Ein Gefäß auf dem Dachboden, dicke Stahlrohre und ein handbeschickter Heizkessel im Keller. Diese Anlage beheizte polnische Häuser jahrzehntelang und funktioniert in vielen noch immer tadellos. Die Frage lautet daher nicht, ob sie schlecht ist, sondern ob sie mit den sich wandelnden Standards der Hausheizung Schritt hält. In diesem Ratgeber erklären wir, worin sich eine offene von einer geschlossenen Anlage unterscheidet, welche Schwachstellen die alte Schwerkraftheizung hat und ab wann eine Modernisierung wirklich sinnvoll ist.
Wie eine offene Anlage funktioniert und woher sie stammt
In einer offenen Anlage steht das Wasser dauerhaft mit der Luft in Kontakt. Dafür sorgt das offene Ausdehnungsgefäß, das am höchsten Punkt der Anlage, meist auf dem Dachboden, oberhalb aller Heizkörper angebracht ist. Der Druck in einer solchen Anlage liegt nahe am Atmosphärendruck und ergibt sich einfach aus der Höhe der Wassersäule; deshalb steigt er mit der Gebäudehöhe.
Das offene Ausdehnungsgefäß erfüllt gleichzeitig drei Funktionen. Es nimmt die Volumenzunahme des Wassers auf, das sich beim Erwärmen ausdehnt, gleicht laufende Wasserverluste aus und führt im Fall des Aufkochens überschüssigen Dampf ab. Diese Lösung ist einfach und wirksam und wurde in einer Zeit entwickelt, in der ein handbeschickter Kohle- oder Holzkessel Standard war. Ein solcher Kessel hat eine große thermische Trägheit, und eine Schwerkraftheizung konnte sogar ohne Strom funktionieren, angetrieben allein durch den Dichteunterschied zwischen warmem und kaltem Wasser.
Die geschlossene Anlage - worin sich die modernere Lösung unterscheidet
Eine geschlossene Anlage ist hermetisch abgedichtet. Das Wasser hat keinen Kontakt zur Atmosphäre, und die Funktion des offenen Ausdehnungsgefäßes übernimmt ein Membran-Ausdehnungsgefäß, in dem eine Membran den Wasserbereich vom Gaspolster trennt. Wenn sich das Wasser erwärmt und ausdehnt, strömt es in das Gefäß und spannt die Membran; nach dem Abkühlen kehrt es in den Kreislauf zurück. Entstehender Überdruck wird über das Sicherheitsventil abgeführt.
Der wichtigste Unterschied zwischen einer offenen und einer geschlossenen Anlage liegt jedoch nicht im Ausdehnungsgefäß selbst, sondern im Kontakt des Wassers mit der Luft. In einer offenen Anlage besteht dieser Kontakt dauerhaft, in einer geschlossenen nicht. Diese scheinbar kleine Unterscheidung entscheidet über die Lebensdauer der gesamten Anlage. Anstelle eines Gefäßes auf dem Dachboden verfügt die geschlossene Anlage über eine kompakte Einheit am Heizkessel, und der Druck wird auf einem konstanten Betriebsniveau gehalten, statt von der Höhe des Gebäudes abzuhängen.
Vorteile einer offenen Anlage
Eine offene Anlage hat echte Vorteile und ist in manchen Situationen weiterhin eine vernünftige Wahl.
- Sie kann ohne Strom betrieben werden. Bei einem Heizkessel mit manueller Brennstoffzufuhr verteilt eine Schwerkraftheizung die Wärme allein durch den Temperaturunterschied, was an Orten mit unzuverlässiger Stromversorgung äußerst wertvoll sein kann.
- Sie ist einfach und wartungsfrei. Es gibt keine druckabhängigen Sicherheitselemente, die ausfallen könnten.
- Überdruck stellt keine Gefahr dar. Der Dampf kann durch das offene Ausdehnungsgefäß immer entweichen, sodass ein Bersten der Anlage aufgrund eines Druckanstiegs praktisch ausgeschlossen ist.
