WIR SAGEN: WIR UNSCHLAGBAR! MULTICONTROL VORDRUCKGEFÄSSE KOMPAKT MCK. Aber sicher. Technisches Handbuch. kompakt MCK. Vordruckgefäße.

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1 multicontrol komakt MCK WIR SAGEN: UNTER AUF DIEDRUCK INNEREN SIND WIR UNSCHLAGBAR! WERTE KOMMT ES AN! TECHNISCHES MULTICONTROL HANDBUCH VORDRUCKGEFÄSSE KOMPAKT MCK Aber sicher.!!entwurf!! Ver. 0/05-de /06-de

2 INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis. Allgemeines 3. Funktion und Aufbau 3. Die Bedeutung des Gasvordruckes 3.3 Einsatzgebiet 4. Produktübersicht 4 3. Dimensionierung 5 3. Sicherheitsexansionsgefäße für Heizungs-, Klima- und Kaltwasseranlagen 5 3. Exansionsgefäße für Warmwasser-Sanitäranlagen 3.3 Sicherheitsexansionsgefäße für kältetechnische Anlagen Sicherheitsexansionsgefäße für Solaranlagen Dimensionierung mit Online-Auslegungsrogramm elko-online Tabellensammlung 4 4. Technische Daten 7 4. Sicherheitsexansionsgefäße für Heizungs-, Klima- und Kaltwasseranlagen 7 4. Universalgefäße für Heizungs-, Solar- und Kaltwasseranlagen Exansionsgefäße für Warmwasser-Sanitäranlagen Exansionsgefäße für Kaltwasser-Sanitäranlagen (Betriebswasser) Sicherheitsexansionsgefäße für kältetechnische Anlagen Sicherheitsexansionsgefäße für Solaranlagen Zubehör elko-flex eder Wartungseinheit elko-mat eder EV Vorschaltgefäß elko-mat eder SV Sicherheitsventil 39 Hinweis zu Normen Alle angegebenen und zitierten Normen beziehen sich die nachstehenden Ausgaben: EN 88: Heizungsanlagen in Gebäuden - Planung von Warmwasser-Heizungsanlagen ÖNORM H 55-:00--5 Planung von zentralen Warmwasser-Heizungsanlagen mit oder ohne Warmwasserbereitung - Teil ÖNORM H 555: Wärmedämmung von Rohrleitungen und Komonenten in haustechnischen Anlagen ÖNORM M 7777-: Solarthermische Anlagen - Teil EN ISO 46-: Sicherheitseinrichtungen gegen unzulässigen Überdruck - Teil : Sicherheitsventile Haftungsausschluss Wir entwickeln unsere Produkte ständig weiter und behalten uns deshalb das Recht vor, jederzeit und ohne vorherige Ankündigung Änderungen an den Produkten vorzunehmen. Wir übernehmen keine Gewähr für die Richtigkeit oder Vollständigkeit dieses vorliegenden Dokumentes. Jegliche Ansrüche, insbesondere Schadensersatzansrüche einschließlich entgangenem Gewinn oder sonstiger Vermögensschäden sind ausgeschlossen! Besser heizen.

3 ALLGEMEINES. Allgemeines. Die Bedeutung des Gasvordruckes. Funktion und Aufbau Geschlossene Exansionsgefäße sind Sicherheitseinrichtungen für Anlagen, in denen ein flüssiger Wärmeträger - hautsächlich Wasser - zum Transort der Wärme bzw. der Kälte vom Erzeuger bis zu den Verbrauchern eingesetzt wird. Ein Exansionsgefäß besteht aus zwei Kammern, die mittels einer hochwertigen Membran voneinander getrennt sind. Bei Exansionsgefäßen von EDER ist diese als Sackmembrane ausgeführt, das Anlagenmedium ist vollständig umschlossen. Eine Berührung mit der Blechwand des Behälters wird verhindert, wodurch Korrosion vermieden wird. Der Wasserraum dient zur Aufnahme der Volumenänderung beim Aufheizen. Der Druck im Gasraum drückt das Medium bei Abkühlung wieder in das System zurück. Abbildung: Exansionsgefäß im Betrieb Temeratur der Anlage minimal Im Exansionsgefäß befindet sich eine Wasservorlage. Temeratur der Anlage steigt Das Exansionsgefäß nimmt das anfallende Ausdehnungsvolumen in der Membrane auf. Temeratur der Anlage maximal Das Exansionsgefäß hat das gesamte Ausdehnungsvolumen aufgenommen Ein fehlender oder falsch eingestellter Gasvordruck im Exansionsgefäß beeinträchtigt die gesamte Funktion der Anlage. Es ist daher unumgänglich, eine individuelle Überrüfung und Anassung vor jeder Inbetriebnahme bzw. jährlich wiederkehrend durchzuführen. Wie bereits erwähnt, hat der Gasvordruck die Aufgabe, das Ausdehnungsvolumen bei Abkühlung in die Anlage zurückzudrücken und auch das Exansionsgefäß gegen Überfüllung zu schützen. Fehlt der Druck oder ist er zu klein, so nimmt das Exansionsgefäß schon bei geringen Anlagentemeraturen so viel Wasser auf, dass in der Aufheizhase kein Platz mehr für die hysikalische Ausdehnung vorhanden ist. Ebenso sinkt aufgrund der Überbeansruchung der Membrane die Lebensdauer des Exansionsgefäßes. Ist der Gasvordruck auf die Membrane zu groß, reduziert sich das mögliche Aufnahmevolumen und die Funktion der Anlage ist ebenfalls gestört. Da im Betrieb im Gas- und Wasserraum stets derselbe Druck herrscht, muss zur Überrüfung des Gasvordruckes das Exansionsgefäß auf der Wasserseite druckentlastet werden. Hier sind sezielle Armaturen, sogenannte Wartungseinheiten, entwickelt worden, die eine Überrüfung auch ohne Entleeren der Anlage möglich machen. Die Messung ist mit herkömmlichen Reifendruckmanometern durchführbar. Der notwendige Druck im Gasraum ist abhängig von der statischen Anlagenhöhe über dem Anschlussunkt des Exansionsgefäßes. Aber sicher. 3

4 PRODUKTÜBERSICHT Bei Temeraturen über 00 C muss er um den Wert des Verdamfungsdruckes erhöht werden. Ebenso muss in diesem Fall die Membrane gegen Übertemeratur geschützt werden. Abbildung: Wirkung des Gasvordruckes Gasvordruck Gasraum Nachdem der Gasvordruck an die Anlage angeasst wurde, kann das System auf den entsrechenden Anlagendruck gefüllt werden. Die genaue Vorgangsweise der Dimensionierung ist im Abschnitt 3 beschrieben. Sackmembrane elko-flex eder Wartungseinheit Wasserraum Systemanschluss.3 Einsatzgebiet Exansionsgefäße finden in folgenden Anlagen ihr Hauteinsatzgebiet: Zentralheizungsanlagen Trink- und Brauchwasseranlagen Klima- und Kaltwasseranlagen Wasserschlagdämfer Solaranlagen etc.. Produktübersicht Heizungs-, Klima- und Kaltwasseranlagen Heizung, Solar, Kaltwasser Serie N 3 bar Serie NP 3 bar Serie SG 3 bar Serie C 3 bar Serie CV 5 bar Serie U_-6 6 bar Serie U_-0 0 bar Sanitäranlagen kältetechnische Anlagen Solaranlagen Serie San 0 bar Serie San D 0 bar Serie Cool 6 bar Serie Solar 6 bar 4 Besser heizen.

