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Hydraulischer Abgleich
Für einen optimalen Betrieb einer Heizungsanlage ist ein hydraulischer Abgleich unverzichtbar. Er ist Voraussetzung für eine effiziente Betriebsweise der gesamten Heizungsanlage, beginnend von der Wärmeerzeugung – wo eine optimale Nutzung des Brennwerteffektes niedrige Rücklauftemperaturen voraussetzt –, über die Wärmeverteilung durch Pumpen und Regeleinheiten, bis hin zur Wärmeabgabe in den Raum. Dabei sollte er nicht nur bei neu installierten Anlagen durchgeführt werden, sondern auch bei Sanierungen.
Bei neu installierten Anlagen ist der hydraulische Abgleich mittlerweile Pflicht, aber auch bei Altanlagen macht es Sinn, ihn nachträglich vorzunehmen. Gerade wenn Gebäude und Heizungsanlagen saniert werden, ändert sich durch nachträglich vorgenommene Dämm-Maßnahmen der Wärmebedarf des Gebäudes und damit die Anforderung an das Heizungssystem. Eine Anpassung der Anlagenhydraulik sollte daher unabdingbar in die Sanierungsmaßnahme mit eingebunden werden. Diese Ansicht vertritt auch der Gesetzgeber. Er unterstützt daher Maßnahmen für die Optimierung der Wärmeverteilung einer bestehenden Heizungsanlage im Rahmen der KfW-Sonderförderung (431) „Energieeffizient Sanieren“ seit April 2009 mit mindestens 25 % staatlichem Zuschuss.
Hydraulischer Abgleich
Für einen effizienten und bestimmungsgemäßen Gebrauch einer Heizungsanlage ist der hydraulische Abgleich unabdingbar. Er wird deshalb auch in DIN-Normen und Verordnungen, z.B. nach der Verdingungsleistung für Bauleistungen (VOB/C – DIN 18 380), gefordert. Unter einem hydraulischen Abgleich versteht man die Begrenzung der Wasservolumenströme auf jene Werte, welche exakt dem spezifischen Wärmebedarf einzelner Anlagenteile und Verbraucher entsprechen. Um das zu erreichen, ist es erforderlich, dass in einer Pumpenwarmwasserheizung – vom Wärmeerzeuger ausgehend – durch das Rohrleitungs- und Verteilungssystem hindurch bis hin zu den Verbrauchern die Wasservolumenströme so aufgeteilt werden, dass sie die für die Beheizung notwendige Energie- und Wassermenge transportieren, ohne Überschüsse zu beinhalten. Leider ist dies ohne Einregulierung nur selten der Fall – stattdessen fließt das Heizungswasser nach dem Prinzip des geringsten Widerstandes auf dem kürzesten Weg zurück zum Wärmeerzeuger. Hydraulisch ungünstig gelegene Heizkörper werden somit nur ungenügend oder überproportional mit Heizwasser versorgt. Die Folge sind entweder nicht ausreichend beheizte oder überheizte Räume sowie häufig auch Strömungsgeräusche. Um diesem Missstand vorzubeugen, müssen die Strömungswiderstände in den einzelnen Teilen der Heizungsanlage so aufeinander abgestimmt werden, dass in allen Bereichen der Anlage nur die tatsächlich erforderlichen Wärme- und damit Wassermengen ankommen.
Voraussetzungen
Der hydraulische Abgleich eines Wärmeverteilungssystems ist von vielen Faktoren abhängig. Für seine erfolgreiche Durchführung sind daher im Vorfeld folgende Schritte notwendig:
Bei der Berechnung des Wärmebedarfs sowie des Rohrnetzes unter Berücksichtigung der unterschiedlichsten Parameter erleichtern Softwareprogramme die Arbeit und können häufig bereits Rohrnennweiten sowie Voreinstellwerte der Rohrleitungs- und Heizkörperarmaturen automatisch zuordnen. Softwareprogramme mit CAD-Unterstützung ermöglichen darüber hinaus die zeichnerische Darstellung vom Rohrnetz und aller weiteren Anlagenkomponenten. Sind im Sanierungsfall gewisse Rohrnetz- oder Leistungsdaten nicht mehr zu ermitteln, so kann ersatzweise auch mit Überschlagswerten gearbeitet werden.