Ein Sicherheitshinweis, den du bei einer solchen Anlage beachten musst: An der Sicherheitsleitung, die den Heizkessel mit dem offenen Ausdehnungsgefäß verbindet, darf keine Absperrarmatur montiert werden. Ihr versehentliches Schließen bei einem aufgeheizten Heizkessel kann zum Bersten der Anlage führen.
Nachteile einer offenen Anlage
Die größte Schwäche einer offenen Anlage ist das, was jahrelang harmlos erschien: der ständige Kontakt des Wassers mit der Luft. Er ist für die beschleunigte Korrosion der gesamten Anlage verantwortlich.
Der Mechanismus ist einfach. Das Wasser im offenen Ausdehnungsgefäß nimmt ununterbrochen Sauerstoff aus der Luft auf, und dieser Sauerstoff oxidiert die Stahlelemente des Kreislaufs, also den Heizkessel, die Rohre und die Heizkörper. Hinzu kommt die Verdunstung. Aus dem offenen Gefäß verdunstet allmählich Wasser, sodass es von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden muss. Jedes Nachfüllen bringt eine weitere Portion frisches Wasser mit sich, die neuen Sauerstoff und gelöste Mineralien enthält. Der Sauerstoff treibt die Korrosion an, während sich die Mineralien als Kalk im Wärmetauscher des Heizkessels ablagern. Dieser Teufelskreis setzt sich die ganze Heizsaison über fort.
In einer geschlossenen Anlage tritt dieser Prozess praktisch nicht auf. Das vom Kontakt mit der Luft abgeschirmte Wasser gibt nach einigen Tagen Betrieb den gelösten Sauerstoff ab und wird entgast. Da es nicht verdampft, muss es nicht nachgefüllt werden. Ohne ständige Zufuhr von frischem, sauerstoffhaltigem Wasser kommt die Korrosion nahezu zum Stillstand.
Korrosion ist nicht das einzige Problem. Ein offenes Ausdehnungsgefäß auf einem unbeheizten Dachboden kann einfrieren, gibt Wärme an einen kalten Gebäudebereich ab und nimmt Platz ein. Das regelmäßige Nachfüllen von Wasser kann lästig sein, und eine offene Anlage ist nicht mit modernen Wärmequellen oder einer Fußbodenheizung kompatibel, bei der Ablagerungen und Korrosion die dünnen Rohre im Estrich schnell beschädigen.
Was du mit dem Wechsel zu einer geschlossenen Anlage gewinnst
Eine Modernisierung bedeutet nicht nur, die Nachteile der alten Anlage zu beseitigen, sondern bringt auch konkrete Vorteile im Alltag.
- Längere Lebensdauer der Anlage. Wasser ohne ständige Sauerstoffzufuhr beschädigt Kessel, Rohre und Heizkörper deutlich langsamer, was zu weniger Störungen führt.
- Kein Wassermehr nachfüllen. In einem dichten Kreislauf verdampft das Wasser nicht, sodass das regelmäßige Nachfüllen entfällt.
- Kompatibilität mit modernen Heizsystemen. Ein geschlossenes System ist Voraussetzung für den Betrieb eines Brennwertkessels, einer Wärmepumpe und einer Fußbodenheizung.
- Mehr Platz und kein Einfrierrisiko mehr. Das Ausdehnungsgefäß auf dem Dachboden entfällt und damit auch das Risiko des Einfrierens sowie des Wärmeverlusts in einem unbeheizten Gebäudeteil.
- Stabilerer und leiserer Betrieb. Der aufrechterhaltene Betriebsdruck sorgt dafür, dass die Anlage gleichmäßiger und berechenbarer arbeitet.
Wann ist die Modernisierung notwendig und wann nur optional?
Nicht jede Schwerkraftheizung muss sofort umgebaut werden. Alles hängt davon ab, womit du das Haus beheizt oder beheizen möchtest.