5 DIMENSIONIERUNG 3. Dimensionierung Exansionsgefäße werden nach den einschlägigen Normen wie z.b. EN 88 berechnet. Fehlerhaft oder zu klein dimensionierte Exansionsgefäße beeinträchtigen ebenso wie ein falsch eingestellter Gasvordruck die gesamte Funktion der Anlage. Zu klein dimensionierte oder defekte Exansionsgefäße sind nicht in der Lage, das gesamte Ausdehnungsvolumen aufzunehmen. Während des Aufheizvorganges geht daher ein Teil der Ausdehnung über das Anlagensicherheitsventil verloren. Beim Abkühlen fehlt dieses Volumen und der Druck sinkt unter seinen Minimalwert ab, es entsteht teilweise sogar Unterdruck und die Anlage holt sich über diverse Bauteile (Stofbuchsen, Lufttöfe, etc.) Luft als Ausgleich, Korrosion und Zirkulationsrobleme sind die Folge. Um die einwandfreie Funktion der Anlage zu gewährleisten, ist auf eine ausreichende und korrekte Dimensionierung des Exansionsgefäßes großes Augenmerk zu legen. 3. Sicherheitsexansionsgefäße für Heizungs-, Klima- und Kaltwasseranlagen 3.. hydraulische Einbindung Beisiel: elko-flex eder Sicherheitsexansionsgefäß in hängender Einbaulage 6 4 Wärmeerzeuger h st... Heizungsvorlauf... Heizungsrücklauf 3... Exansionsleitung 4... Umwälzume 5... Verbraucher 6... Anlagensicherheitsventil 7... elko-flex eder Wartungseinheit 8... elko-flex eder Sicherheitsexansionsgefäß h st... statische Höhe elko-flex eder Sicherheitsexansionsgefäße für geschlossene Heizungs-, Klima- und Kaltwasseranlagen werden nach der EN 88 Heizungsanlagen in Gebäuden dimensioniert. Die korrekte und ausreichende Bemessung ist der Garant für den störungsfreien Betrieb einer Anlage. elko-flex eder Sicherheitsexansionsgefäße dienen zur Aufnahme der temeraturabhängigen Volumsänderung in geschlossenen Warmwasserheizungs-, Klima- und Kaltwasseranlagen bis zu einem max. Betriebsdruck von 3, 5, 6 bzw. 0 bar und einer Absicherungstemeratur von 90 C (max. Dauertemeraturbelasung am Anschlussunkt des Gefäßes 70 C). Bei höheren Absicherungstemeraturen (bis 0 C) ist dem Sicherheitsexansionsgefäß ein EV-Vorschaltgefäß (siehe Abschnitt Zubehör) vorzuschalten, welches eine ausreichende Abkühlung des Ausdehnungsvolumens vor dem Eintritt in das Gefäß gewährleistet. ÖNORM H 55-: Der Einsatz von mehreren Membran-Druckausdehnungsgefäßen als Ausdehnungseinrichtung in einer Anlage ist zu vermeiden. Aber sicher. 5

6 DIMENSIONIERUNG Die emfohlene Stelle für den Einbau des Sicherheitsexansionsgefäßes ist der (druck-)neutrale Punkt im Rohrleitungssystem. An dieser Stelle ist der statische oder Enddruck immer konstant, unabhängig vom Betrieb der Umwälzumen. Die Stelle sollte so gewählt werden, dass der Betriebsdruck auf der Zulaufseite der Umwälzume für den Betrieb der Heizungsanlage ausreichend ist, z.b. um auch Kavitation zu vermeiden und die Temeraturbelastung der Membrane des Ausdehnungsgefäßes möglichst gering zu halten. 3.. Auslegung von Membran-Ausdehnungsgefäßen gemäß EN 88*: * Ergänzend zur Berechnung nach EN 88 kann in Österreich die Berechnung lt. ÖNORM H 55- angewandt werden. Die Größe des Membran-Ausdehnungsgefäßes (MAG) hängt ab von: Darstellung der unterschiedlichen Druckegel: dem Gesamtinhalt des Systems V System der stat. Höhe h st dem Enddruck fin sv PAZ der Dichte des eingesetzten Mediums in Abhängigkeit von der geringsten und der maximal eingestellten Betriebstemeratur fin fil V ex Berechnung des Vordrucks 0 im System nach EN 88: ini 0 P 0,3 bar V WR = + 0, + 0 st V st P 0, bar + V min max sv PAZ fin fil 0 geringste Anlagentemeratur maximal eingestellte Betriebstemeratur (Vorlauftemeratur am Wärmeerzeuger) Einstelldruck des Sicherheitsventils Druck, bei dem der Druckbegrenzer arbeitet Enddruck Fülldruck - der erforderliche Druck in der Anlage, wenn die geringsmögliche Temeratur nicht gegeben ist (für Befüllen oder Wasserausgleich) Vordruck (=Mindestbetriebsdruck, der Verdamfung, Kavitation, Vakuum wirksam vermeidet) Zusätzlich sind die Mindestdruckanforderungen weiterer Anlagenbestandteile zu berücksichtigen. Es wird emfohlen, mind. 0, bar zur statischen Höhe hinzuzugeben. ini Anfangsdruck st Druck aus statischer Höhe h st, Druck, der sich nur aus dem Höhenunterschied zwischen der Lage des Druckhaltesystems und dem höchsten Punkt der Heizungsanlage ergibt. 0 mws (Meter Wassersäule) ~ bar V relativer Damfdruck bei Absicherungstemeratur (Solltemeratur für Verriegelung durch Sicherheitstemeraturverriegler) Stoffwerte für den Damfdruck sind in der Regel Stoffwerte für reines Wasser ohne jegliche Frostschutzzusätze (siehe Tabelle 3) Vex Ausdehnungsvolumen VWR tatsächliches Volumen der Wasservorlage im verwendeten Druckgefäß Betriebsbereich des Druckhaltesystems 6 Besser heizen.

7 DIMENSIONIERUNG Berechnungsbeisiel: (anhand einer geschlossenen Warmwasserheizung mit =95 C) max Die Wasserhöhe über dem Ausdehnungsgefäß beträgt 7m. Wie groß muss der Vordruck sein? 0 Die Berechnung des Ausdehnungsvolumens V ex erfolgt mit Hilfe des Exansionskoeffizienten e. V ex = VSystem x e e = - max min Lösung: gegeben: h st = 7 mws st = 0,7 bar V = 0 bar gesucht: 0 max min Dichte des Wassers bei der maximalen Betriebstemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) Dichte des Wassers bei der geringsten Anlagentemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) 0= st + 0, + V = 0,7 + 0, +0= 0,9 bar Der Vordruck im Gefäß beträgt 0,9 bar. 0 In weiterer Folge ist der Wasserinhalt der Anlage V System zu ermitteln. Dabei handelt es sich um den gesamten Wasserinhalt der Rohrleitungen, Heizkörer/Heizflächen, Wärmeerzeuger und angeschlossener Hilfskreise. Ist eine genaue Berechnung raktisch nicht durchführbar, sollte bei der Schätzung des Volumens mit besonderer Sorgfalt vorgegangen werden. Sind die Wasservolumen der einzelnen Bauteile nicht bekannt, kann das Wasservolumen der gesamten Anlage auch näherungsweise mit Hilfe der Nennwärmeleistung des Wärmeerzeugers und dem anlagensezifischen Wasserinhalt f an (Tabelle ) ermittelt werden. V System = fan x NL NL max. Leistung des Wärmeerzeugers [ kw ] f an anlagensezifischer Wasserinhalt [ l /kw ] (Tabelle ) Das Ausdehnungsvolumen V ex ist der Volumenanstieg, der durch die Temeraturzunahme zwischen der geringstmöglichen Temeratur der Heizungsanlage und der maximalen eingestellten Betriebstemeratur des Wärmeerzeugers verursacht wird. Anmerkung: Die Dichte des Wassers (Tabelle 5) wird durch die Dichte der Zusatzstoffe (z.b. Frostschutzmittel) beeinflusst. Für die Angabe der geringsten Anlagentemeratur wird üblicherweise von der Befülltemeratur von 0 C ausgegangen. Die verwendeten Zusatzstoffe können ebenfalls Auswirkungen auf den Membranwerkstoff haben! Berechnungsbeisiel: Wie groß ist das Ausdehnungsvolumen für eine geschlossene Warmwasserheizung mit Konvektoren, wenn die Nennwärmeleistung = 30 kw beträgt? NL Lösung: gegeben: gesucht: V =f x NL = 30 kw f an = 9 l/kw (lt. Tabelle ) max = 95 C V ex System an NL =9x30=70l 950,7 e=- =- =4,9% min 999,7 V ex max = V x e = 70 x 4,9 % = 3,3 l System Das Ausdehnungsvolumen beträgt 3,3 l. Aber sicher. 7

