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Hydraulischer Abgleich einer Wärmepumpenheizung
Übersicht
>> Sinnvolle Pflicht einer kostengünstigen Energiesparmaßnahme
>> Wärmeabgabe im Immobilienbestand
>> Rechnerische Vorbedingungen
>> Berechnungsbeispiel des Einstellungswerts
>> Optimierung im Wärmepumpenbetrieb
>> Neueste Beiträge und Fragen zum Thema
Sinnvolle Pflicht einer kostengünstigen Energiesparmaßnahme
Wurde eine Gas- oder Ölheizung durch eine Wärmepumpe ersetzt, so ist ein hydraulischer Abgleich der Heizkörper ein sinnvolles Optimierungsinstrument des Systems auf der „warmen Seite“. Neben der ökonomischen und ökologischen Sinnhaftigkeit dieser Maßnahme ist der hydraulische Abgleich zudem durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) vorgeschrieben. Grundsätzlich regelt der hydraulische Abgleich die Wasservolumenströme, um eine gleichmäßige und der Immobiliennutzung entsprechende Heizwärmeversorgung langfristig zu gewährleisten.
Wärmeabgabe im Immobilienbestand
- Thermostat aus den 80er Jahren
Grundsätzlich sollte die durch die Wärmepumpe erzeugte Wärme bedarfsgerecht in den zu beheizenden Räumen verteilt werden. In der Realität folgt das Heizungswasser jedoch dem geringsten Widerstand, sodass es auf dem kürzesten Weg zur Wärmepumpe zurückfließt und hauptsächlich die der Umwälzpumpe nächstgelegenen Heizkörper versorgt. Hydraulisch ungünstig gelegene Heizkörper werden daher nicht ausreichend mit Warmwasser durchströmt. Dies führt zu nicht ausreichend beheizten Räumen und zu überheizten Räumen in der Nähe der Wärmepumpe. Zu kleine Umwälzpumpen, zu geringe Vorlauftemperaturen oder ein zu kleiner Wärmeerzeuger werden dann als Ursache der mangelhaften Wärmeverteilung fälschlicherweise diagnostiziert. Auf dieses Fehlurteil folgen dann meistens auch die falschen Maßnahmen: Es werden zu große Pumpen eingebaut, die Vorlauftemperatur wird überhöht und eine Überdimensionierung des Wärmeerzeugers vorgenommen. Dies kann im schlimmsten Fall zu Strömungsgeräuschen führen und behebt meist nicht das Problem unterschiedlich versorgter Wohnräume. Darüber hinaus geht ein erhöhter Energieverbrauch für die Wärmeerzeugung und für die Umwälzung des Warmwassers einher. Nur eine hydraulische Einregulierung, die für alle Heizkörper in einem Wärmeverteilungsnetz gleiche Widerstände erzeugt, kann diesen Teufelskreis beenden.
Bauliche Vorbedingungen
- Heizungsventil ohne Regleraufsatz
Eine effiziente Heizungshydraulik basiert auf der Immobilie entsprechend eingestellten Umwälzpumpen. Diese sollten elektronisch regelbar sein und den Druck in allen Betriebsbereichen einhalten. Zudem sollte auf einen Bypass verzichtet werden, der das zuviel an Wassermenge über eine Verbindungsleitung zwischen Vor- und Rücklauf hinter der Umwälzpumpe zurückführt. Dieser erhöht nämlich nur die Rücklauftemperatur hinter dem Bypass und den Strombedarf, da der Differenzdruck in den meisten Fällen zu hoch ist. Aber auch das Ausdehnungsgefäß muss an der richtigen Stelle eingebaut sein und einen dem Heizungssystem entsprechenden Vordruck berücksichtigen. Die Anbindungsstelle des Ausdehnungsgefäßes in die Heizungsanlage sollte dabei den Nullpunkt des Pumpenumtriebdrucks darstellen. In Anlagen mit mehreren Strängen sollte zudem über den Einbau weiterer Differenzdruckregler nachgedacht werden, um die einzelnen Anlagenabschnitte hydraulisch unabhängig voneinander zu machen. Und natürlich müssen auch die Thermostatventile einstellbar sein. Ist dies nicht möglich, so müssen oftmals nicht alle Thermostate ersetzt werden, sondern je nach Hersteller können auch nur die Ventile ausgetauscht werden. In der Regel sind die in den letzten 10 Jahren verkauften Thermostatventile voreinstellbar.