Die Modernisierung ist notwendig, wenn du eine moderne Wärmequelle planst. Gasheizkessel, insbesondere Brennwertkessel, sowie Wärmepumpen sind ausschließlich für den Betrieb in einem geschlossenen System ausgelegt. Ihr Anschluss an eine offene Anlage erfordert deren Umbau oder die Trennung der Kreisläufe durch einen Plattenwärmetauscher. Die detaillierten Anforderungen sind immer der Anleitung des Geräteherstellers zu entnehmen.
Die Modernisierung ist optional, wenn du bei einem klassischen Festbrennstoffkessel bleibst. Ein solcher Kessel kann weiterhin in einem offenen System betrieben werden, und das ist eine bewährte Lösung.
Hier gilt es, ein häufiges Missverständnis auszuräumen. Man hört gelegentlich, dass ein Festbrennstoffkessel grundsätzlich nicht an ein geschlossenes System angeschlossen werden darf. Diese Information ist veraltet. Seit der Änderung der Vorschriften im Jahr 2009 darf ein Festbrennstoffkessel in einem geschlossenen System betrieben werden, sofern seine Leistung 300 kW nicht überschreitet und er mit einer Vorrichtung zur Ableitung überschüssiger Wärme ausgestattet ist, zum Beispiel mit einer Kühlschlange, die mit einem thermischen Ventil zusammenarbeitet. Eine solche Vorrichtung führt bei Überhitzung überschüssige Wärme ab und schützt die Anlage. Verfügt der Festbrennstoffkessel nicht über eine solche Sicherung, kommt auch ein gemischtes System zum Einsatz, in dem der Kessel in einem offenen Kreislauf arbeitet, während der übrige Teil der Anlage, der durch einen Plattenwärmetauscher getrennt ist, in einem geschlossenen Kreislauf betrieben wird.
Was muss beim Umstieg auf ein geschlossenes System ausgetauscht werden?
Die wichtigste Nachricht für Hauseigentümer lautet: Eine Modernisierung bedeutet in der Regel den Umbau der Einheit am Heizkessel und nicht den Austausch der gesamten Anlage. Alte Rohre und gusseiserne Heizkörper können meist bleiben, da ihr Austausch wirtschaftlich selten sinnvoll ist. Die tatsächlichen Änderungen betreffen einige Komponenten rund um die Wärmequelle. Einige davon kann der neue Heizkessel bereits werkseitig enthalten, sodass der tatsächliche Einkaufsumfang von seiner Ausstattung abhängt.
- Membran-Ausdehnungsgefäß anstelle des offenen Gefäßes auf dem Dachboden. Es wird entsprechend dem Anlagenvolumen ausgewählt, orientierungsweise auf etwa zehn Prozent des Anlageninhalts; der genaue Wert wird anhand der Leistung und der Parameter der Anlage berechnet. Wandhängende Gasheizkessel verfügen häufig über ein werkseitiges Gefäß. Ein zusätzliches wird erst benötigt, wenn der Anlageninhalt die vom Kesselhersteller angegebene Grenze überschreitet. Dabei hilft unser Ratgeber dazu, wie man ein Membran-Ausdehnungsgefäß auswählt; die Unterschiede zwischen den Serien erläutern wir im Artikel über IBO-Ausgleichsbehälter für Heizung und Warmwasser. Wenn das Gefäß bereits ausgewählt ist, hilft Ihnen beim Inbetriebnehmen der Ratgeber dazu, wie man ein Membran-Ausdehnungsgefäß aufpumpt.
- Sicherheitsventil, Manometer und automatischer Entlüfter, einzeln oder zusammengefasst in einer kompakten Sicherheitsgruppe, die auf einer gemeinsamen Leiste montiert wird. Wandhängende Gasheizkessel verfügen in der Regel über ein werkseitiges Sicherheitsventil, sodass dann nur noch der Entlüfter am höchsten Punkt der Anlage fehlt.
- Umwälzpumpe, wenn die Anlage bisher ausschließlich durch Schwerkraft betrieben wurde und die neue Wärmequelle keine eigene integrierte Pumpe besitzt.