8 DIMENSIONIERUNG Weiters sollte das Gefäß zusätzlich zum Ausdehnungsvolumen eine Mindestwasservorlage aufnehmen können. Die Wasservorlage V WR dient dazu, mögliche Wasserverluste der Heizungsanlage auszugleichen. Ausdehnungsgefäße mit einem Nenninhalt VN von bis zu 5 Liter sollen mindestens 0 % dieses Volumens als Wasservorlage aufweisen. Ausdehnungsgefäße mit einem Nenninhalt von mehr als 5 Liter sollten mindestens 0,5 % des gesamten Wasserinhalts der Anlage VSystem als Wasservorlage aufweisen, mindestens jedoch 3 Liter. V = WR V x 0 N 00 VSystem x 0,5 V WR = P 3 00 wenn V wenn V N O N N 5 Liter 5 Liter VWR Wasservorlage [ l ] VN Nenninhalt des Ausdehnungsgefäßes [ l ] VSystem Wasserinhalt der Anlage [ l ] Berechnungsbeisiel: Wie groß muss die Wasservorlage VWR sein, wenn eine Heizungsanlage einen Wasserinhalt von V von.050 Liter hat? System Lösung: gegeben: V =.050 Liter System gesucht: V WR Anmerkung: Aufgrund des Wasserinhaltes im System ist mit einem Ausdehnungsgefäß mit einem Nenninhalt V von mehr als 5 l zu N rechnen! VSystem x 0,5.050 x 0,5 V WR = = = 5,5 l Die Wasservorlage V WR beträgt 5,5 Liter Der Auslegungs-Enddruck fin gibt den höchsten Druck im Betriebsbereich der Heizungsanlage an. Er sollte nicht höher sein als der Einstelldruck des Sicherheitsventils, abzüglich einer Differenz zum Schließüberdruck, der sogenannten Schließdruckdifferenz. SD Lt. EN ISO 46- ist eine Schließdruckdifferenz von 0%, mind. aber 0,6 bar zulässig. SD = SV x 0 % P 0,6 bar = - fin SV SD SD Schließdruckdifferenz [ bar ] SV Einstelldruck des Sicherheitsventils [ bar ] fin Enddruck [ bar ] Anmerkung: Die ÖNORM H 55- legt die Schließdruckdifferenz SD mit 0 % des Einstelldrucks (Abblasedruck) PSV des Sicherheitsventils, mind. aber 0,5 bar fest. Der Mindest-Einstelldruck des Sicherheitsventils SV wird in Österreich üblicherweise mit bar über dem statischen Druck st, mindestens jedoch 3 bar festgelegt! SV = st + + V P 3 bar Berechnungsbeisiel: Welcher Auslegungs-Enddruck fin ergibt sich für eine geschlossene Heizungsanlage mit 7 m hydrostatischer Höhe? Lösung: gegeben: h st = 7 mws st = 0,7 bar gesucht: fin SV = st +=0,7+=,7bar Der Mindestwert beträgt 3 bar = 3 bar fin = SV - SD = 3-0,6 =,4 bar Der Enddruck beträgt,4 bar. fin SV 8 Besser heizen.

9 DIMENSIONIERUNG Berechnung des Mindest-Nenninhalts V N,min von Membran-Druckausdehnungsgefäßen: V = (V + V ) x N,min ex WR fin + fin - 0 V N,min Mindest-Nenninhalt [ l ] Vex Ausdehnungsvolumen [ l ] VWR Wasservorlage [ l ] fin Auslegungs-Enddruck [ bar ] 0 Vordruck [ bar ] Berechnungsbeisiel: Berechnen Sie den erforderlichen Nenninhalt VN,min sowie den Vordruck 0 für ein Membran-Ausdehnungsgefäß, das in einer Anlage mit einem Wasserinhalt V System = 30 l und einer hydrostatischen Höhe h st = 8 mws eingebaut werden soll. Die maximale Betriebstemeratur liegt bei max = 95 C. Lösung: gegeben: V System = 30 Liter h st = 8 mws st = 0,8 bar max = 95 C gesucht: V N,min 0 Ermittlung des Vordrucks 0 : 0= st + 0, + V = 0,8 + 0, +0= bar Ermittlung des Einstelldrucks SV: SV = st +=0,8+=,8bar Der Mindestwert beträgt 3 bar = 3 bar Ermittlung des Auslegungs-Enddrucks fin: = - = 3-0,6 =,4 bar fin SV SD Ermittlung des Ausdehnungsvolumens V : ex max 96,7 e=- =- = 3, 8 % min 999,7 SV Ermittlung der Wasservorlage V : WR Da der Wasserinhalt der Anlage 30 Liter beträgt, ist mit einem Gefäß mit einem Nenninhalt von mehr als 5 Liter zu rechnen. VSystem x 0,5 30 x 0,5 V WR = = =, 6 l Der Mindestwert beträgt 3 l V WR = 3 l Ermittlung des Mindest-Nenninhalts V : N,min V =(V +V )x N,min ex WR fin + fin - 0,4 + V N,min =(, +3)x,4 - = 36,8 l Das erforderliche Membran-Ausdehnungsgefäß muss einen Mindest-Nenninhalt von 36,8 Liter aufweisen. Bei der Inbetriebnahme ist ein Vordruck von,0 bar einzustellen. Wahl und korrekte Bemessung des Membran- Ausdehnungsgefäßes: V N P V N,min Bei Membran-Druckausdehnungsgefäßen muss der Anfangsdruck ini für das gewählte Gefäß wie folgt bestätigt werden: fin + ini = - V ex fin + + x V N 0 + Die korrekte Bemessung des Membran-Ausdehnungsgefäßes ist sichergestellt, solange: P + 0,3 bar ini 0 Ist dies nicht der Fall, dann sollte der Nenninhalt V N erhöht werden, bis diese Bedingung erfüllt ist. V ex =VSystem xe= 30x 3, 8 %=, l Aber sicher. 9

10 DIMENSIONIERUNG Berechnungsbeisiel: Anhand des oben ermittelten Nennvolumens kann aus den Tabellen auf den folgenden Seiten das entsrechende MAG ausgewählt werden. Dabei ist immer das nächst größere Gefäß zu wählen! Lösung: gegeben: V N,min = 36, 8 l gesucht: assendes MAG gewähltes MAG: elko-flex eder N 50 Nenninhalt V N: 50 Liter max. Betriebsdruck: 3 bar max. Dauertemeraturbelastung: 70 C fin + ini = - V ex fin + + x V N 0 +,4 + ini = - =, 4 bar,,4 + + x 50 + P + 0,3 bar ini 0 ini P + 0,3 bar =,3 bar Die geforderte Bedingung ist erfüllt, das gewählte elko-flex eder N50 kann verwendet werden. Anmerkung: Bei größeren Anlagen (ab 00 kw Nenn-Wärmeleistung oder 5000 l Wasserinhalt der Anlage oder 00 m² Solar-Kollektorfläche entsricht lt. ÖNORM H 55- eine umengeregelte Druckhalteeinrichtung dem Stand der Technik. Der Nenninhalt VN,min dieser Ausdehnungsgefäße errechnet sich lt. EN 88 wie folgt: V = (V + V ) x N,min ex WR Nutzungsgrad des Ausdehnungsgefäßes (bei drucklosen elko-mat eder Exansionsgefäßen = 00 %) Der Fülldruck fil ist der erforderliche Druck in der Anlage, wenn die geringstmögliche Temeratur min nicht gegeben ist (für Befüllen oder Wasserausgleich). 0 + fil = VN x - fil V - V x ( - )- V N System WR min fil Fülldruck [ bar ] 0 Vordruck [ bar ] VN Nenninhalt des Ausdehnungsgefäßes [ l ] VSystem Wasserinhalt der Anlage [ l ] VWR Wasservorlage [ l ] fil Dichte des Wassers bei der aktuellen Anlagentemeratur während des Befüllens oder Ausgleichens [ kg/m³ ] (Tabelle 5) min Dichte des Wassers bei der geringsten Anlagentemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) Berechnungsbeisiel: Für die obenstehende Anlage ist der Fülldruck zu ermitteln. fil Lösung: gegeben: gesucht: fil =60 C fil = 983, kg/m³ 0 = bar V N = 50 Liter V System = 30 Liter V WR = 3 Liter akt. Anlagentemeratur = 60 C Fülldruck fil der Anlage 0 + fil = VN x - fil V - V x ( - )- V N System WR min + fil = 50 x - 983, x ( - ) ,7 fil =, 4 bar Der Fülldruck beträgt, fil 4 bar. 0 Besser heizen.

