Systembetrachtung Zweirohranlagen

Teil 15: Volllast - Teillast

Vielleicht die wichtigste Betrachtung im System? Vorab ein ganz wichtiger "Wissensbaustein": Jede Berechnung, die Sie durchführen, egal mit welcher Software, gilt immer für den Vollastfall = 100%. Die Heizungsanlage wird aber fast ausschließlich im Teillastfall betrieben (Außentemperaturbereich 0°C .. 5 °C). Deshalb ist es extrem wichtig, die sich ändernden Parameter (Massenströme, Druckverluste an einzelnen Verbrauchern) im Tellastfall zu kennen. Daraus ergibt sich, welche Armaturentypen am besten geeignet sind.   

Betriebspunkte: Druckabhängige Armaturen - Pumpenkennlinie

 

Problem Teillastfall: Nach einer Berechnung, die immer für den Volllastfall gilt, sind die Druckverhältnisse klar definiert. Für jeden Verbraucher (Thermostatventil, Strangregler, Rohrnetz, Wärmeerzeuger) ist der Druckverlust bekannt. Schauen wir uns aber den Teillastfall in einem beliebigen Betriebspunkt an, so ändern sich die realen Werte kolossal: Einerseits sinken die Druckverluste im Rohrnetz (Verteilung) aufgrund reduzierter Massenströme - andererseits steigt nach der Pumpenkennlinie der zur Verfügung stehende Differenzdruck. Dies führt zu einem stark steigenden Differenzdruck über dem (druckabhängigen) Thermostatventil, dass wiederum durch den temporären höheren Wasserdurchfluss = höhere Wärmeabgabe des Heizkörpers durch den selbsttätigen Regler noch weiter schließt. Der reduzierte Querschnitt über sitz und Kegel für zu größeren Wassergeschwindigkeiten (Bernoulli-Effekt). Das Ergebnis "hören" Sie: Es rauscht!   

Betriebspunkte: Druckabhängige Armaturen - Konstante / variable Pumpenkennlinie

Deckel drauF: Das sieht schon deutlich besser aus. Durch eine konstante Förderhöhe der Pumpe in kleineren Wohneinheiten oder Differenzdruckregler in Zonen (Verbrauchereinheit, z.B. Strang) begrenzt man den zur Verfügung stehenden Differenzdruck. Ist dieser so gering wie möglich - bitte rechnen!, können Geräusche so gut wie immer vermieden werden. Das Problem des steigenden Differenzdruckes über dem Thermostatventil ist jedoch weiterhin vorhanden. Vorsicht bei variablen Förderhöhen (Kennlinie der Pumpe): Hier kann es unter bestimmten Umständen (Teillast in pumpennahen Strängen) zu einer Unterversorgung in pumpenfernen Strängen kommen. 

Betriebspunkte: Druckunabhängige Armaturen - Pumpenkennlinie

Die Lösung: Konstanter Differenzdruck an der kleinsten Verbrauchereinheit = Heizkörper. Durch druckunabhängige Thermostatventile bleibt der Differenzdruck und somit auch der Volumenstrom für jeden Lastfall von 0 bis 100% konstant. Aber auch hier gilt: Die Ventile müssen nach Berechnung eingestellt werden!

Anmerkung: Die Grafik ist nicht ganz richtig. Im Volllastfall (100%) müsste es zwischen "pink" und "gelb" noch einen roten Bereich/Wert geben.