Warum sollte man bei Heizungsanlagen einen hydraulischen Abgleich machen? Ganz einfach: Er ist eine Vorgabe verschiedener Normen. Jedoch bietet der hydraulische Abgleich noch viele weitere Vorteile, zum Beispiel Energieeinsparung.
Die meisten Heizungen sind Pumpenwarmwasserheizungen. In einem Heizkessel wird Wasser erwärmt, das mit einer Heizungspumpe zu den Heizkörpern befördert wird. Der Heizkörper gibt die im Heizkessel erzeugte Wärme an den Raum, in dem er steht, ab. Das ausgekühlte Wasser wird wieder dem Kessel zugeführt und neu erwärmt. Die von der Heizungsumwälzpumpe bewegte Wassermenge nennt sich Umlaufwassermenge, kurz Wassermenge. Das ist die Grundfunktion einer Pumpenwarmwasserheizung.
Da sich Wasser immer den leichtesten Weg sucht, muss es gelenkt werden. Das wird mit dem hydraulischen Abgleich gemacht. Mit der Berechnung wird die Umlaufwassermenge pro Stunde ermittelt, die in einem Heizkörper gebraucht wird, um einen Raum auf die Solltemperatur zu erwärmen. Diese Wassermenge wird mit einem voreinstellbaren Heizkörperventil oder mit einer voreinstellbaren Rücklaufverschraubung eingestellt. Um Wassermengenschwankungen zu vermeiden, ist es erforderlich, eine geregelte, möglichst hocheffiziente Umwälzpumpe einzubauen.
Der hydraulische Abgleich ist eine Vorgabe der DIN 12828 und wird ebenfalls in der VOB/C – DIN 18380 erwähnt. DIN und VOB-Vorgaben sind zwar wichtig, jedoch längst nicht der einzige Grund, einen Abgleich durchzuführen. Die Vorteile einer abgeglichenen Heizungsanlage sind vielfältig.
Die wichtigste Funktion ist die gleichmäßige Versorgung der Heizkörper mit dem Umlaufwasser (Wasserkreislauf in der Heizung). Durch den Abgleich werden die Umlaufwassermengen in den einzelnen Heizkörpern auf den Wärmebedarf eingestellt, somit gegenüber einem geöffneten Heizkörperventil begrenzt. Der Unterschied zwischen einem normalen geöffneten Heizkörperventil und einem auf Stellung 3 voreingestellten Heizkörperventil kann durchaus das Zehnfache der Umlaufwassermenge ausmachen. Da die Umwälzpumpenleistungen begrenzt sind, kann es passieren, dass weit von der Pumpe entfernte Heizkörper nicht mehr ausreichend mit Wasser versorgt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass in großen Heizungsanlagen die Abrechnungen durch Verdunster an den Heizkörpern gerechter werden. Darüber hinaus können die Heizungspumpen sehr klein gehalten werden und sparen somit Strom.
Vermeiden von Fließgeräuschen
Beim hydraulischen Abgleich müssen die Umwälzpumpen differenzdruckgesteuert sein. Das bedeutet, dass die Pumpe immer den Differenzdruck einhalten muss, der in der Berechnung zum hydraulischen Abgleich ermittelt wurde. Meist sind das zwischen 1 und 1,5 Metern, was einer Wassersäule von 100 bis 150 Millimetern entspricht. Bei diesen Differenzdrücken sollten keine Fließgeräusche in den Heizkörpern zu hören sein.
Technische Voraussetzungen
Die abzugleichende Heizungsanlage muss über folgende Einrichtungen verfügen: differenzdruckgesteuerte Umwälzpumpe, voreinstellbares Heizkörperventil.
Fast ebenso wichtig ist das Energiesparen durch den hydraulischen Abgleich. Das größte Potential befindet sich in Brennwertheizkesseln.
Maximale Ausnutzung der Kondensation
Brennwertheizgeräte haben gegenüber Niedertemperatur- und normalen Heizkesseln eine unterschiedliche Heizweise. Grundsätzlich liegt die Unterscheidung in der Wassertemperatur, die von den Heizkörpern zurück in das Heizgerät strömt. Bei normalen Gasheizkesseln darf die zurückströmende Wassertemperatur 55 Grad Celsius nicht unterschreiten. Diese Temperaturfestlegung beruht auf der Kondensation im unteren Kesselbereich. Das Wasser im Abgas kondensiert bei Temperaturen unter etwa 55 Grad. Dieses Kondensat ist aggressiv und bewirkt ein Verrosten der Oberfläche, was eine schnelle Zerstörung des Kessels zur Folge hat. Bei Großkesselanlagen wurden deshalb oft aufwendige Rücklauftemperaturanhebungen eingebaut.
