Hydraulischer Abgleich in Heizungsanlagen? Für Viele, auch Installateure, ein Buch mit 7 Siegeln!

In der Praxis ist ein hydraulischer Heizungsabgleich, in den meisten Fällen, in Gebäuden mit mehr als 20 Heizkörpern erforderlich. Anmerkung, beim Hydraulischen Abgleich nach der Optimus Studie Version b wird eine weitere Heizungsanpassung berechnet, der erforderliche Pumpendruck und die erforderliche Einstellung der Heizungsregelung, das kommt auch kleineren Anlagen zugute, wenn’s denn durchgeführt und nicht nur gefördert wird.

Was bedeutet diese Formulierung, hydraulischer Abgleich, und wofür ist ein Abgleich in Heizungsanlagen von Vorteil.

Hydraulischer Abgleich in Heizungsanlagen ist eine gezielte Heizungswasserverteilung im Heizungskreislauf.

Ein Wort zu Raumwärmeerzeugung durch Heizkörper.

Heizkörpergrößen werden nach der Heizlast oder Wärmebedarf des Raums, in dem sie stehen, ausgelegt.

Wie funktioniert ein Heizkörper? Aufgeheiztes Wasser wird von der Heizungspumpe zu den Heizkörpern befördert. Die geben die Wasserwärme an die Räume ab, das abgekühlte Wasser wird im Heizkessel wieder aufgeheizt.

Berechnungsgrundlage für Heizkörpergröße ist, bei minus 10° C (Die Außentemperatur wird für jede Region separat bestimmt) und einer Heizkörpertemperatur im Einlauf, Vorlauf 70°C und im Auslauf, Rücklauf 55°C.

Hinweis, die Vorlauftemperaturen werden nach der Außentemperatur abgesenkt, z.B. bei 15°C Außen Vorlauf 35°C, Rücklauf Raumtemperatur.

Mit den Temperaturen 70/55 bei -10°C wird die Heizleistung des Heizkörpers bestimmt. Um die gebrauchte Heizleistung, als Beispiel 1000 Watt Raumheizlast, mit der Temperaturdifferenz von 15 °C zu erreichen werden ca. 60l die Stunde als Wasserdurchlauf durch den Heizkörper gebraucht.

In der Praxis, ohne hydraulische Einschränkung (Durchflusswiederstand) werden ca., bei ganz geöffnetem Heizkörperventil, 130 – 200l die Stunde durch diesen Heizkörper fließen.  

Da fängt die Problematik an. Heizungswasser geht nicht freiwillig an den Ort, an dem es seine Wärme an den Raum abgeben soll. Flüssigkeiten in Kreisläufen nehmen immer den einfachsten Weg, also die Wege mit geringstem Widerstand. Der einfachste Weg in Heizungsanlagen ist der Weg zu den am Heizungskeller / Heizungspumpe nächsten Heizkörper.

Es muss die Wasserdurchflussmenge an den Heizkörpern oder Strangventilen auf den wirklichen Bedarf eingeschränkt werden, um eine optimierte Wasserverteilung, also das Wasser auch zu entfernt liegenden Heizkörpern zu leiten.

Das ist ein hydraulischer Abgleich.

Für die Wasserbewegung ist eine Heizungspumpe erforderlich.

Ein kurzer Abstecher zu Heizungspumpen.

Die Wassermenge, die im Heizungskreislauf umgewälzt wird, hängt von der Heizungspumpenleistung ab.

Heizungspumpen sind das Herz einer Heizungsanlage und Erzeuger der Heizungshydraulik.

Heizungspumpen haben 2 Funktionen.

Funktion 1, ist der Druck, den die Pumpen erzeugen, um Leitungswiderstände zu überwinden. Der Druck wird in Meter angegeben.

Funktion 2, ist die Wassermenge die, die Pumpe umwälzen kann. Diese Menge wird im m³ die Stunde angegeben.

Wassermenge ist die für einen Abgleich wichtigste Größe.

