Frostschutz

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Autoren
OldBo
12.06.2010

Radtke 06.08.2009
Es kann Situationen geben, wo Fußbodenheizungsanlagen Temperaturen unter 0 °C ausgesetzt sind. Unbewohnte, sporadisch beheizte Ferienhäuser, Ausfall des Heizkessels, Anlagen zur Eisfreihaltung von Flächen oder plötzlicher Temperatursturz nach der Verlegung, sind Anwendungsfälle von Frostschutzmaßnahmen.
Frostschutzmittel
Abb. 1. Erforderliche Frostschutzkonzentrationen
 Abb. 1. Erforderliche Frostschutzkonzentrationen
Es kann Situationen geben, wo Fußbodenheizungsanlagen Temperaturen unter 0 °C ausgesetzt sind. Unbewohnte, sporadisch beheizte Ferienhäuser, Ausfall des Heizkessels, Anlagen zur Eisfreihaltung von Flächen oder plötzlicher Temperatursturz nach der Verlegung, sind Anwendungsfälle von Frostschutzmaßnahmen.

Eine mit Wasser gefüllte Fußbodenheizungsanlage lässt sich gewöhnlich nur mit Druckluft entleeren. Die Verteiler liegen oberhalb des Fußbodens, das Wasser kann nicht frei abfließen. Deshalb kann bisweilen auch der Einsatz von Frostschutzmitteln notwendig werden.

Dazu wird überwiegend Ethylenglycol HO-CH2-CH2-OH eingesetzt, eine fast farblose, klare niedrigviskose Flüssigkeit. Propylenglykol hat nahezu die gleichen Eigenschaften, es erfordert eine geringfügig höhere Konzentration. 

Beide Stoffe sind als Mischung mit neutralem Wasser toxikologisch unbedenklich, wenngleich die versehentliche Einnahme (verschlucken) gesundheitliche Schäden verursachen kann. Wichtig ist, dass Frostschutzmittel Inhibitoren gegen Korrosion enthalten, welche die Metalle des gesamten Heizungssystems mit Sicherheit auf Dauer vor Korrosion schützen. Reine Glykole bewirken genau das Gegenteil, sie fördern Korrosion.

Je nach Schutzwirkung sind die entsprechenden Mengen nach mit neutralem Wasser zu mischen. Dazu empfiehlt sich eine Vormischung außerhalb der Anlage und die Einschleusung hinter der Umwälzpumpe. Die Konzentration kann mit einer geeigneten „Spindel“ (Aräometer) festgestellt werden.

Glykole sind für nahezu alle metallischen und nichtmetallischen Werkstoffe verträglich, mit Ausnahme von Duroplasten auf Phenolharzbasis. Hanf sollte mit „Fermitol“ oder „Spezial-Fermit“ bestrichen werden. Das Frostschutzmittel Glykol ist wie folgt zu kennzeichnen:

Stoffklasse II / d

Kennbuchstabe f. d.

Gefahrensymbol Xn

Besondere Gefahren R 54

Sicherheitsratschläge S 3.

Ein bereits in Heizungsbauerkreisen bekanntes Frostschutzmittel ist Antifrogen N oder L, mit dem die Leckwarnsysteme erdverlegter Öltanks ausgestattet sind. Um ausreichenden Korrosionsschutz zu gewährleisten, schreibt der Hersteller eine Mindestkonzentration vor:

20 % für Antifrogen N, 25 % für Antifrogen L.

Auf keinen Fall darf eine Anlagenbefüllung mit Antifrogenmischung nach Ablauf der Frostperiode weiter mit Wasser aufgefüllt werden, wenn dadurch die Konzentration unter die vorgenannten Werte absinkt. Für den Fall, dass das Frostschutzgemisch aus der Anlage wieder abgelassen wird, sind eine oder mehrere Spülungen mit neutralem Wasser erforderlich.

Auf keinen Fall darf die Anlage mit nur teilweiser Füllung über einen längeren Zeitraum stehen. Kennt man den Anlageninhalt genau, so kann man nach dem Auffüllen der Anlage mit ca. 1 / 3 Wasser das Frostschutzmittel hineingeben und danach die Anlage vollständig füllen. Bei Verwendung von Antifrogen soll der pH-Wert des Wassers im Bereich von pH 8,5 liegen. Mit zunehmendem Frostschutzmittelanteil erhöht sich die Viskosität der Mischung. Dementsprechend sind Pumpen größer zu dimensionieren.

Absicherung von Wärmetauschern
Abb. 3. Thermostatische Absicherung des<br />Wärmetauschers gegen Frost.
 Abb. 3. Thermostatische Absicherung des
Wärmetauschers gegen Frost.
Ein durch Zugabe von Frostschutzmittel abgesicherter Heizkreis kann nur über einen Wärmetauscher von der übrigen Heizungsanlage getrennt betrieben werden. Dabei bleibt häufig unbeachtet, dass bei Versagen des Primärkreislaufes über die Pumpe P1 am Wärmetauscher ein Frostschaden auftreten kann.

