Wo Luftventile an einer DN100-Wasserleitung aus duktilem Gusseisen platziert werden

Installieren Sie Luftventile an einer DN100-Wasserleitung aus duktilem Gusseisen an bestätigten Lufteinschlussstellen und an Orten, an denen beim Füllen, Entleeren oder bei Drucktransienten ein Luftaustausch erforderlich ist. Beginnen Sie mit lokalen Hochpunkten im Profil der verlegten Leitung und prüfen Sie anschließend Änderungen des Gefälles, isolierte Abschnitte und Niederdruckbereiche im Zusammenhang mit Pumpen. Bei der endgültigen Platzierung müssen die hydraulische Drucklinie und die Betriebsabfolge berücksichtigt werden: An einem geometrischen Hochpunkt kann sich Luft sammeln, obwohl dort weiterhin Überdruck herrscht, während in einem tiefer gelegenen Abschnitt bei einem transienten Vorgang Unterdruck auftreten kann.

DN100 bezeichnet die Nennweite des Rohrs. Daraus lassen sich weder der Abstand zwischen den Luftventilen noch die Anschlussgröße oder die Abblaseleistung ableiten. Diese Entscheidungen erfordern Angaben zum tatsächlichen Innendurchmesser, zum Leitungsprofil, zum Wasserdurchfluss, zum Druckbereich sowie zu den vorgesehenen Füll- und Entleerungsraten.

Lufteinschlüsse im verlegten Leitungsprofil lokalisieren

Verwenden Sie ein Längsprofil, in dem die Scheitelhöhen des Rohrs, Formstücke, Absperrarmaturen, Pumpenanschlüsse und Entleerungsstutzen dargestellt sind. Geländehöhen allein reichen nicht aus. Eine erdverlegte Hauptleitung kann an einer Versorgungsleitungskreuzung ansteigen und anschließend wieder abfallen, ohne dass an der Geländeoberfläche ein Hochpunkt erkennbar ist. Auch Verlegetoleranzen können einen flachen Scheitel erzeugen, der in der Ausführungszeichnung nicht vorgesehen war.

Ein lokaler Hochpunkt ist der erste Kandidat für ein Kombinationsluftventil, da sich Luft tendenziell am Rohrscheitel sammelt. Positionieren Sie den Anschluss am Scheitel und sorgen Sie für einen durchgehend ansteigenden Weg zum Ventil. Ein Anschluss am abfallenden Leitungsabschnitt kann dazu führen, dass oberhalb davon ein Lufteinschluss zurückbleibt, insbesondere bei geringem Durchfluss.

Änderungen des Gefälles müssen gesondert betrachtet werden. Wenn eine ansteigende Hauptleitung weniger steil wird oder eine abfallende Leitung steiler wird, verändert sich die Fähigkeit des Wassers, Luft mitzutransportieren. Ob sich dort Luft ansammelt, hängt von der Strömungsgeschwindigkeit, dem Gefälle, der Größe des Lufteinschlusses und der Betriebsrichtung ab. Beziehen Sie diese Stellen in die Bewertung ein, ohne automatisch an jedem Gefällewechsel ein Ventil vorzusehen.

Lange, nahezu ebene Leitungsabschnitte erfordern eine ähnliche Beurteilung. Ein fester Ventilabstand bietet allein wenig Sicherheit, dass die Ventile Luft zuverlässig abführen. Ermitteln Sie kleine Erhebungen am Rohrscheitel und prüfen Sie, ob der Mindestbetriebsdurchfluss die Luft zu einer vorhandenen Entlüftung transportiert. Eine Hauptleitung, die bei Spitzenbedarf Luft mitführt, kann über Nacht Lufteinschlüsse zurückhalten, wenn der Durchfluss sinkt.

Die Ventilfunktion auf den jeweiligen Vorgang abstimmen

Die Entlüftung im Normalbetrieb und der Austausch großer Luftmengen beim Füllen oder Entleeren erfordern unterschiedliche Ventilfunktionen. Wird zwar der richtige Standort gewählt, aber die falsche Funktion, bleibt das ursprüngliche Problem ungelöst.

