Luft in der Wasserleitung – so funktioniert ein Be- & Entlüftungsventil

Be- und Entlüftungsventile sind ein wesentlicher Bestandteil von Wasserversorgungsnetzen. Egal, ob es sich um eine Trinkwasser-, Wasserverteilungs- oder Abwasserleitung handelt: Sie können sicher sein, dass Sie dort ein Be- und Entlüftungsventil finden. Was sind also Be- und Entlüftungsventile und welche Funktion erfüllen sie in Rohrleitungssystemen? Dieser Artikel beantwortet diese Fragen und gibt Ihnen weitere technische Einblicke in Be- und Entlüftungsventile.

Luft kann auf verschiedene Weise in Rohrleitungssysteme gelangen:

• Leere Rohrleitungen
  Rohrleitungen, die nicht in Betrieb sind, sind mit Luft gefüllt. Das meiste davon wird bei der Inbetriebnahme entfernt, aber einige Lufteinschlüsse können im System verbleiben.
   
• Luft in der Flüssigkeit
  Je nach Temperatur und Druck können Flüssigkeiten wie Wasser eingeschlossene oder gelöste Luft enthalten. Während des Flüssigkeitsstroms trennt sie sich von der Flüssigkeit und kann an den hohen Punkten des Systems eingeschlossen werden. Auch in Rohrleitungen, die Abwasser transportieren, können die flüssigen Abfälle chemische Reaktionen eingehen und sich in Gase verwandeln, die sich im Abwassersystem festsetzen können.  
   
• Mechanische Ausrüstung
  Luft kann auch durch mechanische Systeme wie Pumpen, Rohrverbindungen, Ventile usw. in die Rohrleitung gelangen. Lecks oder fehlerhafte Dichtungen in diesen Komponenten können dazu führen, dass Luft in das Rohrleitungssystem eindringt.

Ein Vakuum in Rohrleitungen entsteht, wenn der Druck in der Rohrleitung unter den atmosphärischen Druck fällt. Ein Vakuum kann durch plötzliche Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit entstehen. Zum Beispiel:

• wenn die Pumpen zu schnell abgeschaltet werden
• wenn die Ventile plötzlich geschlossen werden
• falsches Entleeren von Leitungsabschnitten in der Rohrleitung.

Luft und Unterdruck, die sich in der Rohrleitung bilden, können schwerwiegende Auswirkungen auf den Betrieb der Rohrleitung haben. Einige dieser Folgen sind:  

• Geringere Pumpleistung: Luft in Pipelines kann die Effizienz des Pumpensystems verringern. Die an den Hochpunkten des Systems eingeschlossene Luft blockiert den Durchfluss, erhöht die Druckhöhe und damit die für den Durchfluss erforderliche Energie.
   
• Defekte Mess- und Instrumentierungsgeräte: Lufteinschlüsse und Unterdruck können bei Durchflussmessgeräten und Regelarmaturen zu Problemen führen. Sie beeinträchtigen die Mess und Regelgenauigkeit.
   
• Druckschlag: Wenn ein Lufteinschluss in einem Rohr vorhanden ist, baut sich um die Verstopfung herum ein Druck auf. Der Druck des Wassers, das um die Verstopfung herumgewirbelt wird, sendet Vibrationen durch das Rohr. Diese Vibrationen, die als Druckschlag bezeichnet werden, können möglicherweise wichtige Armaturen beschädigen.
   
• Rohrbruch: Unterdruck kann zu katastrophalen Ausfällen in Rohrleitungen führen. Wenn ein erheblicher Unterdruck herrscht, kann das Rohr aufgrund des Druckunterschieds kollabieren.
   
• Rohrleitungskorrosion: Je nach Temperatur der Rohrleitung kann der Sauerstoff in der eingeschlossenen Luft ein starkes Korrosionsmittel sein. Der Sauerstoff oxidiert das Metall allmählich, was zu Rost, Verstopfung und strukturellem Versagen des Rohres führen kann.

Wie kann man die Bildung von Luft und/oder Unterdruck in Wasserversorgungssystemen verhindern? Die Lösung ist ein Be- und Entlüftungsventil, ein hydromechanisches Durchflussregelgerät, das den dosierten Durchfluss von Luft in eine oder beide Richtungen ermöglicht. Seine Funktion in einer Rohrleitung besteht darin, während des Befüllens, Entleerens oder des Betriebs von Rohrleitungen angesammelte Luft/Gase abzulassen oder Luft in die Rohrleitung einzulassen.

Die Wahl des richtigen Standorts ist für den Einbau eines Be- und Entlüftungsventils sehr wichtig. Um eine maximale Effizienz zu erzielen, werden die Belüftungsventile an strategischen Stellen im Verlauf der Rohrleitung angebracht. Für eine ordnungsgemäße Be- und Entlüftung von Wasser- und Abwassersystemen sind Entlüftungsventile an den folgenden Stellen erforderlich:  

Maximale Hochpunkte

Luftblasen sammeln sich an und bilden Luftsäcke, die sich an den höchsten Punkten im System festsetzen. Die Platzierung von Entlüftungsventilen an diesen Stellen hilft, die Lufteinschlüsse in die Atmosphäre zu entlüften.

Temporäre Hochpunkte

Lokale Hochpunkte können auch als Sammelstelle für Luftblasen dienen. Ein Entlüftungsventil entlässt die Luftblasen an dieser Stelle in die Atmosphäre.

Lange ansteigende oder abfallende Rohrleitungsabschnitte 

Verdrängte Luftblasen können stromaufwärts fließen und im oberen Teil des Rohrs größere Luftblasen bilden. Außerdem kann sich durch eine schnelle Strömung in abwärts gerichteten Rohrabschnitten ein Vakuum bilden. Als Faustregel gilt, dass Be- und Entlüftungsventile bei langen Rohrstrecken alle 800 m installiert werden sollten, um das System ordnungsgemäß zu be- bzw. entlüften.

Nach schnell schließenden Ventilen  

Wenn Ventile plötzlich geschlossen werden, kann sich aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit hinter dem Ventil ein Unterdruck bilden. Um eine einwandfreie Funktion der Leitung zu gewährleisten, muss der Unterdruck durch Einlassen von Luft in die Leitung abgebaut werden.  

Nachstromdrosselungen/Druckerhöhungsanlagen  

Nach Drosseleinrichtungen wie Turbinen oder Regelventilen können die Druck- und Geschwindigkeitsunterschiede zur Bildung eines Vakuums führen. In der Nähe dieser Einrichtungen werden Be- und Entlüftungsventile benötigt, um Luft in das System zu ziehen. Durchflusserhöhende Einrichtungen wie Pumpen und reduzierte Rohrleitungsabschnitte ziehen ebenfalls Luftblasen in den Durchfluss. Entlüftungsventile müssen nach diesen Geräten installiert werden, um diese Luftblasen zu entlüften.  

Schließlich sollten Sie Ihre Entlüftungsventile immer an gut zugänglichen, gut belüfteten Stellen installieren. So wird sichergestellt, dass immer genügend Luft in das System gesaugt wird und die ausgestoßene Luft einen Weg nach draußen findet. Außerdem sind die Ventile so für die Wartung leichter zu erreichen.

Aus diesem Artikel haben wir gelernt, dass Luft, die sich in einem Rohrleitungssystem ansammeln kann, eine erhebliche Gefahr für das gesamte Netzwerk darstellen kann. Im folgenden Artikel werden wir erklären, wie man richtige Be- und Entlüftungsventile auswählt.