Der mit Frostschutz abgesicherte Fußbodenheizkreislauf wird durch Einschalten der Pumpe P2 in Betrieb genommen. Dieses mag manuell oder über entsprechende Steuerungseinrichtungen geschehen. Wärme kann nur übertragen werden, wenn gleichzeitig der Primärkreislauf über Pumpe P1 ausreichend Wärme heranführt. Sollte die Wärmeversorgung unzureichend sein oder sogar die Pumpe P1 ausfallen, so wird die Temperatur im Sekundärkreis immer weiter absinken. Im Falle einer Freiflächenheizung sind Temperaturen unter 0 °C denkbar. Die frostgeschützte Füllung kann ein Einfrieren der ungeschützten Primärseite nach sich ziehen.  

Eine Überwachung der Wassertemperatur im Primärkreis ist allein nicht ausreichend. Fällt die Pumpe P1 aus, wird sich die Temperatur am Fühler bei Frostgefahr nicht tief genug absenken und ein Signal abgeben. Deshalb muss zusätzlich die Funktion der Pumpe P1 überwacht werden. Dazu wäre der Einbau eines Differenzdruckwächters notwendig.

Ist der Wärmetauscher so gebaut, dass das heizungsseitige Wasser die Außenhülle durchströmt, so könnte man einen Anlegethermostaten installieren, der auf z. B. + 5 °C eingestellt ist und bei Unterschreitung die Pumpe P2 abschaltet.

Ferner ist zu beachten, dass sich bei entsprechend niedriger Temperatur auf der Sekundärseite am Heizkreisverteiler Kondenswasser bildet und abtropfen kann. Gleiches gilt auch für die Umwälzpumpe P2, die unbedingt schwitzwassergeschützt sein muss.

Entleerung bei Frostgefahr
Oft ist es notwendig, dass Fußbodenheizrohre auch bei Temperaturen um den Gefrierpunkt herum verlegt werden müssen. Dieses ist bei entsprechender Behandlung und Vorsicht auch ohne weiteres möglich.

Problematisch wird es, wenn die Anlage bereits gefüllt und abgedrückt wurde und Frostgefahr zu erwarten ist. Die Heizkreisverteiler sind normalerweise oberhalb der Fußbodenfläche installiert, so dass das in den Heizkreisen befindliche Wasser bei einer Anlagenentleerung nicht abfließen kann.

Eine einfache und wirkungsvolle Lösung besteht darin, die Heizkreise durch Anschließen eines kleinen Heimwerkerkompressors an den Heizkreisverteiler frei zu blasen. Dazu werden alle Heizkreise abgesperrt und nur die Ventile des jeweils frei zu blasenden Kreises so lange geöffnet, bis das letzte Wasser herausgedrückt ist und Luft erscheint. Dann werden die Ventile erneut geschlossen und die des nächsten Kreises geöffnet. Der Kompressorschlauch kann an Füll- und Entleerungshähnen des Heizkreisverteilers oder, falls nicht vorhanden, an den Entlüftungsstellen des Heizkreisverteilers angeschlossen werden. Kleinste im Heizkreis verbleibende Restwassermengen beeinträchtigen die Frostsicherheit nicht.

Frostschutz durch vorzeitige Inbetriebnahme der Heizung
Es kommt immer wieder vor, dass Estriche auch bei Temperaturen unter +5 °C eingebracht werden, obwohl dies nach den einschlägigen Normen nicht gestattet ist.

Des weiteren kann der Estrich bei über +5 °C eingebaut worden sein, aber in der Folge sind die Umgebungstemperaturen unter 0°C gefallen und es besteht die Gefahr, dass das Wasser sowohl in den Heizrohren als auch im noch frischen Estrich gefriert und Schäden am Estrich verursacht.

In solchen Fällen sollte man zunächst immer versuchen, mit zusätzlichen Heizgeräten die Raumtemperatur auf über 0 °C anzuheben. Die Inbetriebnahme der Fußbodenheizung birgt große Gefahren. Die Betriebstemperatur, die ja nur sehr niedrig liegen darf, lässt sich häufig nicht genau einstellen und halten. Andererseits reicht sie oft nicht aus, um noch am Rücklauf eines Heizkreises über 0 °C zu liegen.

Quellen
Das ABC der Flächenheizung und Flächenkühlung Winnenden: Heizungs-Journal Verlags-GmbH, ISBN 3-924788-16-2
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Joerg Lorenz schrieb: Morgen Spezi Habe mir das entsprechende File angeschaut. Die Mischkurve kannst Du visualisieren, indem Du das entsprechende Signal (TFB1) in die Graphik rüberziehst. Im WP-Kreis-Vorlauf sehe...
pflanze 132 schrieb: Hallo Worker, eine UV-Schutzfolie auf der Innenseite von Isolierglas macht m.M.n. keinerlei Sinn. Im Normalfall wird das Glas, wenn nicht UV-durchlässiges Glas (eher selten bei Isolierglas für Wohnräume...)...
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