Hydraulischer Abgleich von Zentralheizungsanlagen | <<< | >>> | Feedback |
Definition: ein Verfahren zur optimalen Einstellung der Druckdifferenzen und Massenströme in einer Zentralheizungsanlage
Abbildung 1: In einem Zentralheizungssystem wird erwärmtes Heizwasser in die Heizkörper gepumpt. Für eine optimale Funktion sollte das System hydraulisch abgeglichen sein.
In einer Zentralheizungsanlage wird Wärme meistens mit Hilfe von warmem Wasser in einem Rohrsystem zu Heizkörpern in den beheizten Räumen transportiert. (Für Fußbodenheizungen und andere Flächenheizung gilt praktisch alles hier Gesagte genauso.) Idealerweise ist das System so ausgelegt und eingestellt (hydraulisch abgeglichen), dass die folgenden Ziele alle erreicht werden:
- Jeder Heizkörper kann jederzeit eine ausreichend hohe und angemessene Heizleistung bereitstellen, entsprechend dem Heizwärmebedarf des jeweiligen Raums und der Zahl der Heizkörper darin.
- Eine ausreichende Beheizung wird mit einer möglichst niedrigen Vorlauftemperatur erreicht. Gleichzeitig soll aber die Rücklauftemperatur noch deutlich niedriger liegen, was eine genügend hohe Vorlauftemperatur voraussetzt. (Bei zu niedriger Vorlauftemperatur müssen die Thermostatventile voll öffnen, so dass die Rücklauftemperatur ansteigt.) Optimal gewählte Temperaturen können die Energieeffizienz einer Wärmepumpenheizung oder eines Brennwertkessels optimieren.
- Das Einstellen von Thermostaten oder manuellen Heizkörperventilen in einem Raum beeinflusst nicht die Heizleistung von Heizkörpern in anderen Räumen.
- Fließgeräusche im Leitungssystem sind minimal, niemals störend.
- Der Energieverbrauch der Heizungs-Umwälzpumpe(n) ist möglichst niedrig.
Probleme bei mangelndem hydraulischen Abgleich
Leider können aber in der Praxis gewisse Probleme auftauchen:
- Bei manchen Anlagen ist die Heizleistung der Heizkörper, die am weitesten vom Heizkeller entfernt sind, häufig zu gering. Die Heizkörper erhalten einen zu geringen Wasserdurchfluss.
- Häufig fällt bei Erhöhung der Heizleistung in einem Raum die Heizleistung in anderen Räumen ab: nicht unbedingt, weil die Heizungsanlage keine ausreichende Leistung bereitstellen kann, sondern weil die Druckdifferenz im System zu stark abfällt, wenn manche Heizkörper einen zu starken Durchfluss bekommen. (Andere Heizkörper sind dann quasi kurzgeschlossen: Das Wasser nimmt vorwiegend den Weg des geringsten Widerstands.)
- Unter Umständen kann es sogar zu Schwingungen im System kommen, bei denen Heizkörperventile ständig abwechselnd voll öffnen und wieder ganz schließen. Dies kann zu Schwankungen der Raumtemperatur führen.
- Manchmal treten lästige Fließgeräusche (Rauschen oder auch Sirren) im System auf – häufig nur unter bestimmen Bedingungen (beispielsweise teilweise geöffnete Ventile, wie es im Thermostatbetrieb häufig der Fall ist).
- Manche alten und völlig überdimensionierten Heizungs-Umwälzpumpen verschwenden erhebliche Mengen von elektrischer Energie.
Verschärft werden manche Probleme durch falsche Bedienung. Ein häufiger Fehler ist beispielsweise, bei zu niedriger Raumtemperatur Heizkörperthermostate voll aufzudrehen.
Elemente des hydraulischen Abgleichs
Etliche der oben genannten Probleme können durch punktuelle Maßnahmen auf einfache Weise gelöst werden. Beispielsweise kann an einem Heizkörper, dessen maximale Leistung als deutlich zu hoch erkannt ist, ein zusätzliches Drosselventil benutzt werden, um diese Leistung zu begrenzen. Allerdings wird eine optimale Funktion des Systems oft nur mit einem umfassenden hydraulischen Abgleich erzielt. Die genaue Vorgehensweise kann stark von der jeweiligen Situation abhängen. Einige wichtige typische Elemente des Vorgehens sind aber die folgenden:
- An der Heizungssteuerung wird zunächst eine sinnvolle Heizkurve ausgewählt. Diese bestimmt die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Welche Heizkurve sinnvoll ist, hängt insbesondere von dem Heizleistungsbedarf ab (also von den beheizten Flächen und der Qualität der Wärmedämmung) sowie von Art, Anzahl und Fläche der Heizkörper.
