hydraulischer Abgleich + Rohrnetzberechnung

und ein wenig Regelungstechnik und Pumpen

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik

Abkürzungen im SHK-Handwerk

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Für ein einwandfreies Funktionieren einer Wasserheizungsanlage müssen die Masseströme richtig eingestellt werden, d. h. jeder Heizkörper soll nur die Wassermenge bekommen, die der berechneten Heizlast entspricht. Außerdem ist der Abgleich nicht nur nach der VOB (Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen) Teil C – ATV DIN 18380, der DIN EN 14336 (Heizungsanlagen in Gebäuden – Installation und Abnahme der Warmwasser-Heizungsanlagen - 01-2005) und der EnEV (Energieeinsparverordnung) vorgeschrieben, sondern auch Grundvoraussetzung für eine effizient arbeitende außentemperaturgesteuerte Anlage. Natürlich muss diese Leistung auch beauftragt und bezahlt werden.

Bei einigen Fördermaßnahmen ist der Abgleich zwingend vorgeschrieben und muss entsprechend von einem Fachbetrieb bescheinigt werden.

Ab dieser Stelle muss der Besitzer einer Einrohrheizung nicht weiterlesen, denn ein Abgleich dieser Anlagen ist nach diesem Prinzip nicht möglich!

>   Hydraulischer Abgleich - Einrohrheizungen

Dynamischen Energie-Management - DEM Technologie / Wird dadurch ein hydraulischer Abgleich überflüssig?

Ist der Abgleich nur im Volllastbetrieb wirksam?
Eigentlich ja, aber genau deswegen ist ja ein hydraulischer Abgleich in Großanlagen nur dann wirklich wirkungs- und sinnvoll, wenn eine selbstregelnde Pumpe oder differenzdruckgesteuerte Ventile (Strangregulierventile) eingebaut werden. Auch ist die richtig eingestellte Heizkurve Voraussetzung für eine hydraulisch richtig arbeitende Anlage.

Auf diese Bauteile kann man in kleinen Anlagen verzichten, da hier der Abgleich am schwierigsten zu bewerkstelligen ist, weil der Wärmeerzeuger immer eine möglichst große Wasserumlaufmenge braucht, um nicht zu einer taktenden Anlage ("Kuhschwanzheizung") zu werden. Gerade kleine Anlagen (Ein- und Zweifamilienhäuser) sind große Volumenströme in einem richtig ausgelegtem Rohrnetz und eine möglichst niedrige Sytemtemperatur mit geringer Spreizung (4 -8 K) anzustreben.

Hinzu kommt, dass das Heizungswasser nicht eine dicke Brühe ist oder wird, denn dann wird der Abgleich nach kurzer Zeit nicht mehr funktionieren, weil die "Brühe" eine andere Viskosität hat und sich höhere Widerstände in den engen Durchlässen der voreingestellten Ventile aufbauen. Extrem betrachtet könnte es auch zum Dichtsetzen der Heizkreis- oder Thermostatventile und der Rücklaufverschraubungen kommen. Man liest immer wieder, "es hat ja vorher funktioniert und nun nicht mehr". Wer macht sich schon Gedanken über die Wasserqualität?

Heizungs- und Kühlwasser ist kein "totes Wasser"! Immer wieder werden andere Meinungen vertreten. Ist es Unwissenheit, Halbwissen oder Ignoranz? Auf jeden Fall ist dieses Thema nicht so einfach, wie es sich viele vorstellen. Beim Abgleichen sollte man schon wissen, ob da klare Flüssigkeit, Suppe oder Pudding in der Anlage ist.

Die DIN EN 14336 (immer noch vielen Fachleuten unbekannt) gibt dem SHK-Betrieb vor, dass Wassersysteme gespült werden müssen. Nur so ist gewährleistet, dass die Anlage, wenn sie mit behandeltem Wasser gefüllt wurde, die nächsten Jahrzehnte unter den gleichen guten Bedingungen funktioniert. In dieser Norm wird auch der hydraulische Abgleich vorgeschrieben.

