Wegweiser für das Heizungswasser
Hydraulik in der Heiztechnik
Einspritzschaltung mit Dreiwege-Ventil
Eigenschaften:
- konstanter Durchfluss sowohl im Erzeugerkreis als auch im Abnehmerkreis
- gleichmäßige Temperaturverteilung über das Heizregister
- zum Teil hohe Rücklauftemperatur (Problem bei Brennwerttechnik und Fernheizung)
Einsatzbereiche:
- bei einer Distanz > 8 m zwischen Stellglied und Luftheizregister
Die Schaltung ist nicht zu empfehlen bei Brennwertnutzung bzw. einem Fernwärmeanschluss.
Beispiel für eine Heizungsverteilung, links: Heizkreis ohne Mischer (Direktkreis), rechts: Drei-Wege-Mischer.
Mischschaltung
Eigenschaften:
- keine Rücklauftemperaturanhebung
- im Abnehmerkreis variable Vorlauftemperaturen bei konstantem Volumenstrom
- gleichmäßige Beaufschlagung der Wärmeverbraucher
Einsatzbereiche:
- Abnehmerkreise mit von der Kesseltemperatur abweichenden Vorlauftemperaturen
- Mehrkesselanlagen
- Brennwertkessel,
- Pufferspeicher,
- Fernheizung
- Lüftungsanlagen mit einer Distanz < 8 m zwischen Stellglied und Luftheizregister. Bei Entfernungen > 8 m ist die Einspritzschaltung zu wählen.
Einspritzschaltung mit Zweiwege-Ventil
Eigenschaften:
- konstanter Durchfluss im Abnehmerkreis
- geringe Beeinflussung der Rücklauftemperatur
- gleichmäßige Temperaturverteilung über das Heizregister
Einsatzbereiche:
- bei einer Distanz > 8 m zwischen Stellglied und Luftheizregister,
- Brennwertkessel,
- Fernwärmeanschluss
Bypass-Schaltung
Eigenschaften:
- es gibt zwei Mischpunkte (MP 1, MP 2)
- hydraulische Übertemperaturabsicherung
- im Abnehmerkreis variable Vorlauftemperaturen bei konstantem Volumenstrom
Einsatzbereiche:
- Flächenheizsysteme
- bei stark abweichenden Temperaturen einzelner Mischkreise oder des Kesselkreises
Verteilerschaltung
Eigenschaften:
- Wassermenge im Heizkreis ist variabel
- Temperatur bleibt konstant, ist nicht bedarfsabhängig
- hohe Transportverluste
- Kesseltemperatur = Vorlauftemperatur
- Temperaturschichtung in Lufterhitzern (Schwachlastbetrieb)
Einsatzbereiche:
- Aufheizung von großen Warmwasserspeichern oder Schwimmbecken
Das Zusammenspiel von Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch funktioniert nur dann energieeffizient und störungsfrei, wenn die Anlagenhydraulik stimmt. Bei der Auswahl der Komponenten und hydraulischen Schaltungen sind deren Eigenschaften zu beachten.
Warmwasserheizsysteme bestehen prinzipiell aus zwei Segmenten: aus dem Wärmeerzeugerkreis und dem Wärmeverbraucherheizkreis. Um die jeweils erforderlichen Heizwasserströme und -temperaturen zur richtigen Zeit dorthin zu lenken, wo sie gebraucht werden, muss der Fachhandwerker eine geeignete hydraulische Anlagenschaltung mit den dazu passenden Regelarmaturen auswählen. Maßgebend sind die jeweiligen anlagenspezifischen Anforderungen.
Unterscheidung der Armaturen
In der täglichen Schaltungspraxis stellt sich am häufigsten die Frage, wann ein 3-Wege-Stellglied oder ein 4-Wege-Mischer eingesetzt wird. Beide Armaturen können in den Verbraucherkreisen für variable Vorlauftemperaturen bei konstantem Volumenstrom sowie für eine gleichmäßige Wärmebeaufschlagung der Verbraucher sorgen. Die Hauptunterschiede bestehen zum einen darin, dass bei einem 3-Wege-Stellglied (im Gegensatz zum 4-Wege-Mischer) keine Rücklauftemperaturanhebung gegeben ist. Zum anderen schafft der 4-Wege-Mischer im Schließzustand eine vollständige hydraulische Trennung von Wärmeerzeuger- und Verbraucherheizkreis.
Zu beachten ist immer: Die typischen Einsatzbereiche von 4-Wege-Mischern sind Einkreisanlagen mit von der Kesseltemperatur abweichenden Vorlauftemperaturen. In modernen Anlagen, wo meist Brennwertheizkessel, Wärmepumpen oder auch Pufferspeicher genutzt werden, ist vom Einsatz eines 4-Wege-Mischers aufgrund ihrer Rücklaufanhebung abzusehen.
Hydraulische Schaltungen im Überblick
Die wichtigsten hydraulischen Schaltungen für klassische Heizungsanlagen in Wohn- und Bürogebäuden, die der Fachhandwerker kennen muss, sind:
- Beimischschaltung (Mischregelung),
- Beimischschaltung mit konstanter Beimischung (Bypass-Schaltung),
- Einspritzschaltung,
- Hydraulische Weiche (Hydraulische Entkopplung).
Diese vier Schaltungen werden nachfolgend genauer erläutert.
Beimischschaltung (Mischregelung)
Die Leistungsregelung im Verbraucherkreis erfolgt hier einfach durch Beimischung eines Teilstroms aus dem Rücklauf des Verbraucherkreises zum Vorlaufstrom des Verbrauchers. Typisch für die Beimischschaltung, die häufig auch als Mischregelung bezeichnet wird, ist die Anordnung der Umwälzpumpe im Verbraucherheizkreis. Weil sich die Schaltung als besonders praxisgerecht zur Regelung von Verbraucherheizkreisen sowohl in kleinen als auch komplexen Heizanlagen erwiesen hat, wird sie am häufigsten eingesetzt.
Beimischschaltung mit konstanter Beimischung (Bypass-Schaltung)
Damit Flächenheizsysteme sinnvoll betrieben werden können, dürfen die Verbrauchkreise nur mit maximalen Heizwasservorlauftemperaturen von ca. 30 bis 40 °C beaufschlagt werden. Um dies sicherzustellen, werden Heizkreisvor- und -rücklauf mit einem Bypass zwischen der Regelarmatur und der Heizkreispumpe hydraulisch miteinander verbunden. Auf diese Weise entstehen zwei Mischpunkte, wodurch sich eine Art hydraulische Übertemperaturabsicherung ergibt.
Der Bypass ist manuell an der Einstelldrossel so einzustellen, dass bei voll geöffnetem Stellglied und maximaler Kesseltemperatur die maximale Soll-Vorlauftemperatur erreicht wird. Zwischenstellungen der Drei-Wege-Armatur führen ausschließlich zu niedrigeren Vorlauftemperaturen.
Einspritzschaltung
Zur Anwendung kommt die Einspritzschaltung hauptsächlich bei Lufterhitzern und Heizregistern von RLT-Anlagen. Die Pumpe spritzt, je nach Stellung des Drei-Wege-Ventils, mehr oder weniger heißes Vorlaufwasser in den Heizkreis ein. Dieses wird mit abgekühltem Rücklaufwasser gemischt, das von der Heizkreispumpe über den Bypass angesaugt wird. Im Abnehmerkreis erhält man einen konstanten Volumenstrom mit variabler Temperatur. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Temperaturverteilung über das Heizregister.
Quelle: Honeywell GmbH, Haustechnik, Schönaich
Bilder: Honeywell