Ein herkömmliches Luft-/Vakuumventil mit großer Öffnung schließt in der Regel, sobald Wasser eintritt, und ist nicht dafür vorgesehen, kleine, unter Druck angesammelte Luftmengen abzuführen. Ein Kombinationsventil vereint beide Funktionen. Prüfen Sie die Betriebseigenschaften anhand der Dokumentation des ausgewählten Ventils und verlassen Sie sich nicht allein auf die Produktbezeichnung.

Bei der Beurteilung von Unterdruck auch Bereiche außerhalb der Hochpunkte berücksichtigen

Vergleichen Sie die hydraulische Drucklinie mit der Rohrhöhe im Normalbetrieb, bei minimalem Versorgungsdruck und unter den vorgesehenen Abschaltbedingungen. Nähert sich die Drucklinie der Rohrhöhe, ist die Druckreserve gering. Pumpenausfälle, schnelle Armaturenbewegungen oder eine Wassersäule beim Entleeren können dann einen Druck unterhalb des Atmosphärendrucks verursachen.

Berechnungen für den stationären Zustand bestimmen nicht den niedrigsten Druck während eines transienten Vorgangs. Ein Pumpenaustrittsbereich sollte beispielsweise bewertet werden, wenn der Ausfall der Förderung einen Druckabfall und eine Säulentrennung verursachen kann. Die Ventilplatzierung muss das Pumpenverhalten, das Schließen der Rückschlagventile, die nachgelagerte Höhenlage und weitere Maßnahmen zur Druckstoßminderung berücksichtigen. Direkt hinter jeder Pumpe ein Luftventil zu installieren, ist keine zuverlässige Auslegungsregel.

Bei einem Niederdruckereignis eingetretene Luft verändert den späteren Druckverlauf. Bei wieder einsetzendem Durchfluss können das schnelle Ausstoßen dieser Luft und das abrupte Schließen des Ventils einen Druckstoß verursachen. Wenn die Transientenanalyse diesen Ablauf erkennen lässt, sollten daher eine kontrollierte Entlüftung oder eine Antischlagvorrichtung geprüft werden. Eine Begrenzung der Entlüftung beeinflusst zugleich die Füllzeit; die gewählte Ausführung muss daher beiden Anforderungen gerecht werden.

Verfolgen Sie beim geplanten Entleeren den Luftweg von jedem Ventil bis zum Entleerungsauslass, wobei sich die Absperrarmaturen in ihrer vorgesehenen Stellung befinden. Ein Hochpunktventil auf der anderen Seite einer geschlossenen Absperrarmatur kann den zu entleerenden Abschnitt nicht schützen. Eine Hauptleitung mit mehreren separat entleerbaren Abschnitten kann mehrere Lufteinlassstellen erfordern, selbst wenn ihr Gesamtprofil nur einen markanten Hochpunkt aufweist.

Die Größe anhand des Luftstroms und der zulässigen Druckdifferenz bestimmen

Beim kontrollierten Füllen entspricht das verdrängte Luftvolumen annähernd dem einströmenden Wasservolumen, bevor Kompressionseffekte maßgeblich werden. Beim Entleeren muss Luft schnell genug nachströmen, um den Innendruck innerhalb der Auslegungsgrenze zu halten. Legen Sie zunächst die vorgesehenen Wasserdurchflussraten fest und wählen Sie dann das Luftventil anhand der veröffentlichten Leistungskennlinien aus.

Verwenden Sie bei der Umrechnung des Durchflusses in die Wassergeschwindigkeit den tatsächlichen Rohrinnendurchmesser. Die Nennweite DN100 beschreibt die innere Querschnittsfläche nicht vollständig, da Wanddicke und Auskleidung sie beeinflussen. Auch die Anschlussbezeichnung des Ventils gibt nicht den wirksamen Luftquerschnitt an.

