Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

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Ulf H
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Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#1 Beitrag von Ulf H » 2014-02-14 12:21:52

... hier betreiben ja einige wasserführende Festbrennstoffkessel ...

... bei mir im Laster steht ein Holzofen in unmittelbarer Nähe zum eigentlich standheizungsbetriebenen Zentralheizungswassersystem ...

... das schreit geradezu nach einer Verknüpfung,
1. um die Wärme besser in der Kiste zu verteilen
2. um mit dem Wasser einen Wärmespeicher zu haben

... doch was passiert, wenn das Heizungssystem keine Wärme mehr aufnehmen kann, der Ofen aber munter weiterheizt ...
... gut im Haus ist da noch etliches an Speicher dazwischen, aber prinzipiell ist dort das gleiche Problem zu lösen ...

Gruss Ulf
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#2 Beitrag von ingolf » 2014-02-14 12:37:44

Hallo,
die thermische Ablaufsicherung löst dann aus und der Feststoffkessel wird mit Trinkwasser durch eine integrierte Schlange (= Wärmetauscher) gekühlt.
Da ein oller Ofen sowas nicht hat und Du auch keinen Leitungsanschluß bleibt noch die altdeutsche Version:
Offene Anlage mit Vorratsbehälter oben. Sicherheitsvor- und Rücklaufleitungen. Diese kocht dann im Überlastungsfall einfach. Unkontrollierbarer Dampfaustritt bis das Vorratswasser alle ist und dann ist entweder das Feuer ausgemacht worden oder es ist überall....

Grüße, Ingolf
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#3 Beitrag von Saharagerd » 2014-02-16 10:46:42

Moin moin
Ingolf hat natürlich recht. Ich werde meinen Öl-Schiffsofen zur Warmwasserbereitung umrüsten. Der WW-Speicher soll einiges an Wärme aufnehmen, aber auch hier wird schnell eine Überhitzung stattfinden. Deswegen "entnehmen" ich die Wärme übers Abgasrohr in der Hoffnung nicht zuviel "rüber zu schicken". Ich wickel dafür eine Kupferschlange um's Abgasrohr und löte das zur besseren Wärmeübertragung an. Alles andere wie von Ingolf beschrieben, offene Anlage, Vorat-und Ausdehnungsgefäß, Ableitung für Dampf nach außen, Ob's in der Praxis klappt wird sich zeigen. Wenn dein Stand -Heizungssystem "geschlossen" ist kannst du an deinen Ofen ja ein eigenes, offenes Speichersystem anbinden und die beiden Systeme über einen Wärmetauscher verbinden.
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#4 Beitrag von carasophie » 2014-02-16 11:00:45

Zunächst gibt es einen Überdruck-Ablauf im Keller. Stoßweise abgelassenes Wasser wird durch den Überdruckkessel erstmal gepuffert (sagt man das so, naja, egal)

Dann wird vermehrt Kaltwasser zugeführt zum Ofen nach oben - zum direkten Kühlen.
Angeblich hält das System mehrere volle Ofenfüllungen aus, ohne dass etwas passiert.

Jedesmal, wenn ich im Wäschekeller bin, überprüfe ich mit einem Blick automatisch den Druck im System ;)

Per Betriebsanleitung ist es verboten, Vollfüllungs- Abbrände hintereinander zu machen. Erlaubt ist nach dem Abbrennen der ersten Fuhre das Nachlegen von der Hälfte der Menge. Dreimal Nachlegen reicht auch für eine Raumtemperaturerhöhung um 3-4° und genügend Wärmevorrat bis zum nächsten Mittag für das ganze Haus. Bisher habe ich es nur einmal geschafft, dass die Thermosicherung angesprungen ist, das war ganz am Anfang.

Bei Stromausfall soll man den Ofen nicht betreiben :D Ja, ist klar. Dann pumpen wir von Hand oder so.
Grüssle, Bärbel

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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#5 Beitrag von Saharagerd » 2014-02-16 11:24:46