Anlagenbeispiel, eine Bestandsbauwohnanlage mit 8 Wohnungen und 60 Heizkörpern mit berechneter Heizlast (Größenangabe für die Auslegung der Kesselleistung) von ca. 55 kW, braucht für die korrekte Heizkörperversorgung einen Pumpendruck von 1,5m (ab ca. 2m Pumpendruck kann es zu Fließgeräuschen im Heizkörper kommen) wichtiger als der Pumpendruck ist die Wasserumlaufmenge die, die Pumpe leisteten muss. Das sind in der Anlage ca. 5 m³ die Stunde

Eine Beispielpumpe für diese Anlage ist eine Wilo Yonos MAXO plus 25/0,5 – 7. Ähnliche Pumpen auch von anderen Herstellern

Diese Pumpe kann auf den erforderlichen Pumpendruck von 1,5m eingestellt werden, maximale Wasserumlaufmenge bei der Einstellung 1,5m sind 6m³ die Stunde. Ohne Heizkörper- oder Strangabgleich kann es passieren, dass schon bei 40 Heizkörpern die Wasserumlaufmenge von 6m³ die Stunde aufgebraucht ist. Die restlichen 20?

Ein beliebtes Mittel von Heizungsamateuren bei nicht warm werdenden Heizkörpern, das Hochstellen der Pumpe auf den maximalen, an der Pumpe einstellbaren 7m Pumpendruck, mit der Annahme, dass dadurch auch die Wassermenge parallel steigt! Macht sie aber nicht, der Wassermengenumlauf steigt von 6m³ auf 8m³, die 2 m³ mehr die Stunde laufen durch den höheren Druck durch die vorderen Heizkörper. Die 2m³ mehr werden die Probleme nicht beheben, der wirkliche Erfolg des Hochstellens wird sein, angenehme Fließgeräusche in den vorderen Heizkörpern, Radio wird überflüssig.

Nach der Wilo Kennlinie ist bei der Pumpe die höchste Wassermengenleistung bei 3,5m Pumpendruck. Bei höher eingestelltem Pumpendruck fällt die Wasserfördermenge.

Gerade erlebt in einer Anlage, betreut von einem Heizungsamateur. Einbau einer Folgepumpe in der 2. Etage. Folgepumpen sind ein absolutes NO GO im Heizungsbau, das zeugt von erheblicher Ahnungslosigkeit, Hilflosigkeit und Unwissen über Heizungshydraulik.

Eine Folgepumpe ist wie ein zweites Herz am Bein, wenn es nicht durchblutet wird.

Das zum Herz einer Heizung, der Umwälzpumpe.

Weiter mit der Hydraulik, hydraulischer Abgleich, in einer Heizungsanlage.

Eine kleine Berechnung zur Erklärung.

Die Umwälzpumpe leistet einen Wasserumlauf von 6 m³ (6000l) die Stunde. Ein voll geöffnetes Thermostatventil ohne Voreinstellung lässt bei dem Pumpendruck von 1,5m ca. 180 - 200l die Stunde durch den Heizkörper, das sind für die gesamte Anlage ca. 11m³. Werden in dem Fall, z.B. alle Heizkörper geöffnet kommt es zu der Situation, dass Heizkörper am Ende einer Anlage nicht warm werden. Das schafft die Pumpe nicht.

Gebraucht werden in Heizkörpern ca. 10 – 150l die Stunde, je nach Heizkörpergröße oder Raumheizlast. Darauf müssen die Heizkörperdurchläufe reduziert werden. Das sind bei einem Mittelwert für die gesamte Anlage 3000l – 6000l oder 3 - 6m³ die Stunde. Das ist für die Pumpe kein Problem.

Ein Wort zu der Benennung Hydraulischer Abgleich in Heizungsanlagen.

Ein hydraulischer Abgleich in Heizungsanlagen musste schon zu Anfang der Zentralheizung in den 50ger Jahren, zwingend in Schwerkraftanlagen durchgeführt werden. Auch zu der Zeit waren Heizkörperventile voreinstellbar.

