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Wenn die Fußbodenheizung nicht warm wird

Autoren
OldBo
06.10.2013

Radtke 10.08.2009
Wenn eine Fußbodenheizung ganz oder teilweise nicht warm wird, oder besser gesagt, die Räume nicht die erforderliche Temperatur erreichen, dann kann das mehrere Gründe haben.
Abb. 1. Messung der Oberflächentemperatur bei<br />Teppichboden.
 Abb. 1. Messung der Oberflächentemperatur bei
Teppichboden.
Abb. 2. Beispiel: Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur
 Abb. 2. Beispiel: Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur
Wenn eine Fußbodenheizung ganz oder teilweise nicht warm wird, oder besser gesagt, die Räume nicht die erforderliche Temperatur erreichen, dann kann das mehrere Gründe haben.

Diese sind:

1. falsch gerechnet,
2. Bauausführung anders als in der Planung,
3. Möblierung, die erhebliche Fußbodenflächen abdeckt,
4. Störungen in der Fußbodenheizung.

Der Bauherr reklamiert in der Regel, wenn die vorgesehene Raumtemperatur nicht erreicht wird und er sich deshalb unbehaglich fühlt. Kommt dies gleich in mehreren Räumen vor, so sollte man zunächst die Vorlauftemperatur hinter dem Kessel oder der Mischanlage in Abhängigkeit von der Außentemperatur kontrollieren. Berücksichtigt man dabei die jeweils herrschenden Außentemperaturen, so müssen etwa fol gende Durchschnittstemperaturen am Vorlauf vorhanden sein.

Sind diese Richttemperaturen am Vorlauf nicht vorhanden, so ist zunächst durch Veränderungen der Kessel- oder Mischereinstellung die erforderliche Temperatur einzuregulieren. Da sich die Temperaturerhöhung erst nach Stunden auf die Fußbodenheizung, bzw. die Raumtemperatur auswirkt, muss man nach einer eventuellen Korrektur der Vorlauftemperatur genügend Zeit für weitere Messungen lassen.

Bevor man weitere komplizierte Maßnahmen an der Fußbodenheizung durchführt, empfiehlt sich zunächst eine Aufnahme des Ist-Zustandes. Dazu werden folgende Temperaturen gemessen:

• Innentemperatur des Raumes

• Oberflächentemperatur am Boden.

Genau genommen kann man die Norminnentemperatur, wie sie der Wärmebedarfsberechnung zugrunde liegt, nur mit großem Aufwand exakt messen. Deshalb beschränkt man sich im vorliegenden Fall ausschließlich mit der Messung der Lufttemperatur in einem Abstand von ca. 1,25 - 1,50 m vom Boden. Dazu müssen natürlich ausreichend genaue Messgeräte zur Verfügung stehen. Auf jeden Fall sollte die Lufttemperatur mit dem gleichen Messgerät gemessen werden, wie es auch für die Messung der Fußbodenoberflächentemperatur verwendet wurde.

Ein relativ genaues Ergebnis der durchschnittlichen Temperaturen erhält man dann, wenn man nicht nur die Temperaturen an einer Stelle, sondern gleich an mehreren Stellen misst und daraus einen Mittelwert bildet. Gerade bei der Fußbodenheizung werden die Rohrschlangen in unterschiedlicher Weise verlegt.

Sowohl reihenförmige als auch spiralförmige Rohrverlegung ergeben an den verschiedensten Stellen des Fußbodens unterschiedliche Temperaturen, die in der Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf und den unterschiedlichen Verlegeabständen begründet sind. Die Oberflächentemperatur des Fußbodens wird unmittelbar auf der Oberseite des Bodenbelages gemessen. Auf keinen Fall darf man bei Teppichböden den Messfühler des Instrumentes an den Borsten oder Schlingen vorbei auf den Teppichrücken drücken.

Maßgebend ist die Temperatur auf der Oberseite der Borsten oder Schlingen. Um dieses genau messen zu können, empfiehlt sich das Auflegen ca. 10 x 10 cm großer ca. 0,2 - 0,3 mm dicker Aluminiumplättchen, auf deren Oberseite die Temperatur gemessen wird.

Die Zeit zwischen dem Auflegen der Aluminiumplättchen und dem Messvorgang sollte mindestens 15 Minuten betragen, damit die Aluminiumplättchen auch tatsächlich die Oberflächentemperatur des Teppichbodens annehmen können.

