| |
| Wenn ein Wärmererzeuger
(Kessel, Wärmepumpe, Fernwärmestation) nicht auf 20
°C heruntermodulieren kann oder eine Stütztemperatur
(z. B. 38 °C) benötigt wird oder/und mehrere Heizkreise
mit verschieden hohen Temperaturen vorhanden sind, werden ein
oder mehrere Mischer bzw. Mischventile
notwendig. Diese Bauteile werden aber auch eingesetzt, um Wärme
zu verteilen (z. B. Pufferspeicherschichtung, Rücklaufanhebung).
Man unterscheidet hier zwischen einfache Mischer (Hähne)
und Mischventile. |
Die Hydraulik
in einer Warmwasserheizungsanlage hat die Aufgabe,
die vom Wärmeerzeuger bereitgestellte Wärme auf die
verschiedenen Heizkreise zu verteilen (z. B. Fußbodenheizung,
Heizkörper, Lüftungsgeräte, Trinkwassererwärmer).
Dabei ist es notwendig, dass die Wärmeabnehmer den der Berechnung
zugrundegelegten Volumenstrom erhalten. |
Bei Heizungsanlagen
mit nur einem Heizkreis kann diese Zuordnung durch die gleitende
Betriebsweise des Heizkessels erreichen. Wird aber z. B. neben
den Heizkörpern auch eine Fußbodenheizung betrieben,
muss der Wärmestrom in zwei Heizkreise (Vorlauftemperaturregelung)
getrennt werden. Für die richtige Aufteilung des Wärme-/Volumenstroms
und die richtigen Temperaturen im jeweiligen Heizkreis werden
Mischeinrichtungen benötigt. Damit werden das warme Wasser
des Wärmeerzeugers aus dem Vorlauf mit dem kälteren
Rücklaufwasser aus dem Heizkreis vermischt, Je nach Bauart
und des Einbauortes des Mischers wird so entweder nur die Vorlauftemperatur
stufenlos eingestellt oder/und auch die Rücklauftemperatur
angehoben. |
|
| |
3-Wege-Mischer |
Quelle:
Viessmann Werke GmbH & Co. KG
|
| |
| 3-Wege-Ventil |
Quelle:
Oventrop GmbH & Co. KG |
|
|
3-WegeMischer |
3-Wege-Ventil |
|
Quelle:
Honeywell GmbH |
|
Das Mischverhältnis
wird durch das Drehen eines Schiebers bzw.
das Bewegen eines Ventiltellers hergestellt. Dies
kann entweder von Hand über einen Hebel oder
durch einen Stellmotor durchgeführt werden.
Die manuelle Einstellung ist nach der EnEV nicht
mehr zulaääsig. Heutzutage wird über
eine Heizungsregelung ein Stellmotor angefahren,
der dann die notwendige Temperatur des Heizkreises
einstellt. In der Regel wird hier eine außentemperaturgeführte
Regelung eingesetzt. Wobei die Vorlauftemperatur
(Vorlauffühler) und die Außentempteratur
(Außenfühler) in dem Regelgerät
verglichen und angepasst (Heizkurve)
wird. Welche Mischeinrichtung eingesetzt wird, hängt
von der hydraulischen
Schaltung ab. Es gibt Mischer mit Klappen, Drehtellern,
Drehscheiben, Küken. Die Mischung kann direkt
in Mischschaltung oder indirekt durch Verteilschaltung
erfolgen. |
Bei dem
Einsatz eines 3-Wege-Mischers kann es evtl. notwendig
werden, eine Wärmedämmschleife
einzubauen, damit die Anlage bei geschlossenen Mischer
nicht durch Mikrozirkulation erwärt wird. |
Mischventile
sind dichtschließende und genauer regelnde
Bauteile. |
Grundregeln
für die Mischerdimensionierung |
Der Widerstand
über den Mischer soll so groß sein, wie
der Druckabfall des Stromkreises, in dem sich der
Massestrom durch die Mischerstellung ändert.