Wenn ein hydraulischer Abgleich durchgeführt werden soll, muss benannt werden, wie die Durchführung erfolgen soll. Möchte ich einen hydraulischen Abgleich nach der Optimus Studie haben, so muss er auch so benannt werden. Zurzeit wird der Bezeichnung Hydraulischer Abgleich, der Abgleich nach der Optimus Studie zugeordnet. Das ist nicht korrekt und anfechtbar, es muss schon z.B. Hydraulischer Abgleich nach der Optimus Studie Version a oder b benannt werden, wenn es so gemacht werden soll.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Heizungsanlage erfolgreich hydraulisch abzugleichen.

1.Hydraulischer Abgleich an Strangventilen.

2.Hydraulischer Abgleich an Heizkörperventilen.

3.Hydraulischer Abgleich an Heizkörperrücklaufverschraubungen.

4.Hydraulischer Abgleich nach der Optimus Studie Version a.

5.Hydraulischer Abgleich nach der Optimus Studie Version b, wird gefördert.

Zu P. 1 Hydraulischer Abgleich an Strangventilen.

Strangventile sind die Absperrungen, die meist in Kellergängen in abgehenden Leitungen nach oben zu den Heizkörpern zu finden sind. Diese Ventile haben in den Rücklaufventilen meist eine Voreinstellung. Die Voreinstellung ist eine Öffnungssperre, das bedeutet, es wird mit der Voreinstellung das Öffnen des Ventils nur bis zu, z.B. 1,5 Umdrehungen zugelassen. Voreinstellbare Rücklauf Strangabsperrventile wurden schon in den 70ger Jahren installiert.

In den 80ger Jahren habe ich in vielen Großanlagen, diese Möglichkeit erfolgreich genutzt.

Einfach und effizient. Vorbedingung, die Voreinstellungen lassen sich noch bewegen.

Kosten für solch einen Abgleich 2-3 Stunden eines Fachkundendienst.

Ein grober Abgleich, der aber meist den Erfolg hat, dass alle Heizkörper warm werden.

Zu P. 2 Hydraulischer Abgleich an Heizkörperventilen.

Voraussetzung ist, dass die Ventile voreinstellbar sind. (Voreinstellung: Begrenzung des Wasserdurchfluss durch den Heizkörper auf die Voreinstellungseinstellung, egal wie der Heizkörperthermostat eingestellt wird).

Ich habe mit meiner Firma 1990 in mehreren Wohnblocks in Hannover ca. 6.000 handbediente Heizkörperventile gegen Thermostatventile ausgetauscht. Meine Monteure bekamen die Anweisung, die Voreinstellungen pauschal einzustellen. Wohnzimmer auf 4, Bäder und kleinere Räume auf 3.

Beispiel, eine Anlage mit der Heizzentrale am Anfang eines Blocks mit 8 Mehrfamilienreihenhäusern.

In der Heizzentrale standen 2 Sockelheizungspumpen mit je 2,5 kW Leistung und einer Folgepumpe in Haus 6 mit ca. 680 Watt Leistung. Diese Pumpen habe ich nach dem Ventileinbau umgebaut. Die Folgepumpe in die Heizzentrale und die Riesenpumpen außer Betrieb genommen.

Nach dem Ventileinbau mit der beschriebenen Voreinstellung wurden alle Heizkörper bis in Block 8 korrekt warm, das mit der ehemaligen Folgepumpe.

Ein wirkungsvoller hydraulischer Abgleich ohne Berechnung.

Allein die jährliche Stromeinsparung durch den Pumpenumbau betrug zu der Zeit ca. 12.000 DM. Weiterhin, in der Heizzentrale standen zwei Heizkessel. Einen der 2 habe ich außer Betrieb genommen. Konsequenz, alles wurde auch an kalten Tagen warm, der Gasverbrauch hat sich halbiert.

Zu P. 3 Hydraulischer Abgleich an Heizkörperrücklaufverschraubungen.

Die Rücklaufverschraubungen müssen voreinstellbar sein.

Auch hier ein Beispiel aus meiner Praxis aus dem Jahr 2003.