11 DIMENSIONIERUNG In der ÖNORM H 55- ist die Berechnung des Fülldrucks a wie folgt festgelegt: Damit das Membran-Druckausdehnungsgefäß in kaltem Zustand der Anlage die Wasservorlage aufnehmen kann, muss der Fülldruck der Anlage mindestens dem Wert entsrechen: Der Fülldruck der Anlage darf den Wert a,max nicht überschreiten: e e + a,max = - Ve x ( e + ) + VN x (V + ) Enddruck Ve Ausdehnungsvolumen Vex lt. EN 88 V relativer Vordruck ( st + 0,3 P,0 bar) Für den Anlagenfülldruck ist folgende Bedingung sicherzustellen: a,max a,min P + 0, a,max a,min a,min VN x ( v + ) a,min = - V - V N V V relativer Vordruck ( st + 0,3 P,0 bar) VV Wasservorlage VWR lt. EN 88 fin lt. EN 88 max. Fülldruck der Anlage im kalten Zustand min. Fülldruck der Anlage im kalten Zustand Ist diese Bedingung nicht erfüllt, muss ein Membran-Ausdehnungsgefäß mit einem größeren Nennvolumen gewählt und überrüft werden. Anmerkung: Der tatsächliche Fülldruck der Anlage sollte zwischen dem Mindestfülldruck a,min und dem Maximalfülldruck a,max liegen. Die korrekte und ausreichende Auslegung ist Garant für den störungsfreien Betrieb der Anlage Bemessung der Ausdehnungsleitung (=Exansionsleitung) nach ÖNORM H 55-: Folgende Punkte sind zu beachten: Für die Dimensionierung der Ausdehnungsleitung gilt die Nenn-Wärmeleistung des Wärmebereitstellungs-Systems Bei Anlagen mit einer Nenn-Wärmeleistung unter 500 kw können die Mindestnennweiten der Tabelle entnommen werden Die maximale Fließgeschwindigkeit in der Ausdehnungsleitung darf 0,5 m/s nicht überschreiten. Hinweis zur Dämmung der Exansionsleitung: Lt. ÖNORM H 555 dürfen Ausdehnungsleitungen nur bis max. 0 cm nach dem Anschluss am Heizungsrücklauf gedämmt werden. Notizen Aber sicher.

12 DIMENSIONIERUNG 3. Exansionsgefäße für Warmwasser-Sanitäranlagen Exansionsgefäße der Serie elko-san eder San D werden hautsächlich in geschlossenen Warmwasser-Sanitäranlagen eingesetzt. Sie verhindern ein Öffnen und damit auch ein Verkrusten der Sicherheitsventile während der Warmwasserbereitung, kostbares Wasser geht während der Aufheizhase nicht mehr verloren. Durch die sezielle, durchströmte Ausführung werden die ständig steigenden hygienischen Anforderungen erfüllt, die Membrane ist lebensmittelecht und geschmacksneutral, Anschluss und Flansch sind aus Edelstahl hergestellt. Weil die Verwendung in Trinkwasseranlagen erfolgt, ist auf die fachgerechte Trinkwasserinstallation zu achten und dabei sind die jeweils gültigen einschlägigen Vorschriften und Normen zu berücksichtigen (z.b. EN 806, Teil bis 5)! Die hydraulische Einbindung muss im Kaltwasserzulauf zum Warmwasserbereiter erfolgen, eine Verwendung auf der Warmwasserseite ist aus hygienischen Gründen nicht zulässig. Damit eine hygienische Beeinträchtigung des Trinkwassers ausgeschlossen wird, muss vor allem eine Stagnation von Trinkwasser zuverlässig vermieden werden. Ständig hohe Umgebungstemeraturen am Montageort des Gefäßes (z.b. 30 C und mehr), sich dadurch erwärmendes Kaltwasser und gleichzeitig zu geringer Wasserverbrauch (seltener als alle 7h ein Verbrauch) können die Wasserhygiene negativ beeinflussen und z.b. die Bildung von Gerüchen fördern. Das Exansionsgefäß selbst ist dafür nicht die Ursache und eine Gewährleistung daher ausgeschlossen. Stattdessen die Trinkwasserinstallation auf normgerechte Ausführung überrüfen und ggf. dem neuesten technischen Stand anassen! Durch Einbau eines Drosselventils wird eine Durchströmung des Gefäßes erreicht. Dieses Drosselventil ist soweit zu schließen, dass die Durchströmung des Gefäßes sichergestellt ist, der in der Anlage notwendige Gesamtdurchfluss aber nicht beeinträchtigt wird. Achtung: Einbindung in das System über Stk. elko-flex eder Wartungseinheiten. Der Vordruck ist vor der Inbetriebnahme an die Einstellung des Druckminderers anzuassen! San D Exansionsgefäß Frischwasserzulauf Wartungseinheit Drosselventil Wartungseinheit Druckminderer Eine ausreichende Dimensionierung sorgt für die Einhaltung dieser Punkte und garantiert einen störungsfreien Betrieb. Notwendige Daten für die Berechnung: Warmwasser Kaltwasserzulauf Inhalt des Warmwasserbereiters max. Warmwassertemeratur Zulaufdruck (=Einstelldruck am Druckminderer) Einstelldruck des Sicherheitsventils Zur Vereinfachung der Auslegung werden die nachstehenden Diagramme verwendet. Grundlage dafür ist ein Vordruck des Exansionsgefäßes von 0, 3 bar unter dem Einstelldruck des Druckminderers im Frischwasserzulauf. Das verminderte Aufnahmevolumen durch die Wasservorlage bzw. Ausdehnungsfaktoren lt. Norm mit Sicherheitszuschlägen ist in den Diagrammen bereits berücksichtigt. Besser heizen.

13 DIMENSIONIERUNG Auswahldiagramm : Einstelldruck SV des Sicherheitsventils: 6 bar Enddruck : 5,4 bar max. Warmwassertemeratur [ C ] Inhalt des Warmwasserbereiters [ Liter ] Auswahldiagramm : Einstelldruck SV des Sicherheitsventils: 0 bar Zulaufdruck (Einstellung Druckminderer): 3,8 bar Enddruck : 9,4 bar Vordruck im Exansionsgefäß: 3,5 bar max. Warmwassertemeratur [ C ] fin Inhalt des Warmwasserbereiters [ Liter ] Auswahldiagramm 3: Einstelldruck SV des Sicherheitsventils: 0 bar Enddruck : 9,4 bar max. Warmwassertemeratur [ C ] fin fin San 0 D San 30 D San 60 D San 90 D Zulaufdruck (Einstellung Druckminderer): Vordruck im Exansionsgefäß: 0 Zulaufdruck (Einstellung Druckminderer): Vordruck im Exansionsgefäß: 0 San 0 D San 80 D 3,8 bar 3,5 bar 7 bar 6,7 bar Inhalt des Warmwasserbereiters [ Liter ] 0 San 40 D San 300 D Aber sicher. 3