|
Das Verhältnis
von Druckabfall (DeltaPV) zum Druckverlust
im mengenvariablen Tei (incl. Mischer) (DeltaPg)
nennt man Ventilautorität PV. |
| In der Praxis rechnet man mit
0,3 bis 0,5, also mit 30 bis 50 %. |
|
|
Um mit Sicherheit
Doppelströmungen bzw. Eigen-
oder Mikrozirkulation in der
Rücklaufleitung zu vermeiden, empfiehlt es sich,
bei allen Anlagen mit Drei-Wege-Mischern in die Rücklaufleitung
eine Wärmedämmschleife
mit einer Tiefe von drei- bis sechsfachem Rohrdurchmesser
und einer Länge von acht- bis zehnfachem Rohrdurchmesser
einzufügen. |
Wenn eine
senkrechte Wärmedämmschleife aus Platzgründen
nach unten nicht eingebaut werden kann, dann besteht
die Möglichkeit nach oben verlegt oder es kann
eine Schwerkraftbremse
in den Rücklauf eingesetzt werden. |
|
|
|
|
3-Wege-Motorventil |
Quelle:
SALUS Controls GmbH |
|
| 3-Wege-Kugelventil/-hahn |
Dieses Motorventil steuert das
Öffnen und Schließen des Durchflusses in
Kühl-/Warmwassersystemen, z. B. zur Regulierung
der Raumtemperatur oder für die Umschaltung von
Heizung auf Warmwasserbereitung. Das Ventil ist ein
stromlos geschlossener Kugelhahn mit Federrückstellung
und wird von einem Hysteresis Synchronmotor angetrieben.
|
| Wenn der Thermostat
arbeitet, sendet er ein Signal und das Motorventil
wird geöffnet. Ist die eingestellte Raumtemperatur
erreicht, schaltet der Thermostat den Motor des Ventils
ab. Gleichzeitig wird das Ventil durch die Federrückstellung
geschlossen. |
. |
|
|
|
| |
|
|
|
4-Wege-Mischer
|
Quelle:
Viessmann Werke GmbH & Co. KG |
| |
|
Kompakt-Mischer |
4-Wege-Mischer |
Quelle:
Honeywell GmbH |
Quelle:
EVENES |
|
|
Der Mischer
dient zur Regelung einer Vorlauftemperatur mit stetiger
Regelung und zur Beimischung von heißem Vorlaufwasser
zum Kesselrücklauf. Die Montage muss über
Oberkante des Kessels (ca. 0,5 m) erfolgen, da der
Umlauf nur durch Schwerkraftwirkung
erfolgt. |
Eine bessere
Wirkung wird durch eine Pumpe im Kesselkreis und durch
eine oder mehrere Pumpen in den Heizkreisen erreicht.
Durch diese Schaltung wird eine Fehlzirkulation über
eine offene Kurzschlußleitung vermieden und
gewährleistet eine festgelegte Rücklaufbeimischung.
Bei der Aufheizung des Kessels sperrt ein Rücklaufthermostat
z. B. stetig Gruppenmischventil und verhindert das
Absinken der Kesselrücklauftemperatur unter den
eingestellten Wert. |
Grundsätze
des Einsatzes: |
- Die umgewälzten
Wassermengen sollen sich in den verschiedenen Heizkreisen
und im Kessel sich möglichst wenig ändern.
- Bei dichtschließenden
4-Wege-Mischernist eine einstellbare Druckausgleichsleitung
zwischen Kessel-Rücklauf und Heizkreis-Rücklauf
einzubauen, damit der „abgetrennte“
Heizkreis eine Verbindung mit dem MAG im Kesselkreis
erhalten bleibt, ohne dass es zu Fehlzirkulationen
kommt..
-
Die
Kesselrücklauftemperatur soll mit Sicherheit
bei Kesseln, die für konstant angehobenen
Betrieb ausgelegt sind, eine gewisse Mindesttemperatur
nicht unterschreiten (z. B. 50 °C, um Tieftemperaturkorrosion
zu vermeiden).
|
|
|
| |
| |
| |
|
|
|
Eine spezielle
Ausführung eines 4-Wege-Mischers ist der bivalente
Mischer. Dieser Mischer mit rotierendem Einsatz
wurde für bivalente Heizungsanlagen (Hybrid-Heizung)
konstruiert. Mit einem Stellmotor
und einem Regelgerät kann die
Wärme von 2 verschiedenen Wärmequellen verteilt
bzw. gemischt werden. |
| Einsatzmöglichkeiten |
1.
Der BIV-Mischer hat zwei
Zuläufe, an die zwei verschiedene Wärmequellen
angeschlossen werden. Hier wird zwischen einer Primär-
und Sekundärwärmeqelle
unterschieden wird. Zuerst öffnet der Primäranschluss.
Wenn die Wärmezufuhr nicht ausreicht wird der
Sekundäranschluss und über einen Mischbetrieb
wird die Warme weitergegeben. Bei voller Leistungsanforderung
ist nur noch der Sekundäranschluss geöffnet.
Man könnte auch sagen, dass dieser Mischer die
Funktion von zwei 3-Wege-Mischern
übernimmt. |
2.
Bei dem Einsatz an einem Pufferspeicher
wird der Mischer an dem oberen und
mittleren Anschluss des Speichers
angeschlossen. So kann entweder die höhere Temperatur,
die kühlere Temperatur aus der Mitte oder eine
Mischtemperatur in die Heizungsanlage gegeben werden.
