Hydraulische Weichen werden in Mehrkesselanlagen oder in Einkesselanlagen mit geringem Wasserumlaufvolumen zur Leistungsanpassung eingesetzt. Sie sollen den Wärmeerzeuger und den Wärmeverbraucher hydraulisch entkoppeln.
Wenn die Wasserumlaufmenge des Wärmeverbrauchers größer ist als die des Heizkessels kann durch den Einbau der Weiche eine Unterversorgung der Verbraucher vermieden werden. Es wird allerdings eine zusätzliche Pumpe für den Verbraucherkreis benötigt. Die Kesselkreispumpe muss auch ausreichend groß dimensioniert sein. Erforderlich ist eine hydraulische Weiche bei Zweikreis-Anlagen (Fußbodenheizung/Heizkörper oder Anlagen mit mehreren Heizkörperkreisen), wenn kein offener Verteiler vorgesehen ist, damit die Pumpen nicht gegeneinander Arbeiten und es zu Strömungsgeräuschen kommt bzw. ein vernünftiger hydraulischer Abgleich der Anlage möglich ist. Die hydraulische Weiche ist im Prinzip nichts anderes als eine stark überdimensionierte Primärbypassleitung (oder druckloser Vorverteiler). In ihr entstehen bei richtiger Dimensionierung vernachlässigbar kleine Druckverluste zwischen Vor- und Rücklauf. Somit wird eine vollständige hydraulische Entkopplung erzielt. Eine Beeinflussung der primär und sekundär fließenden Volumenströme wird damit ausgeschlossen.
Die hydraulische Weiche ist heute in Ein- und Mehrkesselanlagen zwangsläufig erforderlich. Durch den geringen Wasserinhalt der neuen Heizkesselgeneration wird innerhalb weniger Minuten ohne Wärmeabnahme die eingestellte Kesseltemperatur erreicht. Um hier ein eventuell auftretendes Takten oder gar Fehlerabschaltung des Wärmeversorgers zu vermeiden, müssen bei großen Wärmeleistungen und geringen Spreizungen des Heizsystems, z.B. bei Flächenheizungen die Anlagen mit Weichen ausgerüstet werden.
Auch ein Pufferspeicher wirkt wie eine hydraulische Weiche.
Vorteile:
- Hydraulische Entkopplung bei unterschiedlichen Volumenströme
- Kesselkreis verfügt immer über eine konstante Durchflussmenge
- Sanfte Regelung (hoher Wirkungsgrad, geringste Emissionen)
- Hohe Leistungsspitzen der Verbraucher möglich
- Geringer Aufwand für Regelung, preiswerte Lösung
- als Entschlammungsbehälter einsetzbar
- als Luftabscheider einsetzbar
- Eine Beeinflussung der primär und sekundär fließenden Volumenströme wird sicher ausgeschlossen
Funktion der Weiche
Genau im Mittelpunkt (vertikal) der hydraulischen Weiche befindet sich der Nullpunkt der Heizungsanlage. Somit können zu jeder Betriebszeit unterschiedliche Volumenströme fließen, ohne dass die verschiedenen Kreisläufe voneinander
hydraulisch beeinträchtigt werden.
Beim Austausch von Heizkesseln in vorhandene Rohrsysteme(Austausch von Wärmeerzeugern in Altanlagen) ist die Verringerung der neuen Kesselleistung zur vorhandenen Leistung im Regelfall bis zu 40 % geringer. Im Normalfall sind die
Pumpen in Altanlagen 2 bis 3fach überdimensioniert und dadurch ist die Wassermenge in den Abnehmerkreisläufen viel zu groß. Hier kann nur über die hydraulische Weiche ein vernünftiges Abgleichen und Verteilen der unterschiedlichen Volumenströme vorgenommen werden. Natürlich sollte die Pumpenleistung den neuen Gegebenheiten der Anlage angepasst werden.
Mit Hilfe einer mehrstufigen oder besser elektronischen Pumpe kann bei diesen Anlagen die Leistung genauestens dem Bedarf angepasst werden. Dadurch senken sich die Kosten der Elektroantriebsenergie in den meisten Fällen bis zu 70 %.
Dieser Fall tritt bei der Erneuerung von Kesselanlagen auf.
Fast immer werden die Verbraucherkreispumpen zu stark sein. Das führt dazu, dass diese mehr Wasser aus der hydraulischen Weiche entnehmen als vom Kessel zugeführt wird. Kein Verbraucher kommt wegen der ungewollten Rücklaufbeimischung auf Temperatur und damit auf Leistung. Hier hilft nur ein Anpassen der Volumenströme der Verbraucherkreise an den Kesselkreis. Ist die Anlage richtig ausgelegt worden, so kann dieser Fall auch im normalen Regelbetrieb auftreten. Ein Kessel schaltet ab und plötzlich ist die Umlaufwassermenge im Verbraucherkreis größer als im Kesselkreis. Im Verbraucherkreis fällt die Temperatur evtl. ab und über dem Kesselfühler wird der zweite Wärmeerzeuger wieder in Betrieb genommen.
Eine Temperaturmessung in der Weiche ist nur bei abgeschlossener Durchmischung einwandfrei möglich. Deshalb wird in der Mitte der hydraulischen Weiche für eine Durchmischung des Vor- und Rücklaufs ein Prallblech eingesetzt.
