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Hydraulischer Abgleich

Versteh' ich nicht - wozu das?

Wir haben auf Wunsch mehrerer Wohneigentumsgemeinschaften versucht,
einige Einflussfaktoren unserer Anlagensanierung von Heizungen im Mehrfamilienhaus allgemeinverständlich darzustellen.
Dieser Beitrag ist die Webversion aus Eigentümerversammlungen und Gutachten.


 

Inhalt

  1. Grundlagen
  2. Rücklauftemperatur immer niedrig halten!
  3. Nutzungszeiten, Volllast, Teillast
  4. Wie entsteht die nötige niedrige Rücklauftemperatur?
  5. Das Ergebnis
  6. Mehr Hintergrundinfos
Hydraulischer Abgleich?
Die zweite Düse will keiner:
fehlender Hydraulischer Abgleich!

 

Der hydraulische Abgleich ist der Beginn einer energiesparenden Kette

  1. Senkung der Heizungswassermenge zur passenden Deckung der Heizlast
  2. Reduzierung der (früher notwendigerweise zu hohen) Vorlauftemperatur
  3. passende Spreizung von Vorlauf- und Rücklauftemperatur (Das Delta-T!)
  4. Minimierung des Stromverbrauchs der Umwälzpumpe
  5. Vermeiden von Strömungsgeräuschen an pumpennahen Thermostatventilen
  6. tiefe Rücklauftemperatur wird erreicht
  7. bestmögliche Brennwertnutzung
  8. niedrigerer Energieverbrauch, weil die Verluste nicht mehr bedient werden müssen.

Weil diese Zusammenhänge so kompliziert sind, dass selbst Heizungsbauer, die täglich mit der Materie zu tun haben, ihren Kunden(!) sagen: 'bringt nix', habe ich für Wohneigentumsgemeinschaften versucht, die Abhängigkeiten klarer zu gestalten. Selbst Hochtemperatur-Einrohrheizungen profitieren nachweislich davon, wenn auch (Handwerks-)Gutachter das immer wieder in Abrede stellen. (D.h.: Sie haben Einsparungen schlicht nie nachgemessen. Wir aber! Und wir können es beweisen!)
Wir stehen mit unserem Lamento nicht allein:
Die reellen Frustrationen aus der Handwerkerschaft über die kollegialen 'Dösbaddel' können Sie hier nachlesen.
 
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Grundlagen

Zur vertiefenden Information holen wir bei den technischen Grundlagen etwas weiter aus.

Nur bei einem Kesselersatz mit Brennwertkesseln können heute bei Beheizungen Einsparungen erreicht werden. Das gilt aber nur, wenn der Brennwertkessel die Abnehmer mit seiner Wärme so bedienen kann, dass eine Rücklauftemperatur erreicht wird, die so kalt ist, dass damit ein Brennwert erzeugt werden kann.
Bei Gasfeuerung wird das im Allgemeinen ab einer Temperatur unter 57°C erreicht. Dabei ist Gas effektiver in der Brennwertnutzung als Öl, weil Gas mehr Wasserstoff enthält.
 
Brennwert wird immer geliefert
[Quelle: IWO - Klick auf Bild: mehr Infos zum Brennwert]
 
Sie sehen:
Beim Brennstofff Gas erhalte ich schon ab 57°C Abgastemperatur den ersten Brennwerteffekt, bei Öl muss ich bis 47°C runterkühlen.
(Die Abgastemperatur wird u.a. durch den kalten Rücklauf aus dem Netz nach unten gezogen.)
 
Um diese Temperaturen, die eine Kondensation im Kessel bewirken, sicher in jeder Betriebssituation zu erreichen, müssen die Verbraucher so abgestimmt sein, dass unbedingt jeden Art von Kurzschluss verhindert wird. Denn wo heißes Vorlaufwasser in Rücklauf gerät, werden alle Sparbemühungen zunichte macht.
 
Die Menge des kondensierten Wassers aus dem Brennwertkesselabgas zeigt dannn den Erfolg der Maßnahmen:
Wenn kein Kondensat aus dem Kessel läuft, stimmen einige der vielen Parameter wie Temperaturen, Volumenstrom, Pumpendruck, etc... nicht.
Der Fall ist leider häufig neben Brennwertkesseln zu finden: Eine trockene Neutralisationseinrichtung!
 
Das Diagramm hier zeigt, wie der Wirkungsgrad der Heizanlage steigt, wenn man mit niedrigen Temperaturen aus dem Gebäude zurückkommt.
 
Kondensat bestimmt den Anlagen-Jahresnutzungsgrad
 
Wie man mit dem Kondensat die Wirkungsgrad der Anlage genau bestimmen kann, haben wir im Technikbereich Gas-Brennwert erklärt.
 
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Rücklauftemperatur immer niedrig halten!

Leicht gesagt: Ganz schwer durchzuhalten, denn das am Kessel angeschlossene Netz bestimmt alles!

Die Rücklauftemperatur selbst hängt immer von der Heizfläche ab, die zur Kühlung der Vorlauftemperatur zur Verfügung steht.
Es ist also besonders leicht, bei Fußbodenheizungen eine effektive Heizung zu erreichen, die (richtig ausgelegt und abgestimmt) mit Temperaturen von 35/28°C (oder weniger) arbeitet.
Schwieriger wird es bei höheren Temperaturen und je kleiner die Heizflächen werden. Radiatoren erzeugen schon weniger Kondensat als Bodenheizungen. Besonders schwierig ist es bei Einrohrheizungen mit Konvektoren, die extrem hohe Temperaturen wie maximal 80/60°C benötigen.
Damit ist klar, dass alle die Rücklauftemperatur erhöhenden Bauteile verboten sind, sonst arbeitet der beste Brennwertkessel nur als Niedertemperaturkessel:
Diese Bauteile sind:
  • Mischer
  • Hydraulische Weiche (Alle behaupten das Gegenteil - nachmessen über einen langen Zeitraum hilft!)
  • jeder andere Kurzschluss - und sei er noch so klein

Diese Temperaturpaare aus Vorlauf/Rücklauf beziehen sich immer auf den Auslegungspunkt der Klimazone:
 
Klimazonenkarte
 
Bei der Planung werden diese statistischen Niedrig-Außentemperaturen zugrunde gelegt.