Dies hat den Vorteil, dass die höhere Temperatur
im Speicher zwischenzeitlich zur Trinkwassererwärmung
genutzt werden kann. Der Heizungsrücklauf wird
unten am Speicher angeschlossen. |
3.
Eine dritte Einbaumöglichkeit ist das Beladen
eines Pufferspeichers. |
|
|
Multivalenter
Mischer |
|
Der multivalente
Mischer hat 5 Anschlüsse.
Er kann handbetätigt oder automatisch
mit Stellmotor und Regelung betrieben werden. |
| Einsatzmöglichkeiten |
1.
Der Mischer hat 4 Auslässe,
die die Wärme im Mischbetrieb
aus den verschiedenen Zonen eines Pufferspeichers
oder von anderen Wärmequllen beziehen. |
2.
Als Zonenmischer mit einem Stellmotor
und einer Regelung können sie die Zonen eines
Pufferspeichers beladen oder entladen. |
|
|
|
| |
|
|
Wenn die Vorlauftemperatur
des Kessels erheblich über der Temperatur des Heizkreises
(z. B. Kesseltemperatur 70 °C, Fußbodenheizung 35 °C)
liegt, dann sollte über dem Mischer ein einstellbarer Bypass
(Einspritzschaltung) eingebaut werden. Der Bypass zwischen Heizungsvor-
und -rücklauf mischt dem Vorlaufwasser fortwährend einen
festgelegten Volumenstrom vom Rücklaufwasser zu. Die Grundbeimischung
kann über ein Regelventil im Bypass eingestellt werden. Diese
Anordnung hat zum einen den Vorteil, dass ein kleinerer Mischer
gewählt werden kann und der Mischer fährt im Bereich
der Mittelstellung und hat dadurch eine bessere Regelungscharakteristik. |
Anlagen mit zwei Heizkreisen
mit unterschiedlichem Temperaturniveau (z. B. Heizkörper
und Fußbodenheizung) erfolgt die Auslegung des 3-Wege-Mischers
über die Temperaturdifferenzen zwischen Kesselwassertemperatur
bzw. Heizungsvorlauftemperatur des Radiatoren-Heizkreises und
der Heizungsrücklauftemperatur des Fußbodenheizkreises.
Die Anbieter von Heizungsmischern halten für die Dimensionierung
entsprechende Tabellen und Diagramme bereit. |
|
|
|
Beimischer
- Regelbare Wohnungsstationen |
Mit der Laing-Systemanbindung
können ohne eine neue Steigleitungen und ohne Mischer am
Kessel eine Flächenheizung (Fußboden-,
Wand-, Decken- und Freiflächenheizungen) realisiert werden.
|
|
Stranganschlüsse
(Vergleich)
|
Quelle:
Laing - ITT Lowara Deutschland GmbH |
. |
|
|
Der Einbau
direkt im Wohnbereich garantiert einen höheren
Komfort durch eine individuelle Regelbarkeit jeder
einzelnen Station. Es sind keine aufwändige
Umbaumaßnahmen für eine zweite neue Steigleitung
durch das komplette Gebäude (z.B. bei nachträglichem
Einbau bei einer Renovierung) notwendig. Mit diesen
regelbaren Wohnungsstationen können
vorhandene Stranganschlüsse (Einzelräume,
Etagen- bzw. Wohnungsanschlüsse) in der Altbausanierung
ohne Probleme auf Flächenheizungen umgerüstet
werden. |
Eine vorhandene und evtl. notwendige
hohe Vorlauftemperatur eines Heizkörperkreises
(z. B. 70°C) wird auf das für die Flächenheizung
erforderliche niedrigere Temperaturniveau
(z. B. 35 °C) heruntergemischt. |
Das System der Laing Beimischer
ist für diffusionsdichte Flächenheizungssysteme
(Kunststoff-, Verbund- und Cu-Rohre) konzipiert.
Bei älteren Anlagen mit diffusionsoffenen
Rohren empfiehlt sich die sichere Systemtrennung.
Aber bei einer richtig
behandelten Anlage ist eine Systemtrennung
nicht notwendig. Außerdem
gibt es keine sauerstoffdichte Anlagen, weil durch
viele O-Ringe, Stopfbuchsen und falschgesetzte Be-
und Entlüftungen immer Sauerstoff durchlassen. |
| |
|
|
Das Beimischmodul Laing BM mini
ist für die Systemanbindung von kleinen Flächen und
einzelnen Räumen mit einer Übertragungsleistung
ca. 3 kW bzw.für eine Heizfläche je
nach Auslegung bis ca. 40 m2
konzipiert. Das Modul kann im Unter-
oder Aufputzschrank angeordnet werden. |
| Die Bauteile
des Beimischmodul sind ein
wellenloser Kugelmotorpumpe mit Ein- /Ausschalter
und Anschlusskabel (1 m), ein voreinstellbares Thermostatventil,
einem Halter für links- bzw. rechtsseitigen
Anschluss, ein Vorlauf-Übertemperatur-begrenzung
auf 55 °C, einem einstellbaren Bypass für
Anschluss an ein Einrohrsystem und einem Entlüftungsventil.
