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Hydraulischer Abgleich - Denken im System HYDRAULISCHER ABGLEICH
 
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Die Komponenten einer Fußbodenheizung (Warmwasser)

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.

Und das wäre (m)eine Variante ...


Differenzdruckregler vor jedem Verteiler mit Voreinstellung, Stellantriebe und Raumtemperaturregelung (mit Regelung und Zentralregler)

Die notwendigen Komponenten im Detail

  • Für den hydraulischen Abgleich ein Verteiler mit einer Voreinstellung (Drossel) je Heizregister und
  • … einen Differenzdruckregler vor jedem Verteiler mit einstellbarem Sollwert
  • Stellantriebe und (Funk)Regelung für eine raumweise Zeit- und Temperatursteuerung (Produktbeispiel)

Das sind die Vorgaben für Neuanlagen und, noch viel wichtiger, für die Sanierung von mehr als einer Million Fußbodenheizungen im Bestand. Ohne Drossel je Heizregister geht es nicht. Dies ist im Prinzip nichts anders wie ein voreinstellbares Ventilgehäuse am Heizkörper. Bei einer Fußbodenheizung wird über die Voreinstellung auch nur der notwendige Massenstrom am Verteiler je Heizregister eingestellt. Das Resultat ist eine gleichmäßige Verteilung der Wassermenge in den einzelnen Heizregistern.

Über den Einbau eines Differenzdruckreglers kann man diskutieren. In weit verzweigten Netzen immer, in kleinen Wohneinheiten (2 oder 3 Verteiler) ist der Effekt gering. Dies hängt mit den relativen Längen der Rohrleitungen und den sich daraus ergebenden Druckverlusten vor (Wegstrecke bis zum Verteiler) und nach dem Verteiler (Länge der Heizregster) zusammen. Ein weiteres Kriterium ist der benötigte Patz zum Einbau.
Die Reglung ist ebenfalls sehr differenziert zu betrachten: Die Zeitsteuerung macht immer Sinn, da Sie Räume, die über einen längeren Zeitrauem nicht beheizen sollen, auf einem gewünschten, abgesenkten Temperaturniveau (15-18 Grad) gehalten werden können (bitte nie ganz abschalten, gerade im Altbau, Sie produzieren Bauschäden).

Ein alternativer Vorschlag für Verteiler ohne Voreinstellung, die nicht getauscht werden sollen oder getauscht werden können: Ein spezieller Durchflussregler/Begrenzer (hier im Beispiel ein Einbauset) vor jedem Verteiler. Damit ist eine hydraulischer Abgleich zwischen den Verteilern, aber nicht zwischen den Heizregistern gewährleistet.  
Zur Vertiefung hier noch die Links zu den einzelnen Komponenten: Differenzdruckregler, Durchflussregler/BegrenzerVerteiler, Stellantriebe, Regelung.

Der Vollständigkeit halber sei hier noch die Fußbodentemperierung über einen Rücklauftemperaturbegrenzer erwähnt. Dies ist eine "Komfortheizung" (z.B. für einen warmen Boden im Bad), die ich bei einer Berechnung nicht (zusätzlich) berücksichten würde. Bitte immer die für den Boden und Belag max. zulässige Vorlauftemperatur beachten.  

Die Realität

... sieht leider anders aus. Beamen wir uns noch einmal zurück in die Realität – in den Bestand. Leider sieht es vor Ort meisten so aus:

Bild vergrößern

Im Bestand gibt es Problem: Verschmutzung. Diese lässt sich nicht wegdiskutieren und ist in bestehenden Anlagen ein noch anspruchsvolleres Thema als der hydraulische Abgleich. Denn Schmutz (Schlamm, Korrosionsprodukte, ...) stellt die Nachhaltigkeit vieler hier auf dieser WebSite dargestellten Maßnahmen in Frage. Und Schmutz ist der Feind kleiner Drosselquerschnitte und "Feinmechanik" in Verteilern. Deshalb sind 3 Maßnahmen wichtig

  • Vor dem Einbau geeigneter Verteiler muss jedes Heizregister gespült, oder besser, gereinigt werden.
  • Bitte Verteiler mit Voreinstellung und Spülfunktion einbauen.
  • Größte Vorsicht bei Regelungskomponenten, die kleine Querschnitte und bewegte Einbauteile besitzen.
Natürlich sollten immer Schlammabscheider eingebaut werden und jeglicher Sauerstoffeintrag vermieden werden, aber wer kann dies schon in Bestandsanlagen garantieren? Deshalb: Große Querschnitte = weniger Verschnutzungsprobleme = nachhaltig funktionierende Anlagen!

Stichwort Anlagendynamik

Bei den täglichen Auf- und Absenkphasen kommt nun die Anlagendynamik mit ins Spiel. Einmal aufgrund der bauphysikalischen Eigenschaften der Gebaudehülle (Isolierung, große oder geringe Masse) und ob Sie über ein Nass- oder Trockensystem verfügen. Eine kurze Defintion:

  • Nasssystem: Die Rohre werden auf eien Dämmschicht oder Verlegeplatten in den Estrich verlegt. Immer noch im Neubau verwendet da preiswert. Hohe Speichermasse = sehr träge - schlecht regelbar.
  • Trockensystem: Die Rohre werden unter den Bodenbelag auf den Estrich mit Verlegeplatten installiert. Für die Sanierung entwickelt (geringe Aufbauhöhe), geringe Masse - aus Regelungstechnischer Sicht viel besser als das Nasssystem.

Das ganze Thema ist nun auch noch unter dem Aspekt der operativen Temperatur (Mix aus Raum-/Lufttemperatur und Oberflächentemperatur) zu betrachten.

Darüber gibt es viele Publikationen und Statements – lassen sie mich das Wesentliche zusammenfassen:

  • Im Altbau / Nasssystem: Aus Gründen der Energieeinsparung und Behaglichkeit Verteiler mit Voreinstellung einbauen und eine Regelung zur Zeit- und Temperatursteuerung nachrüsten.
  • Im Neubau / Nasssystem: Aus energetischer Sicht Absolut kontraproduktiv aufgrund der Massenträgheit des Fußbodenheizsystems. Verteiler mit Voreinstellung (sollte eingebaut sein). Regelung zur Zeitsteuerung (Komfort) einbauen. Je größer die Lasten sind (Sonneneinstrahlung, Abwärme Verbraucher) um so unwirksamer ist die Temperaturregelung.
  • Im Neubau / Trockensystem: Gut wegen geringer Masse, auch gegebenenfalls zur Kühlung verwendbar. Voreinstellbare Verteiler + Zeit- und Temperatursteuerung einbauen.


 
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