 
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Nutzungszeiten, Volllast, Teillast

Es ist einsichtig, dass Heizanlagen in den seltensten Fällen mit dauernder Volllast arbeiten, denn die hauptsächlichen Nutzungen finden bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als bei der Auslegungstemperatur statt, wie diese Verteilung zeigt. Man spricht von der verteilten Jahresheizarbeit:
 
Jahres-Heizarbeit
[Quelle: Velta - Verteilung der prozentualen Heizarbeit in der Heizperiode.
Hergeleitet aus der 'mittleren Zahl der Fälle (Lufttemperatur) für die Monate September bis Mai für Essen nach DIN 4710...']

 
Der meiste Gasverbrauch (= Energieverbrauch) findet also im Bereich zwischen Heizgrenze und Auslegungsgrenze bei Außentemperaturen zwischen 0 und +5°C mit einen Jahresanteil von ~39% statt. Die permanente Volllast hat nur einem Jahresanteil von etwa 1%.
Oberhalb 0°C Außentemperatur kann man selbst bei einer richtig abgeglichenen Einrohrheizung mit Kondensat rechnen.
Heizungsanlagen müssen also genau in diesem mittleren Bereich am effizientesten arbeiten, dann sind sie sparsam.


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Wie entsteht die nötige niedrige Rücklauftemperatur?

Diese entsteht durch eine Regelung, die nur so wenig Temperatur und Masse über den Vorlauf in die Anlage schickt, dass bei der nötigen Spreizung eine möglichst niedrige Rücklauftemperatur erreicht wird. Das geschieht mit einer Regelung, die als belastungsgeführt bezeichnet wird. Alle Wärmepumpen nutzen das, sonst könnten sie nicht so sparsam arbeiten.
Ist die Pumpe dann korrekt auf das passende Volumen abgestimmt, ergibt sich die Spreizung mit den beiden Variablen fast von alleine.
 
Warum muss ein Heizkörper unten kälter als oben sein?
[Quelle: Viessmann- Aufteilung der Jahresheizarbeit auf unterschiedliche Außentemperaturen bei einem Heizkörpersystem.]
 
Das Bild zeigt, dass die Spreizung nicht konstant ist. Unsere eigene Regelung errechnet das, um bei modulierenden Brennern die maximale Kondensationsleistung zu erreichen. Wenn Sie eine der üblichen Vorlaufregelungen mit einer elektronischen Pumpe haben, versuchen die Einstellungen 'Auto' die passende Spreizung durch Modulation der Pumpenleistung zu erreichen. Das funktioniert aber nur nach einem hydraulischen Abgleich, weil sonst einige Anlagenteile kalt bleiben.
Beim Klick aufs Bild kommen Sie zu den Heizkörpern, die die Spreizung durch ihre Wärmeabgabe erzeugen.
 
Das Kondensieren der Abgase wird optimal erreicht durch Vermeiden jeden Kurzschlusses. Das leistet der hydraulische Abgleich!
Der hydraulische Abgleich wird so errechnet, dass bei Volllast im Auslegungspunkt jedem Verbraucher genau die Wärmemenge zugeteilt wird, die er benötigt, um noch eine (rechnerische) Innentemperatur von 21°C zu erreichen.
Natürlich kann im reellen Betrieb auch eine höhere Temperatur (mit höherem Verbrauch) gewählt werden.
 
Der hydraulische Abgleich ist also eine effizienzsteigernde Maßnahme, er ...
  • gehört zu den low-cost Energiespar-Maßnahmen.
  • ist bei Gewerken nach DIN ISO 18380 entsprechend VOB, Teil C gesetzlich vorgeschrieben.
  • ist der Beginn einer energiesparenden Kette wie eingangs erwähnt.

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Das Ergebnis

Die am Ende der Versorgung liegenden Wohneinheiten (bei Einrohrheizungen hier als Heizkörper dargestellt) bleiben unabgeglichen zu kalt trotz hoher Pumpenergie. Diese sorgt nämlich in den vorderen Wohneinheiten für Überhitzung trotz abgestellter Heizkörper, dem Ablüften über die Fenster und hohen Heizkosten.
Da Regelung und Temperaturen (meist vom Hausmeister) immer so eingestellt werden, dass der letzte Nutzer am Strang gut versorgt wird, ist die verschwenderische Betriebsweise für Jahrzehnte programmiert.
 
Anlagenteile bleiben kalt
[Quelle: Danfoss]
 
Nur ein Abgleich der Hydraulik schafft bei geringerer Pumpleistung und geringeren Temperaturen überall die passenden Raumtemperaturen.
Die Verbrauchshöhe in einem Jahr wird jetzt hauptsächlich von der persönlichen Nutzung und nicht mehr von der Lage zur Pumpe bestimmt.
 
alles wird gleichmäßig warm
[Quelle: Danfoss]
 
[ Inhalt ]
 

Mehr Hintergrundinfos:


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Seite erstellt am 25.3.2015, letzte Änderung 15:44 29.12.2015, Dienstag