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Der hydraulische Abgleich einer Fußbodenheizung

Natürlich muss wie bei einer Radiatorenheizung auch bei einer Fußbodenheizung ein hydraulischer Abgleich durchgeführt werden. Denn hier geht es genauso um Komfort und Energieeinsparung, bei  über 1,5 Million sanierungsbedürftiger Fußbodenheizungen. Allein das Potential für die Nachrüstung mit einer raumweisen Temperaturregelung liegt bei etwa 1 Mio. Warmwasser-Fußbodenheizungsanlagen. Hierzu ein Blick in die Praxis: Die Fallstudie up-date Fußbodenheizung

Fakt ist, dass, wie bei den Radiatorenheizungen, bei alten Fussbodenheizungen kaum ein Abgleich am Verteiler durchgeführt wurde. Es gibt viele unbekannte Parameter, sodass eine näherungsweise Berechnung nur durch eine systematische Vorgehensweise möglich ist.
Hinzu kommt, dass bei der Wärmeübertragungsfläche "Fußboden" ein erheblicher Fließwiderstand durch die Rohrleitungen berücksichtigt werden muss und im Gegensatz zu Radiatorenheizungen tendenziell nicht die am weitesten erntfernte Wärmeübertragerfläche (Heizkörper) den max. erforderlichen Differenzdruck benötigt, sondern die Fußbodenheizfläche mit der größten benötigten Leistung eines bestimmten Heizregisters !

Wie geht man nun vor ? Bilder und eine Beispielrechnung verdeutlichen dies am besten. Es handelt sich um ein Einfamilienhaus Baujahr 1996. Die Heizlast wird überschlägig aus dieser Tabelle ermittelt

Schritt für Schritt zum Ziel

Schritt 1: Ermittlung der einzelnen Heizregister pro Raum durch Sichtung der Beschriftung am Verteiler

 (Bild vergrößern)

Schritt 2: Ermittlung der Volumenströme je Heizregister /
Ermittlung des Gesamtvolumenstromes am Verteiler


 
Für Raum A und B erhalten Sie folgende Werte

Volumenstrom am Verteiler XY
Raum A Raum B Raum B
Heizregister Nr.
1 2 3
Fläche Register (m²) 8 12 15
Heizlast (W/m²) 60 60 60
Oberfläche Fliesen Parkett Parkett
Temperaturdifferenz (K)
6 6 6
Durchfluss (l/h) 69 135 168
Summe (l/h) Verteiler XY -------- 372 --------
Die Definition der Parameter finden Sie hier 

Schritt 3:
Addition der Volumenströme je Verteiler = Gesamtvolumenstrom für alle Heizflächen

Schritt 4:
Berechnung der Druckverluste je Heizregister
 

Für Raum A und B erhalten Sie folgende Werte

Differenzdruck am Verteiler xy
Raum A Raum B Raum B
Heizregister Nr. 1 2 3
Fläche Register (m²) 8 12 15
Spez. Druckverlust (mbar/m) 2 2 2
Spez. Rohrlänge (m/m2) 10 6,5 6,5
dp Heizregister (mbar) 160 155 195
dp Ventil am Heizregister (mbar) 85 90 50
Summe Ventil + Heizregister (mbar) 245 245 245
Einstellung Ventil (Diagramm) 2,5 5 N
Die Definition der Parameter finden Sie hier

Zur Vorgehensweise: Heizregister 3 hat durch den größten Volumenstrom den größten Druckverlust (195mbar). Dazu addiert sich der Druckverlust des offenen Ventils im Verteiler (50 mbar). Der Geamtdruckverlust (245mbar) = max Druckverlust steht am gesamten Verteiler an. Die Druckdifferenz bei den Heizregistern 1 und 2 muß am den Ventilen abgebaut werden  

Schritt 5 / Schritt 6: Dimensionierung des Strangdifferenzdruckreglers bzgl. der Nennweite und des Differenzdruckes
Diese beiden Schritte fasse ich zusammen. Ich wähle einen Differenzdruckregler ASV-PV (0,2 - 0,4 bar) in der Nennweite DN 20, der Druckverlust beträgt ca. 22mbar pro Ventil (Bild). Die Auslegung erfolgt einfach und schnell über die Armaturenauslegung DanBasic IV

Schritt 7:
Berechnung der Einstellwerte am Heizkreisverteiler
Die Voreinstellwerte können Sie in der Tabelle unter Schritt 4 einsehen. Wichtig: In diesem Beispiel wird wegen der Übersichtlichkeit nur ein Verteiler betrachtet. In der Praxis gibt es jedoch oft mehrere Verteiler, die durch einen Differenzdruckregler geregelt werden. Entsprechend ändern sich dann auch die zu drosselnden Drücke an den Ventilen im Verteiler ! 

Schritt 8:
Berechnung der Förderhöhe der Pumpe

Schritt 9: Auswahl der Pumpe

Ergänzend zum Beispiel eine sehr schöne Ausarbeitung  zum Thema !

 (Auslegung Fußbodenheizung)
 (Leitfaden des BVF)


Einsparungen durch die Nachrüstung von Einzelraumregelsystemen

Mindestens 1Mio. Warmwasserfußbodenheizungen werden heute ohne raumweise Temperaturregelung betrieben. Welches Einsparpotential in der Nachrüstung besteht zeigt ein Bericht der TU Dresden im Auftrag des des BVF (Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V.). Die Fakten:
  • Einsparung bis zu 11,6% bei intermittierenden Betrieb,  bis zu 21% bei durchgängigen Betrieb
  • Amortisationszeiten zwischen 3,5 - 7,3 Jahren (mit KfW-Förderung Progr. 431)
Die Details lesen Sie im folgenden Dokument. Komponenten zur empfohlenen Funkregelung finden Sie hier
 (Fachartikel Einsparung durch Nachrüstung)

Sehr umfangreich und informativ: Das Informationsblatt des BDH Flächenheiz- und Kühlsysteme 


Weitere Informationen gibt es -> hier


 
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