Hydraulischer Abgleich von Fußbodenheizungen im Bestand
Die Lösung eines Problems kann durchaus einfach sein, wenn Fachleute sich Gedanken machen, die etwas von der Materie verstehen.
Zur Lösung des hier beschriebenen Problems ist das wirklich mal praxisnah erfolgt. Mit wenigen Annahmen und überschlägigen Rechnungen kann die Grundlage für den hydraulischen Abgleich von bestehenden Fußbodenheizungen vorbereitet werden. Die praktische Ausführung ist dann fast nur noch eine Formsache. Das verstehen Sie als Profi und können es dann auch sicher ausführen.
Liste der Probleme
Um nur mal einen klassischen Fall zu nennen, erinnern Sie sich doch mal, wie viele Nutzer über die Funktion der eigenen Fußbodenheizung (FBH) meckern. Da werden einige Räume nur sehr langsam erwärmt oder erreichen die gewünschte Raumtemperatur so gerade eben. Während das kleine Arbeitszimmer locker die 20 °C erreicht, bleibt das Wohnzimmer gerne ein wenig zu kühl. Eine Zone im Wohnzimmer ist dann besonders betroffen, noch dazu jene an der sich die Familie zum Fernsehabend niederlässt. Dieser kurze Ausflug dürfte Ihnen so, oder so ähnlich sicherlich schon mal untergekommen sein. Aber die Liste lässt sich fortführen. Teilweise bemerkt der Nutzer das einzelne Problem nicht einmal, zahlt aber die Zeche für einen unnötigen Mehrverbrauch an Energie.
Liste der Probleme
- Erforderliche Heizleistung wird nicht erreicht
- Ungleichmäßiges und langsames Aufheizen
- Überhöhte Temperaturen des Oberbodens
- Hoher Energieverbrauch, elektrisch (Umwälzpumpen) und thermisch (Öl, Gas ...)
- Geräusche an Ventilen, Pumpen und weiteren Bauteilen der Heizungsanlage
- Wenig Komfort, wegen schlechter Regelfähigkeit
Fürs Verständnis
Das Problem liegt in solchen Fällen meistens am fehlenden hydraulischen Abgleich. Gemeint ist damit folgender nachvollziehbarer Zusammenhang.
An einem Gartenauslaufventil ist ein T-Stück montiert. Der Verlauf des Wassers wird gleichberechtigt auf zwei Gartenschläuche verteilt. Der eine Anschluss endet mit 50 Zentimeter Länge und wird zum direkten Befüllen einer Gießkanne genutzt. Der andere Anschluss versorgt einen 50 Meter langen Schlauch. Würde man nun eine Gießkanne wie gewohnt direkt am Zapfhahn aus dem 50 Zentimeter-Schlauch befüllen und zeitgleich eine gleiche Gießkanne am Ende des 50 Meter-Schlauchs, so würde sich die Kanne am kurzen Schlauchstück wesentlich schneller füllen lassen. In dem langen Schlauch würde das Wasser 100-mal mehr Reibung an den Schlauchwänden verursachen und damit abgebremst. Die eine Kanne würde also sehr schnell überlaufen während die andere noch nicht einmal zur Hälfte gefüllt wäre.
Wollte man beide Kannen gleich schnell füllen, müsste man das kurze Schlauchstück ein wenig zukneifen. Mit einer kleinen Schraubzwinge könnte man so lange den Auslaufquerschnitt verkleinern, bis aus beiden Schläuchen die gleiche Menge ausströmen würde. Und wollte man die Kanne am 50-Meter-Schlauch so gar schneller füllen, müsste man das kurze Schlauchstück noch ein wenig mehr knebeln.
Eine weitere einleuchtende Analogie ergibt sich noch beim Betrachten der Zapfstelle. Wird diese komplett geöffnet werden die Kannen natürlich schneller gefüllt, als wenn man nur eine halbe Drehung öffnet.
Übertragung auf die FBH
An einem Fußbodenheizungsverteiler werden unterschiedlich lange Heizkreise angeschlossen. Für ein Wohnzimmer vielleicht mit einer Länge von 100 Meter, für die Küche 50 Meter und für das Gäste-WC nur 15 Meter. Würde man diese drei Kreise nicht gewollt bändigen, würde ein Maximum des Wassers durch das Gäste-WC jagen, ein kleinerer Teil noch durch die Küche juckeln und im Wohnzimmer würde das Wasser nur kriechend vorankommen. Entsprechend unterschiedlich würden sich der Estrich und die Fliesen erwärmen. Das Gäste-WC hätte heiße Fliesen, die Küche würde normal warm und das Wohnzimmer bliebe kalt. Und natürlich will niemand genau diese Situation. Das schreit nach dem hydraulischen Abgleich.
