Dynamischer hydraulischer Abgleich

Dynamischer (hydraulischer) Abgleich

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
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Dynamischer Abgleich	Automatische Durchflussregelung	Abgleiche

Für ein einwandfreies Funktionieren einer Wasserheizungs- und/oder Kühlanlage müssen die Massenströme richtig eingestellt werden, d. h. jeder Heizkörper bzw. jede Heizfläche und/oder Kühlfläche soll nur die Wassermenge bekommen, die der berechneten Heizlast oder Kühllast entspricht. Das setzt natürlich voraus, dass die Heizkörper bzw. Heiz- oder Kühlflächen auch nach der Raumheizlastberechnung (z. Zt. DIN EN 12831) oder Kühllastberechnung (VDI-Richtlinie 2078) ausgelegt wurden. Normal ("statisch") abgegliche Anlagen sind nur für einen einzigen vorgegebenen Betriebszustand (Auslegungszustand) ausgelegt und voreingestellt.
Besonders in großen Anlagen mit Heiz- und Kühlfunktion in Mehrfamilienhäusern, Büro- und Industriegebäuden, in denen Einzelraumregler (Thermostatventile) an den Heizflächen aktiv sind, kommt es zu Problemen mit den richtigen und notwendigen Durchflussmengen, wenn die Ventile fest (statisch) voreingestellt sind. Es kommt bei dem Öffnen und Schließen einzelner Ventile zu hydraulischen Querkopplungen im System, die Temperaturschwankungen auslösen, weil sich die Durchflussmengen an den übrigen Ventilen ständig ändern.

Acvatix PICV Sortiment

Quelle: Siemens AG Building Technologies Division

Hier bietet sich ein dynamischer (automatischer) Abgleich (DA) an.

Dieser dynamische hydraulische Abgleich wird in größeren Gebäuden mit Differenzdruckreglern, voreinstellbaren Heizkörperventilen und elektronisch geregelten Heizungspumpen mit konstanter und/oder variabler Differenzdruckregelung durchgeführt. Auch hier werden die Volumenströme im Auslegungsfall (Volllastfall) berechnetet. Die Volumenströme in den einzelnen Strängen werden jedoch durch die Differenzdruckregler und die Pumpen im Teillastfall dynamisch angepasst.

Die Grundlage für den dynamischen Abgleich sind druckunabhängige Kombiventile (z. B. PICVs [Pressure-Independent Combi Valves]). Es ist ein Regelventil für die Volumendurchflussregelung mit einem Differenzdruckregler für die Abschirmung von Druckschwankungen im hydraulischen Netz, einer Einrichtung für die stufenlose Voreinstellung Voreinstellung des gewünschten maximalen Volumendurchflusses und enthält Druckmesspunkte für die Differenzdruckmessung in einem Ventilkörper. Diese stellen sicher, dass der Durchfluss von warmem oder kaltem Wasser nur vom Ventilhub abhängig ist. Innerhalb ihres Betriebsbereichs werden sie nicht durch Druckschwankungen im Hydrauliksystem des Gebäudes beeinflusst.
Die grundlegende Funktion wird durch einen integrierten Differenzdruckregler erreicht, der zum Hauptdurchflussregelventil in Reihe geschaltet ist und den Differenzdruck des Durchflussregelventils mit einem Druckeinlass und einer Membran regelt. So ist der Durchfluss durch die gesamte Vorrichtung von Druckschwankungen im System unabhängig und wird nur durch den Hub des Regelventils bestimmt.

Dynamische Ventile (PICVs) sichern den Ausgleich des Systemdrucks bei allen Lastzuständen und sorgen so dafür, dass sich eventuelle Schwankungen nicht auf die Raumtemperatur auswirken. Zudem bietet voller Hub bei jeder Voreinstellung präzisere Regelgenauigkeit. Durch optimale Rücklauftemperaturen für alle Betriebszustände erreichen die Kälte- und Wärmeerzeuger einen hohen Wirkungsgrad. Auch die Planung, Installation und Inbetriebnahme werden mit dynamischen Ventilen vereinfacht und beschleunigt. Bei der Systemplanung mit Ventilen, die Druckschwankungen selbstständig ausgleichen, bestimmt allein der Volumendurchfluss, welches Ventil eingesetzt werden muss. Strangregulierventile oder Abgleichdrosseln sind ebenso wenig notwendig wie komplizierte hydraulische Berechnungen. Weniger Komponenten bedeuten geringeren Installationsauf-wand. Durch den voreinstellbaren Volumendurchfluss und den automatischen hydraulischen Abgleich gelingt die Inbetriebnahme mühelos und schnell. Darüber hinaus ermöglichen dynamische Ventile die flexible Inbetriebnahme in Etappen (z. B. pro Etage).