- Die Leistung der Heizungs-Umwälzpumpe wird sinnvoll gewählt. Die Pumpe sollte elektronisch geregelt sein, etwa für eine konstante Druckdifferenz oder auch für eine definiert durchflussabhängige Druckdifferenz (mit dem Durchfluss zunehmend). (Einfache Pumpen ohne Regelung arbeiten z. B. bei weitgehend geschlossenen Heizkörperventilen unnötig heftig gegen den hohen Strömungswiderstand an und verursachen damit einen unnötigen Energieverbrauch und häufig auch lästige Geräusche.) Der angemessene Wert der Druckdifferenz hängt von verschiedenen Aspekten ab; er wird z. B. eher niedrig gewählt, wenn die Rohrleitungen eher kurz sind und die Ventile hohe Durchflusskoeffizienten (Kv-Werte) haben.
- Das System wird gründlich entlüftet, da Luftblasen im Heizungswasser die Funktion erheblich stören können.
- Alle Heizkörper sollten nicht nur einen Thermostaten enthalten, sondern zusätzlich ein Drosselventil, mit dem der maximale Wasserdurchfluss begrenzt werden kann. (Dieses Drosselventil kann sich unterhalb des Thermostats befinden, also nur bei Abnehmen desselben sichtbar werden, oder eventuell Teil einer Rücklaufverschraubung sein.) Diese Drosselventile sind so einzustellen, dass bei voll aufgedrehten Thermostatventilen (bzw. bei stark abgekühlten Räumen) alle Heizkörper eine hohe, aber nicht zu hohe Leistung abgeben. An jedem Heizkörper sollte noch eine ausreichend hohe Temperaturspreizung auftreten: Der Rücklauf (in der Regel unten angebracht) soll mindestens um einige Grad kühler bleiben als der Vorlauf; sonst ist die Durchflussmenge zu hoch, und der Heizkörper könnte andere Heizkörper hydraulisch kurzschließen.
Wenn alle Heizkörper deutlich gedrosselt werden müssen, deutet dies auf eine unnötig hohe Pumpenleistung hin. Dann sollte die Pumpleistung reduziert werden, entsprechend auch die Drosselung.
Je nach den Umständen kann es notwendig sein, die Einstellungen der Drosselventile in mehreren Durchgängen zu optimieren.
Am Ende des Abgleichs werden die Thermostatventile natürlich wieder entsprechend den gewünschten Raumtemperaturen eingestellt.
Eine Basis für den Abgleich kann ein Satz von Berechnungen sein, die Aspekte wie den Heizleistungsbedarf, die Rohrlängen und Details der einzelnen Systemkomponenten berücksichtigen. Auf diese Weise können wiederholte Neueinstellungen zum Finden des Optimums vermieden oder vermindert werden. Allerdings sind in der Praxis meistens etliche Parameter ohnehin unbekannt, so dass eine zuverlässige Berechnung schwierig ist.
Anlässe für einen hydraulischen Abgleich
Eine neue Zentralheizungsanlage sollte unbedingt gleich nach der Inbetriebnahme gründlich hydraulisch abgeglichen werden. Später kann ein erneuter Abgleich nötig werden, wenn erhebliche Änderungen vorgenommen werden, z. B. zusätzliche Heizkörper oder eine starke Reduktion des Heizleistungsbedarfs durch Wärmedämmung. Außerdem kann natürlich das Auftreten der oben genannten Probleme Anlass sein, den Abgleich erneut zu optimieren.
Bei Durchführung von KfW-Förderprogrammen wird im Falle der Modernisierung von Öl- und Gasheizungen verlangt, dass ein hydraulischer Abgleich durchgeführt wird.
Siehe auch: Zentralheizung, Heizkörper, Vorlauftemperatur