Moin moin
Die Sache mit der Überhitzung sollte man nicht unterschätzen.
Erklärung:
Bei "normalen" Druck (offene Anlage) liegt der "Siedepunkt" (wo aus Wasser Dampf wird) bei 100 Grad, Beispiel Kochtopf usw.
Unter Druck geht der Siedepunkt nach oben, also 4Bar Druck gleich Siedepunkt zirka 120 Grad, d.h. erst bei 120 Grad wird Wasser zu Dampf, es kann also ohne weiteres 115 Grad heißes WASSER im Speicher sein (die Gradangaben habe ich gerade geschätzt, habe gerade kein Tabellenbuch zur Hand. Das Problem bleibt aber).
Nun zum Problem:
Das Sicheitsventil pfeift ab, ein Rohr platzt, der Druck fällt auf 1Bar ab, egal warum auch immer. Der Siedepunkt liegt jetzt nur noch bei 105 Grad, wir haben aber 115 Grad WASSER. Was passiert? Das GANZE Wasser wird komplett explosionsartig zu DAMPF, da möchte ich nicht in der Nähe sein, denn das ist eine Explosion.
Deswegen auf jeden Fall Temperaturen bei einer geschlossenen Anlage von über 100 Grad verhindern, therm. Ablaufsicherung usw., oder offene Anlage, dann kochts eben ab, und gut.
Gerd
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#6 Beitrag von Landei » 2014-02-16 19:57:43

Bei Dampflokomotiven wie einer 01 sieht ein Kesselzerknall dann so aus!

Bei 16bar Überdruck und über 200°C heißem Wasser (und davon gibt es im Regelfall etwa 9.000 Liter, bei dem Unfall aber wohl ein paar Kubikmeter weniger) tritt da im Fall eines Lecks schon eine Menge Energie schlagartig in Aktion und lässt einen kompletten Kessel durch die Luft fliegen.

Um im letzten Augenblick einen Zerknall zu vermeiden hilft übrigens nur FEUER AUS und nicht Nachspeisen von Kesselwasser.

Der Leidenfrost Effekt kann da recht kontraproduktiv werden!

Dass es Heizungen im geschlossenen Betrieb gibt, die durch einen kräftigen Ofen bedingt mehr als 120°C Wassertemperatur erreichen, kann ich mir nicht so recht vorstellen, da man damit sehr schnell in den Bereich einer Dampfkesselanlage Kategorie IV mit weitreichenden Folgen kommt.

Klick


Jochen

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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#7 Beitrag von Ulf H » 2014-02-17 12:18:02

Saharagerd hat geschrieben:... Deswegen "entnehmen" ich die Wärme übers Abgasrohr in der Hoffnung nicht zuviel "rüber zu schicken". Ich wickel dafür eine Kupferschlange um's Abgasrohr und löte das zur besseren Wärmeübertragung an. ...
... das Ofenrohr wird wesentlich schneller warm, als die Oberfläche des Ofens ... beide erreichen im normalen Betrieb weit über 100°C, gerne mal an die 200°c ... von daher dürfte es ziemlich egal sein, wo die Wärme abgezapft wird ... Temperaturen bei denen Dampf entsteht, sind an jeder Stelle leicht erreicht ...

Gruss Ulf
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#8 Beitrag von Uwe » 2014-02-17 12:39:17

Hallo Ulf,

und wenn Du die Heizschlange einfach vor Erreichen der kritischen Temperatur und vollem Speicher entleerst? Da der Ofen an sich ja nicht für den Wasserbetrieb konzipiert ist, dürfte er kein Problem ohne Flüssigkeit haben...

Btw, wie groß wäre denn der Wasserspeicher?

Grüße
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#9 Beitrag von Ulf H » 2014-02-17 14:14:38

... wie grosss der Wärmespeicher wäre, weiss ich noch nicht ... gemäss ersten, vorsichtigen Berechnungen müsste ich mit knapp 200 l hinkommen um die in 24 Stunden maximal benötigte Energie speichern zu können ... hmmm, irgendwie müsste ich das Wasser ablassen bei Übertemperatur aber auch automatisieren, denn immer danebenhocken und aufpassen will ich nicht müssen ...

Gruss Ulf
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#10 Beitrag von JRHeld » 2014-02-17 15:49:30

Moin,
Ich muss gestehen ich habe ma soche sytheme (nicht unbedingt für die Mobile Anwendung) auch schon den einen oder anderen Gedanken verschwendet.
hätt Erwartet das es eine möglichkeit geben muss den Wärmetauscher leer laufen zu lassen, oder eben imense Drücke auszuhalten... Da letzteres glaube ich keine wirklliche Option ist, bin ich von ersterem ausgegangen. Dies würde natürlich voraussetzten, dass der wärmetauscher die dann vorherschenden Temperaturen (ohne Kühlung) auch übersteht.
Gruß
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#11 Beitrag von Saharagerd » 2014-02-17 21:36:50

