Ein Gefäß auf dem Dachboden, dicke Stahlrohre und ein Festbrennstoffkessel im Keller. Diese Anlage beheizte polnische Häuser jahrzehntelang und funktioniert vielerorts noch immer einwandfrei. 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 ständig mit der Luft in Kontakt. Dafür sorgt das offene Ausdehnungsgefäß, das sich am höchsten Punkt der Installation befindet, üblicherweise auf dem Dachboden und oberhalb aller Heizkörper. 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 Verluste aus und leitet im Falle eines Überkochens überschüssigen Dampf ab. Diese Lösung ist einfach und wirksam und wurde zu einer Zeit entwickelt, als ein mit Kohle oder Holz befeuerter Festbrennstoffkessel 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 Gefäßes übernimmt das 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. Ein eventuell entstehender Überdruck wird durch das Sicherheitsventil abgeleitet.
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 ständig, in einer geschlossenen nicht. Diese scheinbar kleine Unterscheidung entscheidet über die Lebensdauer der gesamten Installation. Statt eines Gefäßes auf dem Dachboden verfügt die geschlossene Anlage über eine kompakte Einheit am Heizkessel, und der Druck wird auf einem konstanten Betriebsniveau gehalten, anstatt von der Gebäudehöhe abzuhängen.
Vorteile einer offenen Anlage
Eine offene Anlage hat echte Vorteile und kann in manchen Situationen weiterhin eine vernünftige Wahl sein.
- Sie kann ohne Strom betrieben werden. Bei einem Festbrennstoffkessel verteilt eine Schwerkraftheizung die Wärme allein durch den Temperaturunterschied, was dort von unschätzbarem Wert sein kann, wo die Stromversorgung unzuverlässig ist.
- Sie ist einfach und wartungsfrei. Sie enthält keine druckabhängigen Sicherheitselemente, die ausfallen könnten.
- Ein Überdruck ist nicht zu befürchten. Der Dampf kann durch das offene Ausdehnungsgefäß jederzeit entweichen, sodass ein Bersten der Anlage aufgrund eines Druckanstiegs praktisch ausgeschlossen ist.
Ein wichtiger Sicherheitshinweis, den du bei einem solchen System beachten musst: An der Sicherheitsleitung, die den Heizkessel mit dem offenen Ausdehnungsgefäß verbindet, darf keine Absperrarmatur montiert werden. Ihr versehentliches Schließen bei aufgeheiztem Heizkessel kann zum Bersten der Anlage führen.
Nachteile des offenen Systems
Die größte Schwäche des offenen Systems 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. Wasser in einem offenen Ausdehnungsgefäß nimmt ununterbrochen Sauerstoff aus der Luft auf, der die Stahlelemente des Kreislaufs oxidiert – also den Heizkessel, die Rohre und die Heizkörper. Hinzu kommt die Verdunstung. Aus dem offenen Gefäß verdunstet nach und nach Wasser, sodass es von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden muss. Jede Nachfüllung bringt eine weitere Portion frischen Wassers mit sich, die neuen Sauerstoff und gelöste Mineralien enthält. Der Sauerstoff treibt die Korrosion an, während sich die Mineralien in Form von Kalk am Wärmetauscher des Heizkessels ablagern. Dieser Teufelskreis setzt sich die ganze Heizsaison über fort.
In einem geschlossenen System tritt dieser Prozess praktisch nicht auf. Das vom Luftkontakt getrennte Wasser gibt nach einigen Tagen Betriebszeit 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 das offene System ist mit modernen Wärmequellen oder einer Fußbodenheizung nicht kompatibel, bei der Ablagerungen und Korrosion die dünnen Rohre im Estrich schnell beschädigen.
Was du mit dem Wechsel zu einem geschlossenen System 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 lässt Kessel, Rohre und Heizkörper deutlich langsamer korrodieren, was zu weniger Störungen führt.
- Kein Wasser-Nachfüllen mehr. In einem dichten Kreislauf verdampft das Wasser nicht, sodass das regelmäßige Nachfüllen des Anlagenwassers entfällt.
- Kompatibilität mit moderner Heizung. 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 im unbeheizten Teil des Gebäudes.
- 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 Sie Ihr Haus beheizen oder künftig beheizen möchten.
Die Modernisierung ist notwendig, wenn Sie eine moderne Wärmequelle planen. Gaskessel, insbesondere Brennwertkessel, Wärmepumpen sowie moderne Pelletkessel mit automatischer Regelung sind ausschließlich für den Betrieb in einem geschlossenen System ausgelegt. Ihr Anschluss an eine offene Anlage kann zu einem fehlerhaften Betrieb und häufig auch zum Verlust der Herstellergarantie führen.
Die Modernisierung ist optional, wenn Sie bei einem klassischen Festbrennstoffkessel mit manueller Beschickung bleiben. Ein solcher Kessel kann weiterhin in einem offenen System betrieben werden, und dieses ist eine bewährte Lösung.