14 DIMENSIONIERUNG 3.3 Sicherheitsexansionsgefäße für kältetechnische Anlagen (Kaltwasseranlagen, Kaltwassersätze) Sicherheitsexansionsgefäße der Serie elko-flex eder Cool sind seziell für den Einsatz in kältetechnischen Anlagen (Kaltwasseranlagen, Kaltwassersätze) konziiert. Die eingebauten Membranen sind beständig gegen gängige Frostschutzmittel auf Glykol-Basis. Der Anschlussflansch ist in Edelstahl ausgeführt hydraulische Einbindung Die Exansionsleitung ist so zu verlegen, dass keine Luftolster eingeschlossen werden können. Andernfalls ist eine geeignete Entlüftungsmöglichkeit vorzusehen. Das Gefäß muss über eine Wartungseinheit angeschlossen werden, um eine Wartung ohne Entleeren der Anlage zu ermöglichen. Beisiel: elko-flex eder Cool 8 5 Das elko-flex eder Cool Sicherheitsexansionsgefäß ist zur Wandmontage vorgesehen. Die Einbindung erfolgt grundsätzlich mit dem Anschluss nach unten über eine Rohrschleife in den Anlagenrücklauf. Bei Kaltwasseranlagen wird dadurch sichergestellt, dass die thermische Belastung der Membrane in Folge zu kalter Temeraturen am geringsten ist. Die Einsatztemeratur von elko-flex eder Cool Sicherheitsexansionsgefäßen liegt zwischen -0 C und +70 C. Außerhalb dieses Einsatzbereichs ist das Gefäß mit einem EV Vorschaltgefäß abzusichern. 6 Kälteerzeuger... Anlagenvorlauf... Anlagenrücklauf 3... Exansionsleitung 4... Umwälzume 5... Verbraucher 6... Sicherheitsventil 7 RL VL elko-flex eder Wartungseinheit 8... elko-flex eder Cool Sicherheitsexansionsgefäß 3.3. Auslegung von Ausdehnungsgefäßen für kältetechnische Anlagen*: * Die Auslegung erfolgt in Anlehnung an die EN 88. Eine ausreichende Dimensionierung sorgt für die Einhaltung der Druckgrenzen über den gesamten Temeraturbereich und garantiert einen störungsfreien Betrieb. Je nach Lage und Art des Cool-Ausdehnungsgefäßes ist sein Inhalt so zu bemessen, dass der höchstzulässige Betriebsdruck bei maximaler Betriebstemeratur mit Sicherheit nicht überschritten wird bzw. bei kalten Temeraturen (z.b. bei Minus-Graden) im System keine unerwünschten Tiefdrücke entstehen. Für die Berechnung eines elko-flex eder Cool Sicherheitsexansionsgefäßes sind folgende technische Daten der Anlage notwendig: Gesamtinhalt der Kaltwasseranlage V System [ l ] max. Umgebungstemeratur max, die beim Stillstand des Kälteerzeugers auftreten kann [ C ] min. Temeratur in der Kaltwasseranlage min, entsricht der kleinsten Vorlauftemeratur des Kälteerzeugers [ C ] statischer Druck [ bar ] st max. Betriebsdruck der Anlage [ bar ] SV 4 Besser heizen.

15 DIMENSIONIERUNG Der richtige Vordruck 0 (=Mindestbetriebsdruck) verhindert, dass bei kleinen Temeraturen im Normalbetrieb der Kaltwasseranlage Tiefdrücke entstehen, die z.b. Luftdiffusionen zur Folge hätten. Dazu ist es vorbeugend sinnvoll, einen Zuschlag zum statischen Druck st zu berück-sichtigen und einen höheren Mindestbetriebsdruck als unbedingt notwendig zu verwenden. = + 0, 0 st 0 Mindestbetriebsdruck = Vordruck [ bar ] st Druck aus statischer Höhe h st, Druck, der sich nur aus dem Höhenunterschied zwischen der Lage des Druckhaltesystems und dem höchsten Punkt der Kaltwasseranlage ergibt. 0 mws (Meter Wassersäule) ~ bar Berechnung des Ausdehnungsvolumens V ex : e max min V ex = VSystem x e e = - max min Exansionskoeffizient Dichte des Anlagenmediums (z.b. Wasser- Frostschutz-Gemisch) bei Umgebungstemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) Dichte des Anlagenmediums bei kleinster Vorlauftemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) Die verwendeten Zusatzstoffe können ebenfalls Auswirkungen auf den Membranwerkstoff haben! Berechnung der Mindestgefäßvorlage V WR (in Anlehnung an EN 88): V = WR V x 0 N 00 VSystem x 0,5 V WR = P 3 00 wenn V wenn V N O N N 5 Liter 5 Liter V WR Wasservorlage [ l ] VN Nenninhalt des Ausdehnungsgefäßes [ l ] VSystem Wasserinhalt der Anlage [ l ] Der Mindest-Einstelldruck des Sicherheitsventils SV wird in Österreich üblicherweise mit bar über dem statischen Druck st, mindestens jedoch 3 bar festgelegt! SV = st + P 3 bar Der Auslegungs-Enddruck fin gibt den höchsten Druck im Betriebsbereich der Kaltwasseranlage an. Er sollte nicht höher sein als der Einstelldruck des Sicherheitsventils, abzüglich einer Differenz zum Schließüberdruck, der sogenannten Schließdruckdifferenz SD. Lt. EN ISO 46- ist eine Schließdruckdifferenz von 0%, mind. aber 0,6 bar zulässig. SD = SV x 0 % P 0,6 bar = - fin SV SD SD Schließdruckdifferenz [ bar ] SV Einstelldruck des Sicherheitsventils [ bar ] fin Enddruck [ bar ] Anmerkung: Die ÖNORM H 55- legt die Schließdruckdifferenz SD mit 0 % des Einstelldrucks (Abblasedruck) PSV des Sicherheitsventils, mind. aber 0,5 bar fest. Berechnung des Mindest-Nenninhalts V N,min von Membran-Druckausdehnungsgefäßen: V = (V + V ) x N,min ex WR fin + fin - 0 V N,min Mindest-Nenninhalt [ l ] Vex Ausdehnungsvolumen [ l ] VWR Wasservorlage [ l ] fin Auslegungs-Enddruck [ bar ] 0 Vordruck [ bar ] Wahl und korrekte Bemessung des Membran- Ausdehnungsgefäßes: V N P V N,min Aber sicher. 5

16 DIMENSIONIERUNG Bei Membran-Druckausdehnungsgefäßen muss der Anfangsdruck ini für das gewählte Gefäß wie folgt bestätigt werden: fin + ini = - V ex fin + + x V N 0 + Die korrekte Bemessung des Membran-Ausdehnungsgefäßes ist sichergestellt, solange: P + 0,3 bar ini 0 Ist dies nicht der Fall, dann sollte der Nenninhalt V N erhöht werden, bis diese Bedingung erfüllt ist. Beim Füllen von Kaltwasseranlagen muss besonderes Augenmerk auf den aktuellen Betriebszustand der Anlage gelegt werden. Dabei muss unterschieden werden, ob die Anlage erstbefüllt wird oder ein Nachfüllen im laufenden Betrieb (z.b. im Zuge einer Wartung) erfolgt. Der Fülldruck fil für die Erstbefüllung der Kaltwasseranlage wird wie folgt berechnet: 0 + fil = VN x - fil V - V x ( - )- V N System WR min fil Fülldruck [ bar ] 0 Vordruck [ bar ] VN Nenninhalt des Ausdehnungsgefäßes [ l ] VSystem Wasserinhalt der Anlage [ l ] VWR Wasservorlage [ l ] fil Dichte des Anlagenmediums bei Fülltemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) * min Dichte des Anlagenmediums bei kleinster Vorlauftemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) * Wenn die Anlage mit Wasser gefüllt wird, liegt die Fülltemeratur im Allgemeinen bei 0 C. Abhängig von der Lagertemeratur des zugesetzten Frostschutzmittels kann die Temeratur des Anlagenmediums aber höher liegen. Der Fülldruck erg zum Nachfüllen der Kaltwasseranlage ( =Ergänzungsdruck) wird wie folgt berechnet: 0 + erg = VN x - erg V - V x ( - )- V N System WR min erg Fülldruck (=Ergänzungsdruck) [ bar ] 0 Vordruck [ bar ] VN Nenninhalt des Ausdehnungsgefäßes [ l ] VSystem Wasserinhalt der Anlage [ l ] VWR Wasservorlage [ l ] erg Dichte des Anlagenmediums bei der aktuellen Anlagentemeratur während des Nachfüllens [ kg/m³ ] (Tabelle 5) min Dichte des Anlagenmediums bei kleinster Vorlauftemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) Berechnungsbeisiel: Für eine Kaltwasseranlage ist das assende MAG zu ermitteln: Lösung: gegeben: h st = mws st = 0, bar V System = 80 Liter Ethylenglykol 34 % (bis -0 C) max =30 C min = -0 C SV = 3 bar gesucht: assendes MAG Fülldruck bei Erstbefüllung Fülldruck beim Nachfüllen = + 0, = 0, + 0, = 0,4 0 st max e = - = =,8 % min 064 V = V ex System x e = 80 x 0,08 = 5,04 l VSystem x 0,5 V WR = P x 0,5 V WR = =,4 l V WR = 3 l 00 gewählt bar 6 Besser heizen.

