Verteiler in der Haustechnik

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
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Wenn eine haustechnische Anlage (Heizung, Kühlung) mehrere Verbraucher- bzw. Heizkreise hat, dann wird die Flüssigkeit (Heizungswasser, Kühlwasser) vom Wärme- bzw. Kaltwassererzeuger durch den Vorlauf in die verschiedenen Verbraucherschaltungen verteilt und aus den Verbraucherkreisen über den Rücklauf gesammelt zu dem Wärme- bzw. Kaltwassererzeuger zurückgeführt.
Da die Verbraucherkreise und der Wärmeerzeugerkreis spezielle Anforderungen (z. B. Druckverhältnisse, konstante oder variable Durchflussmenge, verschiedene Vorlauf- und Rücklauf-Temperaturen) an den Verteiler stellen , gibt es verschiedene Verteilerarten. Der Verteiler ist ein Bestandteil der verschiedenen hydraulischen Schaltungen.

Offener Verteiler (druckloser oder druckarmer Verteiler)

Das wesentliche dieser Schaltung ist eine zweite Pumpe im Kesselstromkreis (Kesselkreis- oder Vorschubpumpe) und eine regelbare Kurzschlussleitung zwischen Vorlaufverteiler und Rücklaufsammler. Heutzutage wird dieser Verteiler immer mehr durch eine hydraulische Weiche ersetzt.
Der Differenzdruck am Verteiler kann unabhängig von den verschiedenen Ventilstellungen ganz klein gehalten werden, so dass eine gegenseitige hydraulische Beeinflussung der Verbrauchergruppen praktisch ausgeschlossen ist. Dies bedeutet, dass am Abgang jeder Heizgruppe genügend Wasser zu Verfügung steht, da ja im Verteiler das Kesselwasser laufend zirkuliert. Da das Kesselwasser praktisch differenzdrucklos an die Heizgruppen übergeben wird, muss für jede Gruppe eine eigene Umwälzpumpe vorgesehen werden, die hier nur den Druckverlust des Heizkreises zu überwinden hat.

Die zwischen Verteiler und Sammler vorzusehende Kurzschlussstrecke muss reichlich bemessen werden. Die Druckdifferenz zwischen Vorlaufverteiler und Rücklaufsammler sollte höchstens 2000 Pa betragen. Die Wassergeschwindigkeit im Kurzschluss soll möglichst nicht über 0,6 m/s liegen. Das Ventil im Kurzschluss ist im Normalfall geöffnet.
Sollte jedoch die Kesselkreispumpe einmal ausfallen, können die Heizkreispumpen bei geschlossenem Ventil einen „Notbetrieb“ aufrechterhalten.

Die Dimensionierung der Kesselkreispumpe wird nach dem Druck des Kesselstromkreises ausgelegt. Den Förderstrom ermittelt man aus der Summe aller Wasserströme der Gruppen plus etwa 5 bis 10 % Zuschlag, damit bei Vollast aller Gruppen die richtige Zirkulation vom Verteiler zum Sammler garantiert ist. Ist die Vorschubpumpe zu klein dimensioniert, können einzelne Heizkreise nicht warm genug werden, da sich die Heizkreispumpen evtl. gegenseitig beeinflussen.

Geschlossener Verteiler

Hierbei handelt es sich um die übliche Gruppenverteilung, bei der mehrere Heizkreise von einer Heizzentrale aus versorgt werden. Verteiler und Rücklaufsammler stehen mit der Kesselanlage in direkter Verbindung und müssen daher bei der Planung mit einbezogen werden.
  • Die für jede Gruppe benötigte Umwälzpumpe muss jeweils auch die Widerstände im Kesselstromkreis überwinden. Derselbe Wasserstrom, den eine Gruppe zur Aufrechterhaltung der Vorlauftemperatur benötigt, wird von der Pumpe auch wieder in den Kesselkreis gedrückt, in dem außerdem auch die anteiligen Wasserströme der anderen Gruppen zirkulieren.
  • Die Summe der benötigten Förderströme aller Gruppen bestimmen den momentanen Förderstrom durch den Kessel, d. h. im Kesselkreis fließt immer soviel Wasser durch, wie von den einzelnen Heizgruppen - entsprechend ihres momentanen Wärmebedarfs - benötigt wird.
  • Jede Heizgruppe erhält nur dann die richtige Wassermenge, wenn der Pumpendruck folgende Widerstände überwindet:

    a) Wenn der Pumpendruck genauso groß ist, wie der im Netz vorhandene Druckverlust
    b) Wenn der Differenzdruck zwischen Vorlaufverteiler und Rücklaufsammler plus Druckverlust im Kessel ist. Der Differenzdruck einer Gruppe ändert sich jedoch bei jeder Drosselung im Netz (Mischventil, thermostatische Heizkörperventile), so dass - in Verbindung mit dem dauernd schwankenden Wasserstrom im Kesselstromkreis - die Gefahr einer gegenseitigen hydraulischen Beeinflussung der einzelnen Regelkreise möglich ist (z. B. bei plötzlichen großen Lastände-rungen). Gefährdet ist vor allem die Gruppe mit der "schwächsten" Pumpe.