Um einen guten Kontakt zwischen dem Messfühler des Sekundenthermometers und dem Bodenbelag bzw. den Aluminiumplättchen sicherzustellen, wird ein kleines Wassertröpfchen als Kontaktmittel verwendet. Aus den mittleren Temperaturen der Raumluft und den Messstellen am Boden wird rechnerisch die Übertemperatur ermittelt. Bekannterweise kann mit hinreichender Genauigkeit für den Wärmeübergang am Boden ein Wert von α = 11 W / (m2K) zugrundegelegt werden. Aus der Übertemperatur zwischen Fußbodenoberfläche und Raumluft ergibt sich in Verbindung mit dem Wärmeübergangskoeffizienten die im Augenblick vorhandene Wärmeleistung der Fußbodenheizung.

Beispiel:

Gemessene Raumtemperaturen: 16,5 °C
                                                              17,0 °C
                                                              18,2 °C
                                                            –––––––
                                                               51,7 °C

geteilt durch 3 Meßwerte = Mittelwerttemperatur 17,2 °C

Gemessene Oberflächentemperaturen: 22,0 °C
                                                                         23,5 °C
                                                                         24,0 °C
                                                                         24,5 °C
                                                                        –––––––
                                                                         94,0 °C

geteilt durch 4 Meßwerte = Mittelwerttemperatur 23,5 °C

Aus beiden mittleren Temperaturen ergibt sich eine Übertemperatur von 6.3 K. Tatsächliche Wärmeleistung: 6.3 x 11 = 69.3 W / m2. Aus der Wärmebedarfsberechnung wissen wir, bei welcher tiefsten Außentemperatur welche maximale spezifische Wärmeleistung erforderlich wird.

Man weiß, bei welcher tiefsten Außentemperatur der maximale Wärmebedarf erforderlich ist. Gleichzeitig kann man davon ausgehen, dass bei + 20 °C Außentemperatur nicht mehr geheizt werden muss, der Wärmebedarf also 0 ist. Verbindet man in einem maßstäblichen Koordinationssystem die entsprechenden Punkte, so lässt sich für jede vorhandene Außentemperatur die erforderliche Wärmeleistung ungefähr ablesen.

Natürlich lässt sich diese Beziehung auch rechnerisch ausdrücken, wenn man den maximalen Wärmebedarf im vorliegenden Beispiel 100 W / m2 durch die Temperaturspanne zwischen – 10 und + 20, also 30 K teilt und mit der Differenz zwischen der Außentemperatur und 20 °C multipliziert. So würde im vorliegenden Beispiel der Wärmebedarf bei + 5 °C Außentemperatur 100 : 30 x 15 = 50 W / m2 betragen. Würde also im vorgenannten Beispiel eine Kontrollmessung der Temperaturen bei + 5 °C Außentemperatur vorgenommen, so käme man zu dem Ergebnis, dass die Fußbodenheizung zum Zeitpunkt der Messung eine spezifische Wärmeleistung von 69.3 W / m2 liefert, obwohl bei + 5 °C Außentemperatur nur ein Wärmebedarf von 50 W / m2 erforderlich wäre. Daraus wird klar, dass die Fußbodenheizung einwandfrei funktioniert, der Raum aber größere Wärmeverluste, als ursprünglich berechnet, aufweist. Deshalb braucht bis auf weiteres nichts an der Fußbodenheizung gemacht zu werden, bis geklärt ist, woraus der höhere Wärmeverlust des Raumes resultiert.

Hätte die Messung der Temperaturen eine zu geringe Wärmeleistung der Fußbodenheizung ergeben, so wäre zu kontrollieren, ob der Heizkreis den erforderlichen Wasserdurchsatz aufweist. Es kann ja möglich sein, dass bei der Rohrverlegung in einem Bogen eine Rohrleitung abgeknickt wurde und dadurch der Durchfluss erheblich behindert ist. Bei Altanlagen könnte auch eine Verschlammung aufgetreten sein, die ebenfalls den Wasserdurchsatz reduziert. Für eine einfache Durchflusskontrolle wird das vor- und rücklaufseitige Ventil des bemängelten Heizkreises abgesperrt und ein Ende des Heizkreises am Heizkreisverteiler gelöst. Durch Öffnen des entsprechenden Ventils kann nun unter Anlagendruck Wasser in den Heizkreis einströmen. Am abgenommenen Ende des Heizkreises lässt man eine entsprechende Menge Wasser in ein offenes Gefäß fließen. Wenngleich diese Messung keine quantitative Aussage über den Durchfluss liefert, so kann man doch gewiß sein, dass der Kreis nicht verstopft ist.