Hier lohnt es sich, ein häufiges Missverständnis auszuräumen. Man hört mitunter die Behauptung, dass ein Festbrennstoffkessel grundsätzlich nicht an ein geschlossenes System angeschlossen werden darf. Diese Information ist veraltet. Seit der Änderung der Vorschriften im Jahr 2009 kann ein Festbrennstoffkessel in einem geschlossenen System betrieben werden, vorausgesetzt, seine Leistung überschreitet 300 kW nicht und er ist mit einer Vorrichtung zur Ableitung überschüssiger Wärme ausgestattet, beispielsweise 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, bei 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 Umstellen auf ein geschlossenes System ausgetauscht werden
Die wichtigste Nachricht für Hausbesitzer lautet: Bei der Modernisierung wird in der Regel die Kesseleinbindung umgebaut und nicht die gesamte Anlage ausgetauscht. Alte Rohre und gusseiserne Heizkörper können meist bleiben, da ihr Austausch wirtschaftlich selten sinnvoll ist. Die tatsächlichen Änderungen betreffen einige wenige Komponenten rund um die Wärmequelle.
- Membran-Ausdehnungsgefäß als Ersatz für das offene Gefäß vom Dachboden. Es wird entsprechend dem Anlagenvolumen ausgewählt, orientierungsmäßig auf dem Niveau von einigen bis zu rund zehn Prozent des Anlageninhalts; der genaue Wert wird anhand der Leistung und der Anlagenparameter berechnet. Dabei hilft Ihnen unser Ratgeber dazu, wie Sie ein Membran-Ausdehnungsgefäß auswählen; die Unterschiede zwischen den Baureihen erläutern wir im Artikel über IBO-Ausgleichsbehälter für Heizung und Warmwasser. Sobald das Gefäß ausgewählt ist, hilft Ihnen bei seiner Inbetriebnahme der Ratgeber dazu, wie Sie ein Membran-Ausdehnungsgefäß aufpumpen.
- Sicherheitsventil, das in einer geschlossenen Anlage vorgeschrieben ist und die Anlage vor einem Druckanstieg schützt.
- Sicherheitsgruppe, also ein Sicherheitsventil, ein Manometer und ein automatischer Entlüfter, die auf einer gemeinsamen Armaturengruppe zusammengefasst sind. So lässt sich die vollständige Absicherung bequem an einer Stelle gewährleisten.
- Manometer zur laufenden Druckkontrolle sowie automatische Entlüfter an den höchsten Punkten der Anlage.
- Umwälzpumpe, wenn die Anlage bisher ausschließlich durch Schwerkraft betrieben wurde. Moderne Wärmequellen erfordern eine Zwangsumwälzung.
- Zusätzliche thermische Absicherung, wenn in der geschlossenen Anlage ein Festbrennstoffkessel betrieben werden soll.
Zum Abschluss wird das offene Ausdehnungsgefäß vom Dachboden demontiert und das zu ihm führende Rohr verschlossen. Dieser gesamte Umbau wird von einem Installateur mit den erforderlichen Qualifikationen durchgeführt, der die Komponenten auf die konkrete Anlage abstimmt und die ordnungsgemäße Verbindung bestätigt, was für die Garantie des neuen Kessels 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 das auf dem Dachboden angebrachte offene Ausdehnungsgefäß ständig mit der Luft in Kontakt, und der Druck liegt nahe am Atmosphärendruck. 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 beeinflusst unter anderem die Geschwindigkeit der Korrosion in der Anlage.
Kann ein offenes System in ein geschlossenes umgewandelt werden?
Ja. In den meisten Fällen wird die Anschlussgruppe am Kessel umgebaut, nicht die gesamte Anlage ausgetauscht. Das offene Ausdehnungsgefäß auf dem Dachboden wird demontiert und am Kessel werden ein Membran-Ausdehnungsgefäß, eine Sicherheitsgruppe und, falls erforderlich, eine Umwälzpumpe montiert. Alte Rohre und Heizkörper können in der Regel bleiben. Den Umbau führt ein Installateur mit entsprechender Berechtigung 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 Kühlwendel mit Thermoventil. Ohne eine solche Sicherung bleibt ein Festbrennstoffkessel in einem offenen System oder wird durch einen Plattenwärmetauscher vom übrigen Anlagensystem getrennt.
Wozu dient das Ausdehnungsgefäß auf dem Dachboden?
In einem 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 eines Aufkochens Dampf ab. Seine Anordnung über den Heizkörpern und der Kontakt mit der Atmosphäre sind typische Merkmale eines offenen Systems. In einem geschlossenen System übernimmt diese Aufgabe ein Membran-Ausdehnungsgefäß am Kessel.
Müssen die gesamte Anlage und die Rohre ausgetauscht werden?
In der Regel nicht. Bei der Modernisierung von einem offenen zu einem geschlossenen System wird hauptsächlich die Anschlussgruppe am Kessel umgebaut. Alte Rohre und gusseiserne Heizkörper können meist erhalten bleiben, da sich ihr Austausch selten lohnt. Das Ausdehnungsgefäß wird ersetzt, 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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