Das breite Anwendungsspektrum moderner Kompressordruckhaltung

Lange wurde die Kompressordruckhaltung v.a. im hohen Leistungsbereich genutzt. Nun kommt sie immer öfter auch in kleineren Anlagen zum Einsatz.

Dementsprechend sind im Markt zahlreiche Geräte für verschiedene Anwendungsfälle verfügbar. Moderne, hochwertige Systeme bieten dabei durch intelligente Steuerungen, Schnittstellen zur Gebäudeleittechnik und leise Kompressoren einen deutlichen Mehrwert.

Druckhaltung spielt eine wichtige Rolle in allen Heizungsanlagen, denn nur durch konstante, stabile Druckverhältnisse können sowohl Unterdruck und Kavitation als auch eine Überschreitung des maximal zulässigen Drucks verhindert werden. In kleinen und mittleren Leistungsbereichen kommen dabei sehr oft statische Ausdehnungsgefäße zum Einsatz, sogenannte Membrandruckausdehnungsgefäße (MAG), die eine bestimmte Menge Wasser aufnehmen können. Die dynamische Druckhaltung über Pumpen oder Kompressoren hingegen wird vor allem in größeren Anlagen genutzt, wo ein MAG aufgrund der begrenzten Aufnahmekapazität nicht genügt. Doch das Anwendungsfeld der dynamischen Druckhaltung erweitert sich in Richtung kleinerer Leistungsbereiche, da es dort ebenfalls zahlreiche Situationen gibt, in denen die Technologie sinnvoll eingesetzt werden kann. Dafür eignet sich vor allem die Kompressordruckhaltung, die sich durch Kompaktheit und Präzision auszeichnet.

Konstant und zuverlässig

So benötigt ein System mit Kompressor kleinere Ausdehnungsgefäße. Das ist besonders bei beengten Platzverhältnissen von Vorteil, wenn keine Möglichkeit vorhanden ist, große Ausdehnungsgefäße zu platzieren oder die entsprechenden Einbringmaße im Gebäude nicht gegeben sind. In Konstellationen, in denen eine volle Kontrolle über den Anlagendruck erforderlich ist, bietet sich die Technologie ebenfalls an, denn dieser kann aufgrund der natürlichen Elastizität des Luftpolsters bis auf ± 0,1 bar konstant gehalten werden. Darüber hinaus sind die präzise Druckhaltung und die Kontrollmöglichkeit der Kompressorsysteme eine gute Alternative bei Heizungsanlagen mit Solarunterstützung oder Biomasse-Wärmeerzeugern, in denen meist Pufferspeicher und somit häufig auch größere Ausdehnungsgefäße zum Einsatz kommen. Ein Höchstmaß an Sicherheit bieten Geräte mit einer Butyl-Kautschuk-Blase im Ausdehnungsgefäß. Diese schützt das Anlagenwasser zuverlässig gegen Sauerstoffdiffusion und entkräftet damit einen der häufigsten Kritikpunkte an der Kompressordruckhaltung: Die Befürchtung ist, dass die Luft wegen des Drucks durch die Blase in das Ausdehnungswasser gelangen könnte.

Ein weiterer, entscheidender Vorteil der Kompressordruckhaltung zeigt sich bei einer Unterbrechung der Stromversorgung. Fällt die Spannung ab, weil kein Strom mehr zur Verfügung steht oder zum Beispiel eine technische Störung der Regelung oder am Kompressormagnetventil vorliegt, bleibt im Kompressorgefäß dennoch ein sogenannter Vordruck erhalten. Das Kompressorgefäß arbeitet in dem Moment vorübergehend quasi wie ein statisches Ausdehnungsgefäß. Es kann zwar nicht die komplette Druckhaltung, aber zumindest den Anlagenbetrieb übergangsweise sicherstellen. Das Gefäß kann weiterhin Wasser aufnehmen oder über den noch vorhandenen Vordruck der Anlage wieder Wasser zuführen. Es bleibt also in Betrieb, selbst wenn die großen Schwankungen durch den Kompressor nicht mehr ausgeglichen werden.

Kompaktgeräte im kleinen bis mittleren Leistungsbereich

IMI Hydronic Engineering bietet unter der Marke "IMI Pneumatex" kompressorgesteuerte Druckhaltestationen für kleine und mittlere Leistungsbereiche an. Diese eignen sich zum Beispiel für Anlagen in Mehrfamilienhäusern oder kleineren gewerblich genutzten Immobilien. Die Geräte ermöglichen mit integrierter Plug & Play-Steuerung, die Systemparameter automatisch erkennt und den Inbetriebnahmeprozess selbstständig durchführt, eine schnelle und einfache Montage. Darüber hinaus verfügen moderne Druckhaltestationen über Verbindungsschnittstellen, die eine Kommunikation mit Gebäudeleitsystemen sowie die Fernsteuerung des Druckhaltungssystems über das Internet ermöglichen.