Fehlzirkulation bei sehr ungleichen Heizkreisen (z. B. Heizkörper und Warmwasserspeicher) kann z. B. eine eingeschaltete Ladepumpe eines Warmwasserspeichers die Druckverhältnisse im Verteiler leicht aus dem Gleichgewicht bringen. Das kommt daher, dass durch die Pumpeneinschaltung der Förderstrom im Primärkreis erhöht wird und somit die Druckdiffe-renz an den Anschlusspunkten aller Heizgruppen. Im Vorlaufverteiler fällt der Druck ab (die Pumpe „zieht“ der Gruppe Wasser weg), im Rücklaufsammler steigt er an. Gegenmaßnahme: Keine Überdimensionierung der Mischventile. Im Abgang der Beimischung soll eine zu hohe Wassergeschwindigkeit vermieden werden.

Alle diese Nachteile können durch den Einbau eines offenen Verteilers (druckloser oder druckarmer Verteiler) oder einer hydraulischen Weiche vermieden werden.

 
Hydraulische Grundschaltungen - Heizungs-, Solar- und Kühlsysteme
Hydraulik in der Gebäudetechnik
Hydraulik in HKLS-Anlagen
Hydraulische Grundschaltungen (PDF)

Verteilerweiche
Die Verteilerweiche "Sinus HydroFixx" vereint die platzsparende Heizkreisanordnung eines Kompaktverteilers mit der Wirkungsweise einer Hydraulischen Weiche. Hier sind zwei hintereinander angeordnete und durch eine sinusförmige Wand getrennte Vor- und Rücklaufkammer vorhanden. Dabei münden in diese Kammern zwei Öffnungen der darunter angeordneten Hydraulischen Weiche. Diese Öffnungen liegen nahe der Enddeckel des Weichenkorpus, wodurch der gesamte Wasserinhalt der Hydraulischen Weiche als Puffervolumen für längere Reaktionszeiten der Regelung beim hydraulischen Abgleich dient.

Verteilerweiche Sinus HydroFixx
Quelle: SINUSVERTEILER GmbH
Heutzutage ist es nicht mehr zwingend erforderlich, die Hydraulische Weiche senkrecht anzuordnen, da dort die Kraftfelder (Auftriebs­ und Gravtationskraft) aufgrund der gewollten Beimischung gegen die Strömungskraft nicht wirken können. Auf eine Temperaturschichtung in der Weiche wird kein Wert gelegt, da bei dem Einsatz von Brennwertkesseln generell dem Sekundär-Vorlauf ein Teil des Rücklaufwassers beigemischt wird, um die Kesselrücklauftemperatur niedrig zu halten (zwecks Ausnutzung des Kondensationseffekts). Deshalb kann eine Weiche auch waagerecht eingebaut werden, ohne die Hauptfunktion des hydraulischen Entkoppelns zu mindern.
Wichtig für einen reibungslosen Betrieb des Sinus HydroFixx ist eine anforderungspezifische Dimensionierung der Grundkörper sowie die richtige Platzierung der Ein­ und Austrittsöffnungen zwischen Weiche und Verteiler. Die integrierte Weiche wird wie eine senkrechte Hydraulische Weiche so ausgelegt, dass in ihr laminare Strömungsverhältnisse herrschen. Das heißt, dass die Querschnittsfläche der Weiche ein Mehrfaches so groß ist wie der Zuleitungsquerschnitt. Werden bei der Auslegung die genannten Kriterien beachtet, ist ein problemloser Betrieb der Heizungsanlage und eine funktionierende Hydraulik gewährleistet.
Die Weiche ist aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit die ideale Stelle zur Entschlammung und Magnetitabscheidung. Der Hersteller bietet Magnetitfilterkerzen an, die dort eingesetzt werden können.


Sepcoll - Verteiler mit hydraulischer Weiche - Abgänge 3+1 für Heizungs- und Klimaanlagen
Quelle: CALEFFI ARMATUREN GmbH
Die Verteilerweiche "SEPCOLL" verfügt über einen Bereich mit geringem Druckverlust,der dafür sorgt, dass der primäre Heizkreis und die sekundären Heizkreise, die an diesem Bereich angeschlossen sind, hydraulisch unabhängig voneinander arbeiten (hydraulische Trennung). Die Strömung innerhalb des einen Heizkreises wirkt sich nicht auf die Strömung innerhalb des anderen Heizkreises aus, wenn der Druckverlust in dem gemeinsamen Abschnitt zu vernachlässigen ist. In diesem Fall sind die Durchflussmengen, die durch den jeweiligen Heizkreis strömen, ausschließlich durch die Charakteristik der Pumpen bedingt und ein wechselseitiger Einfluss wird aufgrund des Anschlusses in Reihe verhindert.
Die Weiche ist aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit die ideale Stelle zur Entschlammung und Magnetitabscheidung. Der Hersteller bietet ein Magnet an, der an dem Anschluss der Entlüftung eingesetzt werden kann.

