Was ist ein hydraulischer Abgleich und was beinhaltet er?

Eine Heizung arbeitet nur dann effizient, wenn genau die richtige Wassermenge zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort ist. Um dies zu erreichen, ist ein hydraulischer Abgleich erforderlich.

Wieso der hydraulische Abgleich wichtig ist

Um dies zu verstehen, genügt es, sich die Situation ohne hydraulischen Abgleich genau anzusehen:

Eine Leitung setzt dem fließenden Wasser Widerstand entgegen, welchen die Flüssigkeit überwinden muss. Je länger die Leitung, umso größer ist der Strömungswiderstand. In einer Heizungsanlage bedeutet dies, dass warmes Wasser nur gegen einen geringen Strömungswiderstand ankämpft, wenn es einen nahe an der Wärmequelle liegenden Heizkörper durchströmt. Der Widerstand ist umso höhe, je weiter der Heizkörper entfernt von ihr entfernt ist.

Ohne hydraulischen Abgleich, fließt das erhitzte Wasser durch die Heizkörper, die sich nahe an der Wärmequelle befinden rasch hindurch, während es durch weiter entfernte Körper langsam fließt. Je schneller das Wasser die Heizung passiert, umso weniger Wärme gibt es in den Raum ab. Da das Wasser die näheren Heizungen schnell durchfließt und die entfernteren langsam, stammt das meiste Wasser des Rücklaufs aus den erst genannten Körpern. Die Rücklauftemperatur ist hoch, da in diesen Heizkörpern kaum Wärme entnommen wird.

Es macht natürlich keinen Sinn, Wasser zu erwärmen, wenn die Energie nicht für das Heizen verwendet wird. Daher soll die Rücklauftemperatur niedrig sein. Die Elektronik der Heizung stellt den Brenner ab, wenn eine hohe Temperatur des Rücklaufs zeigt, dass kein Wärmebedarf besteht. Das Problem ist, dass die weit von der Wärmequelle entfernten Heizkörper nicht genügend Wärme von der Heizung erhalten, es sei denn, die Anlage wird auf eine hohe Rücklauftemperatur eingestellt. Dies wiederum verschwendet Energie.

Welche Einstellungen sind nötig

Beim hydraulischen Abgleich wird der Strömungswiderstand der einzelnen Heizkörper aufeinander abgestimmt. In der Praxis bedeutet dies eine Begrenzung der Flussmenge in den einzelnen Heizkörpern, mit dem Ziel, in jedem der Körper die gleiche Rücklauftemperatur zu erreichen. Je nach Art der Heizungsanlage müssen verschiedene Komponenten zusammenarbeiten.

An den Heizkörpern werden Thermostatventile mit Durchflusskennwert eingesetzt und entsprechend eingestellt. Zusätzlich kommt eine Rücklaufverschraubung zum Einsatz, über die sich die Durchflusswiderstände einstellen lassen.

Häufig finden statt dessen Heizkörperventile mit integriertem Volumenstromregler Verwendung. An diesen wird der maximal erforderliche Volumenstrom eingestellt, den der Heizkörper benötigt um den Raum zu erwärmen. Mit dem Thermostatkopf lässt sich die Durchflussmenge zwischen null und dem Maximalwert einstellen.

Allerdings muss gewährleistet sein, dass an jedem Heizkörper ein ausreichender Differenzdruck vorhanden ist. Ohne eine elektronisch geregelte hocheffiziente Heizungspumpe, die entsprechend den Erfordernissen eingestellt ist, kann ein hydraulischer Abgleich nicht erfolgen. Generell ist ein nachträglicher Abgleich auch bei Altanlagen möglich, allerdings muss eine entsprechende Pumpe vorhanden sein oder eingebaut werden.

Was zwingend dazugehört

Grundlage für den hydraulischen Abgleich ist ein Rechenmodell, in welches die Raungröße, die Wärmeleistung der einzelnen Heizkörper und der Luftaustausch durch Lüften einfließen. Außerdem sind die Wärmeverluste durch geschlossene Fenster und die Wände mit einzubeziehen. Wenn zu viele unbekannte Größen vorhanden sind, ist ein messtechnischer Ansatz besser. Der Abgleich erfolgt auf Grundlage der gemessenen Rücklauftemperaturen.

Im Einzelnen sind folgende Schritte erforderlich:

  • Ermittlung des spezifischen Wärmebedarfs: Wärmemenge ist je Quadratmeter in jedem einzelnen beheizten Raum erfassen
  • Berechnung der spezifischen Raumheizlast: Benötigte Wärmemenge in jedem Raum bestimmen.
  • Aufnahme der Heizflächen: Heizkörpermaße (Tiefe, Höhe, Länge), Heizkörpertypen (DIN Heizkörper, Flachheizkörper, Röhrenradiator) und Ventiltypen (voreinstellbar?, Fabrikat) erfassen.
  • Berechnung der Heizkörper: Höchstmögliche Wärmemenge berechnen, welche jeder Heizkörper abgeben kann.
  • Volumenstrom berechnen: Die Heizkörperleistung ist durch die Dichte, die spezifische Wärmekapazität des Wassers und die Temperaturspreizung zu dividieren. Die Spreizung ist in der Regel die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur.
  • Voreinstellung der Ventile bestimmen: Mit ermittelten Daten und den Kennlinien des Ventilherstellers erfolgt das Einstellen der Ventile.
  • Berechnung des Förderstroms und der Förderhöhe der Heizungspumpe: Die Höhe ergibt sich nicht nur aus dem Höhenunterschied zwischen der Pumpe und dem höchst gelegensten Heizkörper. Es sind Zuschläge für Reibungsverluste an den Rohren den Armaturen zu berücksichtigen. Der Förderstrom errechnet sich aus dem benötigten Wärmestrom, der spezifischen Wärmekapazität, der Dichte des Wassers sowie aus der Temperaturspreizung.

Eine Dokumentation des hydraulischen Abgleichs erleichtert bei einem Austausch einzelner Komponenten, die richtigen Einstellungen ohne neue Berechnung zu finden.

Die Ausführungen gelten natürlich auch für einzelne Heizkreisläufe von Flächenheizungen.