In Ein- und Zweifamilienhäusern hat man bei solchen Kesseln vor Baujahr 1978 die Temperaturen im Sommer wie Winter in einem hohen Temperaturbereich von etwa 70 Grad gehalten. Die Heizkörperversorgung wurde bei diesen Heizungen mit einer externen Temperaturregelung wie einem Mischventil betrieben.
Bei Niedertemperatur-Gasheizkesseln ist das Problem ähnlich, allerdings kann die Rücklauftemperatur durch besondere Kesselkonstruktionen niedriger betrieben werden. Die Rücklauftemperatur sollte 35 Grad nicht unterschreiten. Diese Kessel können bereits direkt geregelt werden, also ohne Mischventil. Aus diesem Grund braucht nur noch die Temperatur erzeugt zu werden, die wirklich gebraucht wird, um die Heizung zu betreiben. Die Energieersparnis gegenüber einem Heizkessel vor Baujahr 1978 beträgt rund 15 Prozent.
Gasbrennwertheizgeräte verfolgen ein anderes Konzept: Bei dieser Geräteart ist eine Kondensation erwünscht, sogar zum dauerhaften Geräteerhalt notwendig. Um eine hohe Kondensation zu erreichen, ist es erforderlich, die Rücklauftemperatur so weit wie nur möglich abzusenken. Ideal ist ein Bereich unter 40 Grad. Messungen bei diesen Geräten ergeben bei einer Rücklauftemperatur von 32 Grad Abgaswirkungsgrade von 108 Prozent. Der bestmögliche Wert liegt bei 111 Prozent. Bei einer Rücklauftemperatur von mehr als 50 Grad sinkt jedoch der Abgaswirkungsgrad auf nur noch 97 Prozent. Je höher also die Rücklauftemperatur, desto mehr Energie wird durch den Schornstein verpulvert.
Bei der Verbrennung von Erd-, Stadt-, Flüssiggas oder Heizöl reagieren die Bestandteile des Energieträgers nach dem zündenden Funken mit Sauerstoff aus der zugeführten oder bereitstehenden Luft. Dabei wird Wärme freigesetzt, mit der wir heizen. Eine grundlegende Eigenschaft dieser Reaktionen ist die Entstehung von Wasser. Da bei der Verbrennungsreaktion sehr hohe Temperaturen herrschen, verdampft das Wasser vollständig, und der Wasserdampf „verschwindet“ mit den übrigen Abgasen.
Aus einer Untersuchung geht hervor, dass die Brennwertnutzung bei Öl durch die Kondensattemperatur von 47 Grad schwieriger ist als bei den Gasen. Dazu kommen noch die Entsorgungsprobleme durch das aggressivere Kondensat. Leider wird oft nach dem Einbau eines Gasbrennwertgeräts die weitere Heizung nicht dahingehend eingestellt oder umgebaut, damit eine optimale Kondensation erreicht wird. Als erste technische Maßnahme ist es erforderlich, die Heizkörper hydraulisch abzugleichen. Der Abgleich bewirkt eine Reduzierung der Rücklauftemperaturen.
Mit dem Abgleich der Hydraulik wird erreicht, dass die Temperatur, die von den Heizkörpern zurück in das Brennwertheizgerät strömt, also die Rücklauftemperatur, sich im bestmöglichen Bereich befindet. In nicht abgeglichenen Heizungsanlagen werden die Heizkörper oft so stark durchströmt, dass nur ein sehr geringer Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf vorhanden ist. In einer korrekt berechneten Heizungsanlage sollte diese Differenz 15 bis 20 Grad betragen. Durch den Abgleich können bis zu 18 Prozent Heizenergie gespart werden.
Der Autor
Bernd Wulfestieg ist Heizungsbaumeister, von der Handwerkskammer Hannover bestellter und vereidigter Sachverständiger im Installateur- und Heizungsbauerhandwerk, Referent Anlagentechnik, Mitglied in der Sachverständigen- und Ingenieurbürogemeinschaft BWE und Energieberater HWK. www.wulfestieg.de
Praxis-Tipp
Auswirkungen in den Heizkörpern durch den hydraulischen Abgleich: Sie sind oben deutlich wärmer als unten. Sind Heizkörper oben und unten etwa gleich warm, ist die Heizungsanlage fehlerhaft eingestellt. Häufig werden dann Heizkörper an anderer Stelle nicht warm.
