Alles in Waage

Während die Welt seit Jahren nach dem großen Wurf bei der Reduktion der CO₂-Emissionen sucht, gibt es viele kleine Möglichkeiten, um Energie einzusparen. Dazu kann das SHK-Handwerk seinen Beitrag leisten: durch Einbau von Energie sparenden Lösungen für die Wärmeerzeugung; kleine Lösungen wie der hydraulische Abgleich bleiben auf der Strecke. Was doch etwas verwundert.

Gleichmäßig warme Heizkörper, die weder über- noch unterversorgt sind, dazu ein schnelles und gleichmäßiges Aufheizen der einzelnen Wohnbereiche, keine störenden Fließ- oder Gluckergeräusche, das Ganze gepaart mit bis zu 15 % Einsparung an Heizkosten und damit auch weniger CO₂-Emissionen. Trotzdem sind – laut Experten – nur ca. 15 % bis 20 % aller Heizungen überhaupt abgeglichen und arbeiten somit unter optimalen Bedingungen.

Mit dem hydraulischen Abgleich wird die Heizungsanlage so eingestellt, dass das System aus Rohren, Pumpen und Ventilen dem zirkulierenden Wasser den korrekten, dabei möglichst geringsten Widerstand entgegensetzt. So wird eine optimale und gleichmäßige Wärmeverteilung im gesamten Gebäude erreicht. Alle Komponenten der Heizungsanlage sind richtig dimensioniert und auf den Energiebedarf des Hauses abgestimmt. An den Thermostatventilen wird durch Voreinstellung die Durchflussmenge des Heizwassers an den erforderlichen Bedarf des Raumes angepasst.

Hydraulischer Abgleich in Bestandsanlagen

Die Optimierung vorhandener Anlagen zielt darauf ab, Überangebote von Wärmeenergie zu vermeiden und Heizflächen die richtige Wärmeleistung, d. h. die richtigen Volumenströme, zuzuführen. Dazu ist es notwendig, die Vorlauftemperatur den tatsächlichen Gegebenheiten anzupassen sowie einen hydraulischen Abgleich durchzuführen. Um Akzeptanz für diese Optimierungsmaßnahmen zu erhalten, dürfen keine Komforteinbußen und sollten nur geringe finanzielle Mehraufwendungen für die Nutzer entstehen. Voraussetzung für das optimale Einstellen der Heizungsanlage sind voreinstellbare Thermostatventile.

Bei Bestandsanlagen fehlen oft Grundlagendaten des Gebäudes und der Heizungsanlage. Deshalb wird gern die Unkenntnis über das Rohrleitungssystem (Länge, Dimensionen, Widerstände etc.) als das größte Hemmnis angeführt. Doch mit vereinfachten Verfahren und neuen Ventilunterteilen lässt sich diese Hürde überwinden.

Die Anpassung der Anlagentechnik nach einer energetischen Modernisierung ist ein wichtiges Mittel, um eine prognostizierte Energieeinsparung zu erreichen. Der Grund ist so einfach wie einleuchtend: Mit der Sanierung sinken die Raumheizlasten. Wird die Heizung nicht an die sich verändernden Bedingungen angepasst, stellt sie weiterhin die alte Leistung bereit.

Hohes Einsparpotenzial in Neubauten

In Neubauten und modernisierten Gebäuden mit einem hohen Dämmstandard ist ein hohes Einsparpotenzial vorhanden. Verwunderlich, doch einleuchtend. Im Neubau können die auf den Wärmebedarf bezogenen und anteilig höheren Wärmegewinne aus Solarstrahlung über die Fenster und aus den inneren Wärmequellen (Personen, elektrische Geräte und Beleuchtung) nach einer Heizungsoptimierung viel besser genutzt werden.

Der hydraulische Abgleich für Heizungsanlagen ist nicht gesetzlich verankert. Wohl ein Grund, weshalb er nur selten durchgeführt wird. Regler- und Pumpeneinstellungen sowie der hydraulische Abgleich sollten aber immer dem Gebäude und der Anlage angepasst sein. Sonst können die einzelnen Anlagenkomponenten oft nicht das leisten, wozu sie in der Lage sind. Ohne Not bleibt so ein jährliches Minderungspotenzial von 5 – 10 Mio. t CO₂ ungenützt.

