Heizkreiserweiterung leicht gemacht

Eine Fußbodenheizung ist laut Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V. (BVF) heute in jedem zweiten Neubau Standard. Dementsprechend häufig ist sie auch beim An- und Ausbau im Zuge einer Bestandssanierung die erste Wahl. Die Vorteile liegen auf der Hand: Eine Flächenheizung ist, da sie unter dem Bodenbelag verschwindet, optisch eine dezente Lösung und schränkt somit die Innengestaltung in keinster Weise ein. Ihre milde Strahlungswärme wirbelt kaum Staub auf, was vor allem Hausstauballergiker freut. Und bedingt durch ihre geringe Vorlauftemperatur arbeitet sie sehr wirtschaftlich. So können bis zu 12 % Energie und damit bares Geld eingespart werden. Wenn die bereits existierende Radiatorenheizung im Altbau für die Installation einer Fußbodenheizung um einen gemischten Heizkreis erweitert wird, ergeben sich jedoch einige Herausforderungen: Zunächst einmal ist die bestehende Heizungsanlage nicht darauf ausgelegt, d. h. es sind keine T-Stücke, Regler und weitere wichtige Komponenten vorhanden. Zudem ist im Heizungskeller kaum Platz für diese. Im Wesentlichen aber unterscheiden sich Radiatoren- und Flächenheizungen in ihren Betriebstemperaturen, die es auszuregeln gilt.

Hochtemperatur- versus Niedrigtemperatursystem

Eine Anlage mit Heizkörpern arbeitet in einem Hochtemperatursystem, also bei einer Vorlauftemperatur von rund 70 °C und einer Rücklauftemperatur von 50 °C. Dieses Spektrum ist allerdings für eine Fußbodenheizung ungeeignet. Zum einen sind die verarbeiteten Baustoffe wie die Rohrleitungen nicht für solche Gradzahlen ausgelegt. Zum anderen führen zu hohe Vorlauftemperaturen zu einer Überhitzung des Raumes, was den Energieverbrauch steigert und zu Komforteinbußen führt. Deswegen sollte die Vorlauftemperatur bei einer Flächenheizung maximal 55 °C betragen, wobei üblicherweise bereits ca. 40 °C vollkommen ausreichend sind. Die hohe Temperatur des Heizkessels, die für die Radiatorenheizung bereitgestellt wird, muss folglich für den Fußbodenheizkreis heruntergeregelt werden. Dies erfolgt mithilfe eines Mischers im Fußbodenheizkreis, der dem 30 °C kaltem Rücklaufwasser so viel 70-grädiges Heizkesselwasser beimischt, bis sich die Vorlauftemperaturauf 40 °C einpendelt.

Platzsparende Gruppe statt Einzelkomponenten

Einen solchen Mischer, gemeinsam mit den weiteren Bauteilen für die Installation der Flächentemperierung, im Heizkeller zu montieren, stellt für den Handwerker oftmals eine schwerere Aufgabe dar als angenommen, denn: Im durchschnittlichen Kellerraum eines Einfamilienhauses ist schlicht und einfach kein Platz mehr für weitere Komponenten. Die einzige freie Stelle befindet sich in der Regel unterhalb des Wandkessels. Mit Pumpengruppen wie der „TKM“ von Meibes (www.meibes.de), die alle Bestandteile in einer Anwendung vereint, lässt sich dieser Raum optimal ausnutzen. Dank der kompakten Abmessungen von 280 mm in der Höhe und 225 mm in der Breite passt sie problemlos unter das bestehende Wandgerät bzw. zwischen die vorhandenen Vor- und Rückläufe zu den Radiatoren. Ihr integrierter 3-Wege-Mischer wird mit einem Stellmotor angefahren und regelt außentemperaturgeführt die Gradzahl des Fußbodenheizkreises, indem durch Öffnen und Schließen mehr oder weniger warmes Kesselwasser zugemischt wird. Die Heizleistung von bis zu 10 kW reicht dabei für die Versorgung von Ein- bis Zweifamilienhäusern.

Neuberechnung nicht nötig

Abgesehen vom unterschiedlichen Temperaturniveau müssen beide Heizkreise unabhängig voneinander und gleichzeitig arbeiten können. Reicht dafür die Leistung des vorhandenen Heizkessels aus? Die Antwort lautet in fast allen Fällen: Ja. Denn der Kessel ist nicht auf die Raumheizung, sondern auf die Warmwasserbereitung ausgelegt. Ein Beispiel: Ein Einfamilienhaus hat einen Raumwärmebedarf von 10 kW, sein Warmwasserbedarf beträgt jedoch 25 kW. Zusammen mit der Warmwasser-Vorrangschaltung ist sichergestellt, dass nach einem Bad schnell wieder genügend Warmwasser vorhanden ist. Deswegen hat der Speicher Priorität gegenüber der Versorgung der Heizmedien. Kommen durch den Anbau mit Flächentemperierung zum bestehenden Heizbedarf von 10 kW weitere 10 kW hinzu, reicht der Kessel also immer noch vollkommen aus. Dazu kommt, dass bei der Berechnung der alten Heizungsanlage die Wahl des Kessels in der Regel von vornherein leicht überdimensioniert wurde.

