Ein Ausdehnungsgefäß ist ein geschlossener Behälter, der durch eine Membran in einen Wasser- und einen Gasraum geteilt ist. Es nimmt das Volumen auf, um das sich das Heizungswasser beim Aufheizen ausdehnt, und gibt es beim Abkühlen wieder ab. Ohne dieses Gefäß würde der Druck in der Anlage bei jedem Aufheizen so weit steigen, bis das Sicherheitsventil abbläst.
Wasser dehnt sich beim Erwärmen von 10 auf 80 Grad um rund 3 Prozent seines Volumens aus. In einer Anlage mit 200 Litern Inhalt sind das etwa 6 Liter, die irgendwo hin müssen. Genau diese Menge ist der Grund, warum ein zu kleines oder ein defektes Gefäß nicht auffällt, solange es draußen mild ist - und im ersten kalten Januar den Wasserverlust auslöst, den niemand erklären kann.
Warum überhaupt ein Ausdehnungsgefäß nötig ist
Die Anforderungen an Warmwasser-Heizungsanlagen einschließlich Druckhaltung und Sicherheitseinrichtungen regelt DIN EN 12828. Das Ausdehnungsgefäß ist darin kein Zubehör, sondern Teil der sicherheitstechnischen Ausrüstung - zusammen mit Sicherheitsventil, Manometer und Temperaturbegrenzung.
Im Neuzustand steht im Gasraum ein Stickstoffpolster unter definiertem Vordruck. Steigt der Anlagendruck beim Aufheizen, wird die Membran gegen dieses Polster gedrückt, das Gas wird komprimiert und nimmt das Ausdehnungsvolumen auf. Kühlt die Anlage ab, drückt das Polster das Wasser zurück in den Kreislauf. Der Anlagendruck bleibt dadurch in einem schmalen Band statt zwischen null und Abblasdruck zu pendeln.
Verliert das Gaspolster über die Jahre Druck - Gas diffundiert langsam durch die Membran - schrumpft die nutzbare Aufnahme. Das Gefäß hängt dann weiterhin an der Anlage, arbeitet aber nicht mehr. Für den Betreiber sieht das exakt so aus wie ein undichtes Rohr: Der Druck fällt, es muss nachgefüllt werden.
Vordruck, Fülldruck, Enddruck: drei Werte, die zusammengehören
Der Vordruck ist der Gasdruck im Gefäß bei wasserseitig entlasteter Anlage. Er richtet sich nach der statischen Höhe: Je 10 Meter Höhenunterschied zwischen dem Gefäß und dem höchsten Punkt der Anlage entspricht 1 bar. Dazu kommt ein Zuschlag, damit auch am höchsten Punkt kein Unterdruck entsteht und keine Luft eingesaugt wird. Ein Gefäß im Keller eines zweigeschossigen Hauses liegt damit deutlich anders als eines im Dachgeschoss.
Der Fülldruck liegt über dem Vordruck. Die Differenz ist die Wasservorlage - eine kleine Wassermenge, die im Gefäß bleibt, damit die Membran auch bei abgekühlter Anlage nicht am Anschlag liegt. Ohne Vorlage arbeitet die Membran bei jedem Zyklus über ihren gesamten Weg und altert schneller.
Der Enddruck ist der Druck bei maximaler Betriebstemperatur. Er muss unter dem Ansprechdruck des Sicherheitsventils bleiben, und zwar mit Abstand: Ein Ventil, das regelmäßig an seiner Ansprechgrenze arbeitet, wird undicht und tropft danach dauerhaft. In Anlagen im Einfamilienhaus sind Ventile mit 2,5 oder 3 bar üblich - welcher Wert gilt, steht auf dem Ventil selbst.
Alle drei Werte liest Du am Manometer ab, und nur im Zusammenhang. Ein Anlagendruck von 1,5 bar sagt für sich genommen gar nichts - entscheidend ist, ob er zur statischen Höhe und zum Vordruck des Gefäßes passt.
Die Größe ergibt sich aus Wasserinhalt und statischer Höhe
Für die Auslegung braucht es vier Angaben: den Wasserinhalt der gesamten Anlage einschließlich Erzeuger und Speicher, die maximale Vorlauftemperatur, die statische Höhe und den Ansprechdruck des Sicherheitsventils. Aus dem Wasserinhalt und der Temperatur folgt das Ausdehnungsvolumen, aus den Drücken der nutzbare Anteil des Gefäßvolumens.
Der Nenninhalt des Gefäßes ist immer größer als das Ausdehnungsvolumen, weil nur ein Teil des Behälters tatsächlich nutzbar ist. Ein Ausdehnungsgefäß mit 13 Litern nimmt also keine 13 Liter Ausdehnung auf. Wie groß der nutzbare Anteil ist, hängt vom Verhältnis zwischen Vordruck und Enddruck ab - je enger dieses Band, desto größer muss das Gefäß ausfallen.
In der Praxis wird häufig das Gefäß übernommen, das im Wärmeerzeuger bereits eingebaut ist. Bei einer Modernisierung mit größerem Pufferspeicher oder zusätzlichen Heizkreisen reicht das oft nicht mehr. Dann wird ein zweites Gefäß ergänzt - die Ausführungen für Heiz-, Solar- und Kühlwasser stehen unter Heiz-, Solar- und Kühlwasser.