Funktion der Heizungsumwälzpumpe

Im Rahmen des hydraulischen Abgleichs werden Parameter berechnet, die auch Einfluss auf die Größe bzw. Einstellung der Heizungspumpe haben. Häufig sind Heizungspumpen überdimensioniert oder zu hoch eingestellt und verbrauchen dadurch unnötig Strom. Bei einer Optimierung kann die Heizungspumpe meist auf einer niedrigeren Stufe laufen. Am deutlichsten werden die Stromkosten allerdings reduziert, wenn die alte Umwälzpumpe gegen eine Hocheffizienzpumpe ausgetauscht wird.

Kritischer sind in Wärmeerzeuger integrierte Pumpen. Hier sollte die Heizungsoptimierung mit hydraulischem Abgleich an die nächste Kesselmodernisierung gekoppelt werden. Dann ist darauf zu achten, dass entsprechend Kessel mit einstellbaren Hocheffizienzpumpen eingesetzt werden.

Optimaler Einklang aller Komponenten

Ob Einrohr- oder Zweirohrsystem, einfache oder weitverzweigte Anlage, konstanter oder variabler Volumenstrom – die von der Industrie zur Verfügung gestellten Regelungsarmaturen haben sich in unterschiedlichen Anwendungsfällen bewährt. Es gibt Lösungen für den statischen und dynamischen Abgleich. Diese Vielfalt an technischen Möglichkeiten erlaubt es dem SHK-Handwerk, für jeden Einsatzfall das optimale Verhältnis zwischen Aufwand und Genauigkeit des Ergebnisses abzuwägen.

Resideo

Da moderne Anlagen 96 % der Heizperiode im Teillastbetrieb arbeiten, ist es wichtig, bereits in der Planung den dynamischen hydraulischen Abgleich zu berücksichtigen. Dafür hat Resideo den Differenzdruckregler „Kombi-Auto V5001P“ sowie druckunabhängige Regelventile im Programm. Als Ergänzung zu den Regelventilen gibt es druckunabhängige Thermostatventile vom Typ „Kombi-TRV“ – prädestiniert für den Einsatz im Einfamilienhausbereich. Sie regulieren den Volumenstrom bis zu einem max. eingestellten Wert auch bei variierendem Eingangsdruck. Weitere Berechnungen und Regelventile werden nicht benötigt.

Zehnder

Mit dem „Q-Tech“-Ventil (Oventrop) ermöglicht Zehnder einen automatischen hydraulischen Abgleich bei seinem Mehrsäuler „Charleston“. Das optional erhältliche Ventil wird auf Kundenwunsch werksseitig eingesetzt. In der Standardausführung wird der Design-Heizkörper mit integriertem Ventil ausgeliefert.

Kermi

Gerade bei der Renovierung alter Gebäude gibt es oft ein Problem: fehlende Baupläne zum Verlauf der Leitungen, Stränge und Vernetzungen. Dieser Umstand erschwert einen hydraulischen Abgleich. Selbst wenn Pläne vorliegen, ist ein hydraulischer Abgleich oft mit einem hohen Aufwand verbunden. Für diese Problemstellung bietet Kermi den Ventileinsatz „V7K-L“ für alle eigenen Ventilheizkörper, erhältlich als Zubehör oder bereits ab Werk im Heizkörper eingebaut. Der „V7K-L“ begrenzt den Volumenstrom am Heizkörper, unabhängig von Differenzschwankungen im Rohrnetz. Wie andere Lösungen auch, muss die erforderliche Wassermenge in Abhängigkeit der Heizkörperleistung und der Systemtemperatur eingestellt werden.

Danfoss

Der dänische Wärmetechnik-Spezialist Danfoss bietet eine Lösung für den automatischen hydraulischen Abgleich. Sie ist einsetzbar bei Anlagen mit maximal 20 Heizkörpern. Detaillierte Kenntnisse des Rohrnetzes, der raumweisen Heizlast oder der verbraucherspezifischen Durchflüsse sind nicht erforderlich. Eine digitale Systemsteuerung, wie „Danfoss Eco“ und „Danfoss Link“, übernimmt die Berechnung und Einstellung der Massenströme. Armaturenseitig sind elektronische Thermostate erforderlich. Maßgebliche Regelungsgröße ist immer die Raumtemperatur. Das Steuerungssystem erfasst durch Kommunikation mit Thermostaten bzw. Regeleinheiten, bei welchen Massenströmen die vorgesehenen Raumtemperaturen erreicht werden und legt auf dieser Grundlage die entsprechenden Einstellungen fest.