Hydraulischer Abgleich für gleichmäßige Wärmeverteilung

Als nächsten Schritt gilt es, das Heizsystem des Altbaus mit dem des Neubaus hydraulisch abzugleichen. Ansonsten besteht die Gefahr, dass die Pumpe sämtliche Energie in den Neubau saugt und es infolgedessen dort zu einer Überversorgung kommt, während die Heizkörper im Altbau nicht mehr richtig warm werden. Der Abgleich wird bei der Inbetriebnahme durchgeführt. Spätere Anpassungen sind nicht nötig. Die einfachste Methode zum Abgleich ist der Einsatz eines Durchflussmengenmessers, wie Meibes ihn optional zur „TKM“ in einem Abgleichset anbietet. Diese Einstellhilfe zeigt den Durchfluss in beiden Heizkreisen in Liter pro Minute an. Anhand dieser Werte wird für den Installateur ablesbar, wie viel Durchfluss in den beiden Kreisen jeweils besteht. Auf Basis dieser Informationen kann er eine Einregulierung vornehmen. Dazu drosselt er üblicherweise den Durchfluss in der Fußbodenheizung des Neubaus auf das Nötigste. Somit ist sichergestellt, dass in Alt- und Neubau eine gleichmäßige Wärmeverteilung erfolgt.

Aufwendiger ist der hydraulische Abgleich mit Strangregulierventilen, bei dem nicht nur die Heizkreise, sondern alle von den Verteilleitungen abgehenden Stränge ausnivelliert und die Durchflussmengen angepasst werden. Bei großen und entsprechend komplexen Systemen zahlt sich der Mehraufwand aus, bei kleineren Anlagen in Ein- und Zweifamilienhäusern, in denen die „TKM“ eingesetzt wird, ist der Abgleich mit einem Durchflussmengenmesser genügend.

Viele Funktionen in einer Anwendung

Neben der Pumpe und Ausregelung mittels Mischer verfügt die Pumpengruppe „TKM“ noch über weitere Funktionen für die Integration in bestehende Heizungsanlagen, wie flexible Anschlussleitungen. Darüber hinaus hat die kompakte Gruppe zwei Bypässe, einmal primär seitens des Wärmeerzeugers für den hydraulischen Abgleich zwischen dem neuen und dem alten Heizkreis sowie sekundär seitens Fußbodenheizung zur Erhöhung der Regelgenauigkeit des Mischers. Beide Bypässe werden bei der Inbetriebnahme vom Installateur eingestellt, anschließend übernimmt der Mischer mit seiner Auf-Zu-Stellung die Regelung. Ist beispielsweise die Fußbodenheizung zu warm, schließt dieser den Durchfluss und öffnet ihn erst dann wieder, wenn sie abgekühlt ist. Es besteht quasi ein Wechselspiel um die Soll-Temperatur.

Meibes bietet darüber hinaus Zubehör für die „TKM“, um einen störungsfreien Betrieb der Heizungsanlage zu gewährleisten: Neben dem eingangs erwähnten Durchflussmengenbegrenzer ist ein Plattenwärmetauscher erhältlich. Zwischen bestehendem und neuem Anlagenteil montiert, führt er zu einer Trennung beider, so dass etwaige Verunreinigungen im ursprünglichen System, wie sie durch Korrosion an alten Rohren entstehen, nicht ins neue gelangen können. Des Weiteren ist die Sicherheitsgruppe verfügbar. Sie verhindert im Falle von Störungen einen unzulässigen Temperaturanstieg im Niedertemperaturheizkreis. Beim Überschreiten der am Temperaturwächter eingestellten Gradzahl schließt das im Vorlauf eingebundene Ventil den Heizwasserzutritt vom Heizkreis, ohne dass ein Abschalten des Mischers notwendig ist.

Hoher Heizkomfort in Alt- und Neubau

Die Installateure profitieren von einer zeitsparenden Montage, da die Meibes-Pumpengruppe mit Mischer viele Komponenten in einer kompakten Anwendung vereint und vormontiert ausgeliefert wird. Zudem verringert sich so die Gefahr von Fehlern bei der Installation und Auswahl der einzelnen Komponenten. Durch den Einsatz der „TKM“ bleibt letztlich der Komfort des bestehenden Radiatorenkreises erhalten, und der neue Heizkreis seitens der Flächentemperierung erhält genügend Heizungswasser auf geringerem Temperaturniveau. Alt- und Neubau werden so optimal beheizt.