Luftstromkennlinien müssen bei der maßgeblichen Druckdifferenz und den angegebenen Referenzbedingungen ausgewertet werden. Eine angegebene Leistung für freie Luft lässt sich nicht ohne Umrechnung direkt mit dem Volumen komprimierter Luft in einer unter Druck stehenden Hauptleitung vergleichen. Prüfen Sie die Einlass- und Auslassleistung getrennt; eine einzelne Leistungsangabe belegt nicht beides.

Der Abzweiganschluss, die Absperrarmatur, das Steigrohr und etwaige Einlass- oder Auslasszubehörteile sind Teil des Luftströmungswegs. Ein eingeschränkter Abzweig kann die Leistung eines größeren Luftventils begrenzen. Bemessen Sie den Anschluss passend und vermeiden Sie unnötige Bögen oder Formstücke, die Druckverluste erhöhen oder Wasser zurückhalten können.

Den Anschluss zugänglich und für den Wasserdienst geeignet ausführen

Schließen Sie die Einheit über ein kompatibles T-Stück oder eine für das jeweilige Rohr aus duktilem Gusseisen zugelassene Anbohrung am Rohrscheitel an. Prüfen Sie vor der Installation die zulässigen Anbohrgrenzen, die Einzelheiten der Auskleidung, die Druckstufe und die Verbindungsart. Stützen Sie Ventil und Steigrohr so ab, dass ihr Eigengewicht und die bei Wartungsarbeiten auftretenden Lasten keine übermäßigen Biegespannungen am Abzweig verursachen.

Installieren Sie unterhalb des Luftventils eine gut zugängliche Absperrarmatur, damit Wartungsarbeiten möglich sind. Ihre normale Betriebsstellung muss den erforderlichen Luftstrom zulassen. Dokumentieren Sie diese Stellung eindeutig: Ein nach Wartungsarbeiten abgesperrtes Luftventil bietet keinen Schutz, auch wenn die Einheit sichtbar vorhanden ist.

Die Materialkennzeichnung allein belegt nicht die Eignung. Auch bei einem Produkt aus duktilem Gusseisen, das alsHeizungsrohr aufgeführt ist, müssen vor dem Einbau in diese Hauptleitung die Eignung für den Wasserdienst, die Auskleidung, die Abmessungen, die Druckstufe und die Anschlussdetails bestätigt werden.

Die Kammer muss den Ausbau ermöglichen, ausreichend entwässert sein und einen sauberen Weg für die angesaugte Luft bieten. Luft-/Vakuumventile saugen Außenluft in die Rohrleitung ein; eine überflutete Kammer stellt daher einen Kontaminationspfad dar. Jede Schutzvorrichtung für die Entlüftung muss den bei der Auslegung zugrunde gelegten Luftstrom ermöglichen. Auch Siebe und Schutzvorrichtungen müssen zur Inspektion und Reinigung zugänglich sein.

Die Platzierung bei der Inbetriebnahme überprüfen

Füllen Sie jeden Abschnitt mit der bei der Ventilbewertung zugrunde gelegten Rate und stellen Sie sicher, dass die vorgesehenen Entlüftungen verfügbar sind. Beobachten Sie, ob große Luftmengen entweichen, bevor Wasser das Ventil erreicht, und ob das Ventil ohne Leckage oder abrupte Druckänderungen schließt. Anhaltende Luftprobleme hinter einem ordnungsgemäß funktionierenden Ventil können auf einen nicht erkannten Hochpunkt, eine unzureichende Transportgeschwindigkeit oder einen eingeschränkten Anschluss hindeuten.

Dokumentieren Sie die installierten Rohrscheitelhöhen, Ventilfunktionen, Angaben zu den Öffnungsquerschnitten, Abzweiggrößen, Absperrstellungen sowie die genehmigten Füll- und Entleerungsabläufe. Diese Aufzeichnungen sind wichtig, wenn spätere Änderungen andere Durchflussrichtungen oder neue Absperrgrenzen mit sich bringen. Ein Ventilstandort, der für die ursprüngliche Betriebsanordnung geeignet war, kann nach einer Neukonfiguration der Hauptleitung wirkungslos werden.