17 DIMENSIONIERUNG SV = st + = 0, + =, gewählt: SV = 3 bar SD = SV x 0 % P 0,6 bar = 3 x 0, = 0,6 SD = 0,6 bar = - = 3-0,6 =,4 bar fin SV SD = fil + = 5 x x ( ) ,73 bar Der erforderliche Fülldruck bei Erstbefüllung der Anlage beträgt,73 bar. V = (V + V ) x N,min ex WR fin + fin - 0,4 + V N,min = (5,04 + 3) x = 9,5 l,4 - gesucht: Fülldruck, wenn die Anlage im Zuge der jährlichen Wartung nachgefüllt wird. gewähltes MAG: elko-flex eder Cool 5 Nenninhalt V N: 5 Liter max. Betriebsdruck: 6 bar max. Dauertemeraturbelastung: 70 C fin + ini = - V ex fin + + x V N 0 +,4 + ini = - = 4,5 bar 5,04,4 + + x 5 + P + 0,3 bar ini 0 ini P + 0,3 bar =,3 bar Die geforderte Bedingung ist erfüllt, das gewählte elko-flex eder Cool 5 kann verwendet werden. Passende Wartungseinheit: elko-flex eder Wartungseinheit 3/4" a/i Die Erstbefüllung der Kaltwasseranlage erfolgt mit 34 % Ethylenglykol mit einer Lagertemeratur von fil = 0 C = 050 kg/m³ fil 0 + fil = VN x - fil V - V x ( - )- V N System WR min Die Kaltwasseranlage hat zu diesem Zeitunkt eine mittlere Anlagentemeratur von erg = -5 C erg = 06 kg/m³ 0 + erg = VN x - erg V - V x ( - )- V N System WR min + = 5 x x ( - 06 ) = erg,33 bar Der erforderliche Fülldruck erg zum Nachfüllen der Kaltwasseranlage (=Ergänzungsdruck) beträgt,33 bar Anmerkung: Bei größeren Anlagen (ab 00 kw Nenn-Wärmeleistung oder 5000 l Wasserinhalt der Anlage oder 00 m² Solar-Kollektorfläche entsricht lt. ÖNORM H 55- eine umengeregelte Druckhalteeinrichtung dem Stand der Technik. Der Nenninhalt VN,min dieser Ausdehnungsgefäße errechnet sich lt. EN 88 wie folgt: V = (V + V ) x N,min ex WR Nutzungsgrad des Ausdehnungsgefäßes (bei drucklosen elko-mat eder Exansionsgefäßen = 00 %) Aber sicher. 7

18 DIMENSIONIERUNG Berechnungsbeisiel: Für eine Klima-Kaltwasser-Anlage ist das assende MAG zu ermitteln. Die statische Höhe der Anlage beträgt mws, gefüllt ist die Anlage mit 450 Liter Wasser. Die Anlage wird mit einer Vorlauftemeratur von 5 C betrieben, im Stillstand kann die Temeratur auf 30 C steigen. Lösung: gegeben: h st = mws st =, bar V System = 450 Liter max =30 C min =5 C gesucht: assendes MAG Fülldruck bei Erstbefüllung Fülldruck beim Nachfüllen = + 0, =, + 0, =,4 0 st 995,7 e = - = - = 0,4 % min 999,9 V = V ex System max x e = 30 x 0,004 =,8 l VSystem x 0,5 V WR = P 3 00 gewählt bar 450 x 0,5 V WR = =,5 l V WR = 3 l 00 SV = st + =, + = 3, gewählt: SV = 6 bar SD = SV x 0 % P 0,6 bar = 6 x 0, =, SD =, bar = - = 6 -, = 4,8 bar fin SV SD V = (V + V ) x N,min ex WR fin + fin - 0 4,8 + V N,min = (,8 + 3) x = 7,33 l 4,8 - gewähltes MAG: elko-flex eder Cool 8 Nenninhalt V : 8 Liter N fin + ini = - V ex fin + + x V N 0 + 4,8 + ini = - =,66 bar 7,33 4,8 + + x 8 + P + 0,3 bar = + 0,3 =,3 bar ini 0 Die geforderte Bedingung ist erfüllt, das gewählte elko-flex eder Cool 8 kann verwendet werden. Die Erstbefüllung der Kaltwasseranlage erfolgt mit Wasser mit einer Fülltemeratur von fil = 0 C fil = 999,8 kg/m³ 0 + fil = VN x - fil V - V x ( - )- V N System WR min + = 8 x x ( - 999,8 ) ,9 fil =,6 bar Der erforderliche Fülldruck bei Erstbefüllung der Anlage beträgt,6 bar. Das Nachfüllen erfolgt im ausgeschalteten Zustand der Kaltwasseranlage. Zu diesem Zeitunkt beträgt die mittlere Anlagentemeratur erg = 5 C erg = 999, kg/m³ 0 + erg = VN x - erg V - V x ( - )- V N System WR min + = 8 x x ( - 999, ) ,9 = erg,68 bar Der erforderliche Fülldruck erg zum Nachfüllen der Kaltwasseranlage (=Ergänzungsdruck) beträgt,68 bar 8 Besser heizen.

19 DIMENSIONIERUNG 3.4 Sicherheitsexansionsgefäße für Solaranlagen Sicherheitsexansionsgefäße der Serie elko-flex eder Solar sind seziell für den Einsatz in Solaranlagen konziiert. Die eingebauten Membranen sind beständig gegen gängige Frostschutzmittel auf Glykol-Basis. Der Anschlussflansch ist in Edelstahl ausgeführt hydraulische Einbindung Je nach Tye und Ausführung des elko-flex eder Solar Sicherheitsexansionsgefäßes ist dieses entweder an die Wand zu montieren oder auf den Boden zu stellen. Die Einbindung erfolgt grundsätzlich mit den Anschluss nach unten über eine Rohrschleife in den Anlagenrücklauf, da dort die niedrigsten Temeraturen herrschen und somit die thermische Belastung der Membrane am geringsten ist. Die maximale Dauertemeraturbelastung der Membrane beträgt 70 C. Bei höheren Temeraturen ist das Gefäß mit einem EV Vorschaltgefäß abzusichern. Die Exansionsleitung ist so zu verlegen, dass keine Luftolster eingeschlossen werden können. Andernfalls ist eine geeignete Entlüftungsmöglichkeit vorzusehen. Das Gefäß muss über eine Wartungseinheit angeschlossen werden, um eine Wartung ohne Entleeren der Anlage zu ermöglichen. Beisiel: elko-flex eder Solar Sicherheitsexansionsgefäß in hängender Wandmontage... Abserrorgan... Umwälzume 3... Rückschlagventil 4... Sicherheitsventil 5... Sicherheitsablauf 6... Kollektor elko-flex eder Solar Sicherheitsexansionsgefäß 8... elko-flex eder Wartungseinheit 9... Warmwasserbereiter Auslegung von Ausdehnungsgefäßen für Solaranlagen*: * Die Auslegung erfolgt in Anlehnung an die EN 88. Eine ausreichende Dimensionierung sorgt für die Einhaltung der Druckgrenzen über den gesamten Temeraturbereich und garantiert einen störungsfreien Betrieb. Je nach Lage und Art des Solar-Ausdehnungsgefäßes ist sein Inhalt so zu bemessen, dass der höchstzulässige Betriebsdruck bei maximaler Betriebstemeratur mit Sicherheit nicht überschritten wird bzw. bei kalten Temeraturen (z.b. bei Minus-Graden) im System keine unerwünschten Tiefdrücke entstehen. Für die Berechnung eines elko-flex eder Solar Sicherheitsexansionsgefäßes sind folgende technische Daten der Anlage notwendig: Gesamtinhalt der Solaranlage V System [ l ] Inhalt der Kollektorfläche V K [ l ] max. Stillstandstemeratur [ C ] max. Temeratur max, bis zu der das Verdamfen des Kollektorinhalts verhindert werden soll[ C] statischer Druck [ bar ] st max. Betriebsdruck der Anlage [ bar ] SV Aber sicher. 9

