Der hydraulische Abgleich von Rohrleitungssystemen

Die Einregulierungsmethode TA-Balance

Dipl.-Ing. Norbert Ramser*

In IKZ-HAUSTECHNIK 8/98 wurde ein Fachaufsatz zum Thema "Der hydraulische Abgleich von Rohrleitungssystemen mit Hilfe EDV-gestützter Software" veröffentlicht. Als Ergänzung dazu wird mit dem folgenden Artikel eine Möglichkeit für die hydraulische Einregulierung von Rohrleitungssystemen vorgestellt.

Die Einregulierung von hydraulischen Systemen kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die einfachste Möglichkeit ist, eine Rohrnetzberechnung durchzuführen und die berechneten Voreinstellpositionen an allen Regulierventilen einzustellen. Aufgrund der Tatsache, daß eine Berechnung von der Praxis meist abweicht und die wenigsten Anlagen so ausgeführt werden wie dies in den Zeichnungen eingetragen ist, ist diese Methode oft auch ungenau (siehe IKZ-HAUSTECHNIK 8/98 - "Theorie kontra Praxis"). Eine Hilfe kann die richtige Einregulierung mit einer Messung der Durchflußmenge an den Einregulierungsventilen sein. Diese Einregulierung muß jedoch mit System-Know-how durchgeführt werden, da sonst jedes Ventil mindestens dreimal gemessen werden muß. Dies ist nicht effektiv und auch nicht effizient. Die in manchen Fachbüchern beschriebene Proportionalmethode ist keine Lösung des Problems, da auch diese Methode sehr langwierig ist und nur schwer zum gewünschten Ergebnis führt.

Lösungen

Aus diesem Grund hat TA HYDRONICS schon vor über zehn Jahren eine Methode entwickelt, bei der es möglich ist, mit nur einer einzigen Messung jedes Ventils eine komplette Anlage einzuregulieren. Bei dieser Methode sind zwei Meßgeräte und drei Personen für die Einregulierung erforderlich. Bei weit verzweigten Netzen sind auch Funkgeräte notwendig. Trotz dieses Aufwandes war diese Methode lange Zeit praktikabel.

Aufbauend auf den Erfahrungen wurde die neue Einregulierungsmethode TA-Balance entwickelt. Mittels eines Computer-Meßgerätes und spezieller Software werden, nach einigen in der Anlage gezielt durchgeführten Messungen, die Handradpositionen für die Einregulierungsventile berechnet. Der Hauptvorteil dieser Methode liegt darin, daß ein Monteur mit einem Meßgerät die gesamte Anlage einregulieren kann. (Bild 6)

Bild 1: Was ist eine Einheit?

Einheiten bilden

Wie für alle anderen Einregulierungsmethoden auch, muß das Rohrleitungssystem in Einheiten unterteilt werden. Diese werden aus verschiedenen Kreisen, die vom gleichen Vor- und Rücklauf versorgt werden, gebildet. Jeder Kreis hat sein eigenes Einregulierungsventil. Die Einheit hat ein gemeinsames Einregulierungsventil, das Partnerventil genannt wird (Bild 1). Bei Heizkörpersystemen ist der erste Arbeitsgang die Voreinstellung der Heizkörperventile (z.B. thermostatische Heizkörperventile) auf ihre Nenndurchflußmenge. Die Voreinstellwerte werden für einen Differenzdruck von z.B. 10 kPa berechnet.

Bild 2: Ein Zweig mit mehreren Verbrauchern bildet eine Einregulierungseinheit. Das Partnerventil kompensiert externe Einflüsse.

Vorbereitung

1. Wahl eines Stranges. Im Beispiel, das in Bild 1 dargestellt ist, ist jeder Strang eine eigene Einheit.

2. Zuteilung einer Referenznummer für jede Einheit und öffnen des Partnerventiles im gewählten Strang.

3. Schließen aller anderen Stränge. (Dieser Vorgang wird empfohlen, um während des Meßvorganges genügend Differenzdruck über die Ventile zur Verfügung zu haben. Um jedoch eine stabile Betriebsweise der Pumpe, die einen Mindestdurchfluß von z.B. 20% erfordert, zu erreichen, kann es notwendig sein, einige andere Kreise dennoch in Betrieb zu halten).

4. Im gewählten Steigestrang wird eine Einheit eines Zweiges willkürlich gewählt.

5. Das Partnerventil der gewählten Einheit sollte voll geöffnet sein.

6. Die Ventile in der Einheit müssen, wie in Bild 2 dargestellt, numeriert werden. Das bedeutet, das erste Ventil nach dem Partnerventil ist Nummer Eins. Die nachfolgenden Ventile werden entsprechend numeriert.

7. Um sicherzustellen, daß der Druckverlust zur Durchführung einer Messung ausreichend ist, werden die Einregulierungsventile in der Einheit auf ungefähr 50% Öffnung oder auf eine eventuell vorhandene berechnete Position eingestellt.