Eine einwandfreie Wärmeversorgung ist nur gewährleistet, wenn auch die erforderliche berechnete Wassermenge durch den Heizkreis strömt. Zu diesem Zweck sollte man ein Durchflussmessgerät, z. B. mit zwei kurzen Gummischläuchen einen einfachen Warmwasserzähler in den Kreis einschleifen und die Ventile öffnen.  Liefert die Messung einen zu geringen Durchfluss, so kann dies folgende Ursachen haben:

• die Förderhöhe der Umwälzpumpe ist zu gering,

• der Druckverlust im Heizkreis ist zu groß (der Heizkreis ist zu groß),

• andere, kleinere Heizkreise sind nicht ausreichend gedrosselt,

• ein am Heizkreisverteiler angeschlossener Zusatzheizkörper ist nicht ausreichend gedrosselt.

Wird die Durchflussmessung mit einem Warmwasserdurchflusszähler  gemessen, so darf die erforderliche Wassermenge ohne weiteres 5 % unter dem erforderlichen Wert liegen, da ja auch der Warmwasserzähler einen entsprechenden Druckverlust aufweist, der in Reihe mit dem Druckverlust des Fußbodenheizkreises liegt.

Mitunter ist die Rohrlänge eines Heizkreises nicht näher bekannt. Es liegen keine Planungsunterlagen vor oder es wurden Heizkreise verändert. Wie kann man die Länge des Heizkreises feststellen?

Hat man Glück, sind Meter-Angaben auf dem Rohr, die man an den Rohrenden suchen kann. Die Differenz entspricht der Kreislänge. Aber Vorsicht! Es kann auch sein, dass innerhalb des Kreises angekuppelt wurde, dann ist das Ablesen der Meterangaben zur Feststellung der Kreislänge irreführend. Die sicherste Methode besteht darin, den Kreis mittels Wasserschlauch zu spülen, bis ein Strahl ohne Luftblasen kommt. Danach wird der Kreis mit Druckluft ausgeblasen und das Wasser aufgefangen und ausgemessen oder gewogen. In Verbindung mit dem Rohrdurchmesser hat man die Rohrlänge schnell ermittelt.

Nun benötigt man für weitere Untersuchungen die Verlegefläche. Ist sie nicht gerade mit der Fläche des Raumes identisch, so lässt man nur den zu untesuchenden Kreis in Betrieb und sperrt alle anderen ab. Eine zusätzliche Erhöhung der Betriebstemperatur ist sinnvoll, um möglichst hohe Oberflächentemperaturen zu bekommen, die man nach einigen Stunden Betriebszeit deutlich messen kann. Auch Infrarotfolien zum Auflegen liefern gute Ergebnisse.

Aus dem errechneten max. Wärmebedarf und der Fläche der Verlegefläche des Heizkreises gelangt man zum spezifischen Wärmebedarf und letztlich zum erforderlichen Massenstrom, der in Verbindung mit einer angemessenen Temperaturdifferenz für den Wärmetransport erforderlich ist.

Aus dem erforderlichen Massenstrom in Verbindung mit dem Innendurchmesser des Heizrohres kann man aus einer Druckverlustkurve für den Heizrohrdurchmesser den spezifischen Druckverlust je Meter Rohr entnehmen und mit der gesamten Rohrlänge multiplizieren. So erhält man den Gesamtdruckverlust des Kreises.

Durchflussmessung
Ein Ende des Heizkreises wird über einen Schlauch mit der Wasserleitung verbunden. An der Koppelstelle wird auch ein Manometer angeschlossen und der Druck gemessen. Das andere Ende des Heizkreises mündet in ein offenes Gefäß, in dem das Wasser für eine genau begrenzte Zeit aufgefangen und anschließend ausgemessen wird.

Die Wasserzufuhr wird soweit geöffnet, bis sich am Manometer ein gut ablesbarer Druck einstellt. Aus Fließzeit, Rohrinnendurchmesser und Wassermenge lässt sich zunächst die Fließgeschwindigkeit berechnen. Aus der Druckverlusttabelle für das Heizrohr und dessen Durchmesser ergibt sich für die ermittelte Fließgeschwindigkeit ein spezifischer Druckverlust je m Rohr.

Während des Versuches wurde der Anfangsdruck des Kreise abgelesen. Da am Ausgang des Kreises der Überdruck = 0 ist, entspricht der abgelesene Druck am Eingang des Kreises dem Differenzdruck. Teilt man diesen durch den spezifischen Druckverlust, so erhält man die Rohrlänge.

Die vorgenannte Methode ist immer dann sinnvoll, wenn trotz ausreichend groß berechneter Umwälzpumpe der Förderstrom deutlich unter der berechneten Menge liegt. Die Ausführungen dieses Kapitels sollen aufzeigen, mit welchen Mitteln und Möglichkeiten man vorhandene Fußbodenheizkreise mit einfachsten Mitteln auf ihre Funktion überprüfen kann.
Quellen
Das ABC der Flächenheizung und Flächenkühlung Winnenden: Heizungs-Journal Verlags-GmbH, ISBN 3-924788-16-2
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