20 DIMENSIONIERUNG Der richtige Vordruck 0 (=Mindestbetriebsdruck) verhindert ein Verdamfen des Anlagenmediums im normalen Betrieb der Solaranlage. Außerdem wird sichergestellt, dass bei kleinen Temeraturen in der Abkühlhase und beim Stillstand der Anlage (Winter) keine Tiefdrücke entstehen, die z.b. Luftdiffusionen zur Folge hätten. 0 st V = + 0, + 0 st V Mindestbetriebsdruck = Vordruck (der Verdamfung, Kavitation, Vakuum wirksam vermeidet), gleich dem Nenn-Einlassdruck des Druckhaltesystems [ bar ] Druck aus statischer Höhe h st, Druck, der sich nur aus dem Höhenunterschied zwischen der Lage des Druckhaltesystems und dem höchsten Punkt der Heizungsanlage ergibt. 0 mws (Meter Wassersäule) ~ bar Damfdruck [ bar ] bei Temeratur max Stoffwerte für gängige Frostschutzmittel können der Tabelle 3 entnommen werden. Berechnung des Ausdehnungsvolumens V ex : e max min V ex = VSystem x e e = - max min Exansionskoeffizient Dichte des Anlagenmediums (z.b. Wasser- Frostschutz-Gemisch) bei der max. Temeratur vor Verdamfung [ kg/m³ ] (Tab.5) Dichte des Anlagenmediums bei Fülltemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) Für die Angabe der Fülltemeratur wird üblicherweise von 0 C ausgegangen. Die verwendeten Zusatzstoffe können ebenfalls Auswirkungen auf den Membranwerkstoff haben! Berechnung der Mindestgefäßvorlage V WR (in Anlehnung an EN 88): V = WR V x 0 N 00 VSystem x 0,5 V WR = P 3 00 wenn V wenn V N O N N 5 Liter 5 Liter V WR Wasservorlage [ l ] VN Nenninhalt des Ausdehnungsgefäßes [ l ] VSystem Wasserinhalt der Anlage [ l ] Der Mindest-Einstelldruck des Sicherheitsventils SV wird üblicherweise mit bar über dem Vordruck, mindestens jedoch 3 bar festgelegt! 0 SV = 0 + P 3 bar Der Auslegungs-Enddruck fin gibt den höchsten Druck im Betriebsbereich der Solaranlage an. Er sollte nicht höher sein als der Einstelldruck des Sicherheitsventils, abzüglich einer Differenz zum Schließüberdruck, der sogenannten Schließdruckdifferenz SD. Lt. EN ISO 46- ist eine Schließdruckdifferenz von 0%, mind. aber 0,6 bar zulässig. SD = SV x 0 % P 0,6 bar = - fin SV SD SD Schließdruckdifferenz [ bar ] SV Einstelldruck des Sicherheitsventils [ bar ] fin Enddruck [ bar ] Anmerkung: Die ÖNORM H 55- legt die Schließdruckdifferenz SD mit 0 % des Einstelldrucks (Abblasedruck) PSV des Sicherheitsventils, mind. aber 0,5 bar fest. Berechnung des Mindest-Nenninhalts V N,min von Membran-Druckausdehnungsgefäßen: Bei Solaranlagen ist zu beachten, dass der Inhalt des Kollektors (oder zumindest ein Teil davon) bis 0 Besser heizen.

21 DIMENSIONIERUNG auf die Stillstandstemeratur des Kollektors erhitzt werden kann. Die Stillstandstemeratur kann je nach eingesetztem Kollektor über 60 C erreichen und kann beim jeweiligen Hersteller in Erfahrung gebracht werden. Aufgrund dieser hohen Temeraturen verdamft der Inhalt des Kollektors. Dadurch wird das Anlagenmedium vor weiterem Temeraturanstieg geschützt. Anmerkung: Frostschutzmittel auf Basis von Proylenglykol sind meist für eine Dauertemeratur von max. 70 C geeignet, höhere Temeraturen führen zu vorzeitiger Alterung und thermischer Zersetzung des Frostschutzmittels. Ausdehnungsgefäße müssen daher so groß dimensioniert werden, dass der Kollektorinhalt V K vom Ausdehnungsgefäß aufgenommen werden kann: V = (V + V + V ) x N,min ex K WR V N P V N,min fin + fin - 0 Vex Ausdehnungsvolumen [ l ] VK gesamter Inhalt des Kollektors (lt. Angabe des Kollektorherstellers) [ l ] VWR Wasservorlage [ l ] fin Enddruck [ bar ] 0 Vordruck [ bar ] Ist das Ausdehnungsgefäß zu klein dimensioniert, steigt der Anlagendruck über den Einstelldruck des Sicherheitsventils. Dieses öffnet und das Anlagenmedium geht verloren - es fehlt dann während der Abkühlhase im System, Luftdiffusionen wären die Folge. Wahl korrekte Bemessung Membranund des Ausdehnungsgefäßes: Bei Membran-Druckausdehnungsgefäßen muss der Anfangsdruck ini für das gewählte Gefäß wie folgt bestätigt werden: fin + ini = - V ex + VK fin + + x V N 0 + Die korrekte Bemessung des Membran-Ausdehnungsgefäßes ist sichergestellt, solange: P + 0,3 bar ini 0 Ist dies nicht der Fall, dann sollte der Nenninhalt V N erhöht werden, bis diese Bedingung erfüllt ist. Der Fülldruck fil der Solaranlage im kalten Zustand wird wie folgt ermittelt: 0 + fil = VN x - fil V - V x ( - )- V N System WR min fil Fülldruck [ bar ] 0 Vordruck [ bar ] VN Nenninhalt des Ausdehnungsgefäßes [ l ] VSystem Wasserinhalt der Anlage [ l ] VWR Wasservorlage [ l ] fil Dichte des Anlagenmediums bei der akt. Anlagentemeratur während des Befüllens oder Ausgleichens [ kg/m³ ] (Tabelle 5) min Dichte des Anlagenmediums bei der geringsten Anlagentemeratur [ kg/m³ ] (Tabelle 5) Berechnungsbeisiel: Für eine Solaranlage ist das assende MAG zu ermitteln: Lösung: gegeben: h st = mws st =, bar V System = 37 Liter V K = 8 Liter Proylenglykol 39 % (bis -0 C) Verdamfung ab 0 C gesucht: assendes MAG Aber sicher.