Eine andere Art der hydraulischen Verteilung - ZORTSTRÖM®-Technologie

hydraulische Weiche
Quelle:. Zortea Gebäudetechnik GmbH
ZORTEA-Weiche
Die Zortea-Weiche ist eine hydraulische Weiche mit besonderen Merkmalen gegenüber den handelsüblichen Weichen. Die zwei Rohre haben inliegend je einen Schlitz entsprechend der notwendigen Durchflussmengen für den Ausgleich. Bei unausgeglichenen Druckverhältnissen zwischen Energieerzeuger und Abnehmer quillt das Wasser heraus oder es wird angesaugt. Durch den geraden Durchfluss in den beiden Rohren ergeben sich keine Turbolenzen. Die Trennung der Vor- und Rücklauftemperaturen wird um vieles verbessert.
  • Ideal für Brennwertkessel und Kaskadenschaltungen
  • Höchstmögliche Trennung von Vor- und Rücklauf
  • Widerstandsloser Durchfluss
  • Volumenstromausgleich durch Überquellen oder Ansaugen
  • Keine Strömungswirbel
flacher Verteiler
Deckenverteiler
Quelle:. Zortea Gebäudetechnik GmbH
Beim Sammeln und Verteilen von Wärme und Kälte bestehen hohe Anforderungen. Vor allen Dingen wenn unterschiedliche Temperaturen transportiert und mehrere Wärme- bzw. Kältequellen berücksichtigt werden müssen.
Dieses System hat folgende Vorteile:

- Schnelle, flexible Planung
- Unkomplizierte Ausführung
- Einwandfrei funktionierende Hydraulik
- Problemloses Zusammenspiel der einzelnen Wärmeerzeuger/Abnehmer(keine hydraulischen Blockaden)
- Einfache Rohrführung im Heizraum
- Minimale Betriebsunterbrechung bei Renovierung der Heizanlage
- Minimaler Energieverbrauch
- Nutzung bestehender Wärmequellen und Abnehmer dank innovativer Kombinationsmöglichkeiten
- Tiefe Rücklauftemperaturen bei Brennwertkessel und Fernheizungen
- Optimale Ausschöpfung der Potenziale im Gesamtsystem
- Geringer Stromverbrauch der Pumpen Platzsparend
- Flexible Montage - an der Wand, an der Decke, auf dem Boden, um die Ecke speziell bei Sanierungskonzepten
- Geringer Platzverbrauch - sprich enormer Platzgewinn
- Niedrige Planungskosten dank einfachem Konzept
- Zukunftssicheres, ausbaubares System
- Sanierung von Heizzentralen ohne störende Betriebsunterbrechung
- Energieeinsparung dank optimaler Energienutzung

ZORTSTRÖM®-Technologie

Kaskadenverteiler
Quelle:. Zortea Gebäudetechnik GmbH
Kaskadenverteiler
Durch die Kaskadenanordnung des "Multi" lassen sich die verschiedenen Heiz- und Kühlkreise gut einbinden, sodass am Ende sehr niedrige Temperaturen erreicht werden.
 


ZORTSTRÖM®-Technologie für den Heiz- und Kühlbereich
Quelle:. Zortea Gebäudetechnik GmbH

Kostensenkung außerdem in vielen anderen Bereichen:

- dank Einsparungen im Bereich Elektroplanung und Elektroinstallation (Elektronik-Schaltschränke)
- dank Einsparung von Regel- und Umschaltventilen (mechanisch, elektrisch, mikroelektrisch), von Mischer und Elektronik (für Rücklaufanhebung), von hydraulischen Weichen mit Isolierung
- dank kleinerer Pumpen (Richtwert 1 Watt/kW Heizlast)
- dank Verzicht auf zusätzliche Schieber und Flanschen, auf Mengenregler und Strangventile usw.

Das Sammel- und Verteilzentrum "Multi" für Heizungs- und Kühlanlagen wurde durch eine integrierte Pufferfunktion mit Gleitschichtraum® erweitert.

  • Volle Nutzung der angebotenen Wärme, durch stufenweise Abgabe in verschiedenen Temperaturen
  • Hohe Nutzung der angebotenen Energie
  • Tiefste Rücklauftemperatur für die
    Nah- und Fernwärmeversorgung
  • Hohe Wärmetransportleistung der
    Fernleitungen, durch die zu erreichende sehr große Temperaturdifferenz
  • Vergrösserung der Leistungsfähigkeit
    bestehender Fernheizanlagen

Zusätzliche Vorteile bei integrierter
Pufferfunktion mit Gleitschichtraum®

    • Kein Takten - Effizienzsteigerung und
      verlängerte Lebensdauer der
      Energieerzeuger
    • Einfacher Aufbau
    • Einfache Regelung

 


Anlagenschema der ZORTSTRÖM®-Technologie mit Puffer- und Gleitschichtraum®
Quelle:. Zortea Gebäudetechnik GmbH

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