Viele Störungen (z.B. Strömungsgeräusche, Ausfall von Anlagenteilen) während des Betriebes einer PWWH lassen sich vermeiden, wenn man sich bei der Auslegung (Berechnung) und bei der ersten Inbetriebnahme ein wenig mehr Zeit nimmt.

Für die Dimensionierung der Rohrnennweiten können die Strömungsgeschwindigkeiten v (Wasser- geschwindigkeiten) oder die vorliegenden Druckgefälle R herangezogen werden.

Unter dem häufig im Zusammenhang mit der Rohrnetzberechnung verwendeten Begriff Stromkreis (Wasserstromkreis) versteht man den Weg, den das Wasser vom Heizkessel über Vorlauf, Wärmeaustauscher bzw. Heizkörper und Rücklauf zum Heizkessel zurücklegt. Dieser Stromkreis besteht in der Regel aus mehrere Teilstrecken (TS). Bei der Zweirohrheizung können Teilstrecken der Vor- und Rückläufe mit gleichen Heizwasserströmen zusammengefasst werden.

Durch den von der Heizungsumwälzpumpe erzeugte Pumpendruck wird der Druckverlust ausgeglichen, der durch Einzelwiderstände, Regelarmaturen und gerade Rohrstrecken entsteht. Da die einzelnen Stromkreise einer Warmwasserheizungsanlage parallel geschaltete Widerstände bilden, errechnet sich der notwendige Pumpendruck aus den Druckverlusten des ungünstigsten Stromkreises. In diesem Stromkreis entsteht der größte Druckverlust.

In den Stromkreisen, in denen der Druckverlust geringer ist, müssen Drosselarmaturen (voreinstellbare Thermostatventile [evtl. einstellbare Rücklaufverschraubungen], in größeren Anlagen - Strangregulierventile) eingebaut werden. Diese Drosselarmaturen reduzieren den überschüssigen Druck bzw. halten ihn konstant, damit der günstigste Heizkreis (Heizkörper) nicht die Anlage steuert, denn dieser Heizkreis (Heizkörper) beeinflusst die Funktion der anderen Heizkreise (Heizkörper).   Einfach gesagt, dieser Heizkörper darf den anderen Heizkörpern nicht das Wasser wegnehmen.

Wenn nicht in allen Stromkreisen der gleiche Druckverlust besteht, stellen sich andere Heizwasserströme als die berechneten notwendigen Massenströme ein. Das Wasser strömt dann mit einer viel zu großen Menge durch die Heizkreise (Heizkörper) mit den geringeren Widerständen. Die Heizkörper geben mehr Wärme ab, wirken als Störgröße für die Raumregelung und führen evtl. zu Strömungsgeräuschen. Das Ergebnis ist, dass die Hydraulik durcheinander gebracht wird.

Die Folge des fehlenden Abgleichs ist, dass die Heizkreise (Heizkörper) mit höheren Widerständen nicht warm werden. Die falsche „logische" Folgerung wäre, den Pumpendruck zu erhöhen (höhere Schaltstufe, größere Pumpe). Dies bedeutet einen höheren Stromverbrauch, evtl. extreme Fließgeräusche, Einbau eines Überströmventils (Energievernichtung) und Lufteinsaugung (Verschiebung des Nullpunktes). Dadurch werden die Probleme noch größer.

Wenn die Anlage richtig abgeglichen ist, kann durch den Einsatz einer (selbsttätig) regelbaren Pumpe (nach der EnEV ab 25 kW [Nennwärmeleistung] vorgeschrieben) der Energieverbrauch der Pumpe bis zu 80% reduziert werden. Solche Pumpen haben sich oft nach 2 Jahren amortisiert. Besonders jetzt ist eine aufbereitete Anlage wichtig!

In Kleinanlagen mit Gas-, Öl- oder Holzkessel kann aber eine selbstregelnde Pumpe eher kontraproduktiv sein, weil sie dem Wärmeerzeuger nicht genügend Volumenstrom zur Verfügung stellt (siehe "Kuhschwanzheizung").