- Zusätzliche thermische Absicherung, wenn in der geschlossenen Anlage ein Heizkessel für feste Brennstoffe betrieben werden soll.
Am Ende wird das offene Ausdehnungsgefäß vom Dachboden demontiert und das zu ihm führende Rohr verschlossen. Diesen gesamten Umbau führt ein Installateur mit den entsprechenden Berechtigungen durch. Er wählt die Komponenten passend zur konkreten Anlage aus und bestätigt den ordnungsgemäßen Anschluss, was für die Garantie des neuen Heizkessels wichtig sein kann. Membran-Ausdehnungsgefäße, Sicherheitsgruppen und die übrigen Armaturen finden Sie in unserem Angebot in der Kategorie Gefäße und Behälter.
Häufig gestellte Fragen
Worin unterscheidet sich ein offenes von einem geschlossenen System?
In einem offenen System steht das Wasser über ein offenes Ausdehnungsgefäß auf dem Dachboden ständig mit der Luft in Kontakt, und der Druck liegt nahe dem atmosphärischen Druck. In einem geschlossenen System ist der Kreislauf hermetisch abgedichtet, die Ausdehnung des Wassers wird von einem Membran-Ausdehnungsgefäß aufgenommen und ein Sicherheitsventil schützt vor Überdruck. Dieser Unterschied bestimmt unter anderem die Geschwindigkeit der Korrosion der Anlage.
Kann man ein offenes System in ein geschlossenes umwandeln?
Ja. In den meisten Fällen handelt es sich um einen Umbau der Kesselstation und nicht um den Austausch der gesamten Anlage. Das offene Ausdehnungsgefäß auf dem Dachboden wird demontiert, und am Kessel werden ein Membran-Ausdehnungsgefäß, eine Sicherheitsgruppe und, falls erforderlich, eine Umwälzpumpe installiert. Alte Rohre und Heizkörper können in der Regel bleiben. Den Umbau führt ein zugelassener Installateur durch.
Kann ein alter Festbrennstoffkessel in einem geschlossenen System betrieben werden?
Ja, sofern seine Leistung 300 kW nicht überschreitet und es mit einer Vorrichtung zur Ableitung überschüssiger Wärme ausgestattet ist, zum Beispiel mit einer Kühlschlange mit thermischem Ventil. Ohne eine solche Sicherung bleibt ein Festbrennstoffkessel in einem offenen System oder wird durch einen Plattenwärmetauscher vom übrigen System getrennt.
Wozu dient das Ausdehnungsgefäß auf dem Dachboden?
Im offenen System nimmt das am höchsten Punkt der Anlage angebrachte Ausdehnungsgefäß die Volumenzunahme des Wassers beim Erwärmen auf, gleicht Wasserverluste aus und leitet im Falle des Siedens Dampf ab. Seine Anordnung über den Heizkörpern und der Kontakt mit der Atmosphäre sind Merkmale eines offenen Systems. Im geschlossenen System übernimmt diese Funktion ein Membran-Ausdehnungsgefäß am Kessel.
Müssen die gesamte Anlage und die Rohre ausgetauscht werden?
In der Regel nicht. Die Modernisierung von einem offenen zu einem geschlossenen System besteht hauptsächlich im Umbau der Kesselstation. Alte Rohre und gusseiserne Heizkörper können meist bleiben, da ihr Austausch selten wirtschaftlich ist. Das Ausdehnungsgefäß wird ausgetauscht, Sicherheitseinrichtungen werden ergänzt und bei Bedarf eine Umwälzpumpe eingebaut.
Kann ein Brennwertkessel an ein offenes System angeschlossen werden?
In der Praxis nicht. Brennwertkessel sind für den Betrieb in einem geschlossenen System mit Zwangsumlauf und stabilem Druck ausgelegt. Der Anschluss an eine offene Anlage kann zu einem fehlerhaften Betrieb des Geräts führen und bedeutet meist den Verlust der Herstellergarantie.
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