Hydraulischer Abgleich bei Flächenheizungen

Ob in der Modernisierung, in der Nachrüstung oder im Neubau: Der hydraulische Abgleich lohnt. Die Flächenheizung ist in neuen Eigenheimen mit hohen Dämmstandards die erste Wahl der Bauherren. Das energieeffiziente Heizsystem bietet sich aber auch für die Installation im Gebäudebestand an. Die Modernisierung einer bestehenden Immobilie ist die passende Gelegenheit, durch die Optimierung des Wärmeschutzes in gelungener Kombination mit der Anlagentechnik – wie etwa mit einer Flächenheizung – Wärmekomfort, Nachhaltigkeit und Werterhalt zu verbinden. Mit ihren speziellen Systemen für Renovierung und Modernisierung bietet die Flächenheizung und Flächenkühlung modernste Technik, die den Charme alter Häuser erhält und betont. Die aktuelle Gesetzgebung ermöglicht z. B. bei der Sanierung einer Bestands­immobilie über den Austausch des Wärmeerzeugers auch die notwendigen Erneuerungen bzw. den Austausch der Flächenheizung bis hin zum Bodenbelag anteilig fördern zu lassen. Der hydraulische Abgleich ist hier Fördervoraussetzung.

Hydraulik in Flächenheizsystemen

Bei der Sanierung des vorhandenen Flächenheizungssystems sind seitens der Hydraulik einige Dinge zu beachten. Die erfolgreiche Modernisierung setzt eine Überprüfung des vorhandenen Heizungssystems voraus. Dabei sollten nachfolgende Fragen geklärt werden.

Sind Bestandsunterlagen, z. B. Dokumentationen, Fotos, Rechnungen über das verbaute System vorhanden? Sind die vorhandenen Informationen noch aktuell?

Bei der Überprüfung der vorhandenen Dokumen­tation bzw. bei der Bewertung des vorhandenen Systems sollte geprüft werden, in welcher Form Änderungen am Gebäude vorgenommen wurden (Austausch der Fenster, Dämmung der Fassade, Dämmung oberste Geschossdecke, Dachdämmung, An- und Ausbauten,…)

Was für ein Heizflächensystem wurde verbaut?

Ein Blick in den Heizkreisverteiler ist eine große Hilfe. Hierbei können Rückschlüsse auf die Anzahl sowie die Lage der verbauten Heizkreise gezogen werden. Nach der Überprüfung muss ein rechnerischer Nachweis nach Verfahren A (Näherungsverfahren) – zulässig bei Austausch Wärmeerzeuger, Heizungsoptimierung, nachträgliche Maßnahmen zur Wärmedämmung – oder Verfahren B (rechnerischer Nachweis) – zulässig bei sämtlichen Maßnahmen der energetischen Sanierung – durchgeführt werden. Eine Heizlastberechnung in Anlehnung an die DIN EN 12831 sollte als Grundlage bei nicht mehr vorhandenen Dokumentationen durchgeführt werden.

Welche Erstmaßnahmen sollten vor dem Hydraulischen Abgleich durchgeführt werden?

Bei einem anstehenden Kesseltausch bzw. einer Sanierung der Heizungsanlage sollten die vorhandenen Heizkreise einzeln gespült werden. Hierbei sind die Herstellervorgaben zu beachten. Alle Heizkreise absperren, eine bauseitige oder herstellerseitige Möglichkeit schaffen eine Schlauchverbindung an den zu spülenden Heizkreis herzustellen, dann mittels Wasserdrucks oder Spülgerät den Heizkreis spülen. Ein zweiter Schlauchanschluss wird an dem zweiten Anschluss des zu spülenden Heizkreis angeschlossen. Dieser mündet im freien Auslauf an einer übersichtlichen Stelle in die Kanalisation. Der Auslauf sollte beobachtbar sein, um beurteilen zu können ob der Heizkreis „freigespült“ wurde – also klares Wasser abfließt.

Dieser Vorgang nimmt pro Heizkreis und Verschmutzung einige Zeit in Anspruch. Eine Aussage über die zeitliche Dauer ist nicht möglich, da dieses abhängig von der Länge und Verschmutzung des Heizkreises ist. Nachdem der Spülvorgang abgeschlossen ist, sollten die Heizkreise befüllt werden, hierbei ist die VDI 2035 „Vermeidung von Schäden in Warmwasserheizungsanlagen“ zu beachten.

Welche Durchflüsse sind einzustellen, besonders bei Bestandsanlagen mit unklaren Daten?