Die alte, seit Jahrzehnten praktizierte Rohrnetzberechnung hat sich für bestehende Anlagen inzwischen überholt. Sinnvoll ist die Berechnung mit einem Berechnungs- programm und man wird schnell feststellen, dass der theoretisch ungünstigste Heizkörper meistens nicht der richtige Heizkörper ist.

Auch die Berechnung für den nachträglichen Abgleich in Bestandsanlagen ist mit solchen Programmen möglich, aber ob diese aufwendige Berechnung notwendig ist, wird immer noch kontrovers diskutiert. Viele Hersteller bieten Überschlagsberechnungen an, die für die Praxis tolerierbar sind. Es werden auch schon Programme für Handys angeboten. Ein überschlägiger Abgleich ist immer noch besser gegenüber gar keinem.

Auch sollte daran gedacht werden, dass man ein Feintunig in der ersten Heizperiode nur bei Temperaturen unter +5° C durchführen kann und dass Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, Personen und Elektrogeräte in den Räumen) möglichst vermieden wird, da sonst eine Überprüfung der erreichten Raumtemperaturen verfälscht werden!! B. Bosy

Praxisvorschlag zur Überprüfung der Anlagenhydraulik Die Güte der Hydraulik einer Anlage (mit Heizkörpern) zu überprüfen, ist eigentlich sehr einfach. Die Wärmezufuhr wird abgeschaltet und die Anlage kühlt mit laufender Pumpe ab, dabei müssen alle HK-Ventile voll aufgedreht sein. Wenn das Anlagenwasser abgekühlt ist, wird die Pumpe abgeschaltet und der Wärmeerzeuger hochgeheizt. Nach dem Erreichen der maximalen Temperatur wird die Pumpe wieder eingeschaltet. Die Pumpe sollte möglichst hoch eingestellt werden, damit ein großer Volumenstrom erreicht wird, damit die die Anlage keine "Kuhschwanzheizung" wird. Nun wird überprüft, ob das warme Wasser relativ gleichzeitig an allen Heizkörpern ankommt. Hierbei muss natürlich die Strömungsgeschwindigkeit (ca. 0,3 m/s) berücksichtigt werden. Wenn einzelne Heizkörper zu schnell warm werden, dann bekommen sie zu viel Wasser (Wärme). Heizkörperanschlüsse, die nur verzögert warm werden, sind unterversorgt. Jetzt kann der Fachmann schon abschätzen, ob bzw. wie der Abgleich vorzunehmen ist. Die Überprüfung einer Fußbodenheizung kann in ähnlicher Weise durchgeführt werden. Hier muss aber der Rücklauf gefühlt werden. Voraussetzung für einen weiteren Abgleich sind voreinstellbare Ventile (bzw. Rücklauf-verschraubungen) und richtig ausgelegte Heizflächen.

Wichtig ist letztendlich, dass alle Räume die gewünschte Temperatur haben,

ohne das die Ventile schließen.

Der Massenstrom wird für die Auslegung der Heizflächen, für die Rohrnetzberechnung und den hydraulischen Abgleich der Anlage benötigt. Ausgehend von der berechneten Heizlast (DIN EN 12831) des jeweiligen Raumes bzw. der Heizfläche wird der Massenstrom des Heizmediums berechnet. Vor der Berechnung muss die Temperaturdifferenz zwischen dem Vor- und Rücklauf festgelegt werden. Der Massenstrom transportiert die benötigte Energie zu der jeweiligen Heizfläche.

Die Formel des Wärmestroms QPunkt = Wärmestrom in Wh/h entspricht Heizlast mPunkt = Massenstrom in kg/h cp = spez. Wärmekapazität für Wasser (1,163 Wh / kg K) delta theta = Temperaturdifferenz von (ThetaV - ThetaR) in K

wird umgestellt und ergibt den Massenstrom:   Je größer die Temperaturdifferenz desto kleiner der Massenstrom.

Kurzfassung - PDF-Datei

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