Werbung

Automatisch ausgeglichen

Hydraulischer Abgleich ohne aufwendige Berechnung

Ein hydraulisch nicht abgeglichenes Heizsys­tem. Die kesselnahen Heizkörper im Parterre durchfließt mehr warmes Wasser (rot) als nötig, im kesselfernen Obergeschoss hingegen kommt zu wenig warmes Wasser an.

Ein Heizsystem mit hydraulischem Abgleich. Drucksensible Regelventile an Rohrsystemen und Heizkörpern stellen sicher, dass zur richtigen Zeit am richtigen Ort stets die richtige Warmwassermenge (rot) vorhanden ist.

Eine der Grundvoraussetzungen des automatischen hydraulischen Abgleichs sind Steuerungs­systeme wie die Smart-Heating-Lösungen „Danfoss Eco“ und „Danfoss Link“ (für Heizkörper­systeme) sowie „Danfoss Icon“ (für Fußbodenheizungen).

 

Um in Heizanlagen einen vollumfänglichen hydraulischen Abgleich durchzuführen, sind oft komplexe Berechnungen erforderlich. Eine von Danfoss entwickelte Lösung, die sich vor allem für Ein- und Zweifamilienhäuser eignet, erübrigt eine aufwendige Vorausberechnung.

Klassische Vorgehensweise
Ohne aufwendige Berechnungen einen vollwertigen hydraulischen Abgleich vorzunehmen – diese Vorstellung ist für viele Heizungsfachleute verlockend. Denn die klassischen Kalkulationen sind anspruchsvoll: Um die Massenströme des Heizsystems optimal zu regulieren und so eine effizienzoptimierte Heizwasserverteilung zu erreichen, müssen zahlreiche Parameter ermittelt und gewichtet werden. Das führt schon bei Ein- und Zweifamilienhäusern zu komplexen Berechnungen – und ganz besonders bei Bestandsanlagen, bei denen oftmals nicht alle Parameter bekannt sind. Hier muss sich der Fachmann mit Schätzungen und Überschlagskalkulationen behelfen, die zusätzliche Zeit in Anspruch nehmen, aufgrund ihrer Ungenauigkeit aber kein überzeugendes Ergebnis garantieren.
Am einfachsten lassen sich noch die Massenstrom-Kalkulationen gemäß Berechnungsverfahren A nach VdZ-Bestätigungsformular durchführen. Hier entfällt die Berechnung der raumweisen Heizlast. Mit dieser Kalkulationsart wird das Sparpotenzial des hydraulischen Abgleichs jedoch bestenfalls zur Hälfte erschlossen. Statt Energieeinsparungen von 10 bis 15 % lassen sich nur 5 bis 8 % erreichen. Soll das Sparpotenzial voll ausgeschöpft werden, führt kein Weg daran vorbei, in Anlehnung an die neue DIN SPEC 12831-1 (Abschnitte 5 bis 7) auch die vereinfachte, raumweise Heizlast mit einzukalkulieren (Berechnungsart B). Spätestens hier aber stoßen Heizungsfachleute oft an die Grenze ihrer kalkulatorischen Möglichkeiten – vor allem dann, wenn zentrale Systemparameter unbekannt sind und Informationen über wärmerelevante Gebäude­eigenschaften wie etwa Transmissionsverluste von Außenwänden und Fenstern fehlen.

Teilautomatischer hydraulischer Abgleich
Wärmetechnik-Spezialisten haben diesen Bedarf erkannt und in den vergangenen Jahren verstärkt an Lösungen gearbeitet, die auch ohne Kenntnis bestimmter Anlagenparamater funktionieren und den hydraulischen Abgleich vereinfachen. Diese Lösungen werden oft als automatischer hydraulischer Abgleich bezeichnet. So gibt es zum Beispiel automatisierte Abgleichkonzepte, die ohne exakte Informationen zum Rohrnetz auskommen. Die Berechnung der raumweisen Heizlast bleibt auch hier meist unerlässlich, ebenso die Ermittlung der Durchflüsse durch die einzelnen Verbraucher. Insofern sind solche Lösungen strenggenommen nur teilautomatisch, da sie noch immer die Durchführung von Berechnungen verlangen. Allemal aber bedeuten schon solche Ansätze eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Abgleichlösungen.

