Heizungsanlagen - für Laien erklärt
Heizungsanlagen - für Laien erklärt

Der hydraulische Abgleich im Zweirohr-Heizungssystem

1.Die Zweirohrheizung

 

In der Zweirohr-Heizungsanlage sind die Heizkörper so an den Vorlaufleitungen angeschlossen, dass sie alle mit derselben Vorlauftemperatur beaufschlagt werden.

Das Rohrleitungsnetz dient dazu, das warme Wasser vom Heizkessel zu den Heizkörpern und zurück zubringen. Dazu wird in den Wasser-kreislauf nach dem Heizkessel eine Umwälzpumpe installiert, die den dafür notwendigen Druck erzeugt. Auf dem Weg zu und von den Heizkörpern bildet jedes Stück Rohrleitung, jedes Rohrleitungs-

formstück (Ecken, Bögen, Verengungen, Erweiterungen usw.), jedes Ventil und jeder Höhenmeter für das Heizungswasser einen Strömungswiderstand, hinter dem der Wasserdruck niedriger ist als davor (Druckverlust). Dadurch wird der Druck in der Vorlauf-Rohrleitung mit größer werdender Entfernung von der Pumpe immer geringer, sodass pumpenferne Heizkörper mit einem wesentlich geringeren Druck beaufschlagt werden als pumpennahe. Andererseits wird der Druck in der Rücklauf-Rohrleitung immer geringer, je mehr man sich der Pumpe nähert. So ist im obigen Strangschema der Druck im Vorlauf am Heizkörper 1 wesentlich höher als am Heizkörper 32 und der Druck im Rücklauf am Heizkörper 1 niedriger als am Heizkörper 32.

 

Also: Heizkörper 1: Ein hoher Vorlaufdruck und ein niedriger Rücklaufdruck ergeben einen großen Differenzdruck.

 

Heizkörper 32: Ein niedriger Vorlaufdruck und ein relativ hoher Rücklaufdruck ergeben einen kleinen Differenzdruck.

 

Der Differenzdruck (Unterschied zwischen Vor- und Rücklaufdruck) ist maßgebend für die Wassermenge, die durch den Heizkörper fließt. Je größer der Differenzdruck ist, desto mehr Wasser fließt durch den Heizkörper. Deshalb fließt durch den Heizkörper 1 wesentlich mehr Heizwasser als durch den Heizkörper 32, der Heizkörper 1 wird zu warm und der Heizkörper 32 nicht warm genug. Abhilfe schafft hier der hydraulische Abgleich.

2. Der hydraulische Abgleich

 

Wenn man in unserem obigen Beispiel den Differenzdruck in den Steig- und Fallsträngen (Punkte A, B, C, D usw.) durch Differenzdruckregler auf z. B. 100 mbar begrenzt, stellt sich in jedem Strang ein Differenzdruck von 100 mbar ein. Eine gleichmäßige Beaufschlagung aller Heizkörper wird dadurch gewährleistet.

 

Wichtig: Nach der VOB/C DIN 18380 ist der hydraulische Abgleich einer Heizungsanlage Pflicht. Anlagen ohne Abgleich entsprechen nicht den anerkannten Regeln der Technik und stellen somit eine mangelhafte Leistung dar!

3. Die Wirkungsweise eines Differenzdruckreglers

Differenzdruckregler

Der Differenzdruckregler besteht aus zwei Ventilen, die in den Vor- bzw. Rücklauf eingebaut werden, und der Regelmembrane. Im obigen Bild ist das blaue (linke) Ventil mit der Membrane im Rücklauf und das rote (rechte) Ventil im Vorlauf angeordnet.

Eine einstellbare Feder drückt auf die Innenseite der Membrane, auf der Außenseite steht der Druck in der (roten) Vorlaufleitung, der durch die Impulsleitung übertragen wird, an. Übersteigt nun die Kraft des Vorlaufdrucks die Federkraft, wölbt sich die Membrane nach innen und drückt einen Ventilstift in das Ventil. Dadurch wird der Wasserdurchfluss und somit auch der Differenzdruck geregelt.

4. Zusammenfassung der Nachteile bei fehlendem hydraulischen

    Abgleich

  • Pumpenferne Heizkörper werden nicht warm, weil pumpennahe Heizkörper überversorgt werden („hydraulischer Kurzschluss“).
  • Pumpennahe Heizkörperventile geben Geräusche ab, da der Druckabbau im Ventil zu groß ist.
  • Durch zu großen Druckabbau (pumpennahe) oder zu kleinen (pumpenfern) regeln Heizkörperventile schlecht oder gar nicht.
  • Pumpennahe Rohrleitungen und Ventile (z. B. Strangabsperr­ventile) geben Geräusche ab, weil die Strömungsgeschwindigkeit zu hoch ist.
  • Die Heizungsanlage wird mit zu hohen Temperaturen betrieben, um die Unterversorgung pumpenferner Heizkörper auf diese Weise auszugleichen. Dadurch steigen der Brennstoffverbrauch und die Betriebskosten enorm.

Wenn in einer Heizungsanlage die pumpenfernen Heizkörper trotz voller Leistung der Anlage nicht warm genug werden, versucht der Nichtfachmann oft, durch Einbau einer größeren Umwälzpumpe den Mangel zu beheben. Dadurch erreicht er aber gar nichts, meistens sogar das Gegenteil. Denn

  • die größere Pumpe bewirkt höhere Strömungsgeschwindigkeiten des Wassers in den Rohren. Da aber die Strömungswiderstände in den Rohren und Ventilen sehr stark von der Strömungs­geschwindigkeit abhängen (eine doppelte Geschwindigkeit bewirkt einen 4-fach größeren Widerstand), wird nur unnötig viel Druck­energie „verbraten“. An den Druckverhältnissen ändert sich fast nichts.
  • die zu große Pumpe verursacht sowohl in der Anschaffung wie auch im Betrieb hohe Kosten.
  • Heizkörperventile und Rohrleitungen geben aufgrund der zu hohen Strömungsgeschwindigkeit Geräusche ab.
  • aufgrund der hohen Drücke, für die die Thermostatventile gar nicht ausgelegt sind, verschlechtert sich das Regelverhalten der Thermostatventile enorm.

Jürgen Wüst

Dipl.-Ing. (FH)

 

16.1.2012

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