Der BVF hat hierfür ein überschlägiges Berechnungsverfahren - Verfahren A - entwickelt, womit sich ein hydraulischer Abgleich über die Kalkulation der einzelnen Heizkreiswasser­mengen mit ausreichender Genauigkeit für eine Vielzahl ­typischer Systeme durchführen lässt. Basis ist die spezifische Heizlast nach Baujahren, eine vorgegebene Spreizung und Pauschalwerte für den Druckverlust von unterschiedlichen Komponenten. Der 2018 erschienene BVF Rechner setzt das Verfahren leicht und verständlich in einer MS-Excel-Tabelle um, steht kostenfrei auf www.flaechenheizung.de zur Nutzung bereit und ermöglicht die Eingabe der gebäudespezifischen Werte sowie im Endergebnis die Berechnung der Wassermengen je Heizkreis sowie die Gesamtwassermenge und die Förderhöhe. Die ermittelten Ergebnisse können so in die Softwareprogramme übernommen werden. Weitere Eingaben wie z. B. Oberbodenbeläge, Rohrdimension oder bauseitige Dämmung unter der Flächenheizung sorgen dafür, dass eine detailliertere Berechnung durchgeführt werden kann und dies zu einem genaueren Ergebnis bzgl. des hydraulischen Abgleichs führt.

Sollten vorhanden Heizkreisverteiler vorgefunden werden, die keine Möglichkeit des hydraulischen Abgleichs bieten, empfiehlt es sich diese gegen Neue dem Stand der Technik entsprechende Heizkreisverteiler auszutauschen.

Wie erfolgt der hydraulische Abgleich bei einem Flächenheizungsverteiler?

In der Praxis findet man zwei mögliche Arten der Flächenheizungsverteiler: statische Heizkreisflächenverteiler und dynamische Heizkreisverteiler. Bei den statischen Heizkreisverteilern erfolgt der hydraulische Abgleich über die integrierten Durchfluss-, Mess- und Reguliereinsätze. Die Einregulierung der Heizkreise erfolgt, wenn die Heizungsanlage in Betrieb ist. Die ermittelten Werte werden für jeden Heizkreis einzeln eingestellt. Aufgrund der hydraulischen Schwankungen ist eine Überprüfung der Einstellung erforderlich, bis die Einstellung mit den ermittelten Werten übereinstimmt.

Die Heizkreisverteiler mit dynamischen Ventileinsätzen sind in der Regel einfacher einzustellen und sind am Markt als Heizkreisverteiler mit „automatischem“ hydraulischen Abgleich bekannt. Bei den dynamischen (automatischen) Heizkreisverteilern erfolgt die Einstellung am Ventileinsatz. Dieser Ventileinsatz beispielsweise kann von 0,5 l/min bis 5 l/min eingestellt werden. Dies bedeutet es können Wassermengen zwischen 30 l/h und 300 l/h eingestellt werden (herstellerunabhängig). Es genügt eine einmalige Einstellung. Das vereinfacht die Vorgehensweise deutlich und reduziert die Kosten.

Nachrüstung von Flächen­heizungen im Gebäudebestand

Klassische wasserführende Flächenheiz- und -kühlsysteme lassen sich oft im Altbau nicht einsetzen, weil die erforderliche Konstruktionshöhe nicht zur Verfügung steht oder bei Holzbalkendecken Statikprobleme entstehen können. Diese Konstruktionen sind grundsätzlich leichter und können erheblich dünner aufgebaut werden. Um die Anforderungen an Funktion und Wohnkomfort zu erfüllen, müssen bei der Planung und Herstellung der Flächenheizung einige Aspekte beachtet werden. Ein wichtiger Punkt ist die Wärme- und Trittschalldämmung. Sie ist unerlässlich für den wirtschaftlichen und komfortablen Betrieb.

Der Gebäudeplaner oder der Energieberater hat die Aufgabe, die Dämmschichten – insbesondere im Bereich der beheizten und gekühlten Fußbodenkonstruktionen – entsprechend den gesetzlichen Vorschriften und Normen richtig auszuwählen und zu dimensionieren. Für die Flächenheizung und Flächenkühlung in Gebäuden mit normalen Innentemperaturen gilt die DIN EN 1264-4 mit der in der Tabelle 1 festgelegen Mindest-Wärme­leitwiderständen für die Dämmschicht unter der Heiz- und Kühlebene.

Es kommen je nach Projektanforderung Rohrsysteme, Flächenheizelemente oder Kapillarrohrsysteme zum Einsatz. Wassergeführte dünnschichtige Verbundsysteme benötigen nur 15-20 mm Aufbauhöhe plus Bodenbelag und sind – im Vergleich zu klassischen Estrichaufbauten – auch schnell verlegt und belegreif. Daher werden von vielen Anbietern spezielle Systeme wie Dünnschicht- oder Trockensysteme für den nachträglichen Einbau teilweise mit Trockenestrichen als Last- und Wärmeverteilschicht angeboten.

Fazit

Für alle, die in ihrer Immobilie auf Behaglichkeit und Energieeffizienz setzen, lohnt sich die nachhaltige Systemtechnik der Flächenheizung. Nur ein hydraulisch abgeglichenes System spart durch die Addition der Effekte kostbare Energie bei der Erzeugung, Verteilung und Übergabe. Dynamische Heizkreisverteiler bringen zudem eine zusätzliche Energieeinsparung, denn der automatische hydraulische Abgleich wirkt ordnend auf das Gesamtsystem und reduziert den Energieverbrauch im Bereich der Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wärmeübergabe.