Der Vorgang

Jeder Schritt des Einregulierungsvorganges wird in der Anzeige des Meßgerätes vorgegeben. Folgender Vorgang wird durchgeführt:

1. Eingabe der Referenznummer des Ventils (1, 2, 3, 4, ...).

2. Eingabe des Ventiltypes, Dimension und Handradposition (z.B. STAD, 20 mm, 2 Umdrehungen).

3. Danach wird automatisch eine Messung durchgeführt.

4. Schließen des Einregulierungsventiles.

5. Danach wird automatisch eine Messung durchgeführt.

6. Öffnen des Einregulierungsventiles auf die vorige Handradposition.

7. Eingabe der gewünschten Durchflußmenge.

Wenn dieser Vorgang bei allen Ventilen der Einheit durchgeführt wurde (mit Ausnahme des Partnerventils, das voll geöffnet bleibt), berechnet das Programm die richtige Handradposition für alle Ventile in der Einheit. Anschließend werden diese danach eingestellt. Das Programm hat automatisch den Indexkreis (mit dem höchsten Widerstand) ermittelt und für das entsprechende Einregulierungsventil den niedrigsten Druckverlust (3 kPa) gewählt. Dieser ist nur erforderlich, um die Durchflußmenge messen zu können. Die Voreinstellung der anderen Ventile wird entsprechend berechnet, um die anderen Elemente in der Einheit abzugleichen. Diese Ergebnisse hängen nicht von der tatsächlich vorhandenen Pumpenförderhöhe ab.

In diesem Stadium der Einregulierung werden die richtigen Durchflußmengen noch nicht erreicht, sondern erst dann, wenn am Partnerventil die richtige Gesamtdurchflußmenge eingestellt wird. Dieser Schritt wird später durchgeführt.

Bild 3: Die Abzweige in einem Steigestrang bilden eine neue Einheit.

Abgleich

Sind die Einheiten im entsprechenden Steigestrang in allen Abzweigen einreguliert, so müssen diese Einheiten untereinander abgeglichen werden. Jede Einheit wird nun wie ein Verbraucher betrachtet, dessen Einregulierungsventil das Partnerventil seiner Einheit ist.

Alle Einheiten der Abzweige eines Steigestranges bilden eine neue Einheit (die Steigestrangeinheit). Sie werden wie vorher beschrieben einreguliert. Das Partnerventil dieser Einheit ist das Einregulierungsventil an der Wurzel dieses Stranges (Bild 3).

Bild 4: Alle Stränge bilden eine Gesamteinheit.

Ist der Abgleich des Stranges beendet, kann das Partnerventil geschlossen und der nächste Strang nach derselben Methode abgeglichen werden. Wurden alle Stränge einreguliert, bilden sie eine neue Einheit. Das Partnerventil für diese Einheit ist das Haupteinregulierungsventil bei der Pumpe. Bei dieser neuen Einheit werden die Stränge untereinander mit der gleichen Methode einreguliert. Am Ende wird die gesamte Durchflußmenge mit dem Haupteinregulierungsventil eingestellt (Bild 4).

Wenn dieser Einregulierungsvorgang abgeschlossen ist, sind alle Durchflußmengen auf dem gewünschten Wert. Wurden die Werte gespeichert, kann ein Ausdruck über einen PC erfolgen, der ein Protokoll mit allen Voreinstellpositionen und entsprechenden Daten liefert.

Bild 5: Einregulierungsventil mit Meßnippel zur Durchflußmessung.

Wichtig: Besitzt die Anlage eine drehzahlgeregelte Pumpe, wird die Einregulierung unter Nennbedingungen mit der Maximalleistung der Pumpe durchgeführt. Die Gesamtdurchflußmenge wird am Ende am Haupteinregulierungsventil eingestellt, indem man die Leistung der Pumpe so lange reduziert, bis bei möglichst geringem Druckverlust die Nenndurchflußmenge erreicht wird (Bild 5).

Bild 6: Mit der Balance-Methode lassen sich auch komplexe Rohrnetze von nur einer Person mit Hilfe des Computer-Meßgerätes CBI einregulieren.

Fazit

Mit Hilfe der hier beschriebenen Methode ist es möglich, den in den technischen Regeln geforderten hydraulischen Abgleich schnell und sicher durchzuführen. Baustellenbedingte Abweichungen von der Planung müssen nicht durch zahlreiche Einregulierungsversuche wieder kompensiert werden. Ein Ausdruck über die Einstellungen und Durchflüsse der einzelnen Ventile dient dem Auftragnehmer darüber hinaus als Nachweis gemäß VOB (DIN 18380).

* Dipl.-Ing. Norbert Ramser: Technischer Leiter TA HYDRONICS

B i l d e r : TA HYDRONICS, Erwitte

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