Vergleich - Geregelte Räume mit K_VS-Ventilen und mit PICV

Quelle: Masud Wasay - Siemens AG Building Technologies Division

Die Ventile können in der Heizungs- und Kaltwaserverteilung, in Heiz- und Kaltwassergruppen, Fernwärmestatoionen und Variablen Volumenstromsystemen (VVS) eingesetzt werden. Dort werden sie zur Regelung von Heizkörper, Kühldecken, Wandheizungen, Heizungs-/Kaltwasserzonen und an Heiz-/Kühlregister in Ventilatorkonvektoren und Lüftungs- und Klimageräten eingesetzt.

Acvatix Kombiventile – Hydraulik leicht gemacht - Siemens AG
Ventile und Stellantriebe: Acvatix Hydraulik - Siemens AG
Dynamischer hydraulischer Abgleich in HLK-Anlagen
Masud Wasay - Siemens AG Building Technologies Division
Druckabhängige, mechanisch druckunabhängige und elektronisch druckunabhängige Ventile
BELIMO Automation AG
Dimensionierung Auf/Zu-, Regel- und druckunabhängige Ventile
BELIMO Automation AG

Automatische Durchflussregelung
Der Durchfluss der einzelnen Heizkreise am Dynacon Eclipse - Fußbodenheizkreisverteiler wird bei Dynacon Eclipse direkt in l/h eingestellt. Dadurch ist der hydraulische Abgleich mit einem Dreh erledigt. Der eingestellte Durchfluss wird kontinuierlich angepasst. Bei einem Überangebot an Volumenstrom, z. B. aufgrund schließender Nachbarkreise, regelt Dynacon Eclipse den Durchfluss automatisch auf den eingestellten Wert. Die Regelkartusche sorgt stetig für einen konstanten Durchfluss.

Mit dem Dynacon Eclipse-Fußboden-Heizkreisverteiler und der automatischen Durchflussregelung (AFC-Technologie [Eclipse+Dynacon Eclipse]) wird der Durchfluss der einzelnen Heizkreise direkt in l/h eingestellt (Durchflussbereich zwischen 30 und 300 l/h pro Heizkreis). Dadurch ist der hydraulische Abgleich einer Fußboden-, Wand- oder Deckenheizung mit einem Dreh erledigt. Der eingestellte Durchfluss wird kontinuierlich angepasst, wenn bei einem Überangebot, z. B. aufgrund schließender Nachbarkreise entsteht, regelt Dynacon Eclipse den Durchfluss automatisch auf den eingestellten Wert. Die Regelkartusche sorgt stetig für einen konstanten Durchfluss. Dynacon Eclipse Heizkreisverteiler sind dadurch eine zeit- und kostensparende Lösung, auch bei der Inbetriebnahme.
Der Heizkreisverteiler ist für Fußboden-, Wand oder Deckensysteme zum Heizen und Kühlen mit einer Betriebstemperatur von 2 bis 70 °C und einem Nenndruck von PN 6 konzipiert. Aufgrund seiner zuverlässigen automatischen Durchflussregel-Funktion eignet er sich insbesondere für den Einsatz in Bestandssystemen mit hydraulischen Problemen, für die keine Berechnungs- und Revisionsunterlagen vorliegen oder in denen die Heizkreislängen bzw. der Verlegeabstand unbekannt sind.

Eclipse Thermostat-Oberteil mit automatischer Durchflussregelung
Quelle: IMI Hydronic Engineering

Eclipse Thermostat-Oberteil mit
automatischer Durchflussregelung
Quelle: IMI Hydronic Engineering

Bei herkömmlichen Heizkreisverteilern mit Drosselventilen und Durchflussanzeigen ist die Einstellung der erforderlichen Wassermengen eine zeitraubende Angelegenheit. Die erforderliche Einstellung an den Drosselventilen muss entweder berechnet werden, oder wird über Durchflussanzeigen am Verteiler eingestellt. Die auf diese Weise verteilten Wassermengen entsprechen dabei aber lediglich dem Maximalbedarf. Wenn einzelne Heizkreise geschlossen werden, teilt sich die dort nicht mehr benötigte Wassermenge auf die benachbarten Kreise auf und führt dort zu einer Überversorgung. Durch den automatischen hydraulischen Abgleich mit Dynacon Eclipse wird die Überversorgung einzelner Heizkreise verhindert.

