Heizung steuern

Kavitation in Pumpen: Diese Maßnahmen helfen

Die Kavitation beschreibt das Bilden und Zusammenfallen von Dampfblasen im Wasser. Sie ist an knisternden Geräuschen sowie Vibrationen zu erkennen und führt über kurz oder lang zur Zerstörung von Pumpen. Grund dafür sind Implosionen am Laufrad der Bauteile, die selbst bei stabilen Materialien zu Lochfraß führen können. Doch wie kommt es dazu und was unternehmen Fachexperten, um die Kavitation zu verhindern?

Wasser kocht bei unterschiedlichen Temperaturen

Auf dem heimischen Herd kocht Wasser in der Regel bei 100 Grad Celsius. Auf dem höchsten Berg der Erde würden bereits rund 70 °C ausreichen, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. Denn das Sieden, bei dem eine Flüssigkeit in den gasförmigen Aggregatzustand übergeht, hängt unter anderem vom Druck ab. Je niedriger dieser ist, umso eher kommt es zum Phasenübergang und damit auch zur Bildung von kleinen Gasblasen in Flüssigkeiten. Genau das ist die Ursache der Kavitation in Pumpen: Durch verschiedene Gründe sinkt der Druck am Einlauf so stark ab, dass der Siedevorgang bereits bei vorherrschenden Temperaturen einsetzt.

Kavitation entsteht beim Implodieren der Blasen

Problematisch wird es, wenn der Druck im Bereich des Laufrads steigt. Denn dann fallen die Blasen zusammen. Sie implodieren und führen zur mechanischen Zerstörung berührter Bauteile. Ohne einen Blick ins Innere ist die Kavitation an einer Pumpe meist nicht zu erkennen. Knisternde Geräusche und Vibrationen im laufenden Betrieb sind jedoch deutliche Hinweise darauf, dass ein Problem vorliegt.

Beheben Fachhandwerker dieses nicht rechtzeitig, löst sich das Laufrad der Heizungspumpe allmählich auf. Der Förderstrom sinkt, der Druck fällt ab und die vom Kessel erzeugte Heizwärme kommt nicht mehr im Haus an. Im schlimmsten Fall kann es sogar dazu kommen, dass sich die Wärme im Heizkessel anstaut. Der Sicherheitstemperaturbegrenzer löst aus, die Heizungssteuerung zeigt einen Fehler an und die Anlage steht still.

Hoher Zulaufdruck verhindert die Blasenbildung

Um die Kavitation an Pumpen zu vermeiden, darf der statische Druck im System nicht unter den Dampfdruck der Flüssigkeit abfallen. Sicherstellen lässt sich das mit der sogenannten Mindestzulaufhöhe, dem Vordruck an der Pumpe. Dieser hängt im Wesentlichen von folgenden Werten ab:

• die Haltedruckhöhe (auch Net Positive Suction Head oder NPSH), die den Druckabfall vom Zulauf bis zum Laufrad der Heizungspumpe beschreibt

• der Druckverlust der Flüssigkeit in der Ansaugleitung

Um Kavitationserscheinungen zu vermeiden, muss der Zulaufdruck über der Summe der genannten Werte liegen. Sinnvoll ist zudem ein Sicherheitszuschlag von mindestens 0,5 Metern, um die Anlage unter allen Umständen vor Schäden durch die Kavitation zu schützen. Das heißt:

• Mindest-Zulaufdruck = Haltedruckhöhe + Druckverlust + Dampfdruck + 0,5 Meter [in Meter]

Während der Haltedruck aus Diagrammen zur Pumpe ablesbar ist, lässt sich der Druckverlust im Zulauf einfach berechnen. Der Dampfdruck ist hingegen ein vom Stoff abhängiger Wert, den Fachexperten für das jeweilige Medium und die vorherrschende Temperatur aus Tabellen ablesen.

Wirksame Lösungen gegen Kavitation an Pumpen

Kommt es nach dem Einschalten von Heizungspumpen zu lauten Geräuschen und Vibrationen? Dann handelt es sich unter Umständen um Kavitationserscheinungen und Fachhandwerker müssen handeln. Hilfreich ist es dabei, den Zulaufdruck zu erhöhen oder Pumpen auf einem niedrigeren Niveau zu montieren. Zudem ist es wichtig, die Reibungsverluste in der Zulaufleitung zu verringern, was mit größeren Rohrnennweiten oder anderen Armaturen gelingt. Hilft das nicht, können Fachhanderker auch den Förderstrom reduzieren oder eine andere Pumpe einbauen.