Alles geregelt

Mit Ventilen und Mischern

Dipl.-Ing. Heinz-Werner Schnietka*

Vielfach hat es der Heizungsbauer mit Kesselanlagen zu tun, die einen oder mehrere Heizstränge versorgen. Die gruppenweise Regelung geschieht dann mit Ventilen oder Mischern. Sorgfältige Planung und Auswahl dieser Regelarmaturen sind entscheidende Voraussetzungen für die einwandfreie Funktion einer Heizungsanlage. Aber auch der korrekte Einbau spielt eine genauso entscheidende Rolle.

Arten von Regelarmaturen

Unter "Regelarmaturen" fallen alle Arten von Stellglieder, die - mit einem Motor ausgerüstet - einzelne hydraulische Stränge regeln. Mischer und Ventile kommen da zum Einsatz. Sie sind als Zwei-, Drei- und Vierwegeausführungen zu haben. Bevor darauf näher eingegangen wird, ist noch eines zu klären: Worin bestehen die Unterschiede zwischen Mischer und Ventil?

1. Bei Ventilen wird die Verstellung durch eine Hubbewegung der Ventilspindel, bei Mischern durch eine Drehbewegung des Drehschiebers (auch Küken genannt) vorgenommen.

2. Ventile gibt es in Durchgangs- und Dreiwegeform (Bild 1), Mischer gibt es in Dreiwege- und Vierwegeausführung (Bild 2).

Beide Arten haben sich in Heizungsanlagen etabliert.

Einsatzgebiete für Mischer

In Warmwasserheizsystemen hat der Mischer aus folgenden Gründen eine hohe Anwendungsverbreitung:

a) Mischer sind - besonders bei größeren Nennweiten - preiswerter als Ventile.

b) Mischer sind von DN 15 bis DN 200 lieferbar und decken darüber k_VS-Werte zwischen 2,5 m³/h bis 1600 m³/h ab.

c) Der Mischer in Vier-Wege-Ausführung bietet neben der Mischregelung für einen Heizkreis gleichzeitig die Kesselrücklaufanhebung in einer Armatur. Besonders interessant bei Großanlagen, niemals aber bei Brennwertanlagen.

Die Einsatzgrenzen des Mischers liegen in Anwendungsbereichen, wo höhere Mediumstemperaturen sowie höhere statische und größere Differenzdrücke auftreten und kleinste bzw. speziell ausgelegte k_VS-Werte erforderlich sind.

Einsatzgebiete für Ventile

Ventile haben ein breiteres Anwendungsgebiet. Neben Warmwasserheizungen werden sie auch speziell zur Regelung von Lufterhitzern sowie für Fernwärmeübergabestationen eingesetzt. Sie können folgende spezielle Anforderungen abdecken:

a) Ventile gibt es mit unterschiedlichen k_VS-Werten bei gleicher Nennweite, was für eine differenzierte Auslegung auf abgestimmte Wassermengen in Luftheizregistern und Fernwärmeübergabestationen sehr wichtig ist.

b) Ventile gibt es auch für höhere Temperaturen und statischen Drücken sowie Differenzdrücken, wie in Fernwärmeübergabestationen gefordert.

c) Mit Zweiwegeventilen lassen sich auch so genannte Drosselschaltungen realisieren.

Einbauvorschriften

Für die einwandfreie Funktion einer Heizungsanlage ist der richtige Einbau von Mischern und Ventilen entscheidend. Soll die Regelarmatur als Verteiler oder als Mischer arbeiten? In Bild 3 wird gezeigt, dass die Platzierung der Regelarmatur und Umwälzpumpe zu total unterschiedlichen Funktionsverhältnissen am Verbraucher (Heizkreis) führt. Tabelle 2 zeigt die unterschiedlichen Eigenschaften der Misch- und Mengenregelung am Verbraucher.

Tabelle 2: Gegenüberstellung der Misch- und Mengenregelung

Die Gegenüberstellung macht deutlich, dass die Mengenregelung für den Verbraucherkreis nur Nachteile hat. Zur Heizungsregelung ist die Mischregelung die beste Lösung und wird auch überwiegend bevorzugt.

Die Bestimmung der funktionsrichtigen hydraulischen Schaltung sowie Auswahl und Anordnung der Armaturen ist Aufgabe des Planers. Der Monteur hat nun die Aufgabe, die Regelarmatur an der vorgegebenen Stelle im hydraulischen Anlagensystem funktionsgerecht einzubauen.

Worauf hat der Monteur besonders zu achten?

Der Hersteller gibt sowohl bei Mischern als auch bei Ventilen die Einbaulage und Durchströmungsrichtung vor. Sie sind bei der Montage unbedingt einzuhalten.

Die Einbaulage ist in erster Linie zum Schutz des Stellmotors/Stellantriebs wichtig. So können je nach Einbaulage die Laufeigenschaften der Antriebsgetriebe sehr stark beeinträchtigt werden. Als ideal hat sich der waagerechte Einbau erwiesen. Für Ventile ist auch der nach oben stehende Motor zu vertreten. Ein nach unten hängender Motor ist zu vermeiden. Denn evtl. aus der Regelarmatur austretendes Wasser würde den Motor schädigen.

Auch die Anström- und Durchflussrichtung gibt der Hersteller vor und ist bei der Montage exakt einzuhalten. Auf Ventilen ist die Durchflussrichtung mit einem Pfeil gekennzeichnet. Wie man aus Bild 4 erkennt, muss der Ventilkegel immer gegen den Hauptstrom von A nach AB schließen. Im umgekehrten Fall ergibt sich eine ungünstige Regelcharakteristik. Außerdem kann es zu erheblichen Schlägen durch flackernden Ventilkegel kommen, was hohe Geräusche und die Schädigung der Armatur zur Folge hat.

Bei Mischern sind folgende Bedingungen für die richtige Montage relevant:

1) Am Vierwegemischer ist die Anströmrichtung für den Hauptstrom rundum vertauschbar (Bild 5). Zu beachten ist, dass der Kesselvorlauf zum Heizungsvorlauf immer im rechten Winkel zueinander stehen muss. Das gilt dann zwangsläufig auch für den Heizungs- und Kesselrücklauf. Wichtig ist jedoch vor Montage des Stellmotors, dass der Drehschieber mit der eingebauten Regelkennlinie in die richtige Position gestellt wird.

2) Auch der neue Dreiwegemischer DRU von Honeywell/Centra hat rundum vertauschbare Anschlüsse. D.h. der Hauptstrom vom Kesselvorlauf zum Heizungsvorlauf kann sowohl gerade als auch um 90° abgewinkelt werden (Bild 6).

Schlussbemerkung

Werden bei Anordnung und Einbau von Regelarmaturen die Einbaurichtlinien der Hersteller eingehalten, steht der einwandfreien Funktion der Heizungsanlage nichts mehr im Wege.

*) Dipl.-Ing. Heinz-Werner Schnietka, Leiter Vertriebsmarketing bei Centra Regelungstechnik, Honeywell AG, Schönaich

B i l d e r :   Centra Regelungstechnik, Honeywell AG, Schönaich

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