Trotz dieser Technik sehe ich einen thermischen Abgleich (Nachjustierung) als sinnvoll an, weil die eingestellten Durchflusswerte aus der Heizlastberchnung sich auf kahle Räume beziehen. Nach der Einrichtung der Räume ändern sich die Raumheizlasten und somit auch die Durchflussmengen. Außerdem geht man bei beiden Abgleichen von der ständigen Beheizung aller Räume, die beim Abgleich eingestellt wurden, aus. Wenn Nebenräume nicht beheizt werden, dann ändert bzw. erhöht sich der Wärmebedarf in den beheizten Räumen.

Eclipse Durchflussregler

Stirnseitige und seitliche Ablesbarkeit
Quelle: IMI Hydronic Engineering

Eclipse Durchflussregler
Durch Drehen der Ziffernkappe mit dem Einstellschlüssel oder Maulschlüssel SW 11 wird eine Regelkulisse auf den berechneten Durchflusswert eingestellt. Steigt der Durchfluss
am Ventil, so wird eine Hülse durch den steigenden Druck bewegt und begrenzt dadurch den Durchfluss stetig auf den eingestellten Wert.

Durchflusseinstellung
Die Einstellung kann zwischen 3 und 30 (30 bis 300 l/h) stufenlos gewählt werden. Mit dem Einstellschlüssel oder Maulschlüssel (SW 11) soll nur der Fachmann* die Einstellung vornehmen oder verändern. Eine Manipulation per Hand durch Unbefugte ist ausgeschlossen.
• Einstellschlüssel oder Maulschlüssel SW 11 auf Ventiloberteil aufsetzen.
• Index des gewünschten Einstellwertes auf die
Richtmarkierung des Ventiloberteiles drehen.
• Einstellschlüssel oder Maulschlüssel SW 11 abziehen. Einstellwert kann am Ventiloberteil aus Betätigungsrichtung abgelesen werden.
* Ein thermischer Abgleich wird in der Regel nach dem Einzug vom Betreiber der Anlage in der ersten Heizperiode durchgeführt.

Dynacon Eclipse - Fußbodenheizkreisverteiler
IMI Hydronic Engineering
Fußboden-Heizkreisverteiler mit automatischer Durchflussregelung
IMI Hydronic Engineering
Webinar: Hydraulischer Abgleich bestehender Flächenheizsysteme
IMI Hydronic Engineering
Dynacon Eclipse: Neue Generation automatischer Thermostat-Ventiltechnik
in Fußboden-Heizkreisverteiler integriert
HTDNews

Viele Störungen (z. B. Strömungsgeräusche, Ausfall von Anlagenteilen) während des Betriebes einer PWWH lassen sich vermeiden, wenn man sich bei der Auslegung (Berechnung) und bei der ersten Inbetriebnahme ein wenig mehr Zeit nimmt und die Anlage vor der Inbetriebnahme fachgerecht gespült wird.

Versuche (Stresstest) mit VE-Wasser ohne und mit VS (Vollschutz)

Der Hydraulische Abgleich ist seit 1978 in der 1. Heizungsanlagenverordnung - Verordnung über energiesparende Anforderungen an heizungstechnische Anlagen und Warmwasseranlagen - vorgeschrieben. Außerdem ist der Abgleich in der VOB (Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen) Teil C – ATV DIN 18380, auch schon in der Ausgabe von 1960, (wenn die VOB schriftlich festgelegt wird) festgelegt, und in der DIN EN 14336 (Heizungsanlagen in Gebäuden – Installation und Abnahme der Warmwasser- Heizungsanlagen - 01-2005) und der EnEV (Energie EinsparVerordnung) und seit dem 1. November 2020 in dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) vorgeschrieben, sondern auch Grundvoraussetzung für eine effizient arbeitende außentemperaturgesteuerte Anlage. Natürlich muss diese Leistung auch beauftragt und bezahlt bzw. muss im Angebot mit kalkuliert werden.

Hydraulischer Abgleich

Thermischer Abgleich

Optimierung von Heizungsanlagen im Bestand
VdZ - Forum für Energieeffizienz in der Gebäudetechnik e.V.

Geschichte der Heizungsanlagenverordnung bis zur EnEV *

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