Moin moin Ulf
Habe ich das was falsch verstanden? Du schreibst von 200Liter Warmwasser-Speicher? Soviel? Doch sicherlich nicht für unterwegs, zum mitnehmen, oder? Ich dachte da eher so an 30-40Liter Warmwasser für unterwegs. Der Schiffsofen von Refleks hat eine eingebaute Warmwasserschlange (Wärmetauscher) und die sitzt direkt im Brennerraum. Da wird`s natürlich schnell mal zu heiß, ist ja auch nicht zu regeln. Bei der Umwickelung des Abgasrohres kann ich ein bißchen "spielen". Ein paar Schlangen weniger, oder diese nur punktuell angelötet (zur "schlechteren" Wärmeübertragung) verringert die Wärmübertragung und damit die Gefahr des Kochens. Wenn du den 200Liter WW-Speicher zu Hause einbauen willst und du auch Stadt-Trinkwasser hast, also mit Druck, wird der Speicher bei Überhitzung durch einen weiteren, integrierten Wärmetauscher (Schlange) gekühlt, durch die dann, bei Bedarf, ausgelöst durch die thermische Ablaufsicherung, kaltes Frischwasser fließt. Die thermische Ablaufsicherung ist eigentlich nur ein Absperrventil, welches im Prinzip immer zu ist. Durch einen thermischen Fühler wird dieses Ventil bei Hitze geöffnet (völlig stromlos). Das könntes du auch alternativ zum leerlaufen lassen des Speiches verwenden.
Gerd
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#12 Beitrag von ingolf » 2014-02-18 8:50:07

Hallo,
ich hatte Ulf so verstanden, dass er in den 200l die Heizenergie speichern will. Ein Puffer aus dem er wieder entnehmen kann ohne dass der Ofen an ist. Abhängig von der für das System nötigen Vorlauftemperatur (angenommen mal 50 Grad ) sind das dann 1,16 W/Kg /K. Also bei dem Beispiel 1,16x200x50=11600W, 11,6kW.
Wenn angenommen 1,5kW/h verbraucht werden reicht das für 7,7 Stunden. ... 200l sind ziemlich wenig für einen Puffer zumal es sicher nicht immer gelingt ihn punktgenau maximal zu beladen.
Einem Ölofen kann man immerhin den Saft automatisch abdrehen wenn eine kritische Temperatur erreicht ist. Bei Feststoff ist das kaum möglich.

Grüße, Ingolf
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#13 Beitrag von Uwe » 2014-02-18 9:07:53

Hallo,

die Hersteller wasserführender Öfen sprechen von 50l Mindest-Puffervolumen pro kW. Für unseren Ofen haben wir ein 1000l-Fass in den Keller gestellt, mit ein bisschen Übung kann der Speicher schon sehr zielgenau geladen werden. Mit kleineren Speichervolumina wird das natürlich schwieriger. Aus Sicht von Ulfs Magirus sind 200l sicher ideal (1000l müsste Ulf wohl eher daneben auf die Wiese stellen), viel mehr als 4kW sollte der Ofen aber nicht haben.

Grüße
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#14 Beitrag von Ulf H » 2014-02-18 12:34:23

... genau, ich will den Wäremspeicher für zuhause, also für meinen Laster ...

... das Problem ist, dass der Festbrennstoffofen (derzeit ein alter Oranier Allesbrenner mit geschätzt 3-4 kW, aber auch jeder andere Festbrennstoffbrenner mit max. 5 kW) zu viel Wärme auf einmal macht ... also wäre es ideal einen Teil dieser Wärme "zwischenzulagern" ... ausserdem macht er nur dann Wärme, wenn er eingeheizt wird, also maximal 6 Stunden nach der letzten Bedienung ... heisst, bei einmaligem Einheizen pro Tag bleiben sehr viele Stunden im Tagesverlauf, in denen der Ofen nicht heizt ...

... die 200 l Speichervolumen sind ein Kompromiss zwischen idealerm Speichervolumen einerseits und Platz und Gewicht andererseits ... und Ingolf bestätigt meine Berechnungen, dass sich damit der Aufbau einen Tag lang erwärmen lässt ... ich gehe dabei eher von 1 als von 1,5 kWh benötigter Leistung aus ...

... eine Zentralheizung zur Verteilung der Wärme ist schon vorhanden ...

... gehts also nur noch darum, wie bekomme ich die Wärme aus dem Ofen in den Speicher, ohne dass mir da was verdampft ...

