Rücklauferwärmung von kleinen Heizkörpern

Dipl.-Ing. Joachim Guder* · Dipl.-Ing. Jens Bäcke* · Dipl.-Ing. Wolfgang Beerwerth**

Bei senkrechten Einrohrheizungen kommt es häufig vor, daß die kleinformatigen Heizkörper über das Rücklaufwasser erwärmt werden. Je nach Erwärmungsgrad kann der Heizkostenverteiler Zählimpulse auslösen. Wie eine Rücklauferwärmung in Grenzen gehalten werden kann, zeigen die Autoren.

Bild 1: Zweiwege-Verteilventil mit Bypass und Spezial-Verschraubungseinheit.

Rücklauferwärmung

Bei senkrechten Einrohrheizungen wird die Wassermenge für den Heizkörper mit Zweiwege-Verteilventilen (Bild 1) reguliert. Je nach Ventilstellung fließt dabei ein Teil der Wassermenge durch den Heizkörper, der übrige Teil durch das Bypassrohr. Beide Teilmengen werden am Heizkörperrücklauf wieder zusammengeführt. Bei geschlossenem Ventil fließt die gesamte Wassermenge über den Bypass. Da das T-Stück zum Heizkörper hin offen ist, gelangt auch bei geschlossenem Ventil über den Rücklauf Wärme in den Heizkörper. Diese sogenannte Grunderwärmung ist systembedingt und unabhängig davon, ob ein Hand- oder Thermostatventil eingebaut ist.

Bild 2: Heizkörperanschluß mit Injektordüse.

Zur Reduzierung der Rücklauferwärmung von Heizkörpern bei senkrechten Einrohrheizungen, die insbesondere im industriellen Wohnungsbau der ehemaligen DDR vorzufinden sind, wurden bereits viele technische Möglichkeiten entwickelt (Distanzstücke, Wärmestop mit integrierter Rücklaufverschraubung u.ä.). Als wirksamer Wärmestop erweisen sich die Injektordüsen nach Bild 2, wenn die Temperaturen unter 90°C liegen. Darüber hinaus müssen Rücklaufverschraubungen und Distanzstücke (Bild 3) zwischen Ventil und Heizkörper eingebaut werden, um auch die metallische Wärmeleitung zwischen Stranganbindung und Heizkörper zu reduzieren.

Bild 3: Heizkörperanschluß mit Spezialverschraubung.

Das Diagramm (Bild 4) zeigt den Zusammenhang zwischen Vorlauftemperatur und Rückerwärmung bei einer einlagigen Platte. Bei nachträglicher Ausrüstung wirkt sich negativ aus, daß die Maßnahmen dezentral, d.h. in den Wohnungen direkt an den Heizkörpern, durchgeführt werden müssen und ggf. einen Versatz des Heizkörpers notwendig machen. Hier spielen u.a. die Zugangsproblematik zu den Wohnungen und zu den Heizkörpern sowie die zur Verfügung stehenden Platzverhältnisse eine wesentliche Rolle.

Bild 4: Rückerwärmung einer einlagigen Platte.

Grunderwärmung reduzieren durch thermischen Strangabgleich

Mit dem Einbau von thermostatischen Drosselventilen (ThDV, Bild 5) in den Rücklauf der Einrohrheizungsstränge zusätzlich zu den Strangregulierventilen (StRV) ist eine Möglichkeit gegeben, ohne Wohnungszutritt und Arbeit am Heizkörper die Heizmediumtemperatur einzelner Stränge separat zu beeinflussen. Diese von MNG entwickelte und geschützte Maßnahme ist vorwiegend dort durchzuführen, wo in den Strängen die Heizkörper meist geschlossen sind, z.B. in Küche und Schlafzimmer.

Bild 5: Drosselventil "Kombi-RTB".

Durch den Einbau eines ThDV im Rücklauf des Stranges wird erreicht, daß der freigegebene Durchfluß von Heizmedium durch die StRV die Rücklauftemperatur in Abhängigkeit vom eingestellten Temperaturwert am ThDV annimmt, die das Ansprechen der Heizkostenverteiler noch nicht oder nur gering veranlassen. Durch die wahlweise Temperatureinstellung reduziert sich das Mitlaufen der Heizkörper in den unteren Etagen des Gebäudes über die Rücklauferwärmung erheblich. Die Heizkörper in den oberen Etagen werden deutlich weniger erwärmt. Diese Heizkörper sind bei Bedarf mit den bereits genannten anderen Maßnahmen zu bearbeiten.

Erprobung

Die beschriebene Lösung wurde durch einen Versuchsaufbau mit fünf klassischen einlagigen Plattenheizkörpern, Verteilventilen und Bypassgarnituren mit Injektordüsen erprobt. Bei geschlossenen Ventilen, einer Vorlauftemperatur von 90°C und einer Temperaturwahl von 60°C am ThDV stellte sich nur am ersten Heizkörper eine Übertemperatur ein, die am Heizkostenverteiler einen Zählimpuls auslösen würde. Die restlichen Heizkörper lagen unterhalb der Ansprechschwelle. Bei gleicher Versuchsanordnung und Kesseltemperatur, jedoch ohne thermisch geregeltem Rücklauf, lag an allen Heizkörpern die Übertemperatur über der Ansprechschwelle der Heizkostenverteiler.

Es wird erreicht, daß am ThDV wahlweise eine Temperatur eingestellt werden kann, die trotz hoher Vorlauftemperatur sehr niedrig ist, so daß die unteren Heizkörper über die Rücklauferwärmung nicht mitlaufen und die oberen Heizkörper ebenfalls mit niedrigeren Temperaturen beaufschlagt werden.

Je länger der Heizungsstrang ist, um so wärmer werden nach oben die Heizkörper werden. Diese Heizkörper sollten mit wirksamem Wärmestop ausgerüstet werden, damit die Rücklauferwärmung nur so hoch wird, daß die Heizkostenverteiler nicht ansprechen. Zum Einbau eignen sich alle ThDV, die auch in die Zirkulationsstränge des Warmwassersystems eingebaut werden können. Durch den Einbau von ThDV könnten in kritischen Heizsträngen bis zur Hälfte der daran angeschlossenen Heizkörper mit geringen Kosten "kalt" gehalten werden.

Praktische Erprobung

In der Wohnungsbaugesellschaft Marzahn mbH liefen Versuche dieser Art in mehreren Gebäuden mit unterschiedlicher Geschoßzahl. Hier kam das ThDV "Kombi-RTB", eine Kombination von Strangregulier- und thermostatischem Drosselventil, zum Einsatz. Es ermöglichte ein problemloses Wechseln gegen das vorhandene StRV von Honeywell MNG. Die Ergebnisse des Versuches im Bestand der Wohnungsbaugesellschaft Marzahn mbH sind zufriedenstellend, müssen jedoch durch eine weitere Heizperiode gefestigt werden.

* Dipl.-Ing. Joachim Guder und Dipl.-Ing. Jens Bäcke: Wohnungsbaugesellschaft Marzahn, Berlin

** Dipl.-Ing. Wolfgang Beerwerth: MNG Armaturen Honeywell AG, Arnsberg

B i l d e r : MNG Armaturen Honeywell AG, Arnsberg

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