Rechnerische Vorbedingungen
Vor Durchführung eines hydraulischen Abgleichs müssen die Anlagen- und Betriebsdaten der abzugleichenden Heizungsanlage erhoben werden. Zunächst sollte in Erfahrung gebracht werden, welche Auslegungstemperatur als Grundlage der Heizungsdimensionierung diente. Die Erfahrung zeigt dabei, dass im Heizungsbestand ¾ aller Systeme mit 70/55 oder sogar 90/70 ausgelegt wurden und die Heizkörper zudem weit überdimensioniert sind. Zudem muss berücksichtigt werden, dass alte Heizungsanlagen meist größere Leitungsquerschnitten haben und somit weniger Druckverluste in den Rohren als neue Anlagen mit geringen Leitungsquerschnitten und hohen Leitungsdruckverlusten. Darüber hinaus muss natürlich die Umwälzpumpeneinstellung, der jeweilige Raumwärmebedarf und die Durchflusswassermenge des Thermostatventils in den einzelnen Voreinstellbereichen mit dem anliegenden Pumpenvordruck mit einbezogen werden. Falls einzelne Werte nicht zu ermitteln sind, so kann durchaus mit Näherungswerten eine Berechnung der optimalen Voreinstellung des Thermostatventils erfolgen.
Berechnungsbeispiel des Einstellungswerts
Legt man einen Wärmebedarf von 100W/m², eine durchschnittliche Fensterfläche und –qualität und durchschnittliche Außenwände zu Grunde, so ergibt sich bei einer Raumgröße von 20 m2 ein Raumwärmebedarf von 2000 Watt. Ist die Heizkurve nach 90/70 eingestellt, so resultiert ein Durchflusswassermengenbedarf von ca. 0,1 m³/h. Ist die Pumpe auf 2 m eingestellt, so ergibt sich für ein Ventil in den Größen von 3/8" bis 3/4" ein Voreinstellwert 3,5. Alle Ventilhersteller stellen EDV-Programme zur Berechnung der Voreinstellung zur Verfügung.
Optimierung im Wärmepumpenbetrieb
Ein Hydraulischer Abgleich in einer Heizungsanlage ist sinnvoll und wichtig, sollte aber nicht überschätzt werden. In Heizungsanlagen, die mit Thermostatventilen auch ohne Voreinstellung ausgerüstet sind, entsteht letztlich durch das sinnvolle und bedarfsgerechte Heizverhalten der Nutzer auch eine abgleichende Hydraulik. Insbesondere nach einer Heizungssanierung mit einer Wärmepumpe muss auch nach dem hydraulischen Abgleich weiter optimiert werden: Aufgrund vieler unbekannter und angenommener Kennwerte (Wärmedurchgangskoeffizient des Mauerwerks, überschlägige Heizlast, Rohrreibungsverluste und Rohrlängen, geschätzte Überdimensionierungsfaktoren der Heizkörper) sollte das Temperaturniveau langsam und sukzessive bei unterschiedlichen Lastzuständen gesenkt werden. Dies erfolgt durch den Anlagenbetreiber mit der Anpassung der Heizkurve über die Steilheit und die Parallelverschiebung. Die Stoltenberg Energie GmbH gibt Ihnen dazu gerne Hilfestellung.
Linktip
Detaillierte Fachinformationen zum Hydraulischen Abgleich finden Sie unter: www.hydraulischer-abgleich.de
Hier finden Sie weitere Informationen zu Wärmepumpen im Altbau
>> Pufferspeicher und Wärmepumpen
Neueste Beiträge und Fragen zum Thema
Guten Tag, meine Heizungsanlage mit Luftwärmepume wurde umgebaut. Diverse Rohre sind erneuert worden, sowie die Umwälzpumpe und das Ausdehnungsgefäß ist ausgetauscht worden, da das vorherige zu klein war. Die Heizkörper sind aus den Fensternischen nach vorne gesetzt worden. Da die Heizleistung im Winter in der unteren Etage nicht ausreichend war, würde ich gerne wissen: Muß ein neuer hydraulicher Abgleich gemacht werden, und gehört dies als Leistung zum Umbau der Heizung? In den unteren Räumen war die Temperatur maximal 19 Grad.
Ob ein erneuter hydraulischer Abgleich notwendig ist, hängt vom Umfang der Sanierung insbesondere der Länge und Art der Verrohrung ab. Wenn sich Leitungslänge und –querschnitte geändert haben, so könnte ein erneuter Abgleich u. U. sinnvoll sein. Ein hydraulischer Abgleich ist zwar bei einer Heizungssanierung gesetzlich vorgeschrieben ist, dies bedeutet aber nicht zwingend, dass dieser auch im Angebot des ausführenden Unternehmens berücksichtigt wurde. In beiden Fällen sollten Sie mit dem Auftragnehmer sprechen, um Notwendigkeit und Kosten eines hydraulischen Abgleichs zu besprechen.
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