Hydraulik und Regelung multivalenter Anlagen - Planungsgrundlagen zur effizienten Einbindung alternativer Brennstoffe und Solarthermie in eine konventionelle Wärmeversorgung
In Zeiten stetig steigender Brennstoffkosten werden immer häufiger Heizungsanlagen gebaut, die einen Betrieb mit alternativen Brennstoffen oder die Nutzung von regenerativen Energien ermöglichen. Solche bi- oder multivalenten Anlagen stellen hohe Anforderungen an Hydraulik und Regeleinrichtungen, soll doch ein möglichst energieeffizienter Heizbetrieb gewährleistet werden. Damit diese auch erfüllt werden können muss sichergestellt sein, dass der hydraulische Anlagenaufbau zweckbestimmt geplant und ausgeführt ist. Dabei ist der hydraulische Anlagenaufbau und die Regelstrategie immer als gemeinsame Funktionseinheit zu betrachten. Auch die Abstimmung der Stellglieder auf die entsprechenden Wärmeerzeuger und -abnehmer ist sorgfältig zu planen und in die Regelstrategie mit einzubeziehen. Leider werden oftmals aus vermeintlichen Kostengründen unnötige Kompromisse geschlossen, die sich bereits während der Inbetriebnahme oder spätestens während des Heizbetriebs als sehr kostenträchtige Lösung entlarven.
Dipl.-Ing. Heinz-Werner Schnietka
In Zeiten stetig steigender Brennstoffkosten werden immer häufiger Heizungsanlagen gebaut, die einen Betrieb mit alternativen Brennstoffen oder die Nutzung von regenerativen Energien ermöglichen. Solche bi- oder multivalenten Anlagen stellen hohe Anforderungen an Hydraulik und Regeleinrichtungen, soll doch ein möglichst energieeffizienter Heizbetrieb gewährleistet werden. Damit diese auch erfüllt werden können muss sichergestellt sein, dass der hydraulische Anlagenaufbau zweckbestimmt geplant und ausgeführt ist. Dabei ist der hydraulische Anlagenaufbau und die Regelstrategie immer als gemeinsame Funktionseinheit zu betrachten. Auch die Abstimmung der Stellglieder auf die entsprechenden Wärmeerzeuger und -abnehmer ist sorgfältig zu planen und in die Regelstrategie mit einzubeziehen. Leider werden oftmals aus vermeintlichen Kostengründen unnötige Kompromisse geschlossen, die sich bereits während der Inbetriebnahme oder spätestens während des Heizbetriebs als sehr kostenträchtige Lösung entlarven.
Mehrkesselanlagen müssen in ihrem hydraulischen Aufbau dem dynamischen Anlagenverhalten durch variable Volumenströme gerecht werden. Lastwechsel durch Aufheizen und Absenken einzelner Heizkreise sowie nachgeschaltete Mengen- bzw. Drosselregelung durch Thermostatventile erzeugen Volumenstromänderungen, die sich durch Zu- oder Abschalten eines Wärmeerzeugers noch verstärken können. Diese Mengenvariable erfordert hydraulische Maßnahmen zum Druckausgleich. Am besten lassen sich solche Verhältnisse durch hydraulische Entkopplung stabilisieren und zwar mit einer hydraulischen Weiche. Sie wirkt als Beruhigungsgefäß, in dem bei Durchlauf der maximalen Wassermenge eine maximale Strömungsgeschwindigkeit von kleiner 0,5 m/s herrscht. Außerdem ist sie senkrecht stehend das Bindeglied zwischen Kesselvor- und Rücklauf einerseits sowie Heizungsvor- und -Rücklauf andererseits (Bild 1). Die folgenden Prinzipschemen zeigen ausschließlich regelungsrelevante Anlagenelemente. Mechanische Einrichtungen für Sicherheitsfunktionen oder zum hydraulischen Abgleich sind nicht Bestandteil dieser Betrachtung und somit nicht dargestellt.