In einem größeren Bürogebäude mit ca. 230 Heizkörpern gab es 2 Probleme. Problem 1 Geräusche aus den Heizkörpern, Problem 2 einige Heizkörper wurden nur manchmal warm.

Sämtliche Heizkörper waren mit voreinstellbaren Rücklaufverschraubungen ausgestattet. Die Thermostatventile hatten keine Voreinstellung.

Die Anweisung an meinen Monteur, stell die Rücklaufvoreinstellung wie folgt ein, Voreinstellung verschließen und dann um eine halbe Umdrehung wieder öffnen.

Danach haben wir die Umwälzpumpen auf 2m Pumpendruck eingestellt.

Erfolg, die Geräusche verschwanden, Heizkörper wurden sämtlich warm.

Kosten 16 Monteurstunden 3 Meisterstunden.

Ein hydraulischer Abgleich nach der Optimus Studie hätte in der Anlage Kosten von 35.000€ bis 53.000€ verursacht.

Zu P 4 und 5 Hydraulischer nach der Optimus Studie

Was bedeutet Optimus Studie? Prof. Wolf hat im Jahr 2000 mit seinen Schülern an der Fachhochschule Wolfenbüttel eine Studie, genannt Optimus Studie entwickelt, um Möglichkeiten einer Heizungsoptimierung vorzugeben.

In der Optimus Studie wird nicht mehr die Heizkörperleistung nach der Auslegungsgrundlage z.B. 70/55 berechnet, sondern es wird die Wasserdurchflussmenge durch Heizkörper nach dem wirklichen Raumwärmebedarf ermittelt.

Grundannahme der Studie ist eine Berechnung nach der Raumtemperatur 20°C. Diese Raumtemperatur entspricht nicht mehr unseren Behaglichkeitsansprüchen. Bei meinen Berechnungen, ob Version a oder b habe ich mit den Bewohnern/Besitzern immer abgesprochen, welche Raumtemperatur für sie berechnet und eingestellt werden soll. Meist zwischen 21 – 22°C. Das habe ich auch bei meinen Schulungen zum hydraulischen Abgleich nach der Optimus Studie dringend angesprochen.

Zu P 4 Hydraulischer nach der Optimus Studie Version a

Der hydraulische Abgleich nach der Optimus Studie Version a beinhaltet

1.Feststellen der Raumheizlast nach realitätsnaher Heizlast auf Grundlage der Heizlast pro m². Das ist nicht sehr genau, reicht aber zur Einstellung des Wassermengendurchfluss durch einen Heizkörper aus.

2.Errechnen der erforderlichen Durchflusswassermenge nach der überschlägig ermittelten Raumheizlast.

3.Einstellen des Heizkörperventils auf die erforderliche Wassermenge nach der vom Hersteller gelieferten Tabelle oder einfach aus der Berechnungsapp.

4.Einstellen der Umwälzpumpe auf den von der Tabelle der Heizkörperventilhersteller vorgegebene Pumpendruck, meist ca. 1,5m.

Das kann sehr schnell und von einem Monteur vor Ort mit einer App berechnet und durchgeführt werden.

Die Auswirkungen des Abgleichs nach der Optimus Studie,

1.Die Rücklauftemperaturen werden niedrig gehalten, um den Brennwerteffekt bei Brennwertheizgeräten zu erhöhen.

2.Wie bei den anderen Möglichkeiten, die Heizungswasserverteilung wird optimiert.

Liest sich alles schwierig, ist es nicht wirklich, es gibt dafür Programme, die leider vom Markt verschwinden, weil die Version a nicht mehr gefördert wird.

Das ist schade, weil damit eine einfach und schnell durchzuführende und deutlich preiswertere Art des Abgleichs nach der Optimus Studie nicht mehr durchgeführt wird.

Kosten pro Heizkörper 70 – 150€.

Zu P 5 Hydraulischer nach der Optimus Studie Version b.

Die Unterschiede zu Version a sind nicht erheblich und haben auch nur sehr geringe bis keine, verbessernde Auswirkung in der Praxis, dafür ist die Ventilvoreinstellung zu ungenau.