|
Vorteile
des Beimischmoduls gegenüber einer Anlage mit
einem Rücklauftemperaturbegrenzer (RTL-Ventil)
|
-
Gleichmäßige
Wärmeverteilung durch die integrierte Umwälzpumpe
-
Anschlussmöglichkeit
von Flächen bis ca.40 m2
-
Keine
Begrenzung der Radiatorvorlauftemperatur; auch
alte Kesselsysteme mit Vorlauftemperaturen bis
zu 110°C können einfach angeschlossen
werden
-
Integrierte
Übertemperatursicherung (55 °C)
-
Vorlauftemperatur
steuerbar durch Einstellung des beizumischenden
Volumenstroms (Versionen KF und RT) bzw. regelbar
durch die integrierte Konstanttemperaturregelung
(Version KR)
-
Speziell
geeignet zum Anschluss von
Renovierungssystemen mit geringen
Aufbauhöhen
|
|
|
|
|
Anlagenbeispiel |
Quelle:
Laing - ITT Lowara Deutschland GmbH |
|
|
Das Beimischmodul
Laing BM eco ist für Wohnungen oder Etagen mit einer
Übertragungsleistung von ca. 15
kW bzw. für eine Heizfläche je nach Auslegung
bis ca. 200 m2 konziepiert.
Das Modul ist mit einer hocheffizienter Umwälzpumpe
mit Energieeffizienzklasse A ausgestattet. |
| |
|
Das
Grundmodul BM eco besteht aus einem
Mischergehäuse aus Bronze, mit voreinstellbarem
Regelventil; mit integrierter, stufenlos einstellbarer
Hocheffizienzpumpe der Energieeffizienzklasse A;
einem einstellbaren Bypass für eine Übersetzungsregelung;
Füllarmatur; Rückschlag-ventil; Thermometer;
automatischer Entlüfter; ½“ IG-Stutzen
mit Absperrstopfen für Anschluß von bauseits
gestellter WMZ-Tauchhülse; Anschluß Kessel
links mit Absperrkugelhähnen (¾“
IG); Anschluß Fußboden-Verteiler rechts
(1“ IG); Inklusive Konstanttemperaturregelung
durch Thermostatkopf (20-55 °C) und integrierter
Übertemperatursicherung (20-90 °C einstellbar).
Die Version BM eco ZR hat zusätzlich
eine vormontierte Zonenklemmleiste und ein Pumpenabschalt-modul;
Kunststoff-Segmentverteiler mit Regulierventilen
und Durchflussmessern; |
Quelle:
Laing - ITT Lowara Deutschland GmbH |
|
Mit dem
Laing Beimischmodul BM eco können
Verteiler für Fußboden-,
Wand-, Decken- und Freiflächenheizungen an
einen Kesselkreis angeschlossen werden. |
In der Beimischstation
für einen Niedertemperaturkreis
sind eine Regelung, ein Regelventil, eine Übertemperatursicherung
und eine hocheffiziente Umwälzpumpe
mit Energieeffizienzklasse A für den integriert.
Das Mischergehäuse besteht
aus korrosionsbeständiger Bronze.
Durch die kompakten Baumaße
und die dauerhaft leise Kugelmotorpumpe
ermöglichen den Einbau direkt im Wohnbereich
(Nische oder Unterputzschrank). Der Einsatz von
unterschiedlichen Kunststoff- und Messing-Verteilern
ist möglich.
|
Mit dem
integriertem Thermostatkopf verfügt
das Beimischmodul über eine robuste und einfach
zu bedienende Regelung, mit der
sich die gewünschte Vorlauftemperatur
stufenlos zwischen 20 bis 55 °C einstellen lässt.
Ein Kapillarfühler erfasst
die Vorlauftemperatur der Flächenheizung und
hält diese innerhalb eines regeltechnisch notwendigen
Proportionalbandes konstant. Dazu schließt
oder öffnet der integrierte Thermostatkopf
entsprechend der Anforderung der Flächenheizung
das Primärventil der Beimischstation. |
Die Umwälzpumpe
verfügt über eine LED
im Leistungseinsteller der Hocheffizienzpumpe, die
den Betriebszustand der Anlage genau anzeigt. Gesteuert
wird dieser Mechanismus über einen in der Pumpe
enthaltenen, leistungsstarken Mikroprozessor. |
Ein von
der Regelung unabhängiger mechanischer Anlegethermostat
dient zur Übertemperatursicherung. |
| |
|
|