Automatischer hydraulischer Abgleich
Mittlerweile ist es einfacher geworden: Der dänische Wärmetechnik-Spezialist Danfoss hat eine Lösung entwickelt, die einen vollwertigen automatischen hydraulischen Abgleich ermöglicht. Sie ist einsetzbar bei Heizkörper- und Fußbodenheizungen mit maximal 20 Heizkörpern/Heizkreisen; vornehmlich also in Ein- und Zweifamilienhäusern. Detaillierte Kenntnisse des Rohrnetzes, der raumweisen Heizlast oder der verbraucherspezifischen Durchflüsse sind nicht erforderlich. Gleichwohl muss die vorhandene Anlage vorab in Augenschein genommen werden.
Mit der Danfoss-Entwicklung besteht die Möglichkeit, auch in schlecht dokumentierten Bestandsanlagen einen BAFA-förderfähigen hydraulischen Abgleich nach Vorgaben des VdZ zu realisieren. In Testläufen unter Aufsicht des TÜV Rheinland konnte nachgewiesen werden, dass die Lösung im Ergebnis gleichwertig ist mit einem klassischen hydraulischen Abgleich auf Basis VdZ-konformer Vorausberechnungen.

Arbeitsweise
Beim Danfoss-Konzept übernimmt eine Systemsteuerung die Berechnung und Einstellung der Massenströme. Für Heizkörpersysteme wurden die Steuerungslösungen „Danfoss Eco“ und „Danfoss Link“ entwickelt, die Steuerung von Fußbodenheizungen erfolgt über das System „Danfoss Icon“. Armaturenseitig sind elektronische Thermostate für die Ventiltypen „RA-N“ oder „RA-DV“ 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. Diese Optimierung wird permanent durchgeführt; die Systemeinstellungen werden also kontinuierlich an den Bedarf adaptiert. Dadurch kommen nicht nur Parameter wie Rohrnetzlänge, Heizlast und Verbraucherdurchflüsse zum Tragen, sondern auch wechselnde nutzerspezifische Anforderungen. Im Ergebnis wird eine stetige effizienzoptimierte Anpassung der Massenströme erreicht. Komplexe Voreinstellungen sind nicht erforderlich: Einmal installiert, müssen die Steuerungssys­teme nur noch gestartet werden.
Der automatische Abgleich lässt sich prinzipiell mit jeder der beiden Grundformen des hydraulischen Abgleichs verbinden; er optimiert also sowohl statische als auch dynamische Ansätze. Soll eine Anlage nur statisch abgeglichen werden, den Teillastfall also nicht exakt abbilden, errechnet die Steuerung aufgrund der druckabhängigen Armaturen nur einen Durchflusswiderstand. Ist hingegen ein dynamischer Abgleich vorgesehen, wird durch die Steuerung auch der Betrieb der druckunabhängigen Armaturen optimiert und so selbst im Teillastfall eine optimale Regulierung der Massenströme erreicht.
Sinnvoll sind beide Kombinationsmöglichkeiten: Bei Fußbodenheizungen ist aufgrund der systemtypischen Reaktionsträgheit ein dynamischer Abgleich das technische Optimum, aber nicht zwingend notwendig. Hier genügt ein statischer Abgleich mit automatischer Durchflussregelung via „Danfoss Icon“. Bei den reaktionsschnelleren Heizkörpersystemen hingegen empfiehlt sich ein dynamischer Abgleich mit Steuerung der Armaturen über „Danfoss Eco“ (nur für frei stehende Heizkörper) oder „Danfoss Link“ (für frei stehende und verdeckte Heizkörper).

Fazit
Mit dem Danfoss-Konzept des automatischen hydraulischen Abgleichs liegt eine Lösung vor, die sowohl bei Heizkörper- als auch bei Fußbodenheizungen eine vollwertige Umsetzung gängiger Abgleichkonzepte ermöglicht. Eine umfangreiche kalkulatorische Vorleistung muss nicht erbracht werden.
Fachleute, die ein bestmögliches Ergebnis erzielen möchten, verbinden Kalkulation und Automatik. In diesem Fall wird im Einklang mit den VdZ-Vorgaben zunächst ein rechnerischer Vorabgleich der Massenströme realisiert und anschließend die Systemsteuerung aufgesetzt. Das hat den Vorteil, dass die Steuerung nur noch die Feinabstimmung übernehmen muss. Mit dieser Vorgehensweise wird eine spürbare Präzisionssteigerung erreicht und die Heizwasserverteilung nochmals optimiert. Wer diese Zusatzberechnungen nicht vornehmen möchte, erreicht aber auch allein auf Basis der Automatik eine vollumfängliche Abgleichqualität.

Autor: Bernd Scheithauer, Danfoss GmbH

Bilder: Danfoss

www.danfoss.de

 


Artikel teilen:
Weitere Tags zu diesem Thema: