Benutzer:KaiKemmann/Warmwasserheizung

Heizkreislauf

Verteilungssysteme (Heizkreise)

Zweirohr-System

Standard. Vorlauf und Rücklauf verlaufen immer parallel. Der Wasserstrom in Vor- und Rücklauf hat die entgegengesetzte Richtung. Heizkörper oder -schleifen können einzeln oder raumweise vom Vorlauf abgezweigt werden. Dann folgen Thermostatventil, Heizfläche und der Anschluß an die Leitung des Rücklaufs.

Zweirohr-System nach Tichelmann

Erleichtert den hydraulischen Abgleich. Vorlauf und Rücklauf verlaufen immer parallel. Der Vorlauf ist am Heizkessel angeschlossen. Der Rücklauf beginnt jedoch nicht am Kessel, sondern erst am ersten Heizkörper. Der Wasserstrom in Vor- und Rücklauf hat die gleiche Richtung. Am Ende des Rücklaufs wird der Wasserstrom umgelenkt und in einem dritten Rohr parallel zu Vor- und Rücklauf wieder zurückgeführt und dann an den Kessel angeschlossen.

Dadurch ist der von Vor- und Rücklauf verursachte Druckabfall überall gleich groß und an jedem Heizkörper liegt der gleiche Druck an.

Einrohr-System

→ Hauptartikel: Einrohrheizung

Der Heizkreislauf bildet einen Ring. An die Ringleitung sind die Heizkörper jeweils mit einem speziellen Ventil angeschlossen, das dafür sorgt, daß ein Teil der Hauptströmung abgezweigt wird und zur Heizfläche strömt, während der größere Teil des Wassers im Hauptstrang verbleibt.

Dies hat den Nachteil, daß die Vorlauftemperatur mit der Entfernung vom Kessel deutlich abnimmt, so daß zum Ausgleich schrittweise immer größere Heizflächen installiert werden müßten.

Sternförmiges System mit Heizkreisverteiler

Die Heizkörper oder -schleifen sind unmittelbar am Vorlauf- und Rücklaufverteiler angeschlossen, die meistens direkt übereinander montiert werden. Typischerweise werden im Neubau biegsame Leitungen auf der Rohdecke in der Trittschalldämmung verlegt. Im Altbau können alle Heizkreise parallel entlang der Wand geführt werden, was aber nur möglich ist, wenn die Wände nicht durch bodentiefe Fenster oder Türen unterbrochen werden. Dies wird normalerweise nur bei der Installation einer Wandheizung ausgeführt, da eine traditionelle Verlegung sonst meist einfacher ist.

Der Vorteil besteht im sehr einfachen hydraulischen Abgleich sowie der Kontrolle und dem Vergleich von Durchflußmengen und Temperaturen der einzelnen Heizkreise. Dies ist besonders günstig bei sehr ungleich langen Heizschleifen.

Mischvarianten

Mehrere Einrohrkreise mit gemeinsamem Rücklaufsammler

Je nach baulicher Gegebenheit werden mehrere Heizkörper oder -schleifen zu jeweils einem Einrohr-Kreislauf zusammengefaßt. Alle Kreise enden am gemeinsamen Rücklaufsammler, um sie einfach einregulieren zu können. Dies kann entweder nach Durchfluß oder nach Rücklauftemperatur geschehen.

Absenkung der Wassertemperatur im Heizkreis

Flächenheizungen werden mit niedrigen Wassertemperaturen betrieben, damit Wände, Decken und Fußböden nicht überhitzen. Durch niedrige Temperaturen wird zudem die Lebensdauer von Kunststoffen erhöht, Wärmespannungen im System sowie die Staubverschwelung an Heizkörpern werden reduziert.

Wenn der Wärmeerzeuger zu hohe Vorlauftemperaturen liefert, bestehen mehrere Möglichkeiten, die Temperatur im Heizkreislauf abzusenken:

• Rücklauftemperaturbegrenzer ähneln in der Bauform häufig Heizungsthermostaten. Sie regeln die Durchflußmenge herunter, wenn das durchströmende Wasser zu heiß ist. Durch die verringerte Geschwindigkeit kühlt sich das Wasser stärker ab. So wird verhindert, dass die Durchschnitttemperatur des Heizkreises die gewünschte Temperatur überschreitet. Das Wasser, welches am Beginn in den Kreislaufs eintritt, kann jedoch höher sein, als für das Rohrmaterial und die Umgebung zuträglich. Jeder Heizkreis, dessen Temperatur begrenzt werden soll, muss einen eigenen Rücklauftemperaturbegrenzer erhalten.
• Ein Mischerkreislauf mit 3-Wege-Mischer wird meist mit einer (zusätzlichen) Pumpe hinter dem Mischer betrieben. Der 3-Wege-Mischer sitzt meist im Vorlauf und wird dann über eine zusätzliche Kurzschlußstrecke mit dem Rücklauf verbunden. Er läßt temperaturgesteuert immer nur soviel heißes Wasser nachströmen, wie benötigt wird, um die gewünschte Temperatur im Flächenheizkreis aufrecht zu halten. Das übrige Wasser zirkuliert über die Kurzschlußstrecke im Heizkreis. Da sich das heiße Wasser des Kesselkreises mit dem im Heizkreis zirkulierenden Wasser vermischt, treten hinter dem Mischventil keine erhöhten Temperaturen auf.
  Theoretisch kann ein 3-Wege-Mischer auch ohne Pumpe im Heizkreislauf betrieben werden, wenn ein hierfür geeignetes Mischventil eingesetzt wird. Ebenso wie bei Verwendung eines Rücklaufttemperaturbegrenzers treten in diesem Fall jedoch hohe Temperaturen am Anfang des Heizkreises auf.
  Wenn ein Mindestdurchfluß für den Wärmeerzeuger auf andere Weise sichergestellt wird oder nicht erforderlich ist, kann alternativ auch auf eine Pumpe im Hauptkreislauf verzichtet werden ("differenzdruckloser Verteiler").
  Um bei abgesperrtem Kessel-Vorlauf eine konvektionsgetriebene Mikrozirkulation im Kessel-Rücklauf zu vermeiden, sollte der Abstand der Kurzschlussstrecke vom Kessel-Rücklauf größer sein, als der zehnfache Rohrdurchmesser. Alternativ kann eine Schwerkraftbremse im Kessel-Rücklauf eingesetzt werden. Bei waagerecht verlaufendem Kessel-Rücklauf kann die Mikrozirkulation auch durch eine abfallend verlegten Rücklaufleitung verhindert werden.
  
• Ein 4-Wege-Mischer sitzt als Kreuzungspunkt zwischen Vor- und Rücklaufleitungen.
  Während beim 3-Wege-Mischer der vom Heizkessel kommende Vorlauf gedrosselt wird, variiert der Strömungswiderstand in Vor- und Rücklaufleitungen beim Einsatz von 4-Wege Mischern kaum. Es ist immer der volle Durchfluß möglich (hydraulische Trennung zwischen Kessel- und Heizkreis).
  Durch den Einsatz eines 4-Wege-Mischers kann also ein Mindestdurchfluss für den Wärmeerzeuger sichergestellt werden, ohne dass zusätzliche Maßnahmen erforderlich wären.
  Wenn der 4-Wege-Mischer mit Zwischenstellungen betrieben werden soll, ist zusätzlich zur Pumpe im Heizkreis eine weitere Pumpe im Kesselkreis erforderlich. Alternativ kann der Kesselkreis für einen Schwerkraft-Umlauf ausgelegt werden. (Statt Zwischenstellungen vorzusehen, könnte auch phasenweise zwischen den beiden Hauptstellungen hin- und hergeschaltet werden.)
  Wenn in einem System mehrere 4-Wege-Mischer eingesetzt werden, können sich zwischen diesen unerwünschte Kurzschlussstrecken bilden.
  Bei dichtschließenden 4-Wege-Ventilen ist zu beachten, dass sowohl im Kesselkreis, wie auch im Heizkreis ein Druckausgleich von temperaturbedingten Volumenänderungen ermöglicht werden muss. Hierzu kann beispielsweise eine Druckausgleichsleitung zwischen Heizung- und Kesselrücklauf vorgesehen werden.

Montageschema in Strömungsrichtung

Temperaturfühler gegebenenfalls in den Rücklauf vor der Pumpe (weniger Verwirbelung). Hierfür ein T-Stück oder besser einen speziellen Kugelhahn mit Öffnung in der Kugel zum Einschieben des Fühlers vorsehen. Der Kugelhahn hat den Vorteil, daß der Fühler direkt im Flüssigkeitsstrom sitzt und trotzdem durch Schließen des Ventils ohne Ablassen des Füllwassers getauscht werden kann. Bislang wurden die Fühler in Hülsen geschoben, um einfach auswechselbar zu sein, wodurch sie aber etwas weniger genau gemessen haben.

Umwälzpumpe möglichst in den Rücklauf, damit sie weniger stark erhitzt. Schwerkraftbremse bzw. Rückschlagventil an die Druckseite der Pumpe. Dann T-Stück mit Anschluß der Speicherladepumpe, die ebenfalls druckseitig ein Rückschlagventil erhält. Dadurch wird Fehlzirkulation verhindert, wenn nur eine Pumpe arbeitet (wichtig im Sommer, wenn nur der Trinkwasserspeicher erhitzt werden soll).

Füll- und Spülventil in den Rücklauf oberhalb der Pumpe, mit dazwischenliegendem Absperrventil. Zum Spülen und Entlüften das Füllwasser in das näher am Heizkessel gelegene Ventil einleiten. Es strömt zunächst durch den Kessel, dann über den Vorlauf wieder in den Heizkreis. Alle Heizungs- bzw. Thermostatventile bis auf eines schließen. Dann nach und nach jeweils ein weiteres öffnen und das vorherige Schliessen, um alle Heizkörper bzw. Heizschleifen durchzuspülen und zu entlüften.

Heizungsfüllwasser

Anforderungen der DIN 2035

Die DIN 2035 gibt in Blatt 1 folgende Höchstwerte für die Härte des Wassers an, das zum Füllen des Heizkreislaufs eingesetzt wird.

	Grenzwerte für die Gesamthärte, abhängig vom spezifischen Anlagenvolumen VA
Gesamtheizleistung	< 20 l/kW	20-50 l/kW	> 50 l/kW
bis 50 kW	16.8°dH	11.2°dH	0.11°dH
50-200 kW	11.2°dH	8.4°dH	0.11°dH
200-600 kW	8.4°dH	0.11°dH	0.11°dH
über 600 kW	0.11°dH	0.11°dH	0.11°dH

Das spezifische Anlagenvolumen V_A ermittelt sich nach DIN 2035, Teil 1 aus dem Verhältnis des Wasserinhalts der Anlage zur Heizleistung des Wärmeerzeugers.

Der Wasser-Härtebereich "hart" umfaßt Trinkwasser mit mehr als 14°dH. Daher können in Gebieten mit "weichem" oder "mittelhartem" Trinkwasser die meisten modernen Gebäudeheizungen bis 50 kW Heizleistung direkt mit Wasser aus der Leitung befüllt werden. Ältere Heizsysteme mit voluminösen Gußheizkörpern oder solche mit großen Pufferspeichern sollten jedoch eine Teilenthärtung des Wassers auf eine mittlere Härte von 11.2°dH vornehmen.

Sauerstoffkorrosion

Sauerstoff im Heizkreislauf führt zur Korrosion von unlegierten und niedriglegierten Eisenwerkstoffen.

Durch die im Leitungswasser immer enthaltene Sauerstoffmenge bildet sich nach der Befüllung einer Heizungsanlage Magnetit in einer Menge von 36 g pro Kubikmeter Wasser. Dadurch wird der Sauerstoff gebunden und es entsteht kein weiteres Oxid.

Bei der Einführung von Kunststoffrohren zur Verlegung von Fußbodenheizungen ergaben sich Probleme durch die Diffusion von Sauerstoff durch die Rohrwandung. Manche Rohrwerkstoffe waren so durchlässig, dass dies dem Sauerstoffeintrag durch eine vollständige Neubefüllung der Heizungsanlage an jedem zweiten Tag entsprach. Heute werden daher vorwiegend diffusionsdichte Kunststoffrohre eingesetzt.

Heizkreislauf evtl. als Weiterleitung zu "Warmwasserheizung" anlegen.

Behaglichkeit (>> gehört in Gebäudeheizung <<)

Entwicklungsgeschichtlich sind die Menschen der kalten Klimazonen gewöhnt, im Winterhalbjahr kalte Luft zu atmen und die Auskühlung des Körpers durch Bekleidung und die Strahlungswärme offener Feuer zu begrenzen. Später sorgten die in den Gebäuden installierten Feuerstellen und Öfen mit relativ großzügig dimensionierten Schornsteinen dafür, dass mit dem Abzug der Rauchgase immer auch größere Mengen kühler Aussenluft in die Wohnräume nachströmte. Erst in jüngster Zeit wurde es möglich, ohne "raumluftabhängige" Feuerstellen auszukommen, dank dichter und wärmegedämmter Gebäudehüllen in gleichmäßig warmen Wohnräume zu leben und dabei noch mit sehr wenig Heizenergie auszukommen.

Da der beständige Luftabzug durch die Kamine der Kohle- und Holzöfen in den meisten Wohnungen nicht mehr stattfindet, muß nun regelmäßig gelüftet werden, um die verbrauchte Luft auszutauschen und Feuchtigkeitsschäden zu vermeiden. Da dies aber nur noch dann geschieht, wenn es nötig ist, findet insgesamt weniger Luftaustausch statt als früher. Zusätzlich erwärmen moderne Zentralheizungen mit Konvektoren zunächst überwiegend die Raumluft, welche die Wärmeenergie dann an Gebäudehülle und Bewohner weiterleitet. Beides führt dazu, dass die Raumluft heute wärmer ist, als es früher je der Fall war. Aufgrund der höheren Zimmertemperturen kleidet man sich nicht mehr so warm und die wenigsten Wohnungen werden noch von Ofenheizungen mit Wärmestrahlung versorgt. In modernen Gebäuden verliert der Körper heute somit weniger Wärme über Atem und Lunge und dafür mehr über die Haut, als evolutionär vorgesehen.