Übliche Einrichtung
Die bedarfsgerechte Aufteilung der Volumenströme beginnt nach dem Wärmeerzeuger und richtet sich zunächst auf die verschiedenen Heizkreise und geht dann bis zu den jeweiligen Verbrauchern.
Für die Heizkreise setzt man ein:
Strangregulierventile: Diese werden in den Strangleitungen von Warmwasserzentralheizungen installiert und ermöglichen die Volumenstromanpassung der Strangleitungen untereinander. Strangregulierventile können während des Anlagenbetriebes einreguliert werden, sodass man reale Durchflusswerte im Volllast- bzw. Auslegungsbereich der Anlage erhält.
Differenzdruckregler: Sie sind Proportionalregler ohne Hilfsenergie und werden zur konstanten Regelung des erforderlichen Sollwertes benötigt. Sie halten den Differenzdruck im Strang konstant.
Durchflussregler: Sie werden zur Regelung des eingestellten Durchflusses als Proportionalregler ohne Hilfsenergie installiert und halten den Durchfluss im Strang konstant.
Für die Verbraucher verwendet man:
Voreinstellbare Thermostatventile oder Rücklaufverschraubungen: Sie werden unmittelbar an Heizkörpern zur exakten Einstellung der Durchflussmenge eingesetzt.
Durchflussregler oder Feinregulierventile: Für Flächenheizsysteme sollte die Einstellung der Volumenströme über Durchflussregler oder Feinregulierventile erfolgen, die in den Verteilern integriert sind. Die Einregulierung der Volumenströme an den Verbrauchern empfiehlt sich bereits im Rahmen der Inbetriebnahme.
Ist eine Anlage mit den entsprechenden Bauteilen ausgestattet und einreguliert worden, sollte sie noch einer Überprüfung der Vorlauftemperatur unterzogen werden. Häufig kann sie noch schrittweise abgesenkt werden, bis die geforderten Temperaturen erreicht sind. Dies führt (gegenüber höheren Temperaturen) zu einer besseren Regelbarkeit der Raumtemperatur, zu geringeren Energieverlusten der Wärmeverteilleitungen und einer höheren Energieausnutzung bei den jeweiligen Wärmeerzeugern.
Sparpotential
Schätzungen gehen davon aus, dass 80 bis 85 % des gesamten Gebäudebestandes in Deutschland nicht entsprechend der VOB/C – DIN 18 380 einreguliert sind. Das heißt, zu große Wasservolumenströme fließen unkontrolliert im Rohrnetz der Anlagen. Die Folgen sind ein zu hoher Energieaufwand und Wärmeverluste. Bei einem geschätzten Energieeinsparpotential von ca. 5 bis 15 % ergibt sich auf Basis der mittleren Energieverbrauchskennwerte für den Gebäudebestand nach VDI 3808 eine Energieeinsparung von 10 bis 30 kWh/(m2*a) für Wohngebäude und 6 bis 17 kWh/(m2*a) für Verwaltungsgebäude. Für ein Wohnhaus mit 140 m2 beheizter Fläche und einem Jahresnutzungsgrad der Wärmeerzeugung von 85 % bedeutet dieses 150 bis 450 l Heizöleinsparung pro Jahr oder einer Reduktion von 450 bis 1300 kg CO2 pro Jahr.
KfW-Förderung
Seit April 2009 werden spezielle Maßnahmen staatlich gefördert, die den CO2-Ausstoß bestehender Wohngebäude mindern. Dazu gehört die Optimierung der Wärmeverteilung bestehender Heizungsanlagen und der hydraulische Abgleich. Mit dem KfW-Sonderförderungsprogramm (431) „Energieeffizient Sanieren“ werden Zuschüsse von mindestens 25 %. Antragsberechtigt sind Eigentümer von selbst genutzten und vermieteten Wohngebäuden.
