Flächenheizungen in älteren Gebäuden [Seite 1 von 2]

Insbesondere bei der Sanierung älterer Heizungsanlagen in Kombination mit einer Flächenheizung stellt sich die Frage, wie der für eine Förderung im Rahmen der BEG EM erforderliche hydraulische Abgleich nach Verfahren B durchgeführt werden kann und was es dabei zu beachten gilt. Antworten gibt der folgende Gastbeitrag des Bundesverbands Flächenheizungen und Flächenkühlungen.

Die Wärmepumpe bietet sich insbesondere bei der Sanierung alter Öl- oder Gaskessel in Kombination mit einer Fußbodenheizung an. Die niedrige Vorlauftemperatur der Flächenheizung gewährleistet eine hohe Effizienz der Wärmepumpe (JAZ), weil nur eine geringe Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Heizfläche vorliegt. So genügt – abhängig von der jeweiligen Auslegung – im Jahresdurchschnitt eine Vorlauftemperatur von unter 30 °C, um eine Raumtemperatur von 21 bis 22 °C zu erreichen.

Eine Spreizung von 5 Kelvin (K) hat sich beim Einsatz einer Wärmepumpe als praktikabel erwiesen, für den Kühlfall ist eine Spreizung von 2 bis 3 K anzusetzen. Um diese engen Spreizungen realisieren zu können, sind hohe Volumenströme erforderlich, zudem müssen die Heizkreise hydraulisch abgeglichen werden.

Schritt für Schritt zum Abgleich

Eine erfolgreiche Sanierung setzt zunächst eine Begutachtung des vorhandenen Heizungssystems und des Gebäudes voraus. Wichtig insbesondere: Sind Bestandsunterlagen, z. B. Berechnungs- bzw. Revisionsunterlagen, Dokumentationen, Fotos oder Rechnungen über das verbaute System vorhanden? Sind die Informationen noch aktuell? Wurden inzwischen Änderungen am Gebäude vorgenommen (Austausch der Fenster, Dämmung der Fassade, Dämmung der obersten Geschossdecke, Dachdämmung, An- und Ausbauten; … etc.), die sich auf die Heizlast der Räume auswirken?

Vorhandene Berechnungen zur Heizlast oder zum hydraulischen Abgleich sind nur dann verwendbar, wenn der aktuelle Bauzustand noch weitgehend dem Ursprungszustand entspricht. Ist das nicht der Fall, muss im ersten Schritt die Heizlast nach DIN/TS 12831 berechnet werden. Im zweiten Schritt erfolgt dann die Berechnung für den hydraulischen Abgleich.

Wichtig: Zur Berechnung der Heizleistung muss der Systemaufbau und der Verlegeabstand der Rohre in den einzelnen Räumen bekannt sein. Liegen keine Unterlagen oder Fotos vor, dann kann der Abstand durch Thermokameras ermittelt werden. Die jeweiligen Rohrlängen lassen sich aus dem Verlegeabstand ableiten. Hierzu legt man die Fußbodenfläche des betrachteten Heizkreises zu Grunde und multipliziert diese mit den ermittelten „Rohrmeter“ aus Tabelle 1. Damit erhält man die ungefähre Länge des Heizkreises. Addiert man die Anbindeleitung hinzu, erhält man die gesamte Heizkreislänge. Im Regelfall wird diese, je nach Rohrdimension und Herstellervorgaben, maximal zwischen 100 m und 120 m liegen. Die Rohrdimensionen lagen in der Vergangenheit zwischen 14 mm und 17 mm. Kleinere Rohrnennweiten sind erst in der jüngeren Vergangenheit dazu gekommen. Dimension und Material der verbauten Rohre können mit Blick auf den Heizkreisverteiler festgestellt werden. Auch Anzahl sowie Zuordnung der Heizkreise zu den Räumen sind hier erkennbar.

Anhand des Verlegeabstands (= Rohrlänge und Wärmestromdichte) und der erforderlichen Heizlast kann die Vorlauftemperatur im Auslegungsfall und über die Spreizung (5 K) der Durchfluss bestimmt werden. Die Summe aller Heizkreisdurchflüsse wird für die Auslegung der Pumpe herangezogen. Die Förderhöhe berechnet sich nach dem Druckverlust des ungünstigsten Fußbodenheizkreises zuzüglich der Druckverluste des Heizkreisverteilers, des vorgeschalteten Rohrnetzes (Verteilung) sowie des Wärmeerzeugers. Alle weiteren Heizkreise sind hinsichtlich ihrer Druckverluste zu berechnen und mit dem ungünstigsten Kreis abzugleichen. Der Markt bietet hierfür zahlreiche Programme, mit denen ein hydraulischer Abgleich im Bestand mit unterschiedlichen Herstellern und Rohrsystemen berechnet werden kann.

Kein einfaches Unterfangen: Durchflusseinstellung in Bestandsanlagen

Die individuelle Einstellung der einzelnen Heizkreisdurchflüsse ist bei Heizkreisverteilern mit einstellbaren Durchflussmengenmessern (statische Heizkreisverteiler) zumindest theoretisch einfach möglich. Allerdings zeigt sich in Bestandsanlagen häufig, dass die Durchflussanzeiger verschmutzungsbedingt nicht mehr ablesbar sind. Zudem kann die nachträgliche Einregulierung der Heizkreise nur dann sinnvoll erfolgen, wenn die Heizungsanlage in Betrieb und alle Stellventile geöffnet sind. Aufgrund der gegenseitigen Beeinflussung muss die Einstellung ggf. mehrmals erfolgen, bis die Einstellung mit den gewünschten Werten übereinstimmt.

Die allermeisten alten Heizkreisverteiler verfügen allerdings überhaupt nicht über Durchflussmesser. Hier lässt sich der alte Verteiler nur dann abgleichen, wenn regulierbare Rücklaufabsperrungen (samt Dokumentation) vorhanden sind. Der Abgleich über Rücklaufabsperrungen wird vielfach nicht empfohlen, weil er ungenauer ist als der Abgleich über Durchflussanzeiger. Er ist aber generell zulässig, wenn entsprechende Dokumentationen vorliegen und die Rücklaufventile tatsächlich einstell- und nicht nur absperrbar sind.

Wenn vorhandene Heizkreisverteiler keine Möglichkeit des hydraulischen Abgleichs bieten, sind diese gegen moderne Heizkreisverteiler mit den nötigen Voreinstellungsarmaturen auszutauschen. Hier bieten sich auch Heizkreisverteiler für den automatischen hydraulischen Abgleich durch direktes Einstellen des benötigten Durchflusses für jeden Heizkreis an (so genannte dynamische Heizkreisverteiler).

Der eingestellte Durchfluss wird beim automatischen hydraulischen Abgleich im Betrieb kontinuierlich angepasst. Bei einem Überangebot, z. B. bei Teillast durch schließende benachbarte Heizkreise, wird der Durchfluss automatisch auf den eingestellten Wert geregelt. Korrekturen sind nicht erforderlich. Derartige Heizkreisverteiler bringen zusätzliche Energieeinsparung, denn der automatische hydraulische Abgleich wirkt ordnend auf das Gesamtsystem und reduziert den Energieverbrauch im Bereich der Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wärmeübergabe. Dies empfiehlt sich insbesondere bei dem Einbau einer Wärmepumpe.