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Tabellen für die Auslegung von Ausdehnungsgefäßen

in Heizungsanlagen, thermischen Solaranlagen ...

Tabelle 1:

Ausdehnung von Wasser bei Erwärmung:

Ausdehnungskoeffizienten für Wasser, ausgehend von 0°C - ohne und mit Zusatz von Frostschutzmitteln
Temperatur °C
Wasser pur
10% Zusatz
20% Zusatz
30% Zusatz
40% Zusatz
50% Zusatz
0
1
1
1
1
1
1
10
1,0004
1,0032
1,0064
1,0096
1,0128
1,0160
20
1,0018
1,0050
1,0082
1,0114
1,0146
1,0178
30
1,0044
1,0076
1,0108
1,0140
1,0172
1,0204
40
1,0079
1,0111
1,0143
1,0175
1,0207
1,0239
50
1,0121
1,0153
1,0185
1,0217
1,0249
1,0281
60
1,0171
1,0203
1,0235
1,0267
1,0299
1,0331
70
1,0228
1,0260
1,0292
1,0324
1,0356
1,0388
80
1,0290
1,0322
1,0354
1,0386
1,0418
1,0450
85
1,0321
1,0357
1,0389
1,0421
1,0453
1,0485
90
1,0359
1,0391
1,0423
1,0455
1,0487
1,0519
95
1,0396
1,0429
1,0461
1,0493
1,0525
1,0557
100
1,0435
1,0467
1,0499
1,0531
1,0563
1,0595
105
1,0474
1,0507
1,0533
1,0571
1,0601
1,0635
107
1,0491
1,0523
1,0555
1,0587
1,0619
1,0651
110
1,0515
1,0547
1,0579
1,0611
1,0643
1,0675
120
1,0603
1,0635
1,0667
1,0699
1,0731
1,0763
130
1,0697
1,0729
1,0761
1,0793
1,0825
1,0875
Angaben ohne Gewähr   Quelle: Firma reflex   (Winkelmann + Pannhoff GmbH)

Beispiel: 100 Liter Wasser dehnen sich bei Erwärmung von 10 °C auf 90 °C auf 100 x ( 1,0359 : 1,0004 ) = 103,55 Liter aus.
 

Tabelle 2:
 

Sattdampftabelle:

Über 100 °C bleibt Wasser nur dann flüssig, wenn es unter Druck steht.

Den dafür mindestens nötigen Druck sehen Sie in dieser Tabelle.

Quelle: Firma reflex
(Winkelmann + Pannhoff GmbH)

Bei Wasser/Frostschutzmittel-Gemischen reduziert sich der nötige Druck im allgemeinen.

Angaben ohne Gewähr
Temperatur
in °C
Überdruck
in Bar
100
0,013
105
0,208
110
0,433
115
0,691
120
0,985
125
1,321
130
1,701
135
2,131
140
2,614
145
3,155
150
3,760
155
4,433
160
5,180
165
6,008
170
6,920
175
7,925
180
9,027
185
10,234
Achtung:

Wasser, welches über 100 °C erwärmt wird, ist nicht ungefährlich !

  • Bei einem Leck bildet sich schnell viel Dampf  => Verbrühungsgefahr.

    •  
  • Wenn ein größeres Gefäß birst, bildet sich schlagartig so wiel Dampf, bis das übrige Wasser (durch "Verdunstungskälte") auf 100 °C abgekühlt ist => Explosionsgefahr.

    •  
  • Der Technische Überwachungsverein TÜV wurde ursprünglich wegen dieser Gefahr gegründet (Unfälle mit Dampfmaschinen u.ä.) und hieß zuerst "Dampfkessel-Überwachungsverein"...

 

Tabelle 3:

Wirkungsgrad für Ausdehnungsgefäße

Je nach Anfangs- und Enddruck ist nur ein Teil des Nennvolumens des Ausdehnungsgefäßes nutzbar.
 
Enddruck P(e)
in bar
Anfangsdruck P(a) in bar
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
8,0
1,0
 0,25
                            
1,5
 0,40
0,20
                          
2,0
 0,50
  0,33  0,16                        
2,5
 0,57
  0,43  0,28  0,14                      
3,0
 0,62
  0,50  0,37  0,25  0,13                    
3,5
 0,66
  0,55  0,44  0,33  0,22  0,11                  
4,0
  0,70  0,60  0,50  0,40  0,30  0,20  0,10                
4,5
  0,72  0,64  0,55  0,46  3,36  0,27  0,18  0,09              
5,0
  0,75  0,67  0,58  0,50  0,41  0,33  0,25  0,17  0,08            
5,5
  0,76  0,69  0,61  0,53  0,45  0,37  0,30  0,22  0,14  0,06          
6,0
  0,78  0,71  0,63  0,56  0,49  0,42  0,34  0,27  0,20  0,12  0,05        
6,5
  0,79  0,72  0,66  0,59  0,52  0,45  0,38  0,31  0,25  0,18  0,11  0,04      
7,0
  0,80  0,74  0,68  0,61  0,55  0,48  0,42  0,35  0,29  0,22  0,16  0,10      
7,5
  0,81  0,76  0,69  0,63  0,57  0,51  0,45  0,39  0,33  0,27  0,21  0,15  0,08    
8,0
  0,82  0,77  0,71  0,65  0,59  0,54  0,48  0,42  0,36  0,31  0,25  0,19  0,13  0,08  
8,5
  0,83  0,78  0,72  0,67  0,61  0,56  0,50  0,45  0,39  0,34  0,28  0,23  0,17  0,12  
9,0
  0,84  0,79  0,74  0,68  0,63  0,58  0,53  0,48  0,42  0,37  0,32  0,27  0,21  0,16  0,06
9,5
  0,85  0,80  0,75  0,70  0,65  0,60  0,55  0,50  0,45  0,40  0,35  0,30  0,25  0,20  0,10
Angaben ohne Gewähr   Quelle: Firma reflex (Winkelmann + Pannhoff GmbH)

Arbeitsdruckdifferenzen der Sicherheitsventile sind nach TRD 721 bis 5,0 bar mit 0,5 bar, darüber mit 10% vom Ansprechdruck zu berücksichtigen. Der Anlagendruck P(e) liegt daher generell entsprechend unter dem Ansprechdruck der Sicherheitsventile.

Beispiel:
                Minimale Wassertemperatur:      0     °C
                Maximale Vorlauftemperatur:    95     °C
                Anlageninhalt:                120     Liter
Aus Tabelle 1:  Ausdehnung um                   4,752 Liter     (auf 124,752 Liter)

                statische Höhe:                 8     Meter
                gewählter Vordruck:             1     bar        minimaler Anlagendruck P(a)*
                Sicherheitsventil:              2,5   bar        Ansprechdruck
                                                2,0   bar        maximaler Anlagendruck P(e)
Aus Tabelle 3:  Wirkungsgrad des Gefäßes        0,33
minimales Nennvolumen   (4,752 : 0,33) =       14,4   Liter
gewähltes Ausdehnungsgefäß:                    18     Liter

* An diese Grenze sollte man nicht kommen, da unterhalb davon der Anlagendruck schnell absinkt. Der Druck der kalten Anlage sollte etwas über dem Vordruck des Ausdehnungsgefäßes liegen, so daß dieses immer noch Wasser enthält, die sogenannte Wasservorlage.
 

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