Während der Dauerfrostperioden
mit Nachttemperaturen unter -15 °C und Tageshöchstwerte von -5
°C frieren immer wieder Trinkwasser- und Heizungsleitungen, aber auch
Solarleitungen, ein.
Die VDI-Richtlinie 2069 - Einfrierschutz von wasserführenden
Leitungen – ist für die Planung, den Bau, das Betreiben und
das Instandhalten von wasserführenden Systemen in frostgefährdeten
Bereichen anzuwenden. |
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fehlerhafte
Dämmung in der Abseite |
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Das Einfrieren ist
ein langsamer Prozess, der zur Bildung eines
Eispfropfens führt. Erst wenn dadurch
keine Fließbewegung mehr möglich ist, friert die
Leitung auf der gesamten Länge ein. Besonders kritisch
ist das Einfrieren von Leitungen von zwei Seiten oder in abgesperrten
Leitunggsabschnitten. Hier entstehen hohe Drücke im noch
flüssigem Medium, die weit über den zulässigen
Nenndrücken der Anlagenteile liegen, und zum Platzen
der Rohre und besonders von Verbindungsstellen führen
können. Jedes Einfrieren setzt aber eine längere
Stagnation des Wassers voraus. |
Wenn wasserführende
Leitungen durch außenluftbelüfteten Abseiten
hinter den Kniestöcken verlegt werden, so sind diese
Leitungen besonders gefährdet. Fehlerhafte Rohrdämmung
führt zu dem Einfrieren von 2 Seiten.
Aber Leitungen, die gleichmäßig einfrieren, sind
in vielen Fällen nach der Frostperiode noch unbeschädigt. |
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"Blitzeis" |
Eine weitere Möglichkeit,
dass Leitungen zufrieren kann sein, wenn schlecht
oder nichtgedämmte Leitungsteile schon in den Minusbereich
(< 0 °C) abgekühlt sind, aber auf Grund der Fließgeschwindigkeit
das vorbeifließende Wasser noch nicht gefroren ist. Durch das Abschalten
oder dem Ausfall der Pumpe kommt das
Wasser zum Stillstand. Hier wirkt das Rohr evtl. wie eine Einfriermanschette. |
Druckzunahme
in einer abgesperrten wassergefüllten Leitung bei „Umwandlung“
von Wasser in Eis. Die gelbe Linie beschreibt den Druckverlauf
ohne Berücksichtigung der elastischen Eigenschaften des
Rohrmaterials. Wird das elastische Verhalten berücksichtigt,
so ist der Druckanstieg etwas geringer als am Beispiel für
zwei unterschiedliche Kupferrohrabmessungen berechnet. Die
ebenfalls eingezeichneten Berstdrücke
sind aus den Materialkennwerten für Kupfer berechnet. |
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Druckzunahme
in Wasserleitung durch Eisbildung |
| Quelle:
Dr.-Ing. Thorsten Pfullmann |
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Hartgelötetes
Kupferrohr, unter Frosteinwirkung gedehnt und aufgerissen. |
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Die Steckverbindung
hat gehalten, nur das Rohr nicht |
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Laborversuch mit
Pressfittingsystem aus Kupfer: nach lokalem Einfrieren des
wassergefüllten Rohres (kleines Bild) ist die Verbindung
aus der ursprünglichen Lage bis über den O-Ring
in dem Fitting vom Rohrende geschoben worden. |
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Laborversuch mit
Pressfittingsystem für Mehrschichtverbundrohr: Nach
lokalem Einfrieren ist das Rohr von der Stützhülse
bis zum Dichtungsring geschoben worden. |
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Laborversuch mit
Mehrschichtverbundrohr: Bei Frosteinwirkung links und rechts
von der abgebildeten Stelle platzt das Rohr immer an der
Schweißnaht des Aluminiummantels. |
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Quelle:
Dr.-Ing. Thorsten Pfullmann |
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Eissäule,
entstanden durch einen noch tropfenden Wasserhahn in einer
Waschküche |
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| Heizbänder,
Heizkabel |
| Quelle:
eltherm |
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Funktion
selbstregelnder Heizbänder |
Quelle:
eltherm |
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| Heizband
- Heizkabel
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Selbstregulierende
Heizleitungen bestehen aus zwei parallelen Versorgungsleitern,
eingebettet in ein vernetztes und mit Kohlenstoffteilchen
dotiertes Kunststoff-Heizelement (Matrix). |
Steigt
die Temperatur im Betrieb, so dehnt sich der Kunststoff
durch molekulare Expansion aus. Die Verbindung zwischen
den Kohlestoffteilchen verringert sich. Der Widerstand steigt
und die Leistung sinkt. Bei Abkühlung kehrt sich dieser
Prozess um. Der Widerstand sinkt und die Leistung steigt.
So passt sich die Heizleistung an jeder Stelle individuell
an den Wärmebedarf an. |
Diese
physikalische Eigenschaft, die angegebenen Temperaturen
nicht zu überschreiten, ermöglicht es, selbstregulierende
Heizleitungen auch über Kreuz zu verlegen und auf einen
Temperaturbegrenzer zu verzichten. |
| Vorteile
des selbstregulierenden Heizkabels: |
- Selbstregulierend
- Leistungsanpassend
- Verschiedene
Temperaturbereiche
- Bedarfsorientierte
Abstufung
- Chemische
Beständigkeit
- Von
der Rolle abschneidbar
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| Diese
Heizbänder werden hauptsächlich zum Frostschutz
und zur Temperaturhaltung eingesetzt. |
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Gewolltes Einfrieren
von Rohrleitungen |
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Zum Wechseln eines
Schiebers, erneuern defekter Bauteile oder Erweiterungsarbeiten
kann oder muss nicht immer das Wasser abgelassen werden. Hier
ist der Einsatz von Einfriergeräten sinnvoll.
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| Bedienungsanleitung
- Fa. Rems |
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