... Warmwasser als Brauchwasser reichen mir 11 l des Elgena-Boilers vollkommen ... es geht also nicht um Warmwasser, sondern um Heizung ...

Gruss Ulf
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#15 Beitrag von Saharagerd » 2014-02-18 18:17:35

ah, kapiert, ein Pufferspeicher also und du wohnst im Laster. Jetzt bin ich im Bilde. Pufferspeicher werden ja für alles mögliche eingesetzt, Solaranlage usw usw (die Sonne scheint ja auch nicht immer zur richtigen Zeit *schmunzel*).
Ingolf, klaro, beim Ölofen ist das einfach. Ein Trumaventil, mit Thermofühler im Speicher, schließt die Zufuhr und aus ist der Ofen. Ein Freund von mir hat den Reflex-Ofen mit eingebauter WW-Schlange im Brennerraum. Bereits nach 2 Stunde brodelt der Speicher. Wenn dann schon der Ofen ausgehen würde, wäre mir das etwas zu früh, deswegen die "verminderte" Wärmeübertragung, Verluste sind hier also gewollt. Der eingebaute Wärmetauscher im Brennerraum ist einfach zu leistungsstark.
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Filly

Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#16 Beitrag von Filly » 2014-02-18 19:00:01

Die grundsätzliche Frage ist wie viel dir so ein Überhitzungsschutz wert ist. Mit etwas Aufwand sollte das kein Problem sein.
Mein Vorschlag:
Du nimmst einen Grenzsignalgeber (für Temperatur, google hilft), damit hast du bei einer bestimmten Wassertemperatur einen Schaltpunkt. Damit kannst du alles mögliche anstellen, z.B. die Wasserschlange am Ofen vom übrigen Wasserkreislauf trennen und den Überdruck ins Freie ablassen. Damit hast du aber bei jedem Schaltvorgang ein bißchen Wasserverlust. Oder du schaltest einen kleinen außerhalb vom Fahrzeug angebrachten Kühler in den Kreislauf (z.B. von wassergekühlten Motorrollern), der die überschüssige Wärme abführt. Wenn die Temperatur sinkt schaltet der Grenzsignalgeber zurück und die Heizschlange darf wieder das Wasser erwärmen.
Als Schaltorgane bieten sich motorgetriebene Kugelhähne an.
Der Aufwand wäre also Grenzsignalgeber, zwei 3-Wege-Kugelhähne mit Motor und ein bißchen Rohrmaterial.
Das ganze lässt sich auch "sicher" bauen, wenn man Kugelhähne nimmt, die bei Stromausfall über Federkraft die sichere Stellung anfahren.
Der Vorteil ist, daß durch die temperaturgesteuerte Schaltung der Speicher immer optimal aufgeladen wird.

Christoph

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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#17 Beitrag von Der Bootsbauer » 2014-02-18 22:47:44

Filly hat geschrieben:...Du nimmst einen Grenzsignalgeber (für Temperatur, google hilft), damit hast du bei einer bestimmten Wassertemperatur einen Schaltpunkt. Damit kannst du alles mögliche anstellen, z.B. die Wasserschlange am Ofen vom übrigen Wasserkreislauf trennen und den Überdruck ins Freie ablassen. Damit hast du aber bei jedem Schaltvorgang ein bißchen Wasserverlust. Oder du schaltest einen kleinen außerhalb vom Fahrzeug angebrachten Kühler in den Kreislauf (z.B. von wassergekühlten Motorrollern), der die überschüssige Wärme abführt. Wenn die Temperatur sinkt schaltet der Grenzsignalgeber zurück und die Heizschlange darf wieder das Wasser erwärmen.
Als Schaltorgane bieten sich motorgetriebene Kugelhähne an.
Der Aufwand wäre also Grenzsignalgeber, zwei 3-Wege-Kugelhähne mit Motor und ein bißchen Rohrmaterial....
Gute Idee, aber geht das nicht auch einfach mit dem Thermostat aus dem Motor? Der macht doch genau das:
Untethalb einer bestimten Temperatur ist's nur der kleine (Heizungs-)Kreislauf, und oberhalb schaltet er den Kühler zu.
"Wer alle Beiträge liest, der verschafft sich einen unfairen Vorteil!" (tauchteddy)

Filly

Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#18 Beitrag von Filly » 2014-02-18 23:43:30

