohnungseigentümer tun kann, ist ausschließlich, die Heizkörper der eigenen Wohnung zu entlüften; dafür ist keine Genehmigung der Hausverwaltung nötig, und dieser Vorgang verbessert sowohl die eigene Beheizung als auch den Volumenstrom, der zum Nachbarn weitergeht.

Luftansammlungen in der gemeinsamen Anlagenleitung, das Ausdehnungsgefäß, das Sicherheitsventil und die Haupt-Nachfüllarmatur zählen dagegen zu den Einrichtungen, an denen nur ein autorisierter Installationsbetrieb eingreifen darf. Die Hausverwaltung bzw. Wohnanlagenverwaltung ist verpflichtet, diese Wartung vor der Heizperiode unabhängig von der Anzahl der Wohneinheiten durchführen zu lassen. Bei Zentralheizungsanlagen ohne Wartung schlägt sich die Ineffizienz der Heizung unmittelbar in der Energierechnung nieder; jeder Wohnungseigentümer zahlt im gleichen Verhältnis mehr für Brennstoff.

Ein Hinweis für alle, die einen Wechsel von der Zentralheizung zu einer individuellen Kombitherme erwägen: Die Installation einer individuellen Kombitherme befreit den Eigentümer einer Wohneinheit nicht von der Verantwortung für die Wartung der gemeinsamen Anlage. Die alten Steigleitungen verbleiben weiterhin im Gebäude und sind mit der Anlage der anderen Wohneinheiten verbunden. Einen Vergleich von Zentralheizung und individueller Kombitherme finden Sie in unserem technischen Ratgeber. (Details: Zentralheizung oder individuelle Kombitherme? Kostenvergleich für Mehrfamilienhäuser)

Der Anstieg des Energieverbrauchs bei Luft in der Heizungsanlage ist unmittelbar messbar. Ist die obere Hälfte des Heizkörpers mit Luft gefüllt, halbiert sich die wirksame Heizfläche; damit Heizkessel oder Kombitherme dasselbe Komfortniveau erreichen können, müssen sie länger laufen. Muss eine 15-kW-Kombitherme die Eintrittswassertemperatur statt auf 70 °C auf 80 °C anheben, steigt der Brennstoffverbrauch um ca. 10–15 Prozent.

Die praktische Berechnung sieht so aus. Für eine Wohnung mit 120 m² liegt der monatliche Erdgasverbrauch unter normalen Bedingungen zwischen 100-120 m³, in einer Anlage mit starker Luftansammlung kann dieser Wert auf 130-145 m³ steigen. Über die Saison hinweg entspricht dieser Unterschied bei vier Monaten einem Mehrverbrauch von 40-100 m³. Die jährlichen Wartungskosten sind im Vergleich zu den Brennstoffkosten dieses Mehrverbrauchs in der Regel gering; deshalb ist die Wartung der Heizungsanlage auch wirtschaftlich eine vorrangige Investition. Die Norm TS EN 12831 schreibt vor, bei der Berechnung der Heizleistung zu berücksichtigen, dass eine unwirksame Heizkörperfläche den Wärmebedarf nicht decken kann.