22 DIMENSIONIERUNG = + 0, + =, + 0, + 0,74 =,4 bar 0 st V max 973 e = - = - = 6,6 % min 04 V ex = VSystem x e = 37 x 0,066 =,44 l VSystem x 0,5 V WR = P x 0,5 V WR = = 0,9 l V WR = 3 l 00 = + SV 0 SV =,4 + = 4,4 bar fin = SV x 0,8 = 6 x 0,8 = 4,8 bar V = (V + V + V ) x N,min ex K WR fin + fin - 0 4,8 + 4,8 -,4 V = (, ) x = 5, l N,min gewähltes MAG: elko-flex eder U60-0 Nenninhalt V N: 60 Liter max. Betriebsdruck: 0 bar max. Dauertemeraturbelastung: 70 C fin + ini = - V ex + VK fin + + x V N 0 + 4,8 + ini = - =,54 bar, ,8 + + x 60,4 + P + 0,3 bar ini 0 ini P gewählt: SV = 6 bar,4 + 0,3 bar =,44 bar Die geforderte Bedingung ist erfüllt, das gewählte elko-flex eder U60-0 kann verwendet werden. Passende Wartungseinheit: elko-flex eder Wartungseinheit 3/4" a/i Anmerkung: Bei größeren Anlagen (ab 00 kw Nenn-Wärmeleistung oder 5000 l Wasserinhalt der Anlage oder 00 m² Solar-Kollektorfläche entsricht lt. ÖNORM H 55- eine umengeregelte Druckhalteeinrichtung dem Stand der Technik. Der Nenninhalt VN,min dieser Ausdehnungsgefäße errechnet sich lt. EN 88 wie folgt: V = (V + V ) x N,min ex WR Anmerkung: Bei Solaranlagen mit einem Einstelldruck des Sicherheitsventils von bis zu 0 bar können Exansionsgefäße der Serie U_-0 eingesetzt werden. Nutzungsgrad des Ausdehnungsgefäßes (bei drucklosen elko-mat eder Exansionsgefäßen = 00 %) Notizen Anmerkung: Die hier beschriebene Auslegung von Ausdehnungsgefäßen für Solaranlagen erfolgt in Anlehnung an die EN 88. Für eine detailliertere Auslegung mit Ermittlung des maximalen Damfvolumens im Stillstandsfall kann in Österreich die ÖNORM M angewandt werden. Besser heizen.

23 DIMENSIONIERUNG 3.5 Dimensionierung mit Online-Auslegungsrogramm elko-online.0 Vorgangsweise anhand folgender Beisielanlage: Für eine Heizungsanlage, bestehend aus einem Biovent C5 und einem Pufferseicher vom Ty Akku ESP 000, soll unter Verwendung des Online-Auslegungsrogramms elko-online.0 ein assendes Membran-Ausdehnungsgefäß ausgelegt und angefragt werden. gegeben: Leistung NL des Wärmeerzeugers = 5 kw Vorlauf =85 C V System =. 00l Rücklauf =65 C h st = 6 mws max =90 C SV =3bar gesucht: assendes Ausdehnungsgefäß notwendiger Vordruck 0 im Gefäß. Starten Sie elko-online.0 im Internet unter htt s://elko-online.eder- heizung.at und geben Sie die Daten Ihrer Anlage ein (Bild ).. Durch Mausklick auf den Button Berechnen gelangen Sie auf die Zwischenergebnisseite. Hier werden die Berechnungsergebnisse und die für Ihre Anlage assenden Geräte bzw. Ausdehnungsgefäße angezeigt (Bild ). 3. Nach der Auswahl der gewünschten Variante und des dazu assenden Zubehörs klicken Sie auf Fertigstellen, um zur Ergebnisseite zu gelangen. Auf dieser werden die ausgewählten Produkte zusammengefasst, außerdem finden Sie den für Ihre Anlagen notwendigen Vordruck im Gefäß sowie den assenden Fülldruck der Anlage im kalten Zustand (Bild3). Bild Bild Ergebnis: assendes Ausdehnungsgefäß: elko-flex eder N 00 notwendiger Vordruck 0 : 0 = 0,8 bar Möchten Sie Ihre Auslegung seichern oder ein Angebot für diese erhalten, ist eine Registrierung bei elko-online.0 zwingend erforderlich. Als nicht Bild 3 registrierter Benutzer können Sie diese zusätzlichen Funktionen nicht nutzen. In beiden Fällen können Sie aber das Ergebnis für Ihre weitere Verwendung als PDF (kurz oder detailliert) ausgeben lassen. htt s://elko-online.eder- heizung.at Aber sicher. 3

24 DIMENSIONIERUNG 3.6 Tabellensammlung Tabelle : Anlagensezifischer Wasserinhalt f an Anlagenty bzw. Heizflächenart anlagensezifischer Wasserinhalt f an [ l / kw Kessel, Radiatoren, FBH ca. 7 Schwerkraftheizung ca. 7 Fußbodenheizung ca. 7 Kessel, Gliederradiatoren ca. 5 Kessel, Flachradiatoren ca. 3 Durchlauf- & Lufterhitzer ca. 9 Konvektoren ca. 9 Tabelle : Mindestnennweiten von Ausdehnungsleitungen für Anlagen mit einer Nenn-Wärmeleistung unter 500 kw gemäß ÖNORM H 55- DN 0 5 Nenn-Wärmeleistung [ kw ] bis 0 über 0 bis 500 Die max. Fließgeschwindigkeit in der Ausdehnungsleitung darf 0,5 m/s nicht überschreiten. Tabelle 3: relativer Verdamfungsdruck von Wasser und gängigen Frostschutzmitteln V Temeratur [ C ] Wasser relativer Verdamfungsdruck V [ bar ] Ethylenglykol Proylenglykol 3 % vol. 34 % vol. 44 % vol. 7 % vol. 39 % vol. 47 % vol. (bis -0 C) (bis -0 C) (bis -30 C) (bis -0 C) (bis -0 C) (bis -30 C) 03 0,3 0, , ,7 0,08 0,0-0,08 0,0-05 0, 0, 0,06-0, 0, ,5 0,5 0,09 0,0 0,5 0,09 0, ,9 0,9 0,3 0,06 0,9 0,3 0, ,34 0,4 0,7 0, 0,3 0,7 0, 09 0,39 0,8 0, 0,4 0,8 0, 0,5 0 0,43 0,3 0,5 0,7 0,3 0,5 0,9 0 0,99 0,83 0,74 0,63 0,83 0,74 0,66 30,7,49,36,,50,36,6 40,6,34,6,97,34,6,0 50 3,76 3,4 3,7,9 3,4 3,7, ,8 4,7 4,4 4,09 4,7 4,4 4,8 Tabelle 4: Wasserinhalt von Rohrleitungen mittelschweres Gewinderohr, geschweißt nach EN 055 Stahlrohr, geschweißt nach EN 07- Kuferrohr nach EN 057 Dimension D A Rohrinhalt Dimension Rohrinhalt Dimension Rohrinhalt [ mm ] [ mm ] [ l / m ] [ mm ] [ l / m ] [ mm ] [ l / m ] 5 (/"),3 0,0 60,3 x,3,44 5 x 0,3 0 (3/4" 6,9 0,37 76, x,6 3,95 8 x 0,0 5 (") 33,7 0,58 88,9 x,9 5,4 x 0,3 3 (5/4") 4,4,0 4,3 x 3, 9,4 8 x,5 0,49 40 (6/4") 48,3,37 39,7 x 36 3,79 35 x,5 0,80 4 Besser heizen.

25 DIMENSIONIERUNG Tabelle 5: Dichte von Wasser und gängigen Frostschutzmitteln Temeratur [ C ] Wasser Dichte [ kg/m³ ] Ethylenglykol Proylenglykol 3 % vol. 34 % vol. 44 % vol. 7 % vol. 39 % vol. 47 % vol. (bis -0 C) (bis -0 C) (bis -30 C) (bis -0 C) (bis -0 C) (bis -30 C) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Aber sicher. 5

26 DIMENSIONIERUNG Tabelle 6: Schnellauswahltabelle für Membranausdehnungsgefäße in Heizungsanlagen, gilt für: = 3 bar, = 0 C SV max Wasserinhalt der Anlage V system [ l ] Ausdehnungsvolumen V ex [ l ] Schnellauswahltabelle für Membranausdehnungsgefäße Gilt für Einstelldruck des Sicherheitsventils SV = 3 bar, max = 0 C Vordruck 0 [ bar ] 0,7 0,8 0,9,0,,,3,4,5 Mindest-Nenninhalt V N,min des Membranausdehnungsgefäßes [ l ] 5, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Besser heizen.