Der Bootsbauer hat geschrieben:geht das nicht auch einfach mit dem Thermostat aus dem Motor? Der macht doch genau das
Da hast du gut weitergedacht, hätte ich selber drauf kommen können :angel: Ein Kühlwasserthermostat ist mit Sicherheit das einfachste und billigste für diesen Zweck, hat aber auch ein paar Nachteile
- Ein Thermostat schließt nie ganz sondern lässt immer ein bißchen in den großen Kreislauf.
- Der Schaltübergang ist mehr fließend nicht so exakt wie bei einem Temperaturschalter. Je heißer das Wasser im Puffer, desto mehr fließt schon durch den großen Kreislauf obwohl die volle Temperatur noch nicht erreicht ist.
- Einen Puffer könnte man ohne weiteres mit 95°C oder sogar >100°C aufladen, wenn das System druckfest ist. Die meisten Thermostate haben aber schon bei 80-85°C voll geöffnet.
Zumindest ein Versuch wärs wert.

Christoph

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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#19 Beitrag von CU478 » 2014-02-19 1:05:27

evtl ein Thermostat vom Ölkühler?
http://www.summitracing.com/int/parts/c ... /overview/
215°F wären schon mal 100°

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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#20 Beitrag von egn » 2014-02-19 10:05:35

Zum Regeln kann man Wachsthermostate benutzen.
Hier ein Öltemperaturregler.

Diese gibt es mit fest eingestellten Temperaturen meist in 5° C Schritten. Wenn man dann noch einen Außenkühler hat, der ohne Lüfter auskommt, kommt man ohne zusätzlichen Strom aus. Und für den Schutz hat man dann noch ein Ventil das das Wasser aus dem Übertragungskreislauf ablässt wenn eine Temperatur von mehr als 90° C erreicht wird.
Gruß Emil

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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#21 Beitrag von Ulf H » 2014-02-19 10:25:46

... das ganze System soll auch dazu dienen, den Ofen für kürzere Zeit mit Volllast laufen lassen zu können, anstatt ihn mit mehr oder weniger erfolgreichen Methoden stundenlang am Glimmen zu erhalten ...

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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#22 Beitrag von Tiffy » 2014-02-19 11:58:41

Hallo,
wir haben bei Tiffy einen Ofenrohr - Wasser - Wärmetauscher eingebaut. Auch haben wir ein Heizungs-Drucksystem das im kalten Zustand 1 bar Druck anzeigt. Wird jetzt nur der Ofen angeworfen dann springt bei einer Ofenrohr - Temp von 100°C eine Umwälzpumpe an, die dann die Heizungsflüssigkeit durch das System jagt. Der Druck steigt dann langsam auf 1,5 - 1,8 bar. Bisher nie höher. Auch dann in Kombination mit der Webasto ST 90. Das Überdruckventil bläst bei 2,5 bar ab. Als Wärmeträger in der Heizung habe ich hochwertige Solarflüssigkeit genommen. Diese hat einen wesentlich höhren Siedepunkt (unter Druck etwa 180°C) als Wasser. Wir haben etwa 20l Wärmeträgerflüssigkeit in der Heizung. Ein 12 l Membran Ausgleichsbehälter hält im Betrieb den Druck konstant.
Gruß
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#23 Beitrag von Ulf H » 2014-02-19 13:03:53

@tiffy

... ist also die Standheizung, der Ofen und die Heizkörper alles in einem einzigen Kreislauf ? ... leider finde ich auf der Internetseite nur sehr wenige Informationen ...

Gruss Ulf
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#24 Beitrag von Tiffy » 2014-02-19 13:40:07

Hi Ulf,
nein, der Wärmetauscher (Ofen) hängt, wie auch der Motorkreislauf und der Wärmetauscher für den 50L Elgena Boiler im Vorlauf der Heizung. Getrennt davon sind absperrbar Kreis 1(Schlafzimmer), Kreis 2(Bad,Dusche) und Kreis 3(Wohnbereich mit Küche). Somit kann ich, wenn nötig, auch nur Warmes Wasser erzeugen....
Gruß
Joachim
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Re: Wasserführender Ofen Überhitzungssicherung

#25 Beitrag von Ulf H » 2014-02-19 13:51:13

... also für mein Verständniss sitzen da Standheizung und Ofen im selben Kreis ... auch der Boiler ist im selben Kreis ... Heizkreise für den Aufbau sind davon abtrennbar, werden aber von derselben Flüssigkeit durchflossen und je nach Betriebszustand auch miteinander verbunden ...

Gruss Ulf
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