Ein Sonderfall sind Solarkreise. Dort kann im Stagnationsfall Dampf entstehen, der das Gefäß thermisch belastet. Deshalb gehört ein Vorschaltgefäß dazu, und die Membran muss für den Betriebsstoff geeignet sein. Ein Standard-Heizungsgefäß ist dafür nicht ausgelegt.
So prüfst Du das Gefäß richtig
Der Vordruck lässt sich nur messen, wenn das Gefäß wasserseitig drucklos ist. Wird einfach ein Manometer auf das Gasventil gesetzt, während die Anlage unter Druck steht, misst Du den Anlagendruck durch die Membran hindurch - und hältst ein leeres Gefäß für intakt.
Der richtige Ablauf: Anlage abkühlen lassen, das Kappenventil vor dem Gefäß schließen, die Wasserseite über den Entleerungsanschluss entlasten, dann am Gasventil messen und bei Bedarf mit Stickstoff oder Luft auf den Sollwert bringen. Anschließend Kappenventil öffnen und die Anlage auf den Fülldruck bringen. Genau für diesen Zweck ist das Kappenventil vorgeschrieben - fehlt es, lässt sich das Gefäß nur durch Entleeren der Anlage prüfen. Passende Anschlussteile liegen im Zubehör.
Kommt beim Öffnen des Gasventils Wasser statt Gas, ist die Membran durchlässig. Das Gefäß wird dann getauscht, nicht nachgefüllt. Die Prüfung gehört in den jährlichen Wartungsumfang - zusammen mit Sicherheitsventil und Manometer dauert sie wenige Minuten.
Warum die Heizung immer wieder Wasser verliert
Der typische Verlauf ist immer derselbe. Der Druck fällt, es wird nachgefüllt, nach einigen Wochen fällt er wieder. Irgendwann wird das Sicherheitsventil verdächtigt und getauscht - und das Problem bleibt.
Die Ursache ist meistens das Gefäß. Ist der Vordruck weg, kann die Ausdehnung nicht aufgenommen werden. Der Druck steigt beim Aufheizen bis zum Ansprechdruck, das Sicherheitsventil bläst kurz ab, und beim Abkühlen fehlt genau diese Wassermenge. Das Ventil ist dabei nicht defekt - es tut exakt das, wofür es da ist.
Deshalb gilt die Reihenfolge: erst Vordruck prüfen, dann Sicherheitsventil beurteilen, dann nach Undichtigkeiten suchen. Wer stattdessen dauerhaft nachfüllt, bringt mit jedem Liter frisches Füllwasser neue Härtebildner und Sauerstoff in die Anlage. Die Anforderungen an die Wasserbeschaffenheit stehen in VDI 2035 - Nachspeisen ist keine Wartungsmaßnahme, sondern ein Symptom.
Ein häufig übersehener Zusammenhang: Auch eine falsch eingestellte Umwälzpumpe verändert die Druckverhältnisse in der Anlage. Wie Förderhöhe und Kennlinie zusammenhängen, steht im Beitrag Heizungspumpe tauschen, und wie die Wassermengen auf die Heizkreise verteilt werden, im Beitrag zum hydraulischen Abgleich.
Trinkwasser ist ein anderer Fall
Ein Ausdehnungsgefäß für die Trinkwassererwärmung ist kein Heizungsgefäß mit anderem Aufkleber. Es muss durchströmt ausgeführt sein, damit kein Wasser im Behälter stehen bleibt, und die Werkstoffe müssen für Trinkwasser zugelassen sein. Stehendes Wasser in einem nicht durchströmten Gefäß ist ein hygienisches Risiko.
Eingesetzt wird es dort, wo eine Rückflussverhinderung im Kaltwasserzulauf verhindert, dass sich das erwärmte Wasser in Richtung Hausanschluss ausdehnen kann. Ohne Gefäß steigt der Druck dann bei jeder Aufheizung bis zum Ansprechen des Sicherheitsventils am Speicher. Passende Ausführungen stehen unter Trinkwasser-Ausdehnungsgefäße, Armaturen und Anschlussmaterial in der Trinkwasserinstallation.
Häufige Fragen zum Ausdehnungsgefäß
Wie oft muss der Vordruck geprüft werden? Einmal jährlich im Rahmen der Wartung. Gas diffundiert langsam durch die Membran, der Verlust fällt über Jahre an und wird ohne Messung nicht bemerkt.
Kann ich mit einer Luftpumpe nachfüllen? Technisch ja, fachlich nur als Behelf. Luft enthält Sauerstoff, der die Membran von der Gasseite her belastet. Im Regelfall wird mit Stickstoff gefüllt, und ein Gefäß, das jedes Jahr Druck verliert, gehört ohnehin getauscht.
Woran erkenne ich ein defektes Gefäß ohne Messgerät? An einem Indiz: Klopfst Du den Behälter von oben nach unten ab, klingt der Gasraum hohl und der Wasserraum dumpf. Ist der Behälter auf ganzer Höhe dumpf, steht er voll Wasser. Das ersetzt keine Messung, reicht aber für eine erste Einschätzung.
Darf ich das Gefäß liegend montieren? Nur wenn der Hersteller das ausdrücklich freigibt und die Halterung das Gewicht im gefüllten Zustand trägt. Ein an der Rohrleitung hängendes Gefäß belastet die Verschraubung dauerhaft - vorgesehen ist eine eigene Konsole.
Die Auslegung nach DIN EN 12828 und der Anschluss an die Sicherheitsgruppe bleiben Sache des Heizungsfachbetriebs. Der Betreiber kann den Anlagendruck ablesen - der Vordruck gehört in die Wartung.