Also Gießkannen je nach Bedarf schnell oder langsam füllen
entspricht
Heizkreise entsprechend der geforderten Leistung durchfließen
Zapfventil ganz öffnen oder nur bedingt aufdrehen
entspricht
Umwälzpumpe dem Bedarf aller Kreise anpassen
Nachweisprotokoll als Auszug aus dem Leitfaden des BVF
(Bild: BVF)
Wie vorgehen?
Sie sehen die Vorgehensweise in dem Ablaufdiagramm auf dieser Seite. Hier kurze Erläuterung dazu.
Ziel soll es sein für jeden angeschlossenen Raum mit einer FBH den richtigen Volumenstrom einzuregulieren.
1.) Man ermittelt die Heizfläche des Kreises.
2.) Der notwendige Volumenstrom für jeden einzelnen Heizkreis muss ermittelt werden.
2a) Kennt man die Heizlast des Raumes, kann unter Annahme einer Temperaturspreizung der notwendige Volumenstrom ermittelt werden.
2b) Kennt man die Heizlast nicht, so sind Näherungswerte anhand des Gebäudealters abzuschätzen. Abhängig von der geschätzten Heizlast wird wiederum der notwendige Volumenstrom berechnet.
In Anlehnung an das Beispiel mit dem Gartenschlauch und der Kanne wird also ermittelt, wie schnell eine Kanne gefüllt werden soll. Ohne zu wissen, wie lang der Schlauchweg zur Kanne ist, soll also das Wasser entsprechend den Anforderungen fließen. Ein kurzes Schlauchstück würde die schnelle Füllung der Kanne sonst ja begünstigen und ein entsprechend langes Stück würde entsprechend bremsen.
Für eine FBH wird das Umlaufwasser durch eine Umwälzpumpe bewegt. Diese muss nicht zwingend einen Überschuss produzieren. Besser ist es die Pumpe dem Bedarf entsprechend einzurichten.
Damit die Umwälzpumpe jetzt noch auf einen sinnvollen Wert eingestellt werden kann fügt man die Druckverluste wie in dem abgebildeten Formblatt beschrieben zusammen. Die notwendige Durchflussmenge ergibt sich aus der Addition aller angeschlossenen Volumenströme in den Kreisen. So erhält man abschließend Druckdifferenz und Volumenstrom, also die Eckpunkte zur Pumpenauslegung.
Und in der Praxis?
Hat man entsprechende Berechnungen vorgenommen, steht dann da ein Wert von beispielsweise 2 Liter pro Minute. Wie will man diesen Wert kontrolliert einstellen?
Beispielsweise kann man dies mit Durchflußmengenmessern auf jedem Abgang des Verteilers per Sichtkontrolle vornehmen. Die kleinen Schwimmkörper in diesen Glasröhrchen steigen mit zunehmendem Durchfluss hoch ins Glas und zeigen die jeweilige Menge an einer Skala an.
Fazit
Die Berechnung und Einstellung für den hydraulischen Abgleich ist kein Hexenwerk, wie man hier gesehen hat. Die hier abgebildeten Formblätter zur Berechnung sind vom Bundesverband Flächenheizungen, kurz BVF zusammengestellt worden und stellen eine überschaubare Vorgehensweise dar. Damit kann jeder SHK Fachbetrieb die gestellten Aufgaben zum hydraulischen Abgleich von Bestandsanlagen mit Fußbodenheizungen lösen. Und am Ende steht dann der Erfolg.
- Erforderliche Heizleistung in den Räumen wird erreicht
- Gleichmäßiges und schnelles Aufheizen der Räume
- Angemessene Temperaturen des Oberbodens
- Geringer Energieverbrauch, für Umwälzpumpen und Brennstoff
- Geräuschminimierung an Ventilen, Pumpen
- Mehr Komfort, bessere Regelfähigkeit
Der Leitfaden, bestehend aus Anleitung, Heizkreistabelle und Formblatt zur Ermittlung der Pumpen-Förderhöhe, finden Sie Hier >>>Hydraulischer-Abgleich-Altanlagen
