Einsatz von Frostschutzthermostaten

Absicherung von Wärmetauschern gegen Frostschäden

Britta Goldbach

Zur Belüftung und Klimatisierung von Warenhäusern, Industrie- und Lagerhallen aber auch von Wohn- und Büroräumen werden Lüftungs- und Klimaanlagen in großem Umfang eingesetzt. In diesen Räumen ist es von Bedeutung, dass die Effizienz der Anlagen stets in hohem Maße gewährleistet wird und es nicht zu Ausfällen zum Beispiel durch Frostschäden am Wärmetauscher der Einheit kommt. Damit zusammenhängende Kosten für Ausfall- und Reparaturzeiten, sowie für die Austauschmodule selbst sind gerade im Industriebereich auf Grund der Anlagengröße sehr hoch. Um diesen ungeplanten Investitionen vorzubeugen, kommen elektromechanische oder elektronische Frostschutzthermostate zur Absicherung zur Anwendung.

Wärmetauscher werden häufig mit reinem Pumpen-Warmwasser betrieben. Vom Einsatz eines Glykhol- Wasser-Gemisches wird auf Grund der prozessualen Nachteile wie der höheren Zähigkeit, der schlechteren Wärmeübertragung sowie dem erhöhten Strömungswiderstand im Vergleich zur Anwendung mit reinem Wasser abgesehen. Der Betrieb mit Pumpen-Warmwasser hat jedoch den Nachteil, dass bei Erreichen einer Temperatur von 0°C eine schlagartige Volumenzunahme begründet in der Änderung des Aggregatzustandes auftritt. Bei zirkulierendem Wasser kann diese Volumenzunahme auf einige Minusgrade verzögert werden, tritt dann dort jedoch ebenfalls auf. Diese Volumenzunahme kann im Extremfall zu einem Aufplatzen der wassergeführten, filigran ausgeführten Kupferrohre im Wärmetauscher führen.

Ursachen von Frostschäden
Die Gründe für das Auftreten von Frostschäden an Lüftungs- und Klimaanlagen sind vielschichtig. Als Ursache können defekte Anlagenkomponenten sein wie das Auftreten einer Brennerstörung oder mangelhafte Brennstoffzufuhr. Auch undichte Luftklappen können bei ruhender Anlage zu einer Gefahr für den Wärmetauscher werden, da dieser nicht mit warmem Wasser durchströmt wird. Aber auch im Regelbetrieb, zum Beispiel beim Anfahren der Anlage bei tiefen Außentemperaturen, besteht die Gefahr von Frostschäden. Noch nicht ausreichend vorerwärmtes Wasser im Wärmetauscher kann bei zusätzlich tiefen Außentemperaturen dazu führen, dass die Anlage in den Frostmodus schaltet. Auch ein zu geringer Lüftungswärmebedarf im zu temperierenden Raum kann eine Frostsituation hervorrufen, sei es temporär durch einen hohen Fremdwärmeeinfall im Raum selbst oder dauerhaft auf Grund einer fehlerhaften Anlagendimensionierung.

Vermeidung von Frostschäden
Bei den in der Lüftungs- und Klimatechnik eingesetzten Wärmetauschern ist es stets notwendig, den Erhitzer vor Frostschäden zu schützen. Sowohl der Vorerhitzer als auch der Nacherhitzer müssen unabhängig von der sonstigen Anlagensteuerung mit Hilfe eines Frostschutzthermostats abgesichert werden. Der Frostschutzthermostat stellt dabei im Falle einer Frostgefahr sicher, dass zum Beispiel eine Zuluftklappe geschlossen oder die Ventilsteuerung geöffnet wird. Neben dem Einsatz in der Belüftung und Klimatisierung von Wohn- und Arbeitsräumen, werden Wärmetauscher auch in Anlagen zur Temperierung von Gärtnereien und den dort vorhandenen Gewächshäusern betrieben. Der dort entstehende Schaden bei Ausfall der Lüftungs- und Klimatisierungseinheit kann mit hohen finanziellen Einbußen, verursacht durch Lieferausfälle, verbunden sein. Bei Nichterfüllung bestehender Lieferverträge können sogar […]