Wenn man mit Heizsystemen arbeitet, die hohe Temperaturen erfordern, wie in industriellen Prozessen oder speziellen Anwendungen, ist es wichtig, die Ausdehnung des Heizmediums zu berücksichtigen. Sowohl Wasser als auch thermisches Öl werden häufig für Heizanwendungen über 100°C verwendet, aber sie verhalten sich bei Temperatursteigerungen unterschiedlich. In diesem Artikel erklären wir, wie beide Medien auf Erwärmung reagieren, welche Auswirkungen dies auf Ihr System hat und warum es wichtig ist, das richtige Expansionsvolumen auszuwählen.

Wasser-Druck-Temperiergerät: Wie funktioniert es?

Wasser wird oft in Heizsystemen verwendet, aber sobald die Temperatur über 100°C steigt, ändert sich die Situation. Normalerweise friert Wasser bei 0°C und kocht bei 100°C, aber über 100°C wird Wasser in gasförmigen Zustand umgewandelt. Um Wasser bei hohen Temperaturen in flüssiger Form zu halten, muss es unter Druck gesetzt werden. Dies wird häufig mit Wasser-Druckgeräten gemacht, die typischerweise Temperaturen bis zu 160°C erreichen können.

• Höhere Temperaturen, höherer Druck: Wenn Wasser über 80°C erhitzt wird, wird das System vollständig abgeschlossen, um zu verhindern, dass Luft ins System gelangt. Dies sorgt dafür, dass der Druck im System steigt, wodurch das Wasser flüssig bleibt.
   
• Wasserexpansion: Wenn die Temperatur steigt, nimmt auch das Volumen des Wassers zu. Dieses Phänomen wird als Ausdehnung oder Expansion bezeichnet, was bedeutet, dass das Wasser mehr Platz einnimmt, je mehr es sich erwärmt. Um zu verhindern, dass das System aufgrund dieser Volumenänderung platzt oder beschädigt wird, wird ein Ausdehnungsgefäß eingebaut. Der Tank fängt das zusätzliche Volumen auf, was notwendig ist, um den Druck im System zu regulieren und sicherzustellen, dass das Wasser sicher zirkuliert.
   
• Externes Volumen: Beim Erhitzen von Wasser ist es wichtig zu wissen, wie viel "externes Volumen" (z. B. in Schläuchen oder Kanälen) im System vorhanden ist. Die Expansion dieses externen Volumens (mit dem Wasser im Gerät) muss vom Ausdehnungsgefäß aufgefangen werden, um das Wasser flüssig zu halten und die erforderliche Temperatur zu erreichen. Wenn das Expansionsvolumen zu klein ist, kann die erforderliche Temperatur nicht erreicht werden.

Thermische Öl Temperiergerät: Kein Druck, aber Expansion

Thermische Öl ist ein weiteres beliebtes Medium für Heizung bei höheren Temperaturen. Im Gegensatz zu Wasser wird beim Einsatz von thermischer Öl kein Druck auf das System ausgeübt. Thermische Öl wird häufig in Systemen eingesetzt, die Temperaturen von 100°C bis hin zu 360°C erreichen können. Es ist eine ausgezeichnete Wahl für Anwendungen, bei denen eine hohe, konstante Temperatur erforderlich ist.

• Kein Druckaufbau: Bei thermischer Öl wird das System nicht unter Druck gesetzt. Das Öl bleibt bei hohen Temperaturen flüssig. Der wichtigste Effekt der Erwärmung ist, dass das Öl sich ausdehnt, je höher die Temperatur steigt.
   
• Expansion von Öl: Thermische Öl dehnt sich etwa um 10% pro 100°C Temperaturerhöhung aus. Das bedeutet, dass das Volumen des Öls bei steigender Temperatur erheblich zunimmt. Wie bei Wasser ist es notwendig, ein Ausdehnungsgefäß zu verwenden, um das zusätzliche Volumen aufzufangen.
   
• Externes Volumen: Das externe Volumen bei thermischer Öl ist ebenso wichtig wie bei Wasser. Dies kann zum Beispiel das Öl in Schläuchen oder in der Hülle eines Doppelwandbehälters sein. Die Größe des Ausdehnungsgefäßes muss auf das erwartete Volumen an thermischer Öl im System abgestimmt werden, damit die Expansion aufgefangen werden kann, ohne dass das System überläuft.

Warum das Expansionsvolumen entscheidend ist

Der wichtigste Punkt, den man sowohl bei Wasser- als auch bei thermischen Ölsystemen verstehen muss, ist die Notwendigkeit eines ausreichend großen Ausdehnungsgefäßes. Die Expansion des Mediums kann zu hohen Drücken oder Platzmangel im System führen, was zu Schäden an der Ausrüstung oder unsicheren Situationen führen kann.

Bei der Wahl eines Heizsystems ist es daher entscheidend, zwei Dinge gründlich zu berücksichtigen:

1. Die maximale Temperatur, die erreicht werden soll: Dies bestimmt, wie sehr sich das Medium ausdehnt und wie viel Raum für die Expansion benötigt wird.
    
2. Das externe Volumen, das beheizt werden muss: Dies ist das Volumen des Mediums in den Rohrleitungen, Formen oder Behältern, die vom Heizsystem umgeben sind. Dieses Volumen muss vom Ausdehnungsgefäß aufgenommen werden.

Fazit

Die Erwärmung von Wasser oder thermischem Öl bei hohen Temperaturen beeinflusst das Volumen des Mediums, was Auswirkungen auf die Funktionsweise des Heizsystems hat. Wasser erfordert Druck, um über 100°C flüssig zu bleiben, und thermisches Öl dehnt sich aus, je höher die Temperatur steigt, ohne dass Druck aufgebaut wird. In beiden Fällen ist es entscheidend, ausreichend Expansionsraum in Form eines Ausdehnungsgefäßes bereitzustellen, um Schäden am System zu verhindern. Bei der Auswahl eines Heizsystems sollte daher auf die maximale Temperatur und das externe Volumen geachtet werden, um sicherzustellen, dass das System sicher und effizient funktioniert.