Bei stark begrenzten Platzverhältnissen empfiehlt sich der Einsatz kompakter, modular aufgebauter Systeme, zu denen beispielsweise der "Simply Compresso" gehört. Die Neuentwicklung zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus, da ihr Nennvolumen mit einem zusätzlichen Ausdehnungsgefäß verdoppelt werden kann. Außerdem ist die Druckhaltestation mit einem der leisesten Kompressoren am Markt ausgestattet und lässt sich somit auch in Technikräumen installieren, die an Aufenthaltsbereiche angrenzen.

Lösungen für größere und komplexe Anlagen

Da die Kompressordruckhaltung bislang überwiegend im hohen Leistungsbereich zum Einsatz kam, steht für solche Anwendungsfälle eine Vielzahl verschiedener Systeme zur Verfügung. Vorgefertigte Geräte, in denen alle nötigen Komponenten der Pneumatik wie Kompressor, Ablass- und Sicherheitsventil oder Relais integriert sind, zeichnen sich durch eine besonders einfache Montage aus. Die sogenannte "TecBox" von "IMI Pneumatex" beinhaltet nicht nur alle wichtigen Einheiten zur sicheren Druckhaltung, sondern auch die unternehmenseigene "BrainCube Connect"-Steuerung. Beim Modell "Compresso Connect", das für große Leistungsbereiche ausgelegt ist, wird die Box je nach Volumen des Basisgefäßes entweder daneben oder sogar direkt darauf montiert. Die zweite Variante ist aufgrund des geringeren Platzbedarfs besonders in kleinen Räumlichkeiten von Vorteil.

Je größer und komplexer eine Anlage ist, desto sinnvoller ist der Einsatz moderner Druckhaltestationen mit umfangreichen Kommunikationseinheiten, die nicht nur die Anbindung an eine übergeordnete Gebäudeleittechnik ermöglichen, sondern auch die Verbindung einzelner Geräte untereinander. Bei sogenannten Wärme-Kälte-Wechsellastsystemen ist eine solche Funktion inzwischen sogar unverzichtbar. Wärme-Kälte-Wechsellastsysteme werden immer häufiger im Objektbereich eingesetzt und können gleichermaßen heizen und kühlen. Dabei verfügen sowohl die wärmeerzeugende Anlage als auch das Kältesystem jeweils über eine eigene Druckhaltung.

Genutzt werden häufig Kompressor- und Pumpendruckhaltung zugleich: zum Beispiel im Heizungssystem die Kompressordruckhaltung und die Pumpendruckhaltung im Kühlsystem, da hier vielleicht eine Entgasung zwingend erforderlich ist. Sind beide Druckhaltungssysteme vom selben Hersteller, so erleichtert dies die Kommunikation wesentlich, da in der Regel eine Vernetzung über serienmäßig integrierte, herstellereigene Steuerungen möglich ist. Das reduziert die Fehlerquote deutlich.

Können beide Druckhaltestationen hingegen nicht miteinander kommunizieren, besteht die Gefahr, dass das Wasser über die gemeinsamen Verbraucher nach und nach von der Kälteanlage in das Heizungssystem fließt, bis das Ausdehnungsgefäß auf der Wärmeseite überfüllt oder auf der Kälteseite komplett leer ist. Eine zuverlässige Lösung bietet hier eine hydraulische Verbindungsleitung mit Motorventil, über die das Wasser aus dem Wärmesystem kontrolliert zurückgeführt wird. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die beiden Druckhaltestationen untereinander und mit dem Systemverbindungsventil in der Zusatzleitung kommunizieren können. Auf diese Weise arbeitet die Druckhaltung im Kältesystem solange, bis das Ausdehnungsgefäß fast leer ist. Dann öffnet sich das Ventil automatisch und die Anlage wechselt in den Level-Control-Betrieb (Volumenausgleich), bis der gewünschte Füllstand im Ausdehnungsgefäß auf der Kälteseite wieder erreicht ist.

Kompressordruckhaltung mit Fremdluft

Interessant vor allem für Industrieanwendungen ist die Kompressordruckhaltung mit Fremdluft. In Industrieanlagen gibt es Kompressoren und Druckluftsysteme, deren Luft auch für die Druckhaltung genutzt werden kann. In diesem Fall erfolgt keine Installation eines Kompressors, sondern nur des Ausdehnungsgefäßes und eine Steuerung für die Nutzung der Fremdluft. Der Vorteil dieser Variante liegt in den geringeren Investitionskosten: Druckluft ist eine sehr teure Energie, wenn diese aber sowieso in größeren Mengen zur Verfügung steht – wie beispielsweise in der Autoindustrie – kann davon ein im Verhältnis zum Industriebedarf geringer Teil für die Druckhaltung genutzt werden. Für eine solche Konstellation bietet der Markt spezifisch angepasste Lösungen wie den "Compresso CX", der eigens für den Betrieb an einem ölfreien, externen Druckluftanschluss konzipiert wurde.