Eine deutliche Senkung der Lufttemperatur wäre nur möglich, wenn man zugleich entweder einen hohen Lüftungswärmeverlust inkauf nimmt oder indem man das gesamte Gebäude abkühlen lässt und dies nur mit zusätzlichen Schichten an Kleigung ausgleicht.

Für empfindliche Personen kann es jedoch das Wohlbefinden steigern, wenn die Beheizung des Raumes überwiegend über Strahlungswärme und weniger über die Erwärmung der Luft stattfindet. Durch den Verzicht auf Konvektoren und die bevorzugte Erwärmung der Hüllflächen des Raumes läßt sich die Raumtemperatur um bis zu zwei Grad absenken, ohne dass die Behaglichkeit darunter leidet.

Strahlungswärme wird primär von sehr heißen Oberflächen wie einem gut durchgeheizten Ofen abgegeben. Heiße Oberflächen führen jedoch zur Verschwelung von Staubteilchen, die aufgrund des geringeren Luftaustauschs heute nicht mehr so schnell abgeführt werden, wie früher. Ohnehin erreicht nur ein kleiner Teil der Strahlungswärme des Ofens den Körper unmittelbar. Der weitaus größte Teil wird von den Wänden des Raumes absorbiert, deren Temperatur dadurch ansteigt. Eine denkbare Alternative zur Ofenheizung ist daher die direkte Beheizung der Wände. Die beheizte Wandfläche wird dabei vielfach nur auf 40° C erwärmt, wodurch keine besonders starke Wärmestrahlung erreicht werden kann. Da die (geringe) Strahlung der beheizte Wand jedoch auch die anderen Wände des Raumes erreicht und erwärmt, ergibt sich eine insgesamt höhere Temperatur der Umhüllungsflächen des Raumes. Die Folge ist eine geringere Wärmeabgabe des Körpers über die Haut. Dadurch kann auch die Lufttemperatur auf einem geringeren Niveau gehalten werden und der Effekt ist insgesamt vergleichbar mit dem einer Ofenheizung.

Bei sehr gut wärmegedämmten Gebäuden kann davon ausgegangen werden, dass sich ähnliche Temperaturverhältnisse auch mit einer reinen Fußbodenheizung erreichen lassen, da sich hier die Temperaturen von Wand, Decke und Fußboden einander annähern. Ist die Aussenwand jedoch nicht gedämmt, dann muß zum Ausgleich der kalten Aussenwandoberfläche die Fußbodentemperatur erhöht werden. Da die Wärmestrahlung des Fußbodens größtenteils gegen die Decke gerichtet ist, erwärmt sich diese ebenfalls. Eine dauerhaft von oben gegen den Kopf gerichtete Wärmestrahlung wird unter Umständen jedoch als weniger angenehm empfunden, als die Strahlung von der Seite. Auch wird in der Literatur auf die Bildung von Luftwirbeln hingewiesen, wenn Teile des Fußbodens eine bestimmte Temperatur überschreiten.

Kritik am Text:  
"Der erste Teil deines Beitrags bestand in meinen Augen vor allem aus wenig sagenden Allgemeinplätzen, der zweite Teil enthielt einige unenzyklopädische Formulierungen (Beispiele: "Viel läßt sich daran nicht ändern, da man ja die Wärme im Haus behalten und nicht über die Lüftung verliegen möchte." "Für empfindliche Personen kann es jedoch das Wohlbefinden steigern, wenn die Beheizung des Raumes überwiegend über Strahlungswärme und weniger über die Erwärmung der Luft stattfindet." "Eine dauerhaft von oben gegen den Kopf gerichtete Wärmestrahlung wird unter Umständen jedoch als weniger angenehm empfunden, als die Strahlung von der Seite.") Zudem waren viele Mutmaßungen und Spekulationen enthalten, dazu Empfehlungen, die in einer Enzyklopädie Fehl am Platze sind. Insgesamt machte der Text daher auch sprachlich und inhaltlich einen starken TF-Eindruck, was mich dann auch zu diesem Kommentar veranlasst hat. Man merkt dem Text damit auch inhaltlich und sprachlich klar an, dass er TF ist. Tut mir leid, wenn das nicht das ist, was du erhofft hattest. Viele Grüße, Andol"