An meiner Hydraulikschulungswand habe ich erhebliche Differenzen zwischen den Herstellerangaben und den wirklichen Wassermengendurchflüssen bei Voreinstellungen festgestellt.

Der Abgleich nach Version b wird mit 20 – 50% gefördert.

Der Unterschied besteht aus,

1.Die Heizlast wird genau berechnet. Das bedeutet, es müssen alle Wärmeabgänge über Wände, Böden, Decken und Fenster berechnet werden.

2.Es wird festgestellt, ob die Heizkörpergröße ausreicht.

3.Es wird die Gesamtwasserumlaufmenge errechnet.

4.Es wird der erforderliche Pumpendruck ermittelt und die Pumpeneinstellung vorgegeben.

5.Es wird die Heizkurveneinstellung vorgegeben, gefördert wird eine Berechnung und Einstellung 60°C Vorlauf bei -10°C Außen.

Kosten pro Heizkörper, Ventilerneuerung und Hydraulikberechnung 150 – 300€.

Ist das alles durchgeführt, Heizkörper umgebaut und eingestellt, Umwälzpumpe eingestellt und Heizungsregelung korrekt eingestellt (Frau Müller lässt grüßen) ist der hydraulische Abgleich nach der Version a oder b fertig.

Warum Frau Müller? In den Übergangszeiten werden die Heizkörper nur lauwarm, ein rotes Tuch für Frau Müller.

In meinen weit über 100 Beratungen für die Klimaschutzagentur Hannover und bei meinen Heizungschecks in vielen Anlagen, habe ich festgestellt, dass 2 hydraulische Abgleiche nach der Optimus Studie Version b am Heizkörper durchgeführt wurden. Berechnet und gefördert wurden vielleicht 30.

Die Ventileinstellungen wurden berechnet, die voreinstellbaren Ventile eingebaut. Die berechnete Einstellung aber nicht am Heizkörper eingestellt.

Die vorgegebene Pumpeneinstellung und Heizkurveneinstellung wurde nicht eingestellt.

Das ist die Angst vor Reklamationen und Meckerei durch Frau Müller, aber auch das technische Unverständnis vieler Installateure über Heizungshydraulik.

Theorie gegen Praxis.

Es kommt in Heizungsnutzung und Optimierung nicht auf theoretische Genauigkeit an, sondern auf die Auswirkung in der Praxis vor Ort. Die Praxis, die in den meisten Fällen weit von theoretischen Berechnungen und Studien abweicht.

Theoretische Zahlen sind so gut wie nie in der Praxis machbar.

Gründe für die Abweichungen gibt es viele und fängt beim Wissen der Installateure an und hört nicht bei Ungenauigkeiten im technischen Bereich und dem Verhalten von Wasser in der Heizungshydraulik auf.

Ein Beispiel dafür, vor kurzem habe ich einem studierten Theoretiker erzählt, dass bei einem Kesseltausch von atmosphärischem Gasniedertemperaturkessel auf ein modernes Gasbrennwertgerät eine Gaseinsparung von über 40% erfolgte. Reaktion des Theoretikers, son Quatsch glaube ich nicht und ist nicht möglich.

Das ist die Realität in der Praxis.

Welche Anlagentypen lassen sich nicht an dem Heizkörper oder Rücklaufverschraubung abgleichen?

Somit ist auch kein Abgleich nach der Optimus Studie machbar.

Das ist die häufig in den Jahren 1970-1990 verbaute Einrohrheizung. Diese Heizungsform lässt sich nur an dem z.B. Wohnungsabgang voreinstellen und abgleichen. Dieser Abgleich an dem Wohnungsabgang ist in Großanlagen ein wichtiges Instrument um Wohnungen, die sich an Strangenden befinden, genauso ausreichend mit Wärme zu versorgen wie Wohnungen am Stranganfang.

Noch ein Wort zum hydraulischen Abgleich für Wärmepumpen. Vorsichtig beim Einsatz von Wärmepumpen, die brauchen hohe Wasserumläufe und geringe Temperaturdifferenzen.

Ein Aufsatz ohne Ki von b.wulfestieg

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