Blossom-ic

Das Memminger Unternehmen ist der Erfinder des digitalen hydraulischen Abgleichs. Das Verfahren eignet sich für Ein- und Zweirohrheizungsanlagen sowie für Flächenheizungen in Klein- und Großprojekten – egal ob im Neubau oder im Bestand. Ein Gateway dient als zentrale Steuereinheit. Sobald die Thermostate dort registriert sind, wird der digitale hydraulische Abgleich permanent ausgeführt. Das blossom-ic -System setzt somit weder detaillierte Kenntnisse über das Rohrnetz noch Berechnungen voraus. Wie das Unternehmen hervorhebt, sei die Installation der Komponenten sehr schnell erledigt, da keine Ventile gewechselt werden müssten und die Heizungsanlage auch nicht entleert, befüllt und anschließend entlüftet würde. blossom-ic spricht von einer Zeitersparnis von bis zu 80 % im Vergleich zum konventionellen hydraulischen Abgleich. Mit Anschluss des Gateways an einen Router lassen sich alle Einstellungen zusätzlich per Smartphone vornehmen.

Oventrop

Ist der Verlauf des Rohrnetzes unbekannt, vereinfachen die Th ermostatventile der Baureihe „AQ“ mit „Q-Tech“ von Oventrop den automatischen hydraulischen Abgleich. Die Th ermostatventile mit automatischer Regelung der Volumenströme ermöglichen die Volumenstromanpassung auf die jeweiligen Verbraucher. Aufwendige Rohrnetzberechnungen entfallen. Nur die jeweiligen erforderlichen Volumenströme müssen bekannt sein. Danach regeln die Ventile den Durchfluss. Die Ventile der Baureihe „AQ“ sind eine Kombination aus Th ermostatventil und membrangesteuertem Durchflussregler.

Afriso

Der hydraulische Abgleich ist mit dem Th ermostatventil „Vario-DP“ laut Afriso einfach durchzuführen. Eine schmutzunempfindliche Messkapsel ist direkt im Ventileinsatz verbaut; die Ventilspindel dient als Druckaufnehmer. An der Zahlenskala können die Wassermengen „schnell und einfach“ eingestellt werden. Das Ventil begrenzt die gewählte Wassermenge automatisch und wirkt unerwünschten Druckschwankungen entgegen. Mit „Vario-DP“ sind auch große Wassermengen bis 340 l/h realisierbar und das in einem Regelbereich von 15 bis 70 kPa.

IMI Hydronic

Mit dem druckunabhängigen Regel- und Einregulierventil „TA-Compact-P“ des Unternehmens IMI (TA) lassen sich Einrohr-Heizungsanlagen automatisch hydraulisch abgleichen. Das Ventil übernimmt dabei die Funktion eines Durchflussreglers und sorgt dafür, dass sämtliche Teilstücke die für die Versorgung der angeschlossenen Heizkörper benötigte Wassermenge erhalten. Komplexe Berechnungen oder detaillierte Kenntnisse des Rohrleitungssystems sind nicht erforderlich. Weitere Anlagenoptimierungen sind darüber hinaus mit zusätzlichen Armaturen – etwa Stellantriebe und Raumthermostate – möglich.

Grundfos

Die neueste Generation der Grundfos-Umwälzpumpen „Alpha3“ verfügen über eine integrierte Bluetooth-Schnittstelle. Diese ermöglicht eine direkte Steuerung der Pumpe per Smartphone-App und erschließt damit zahlreiche Komfortfunktionen für Inbetriebnahme, Überwachung und hydraulischen Abgleich. Erforderlich ist die kostenfreie App „Grundfos GO Remote“. Die Plattform macht Parametrierung und Überwachung der Pumpe komfortabel. Sollwerte lassen sich anpassen, und Fehler- sowie Statusmeldungen werden als Klartext ausgegeben.

Fazit

Im hydraulischen Abgleich liegt ein Energieeinsparpotenzial von rund 15 %. Voreinstellbare Th ermostatventile mit integriertem hydraulischen Abgleich positionieren sich als eine gute Möglichkeit, den Heizkörpern genau die Wassermenge zukommen zu lassen, die sie benötigen. Klar ist: Wer darauf verzichtet, verschenkt Einsparpotenzial.

Autor: Dietmar Stump, freier Journalist mit Pressebüro, Worms