Der besondere Komfort und die große Freiheit bei der Raumgestaltung machen Fußbodenheizungen sehr beliebt. Bei einem interessanten Bauvorhaben wurde jetzt eine „verteilerlose“ Fußbodenheizung eingesetzt. Im folgenden Fachaufsatz wird dies von Dipl. Ing FH Peter Gabanyi ausführlich beleuchtet.
 Systemschnitt „verteilerlose“
Fussbodenheizung. | Das Ingenieurbüro ITEM aus München plant die Haustechnik einer Reihenhaussiedlung in Starnberg. Ein interessantes Projekt, da die Wärmeversorgung über eine zentrale Wärmepumpenanlage mit oberflächennaher Geothermie über Tiefensonden von 300 m umgesetzt wird. Voraussetzung für einen späteren wirtschaftlichen Betrieb der Anlage ist eine optimal ausgelegte Fußbodenheizung. Dabei ist es die Pflicht des Planers, den Bauherrn auch über Alternativen zum konventionellen Fußbodenheizungssystem zu informieren. Bei diesem Bauvorhaben wird die Variante einer „verteilerlosen“ Fußbodenheizung eingesetzt.
|
Die Vorgaben an den Planer waren hier klar definiert:
- Optimum an Komfort
- Maximum an Energieeinsparung und Betriebskosteneinsparung
- Bestmöglicher störungsfreier Wärmepumpenbetrieb mit Kühlmöglichkeit
- Kostenoptimiertes System.
Außerdem sollen folgende bekannte Schwächen der konventionellen Fußbodenheizung vermieden und Verbesserungen erreicht werden:
- Keine unkontrollierte Wärmeabgabe durch Verteilerkasten und Zuleitungen in anderen Räumen
- Wohnungsflure sollen eigenen Heizkreis erhalten
- Keine Zusatzenergie zur Steuerung der Thermostatventile
- Keine Geräusche der Stellmotoren
- Kein Funk oder Elektrosmog im Haus
- Wartungsfreie Thermostatventile
- Ventile als Stetigregler statt Auf- / Zu-Regler
- Verbesserung des Selbstregeleffektes der trägen FBHZ (Speicherheizung) durch mechanisch kontrollierten Bypass – damit schnelleres Ansprechen der Flächenheizung
- Verringerung der Temperaturwelligkeit des Bodens dank Bypass
- Energieeinsparung durch Verringerung des Überdimensionierens des Bodens durch größere Rohrabstände
- Keine Verteilerkästen auf den Etagen des Reihenhauses
- Garantierter Wasser-Mindestdurchsatz bei Wärmepumpenbetrieb
- Schnelles Aufheizen nach einer Absenkphase
- Bypass vom Betreiber / Mieter individuell für jeden Raum mechanisch kontrolliert, einstellbar und absperrbar
- Alternativ: Möglicher Wärmepumpenbetrieb auch ohne Pufferspeicher bzw reduziertem Pufferspeichervolumen
- Kostenneutrale Umsetzung der Optimierung
Das Fußbodenheizungssystem, das alle diese Forderungen erfüllt, ist die „verteilerlose Fußbodenheizung“ mit speziell dafür weiterentwickelten Oventrop- Armaturen:
Kernstück dieses Systems ist die Einzelraumregelung, die Unibox EBV mit patentiertem, mechanisch kontrolliertem und individuell einstellbarem Bypass.
Für die leichtere und schnellere Montage ist ein neuer Montagekanal entwickelt worden. Die Rücklaufleitungen aller Kreise und Zusatzheizkörper aus allen Etagen des Reihenhauses werden auf einem zentralen Rücklauf-Sammler im Heizraum zusammengefasst. Der Vorlauf, eine isolierte Verteilleitung auf dem Rohfußboden, führt vom Heizraum in alle Etagen zu den Raum-Boxen.
Mit diesem Armaturen-System kann jedes bekannte Fußbodenheizungs-System die gestellten Forderungen des Auftraggebers erfüllen. Das System ist selbstverständlich genauso für den mehrgeschossigen Wohnungsbau, für Büro- und Verwaltungsbau und für Massiv-, Leicht- und Fertigbau geeignet.
Die Unibox EBV entspricht der vom Gesetzgeber in der EnEV geforderten Raumtemperaturregelung. Es handelt sich um einen Stetigregler, geräuschlos, ohne Zusatzenergie, ohne elektromagnetische Strahlung, ohne Funk und weitestgehend wartungsfrei.
Neben den Funktionen Absperren, hydraulisch Abgleichen, Entlüften und Entleeren hat die EBV-Box auch noch den mechanischen, kontrollierbaren Bypass. Sie ermöglicht den Verzicht auf den Vorlaufverteiler und die Vorlauf-Heizkreis-Anbindeleitungen im Estrich. Nur die „kalten“ Rücklaufleitungen aller Heizkreise werden im Estrich zum Rücklauf-Sammler geführt.
Hier wird Energie gespart, indem man die unkontrollierte Wärmeabgabe und das Überheizen fremder Räume durch Zuleitungen vermeidet. Indem man ein Überdimensionieren durch unnötig enge Rohrabstände vermeidet, kann ebenfalls Energie gespart werden.
Viele Hersteller herkömmlicher Fußbodenheizungs-Systeme empfehlen einen maximalen Rohrabstand von 20 cm, um den Komfort zu verbessern, indem die Temperaturwelligkeit des Bodens reduziert wird. Damit wird in vielen Räumen zu viel Wärmeenergie in den Heizestrich geladen.
Der Bypass reduziert die Temperaturwelligkeit des Bodens und erlaubt dadurch, den Rohrabstand auf 25 - 30 cm zu vergrößern. Durch diese Maßnahme wird aber gleichzeitig der Wärmeeintrag in den Speicherestrich reduziert und der Raumheizlast angepasst.
Abb.1 - Ventil eines herkömmlichen Systems ohne Bypass.
Die dritte Form der Energieeinsparung ist der Verzicht auf Hilfsenergie für die Regelung. Die Simulationsberechnung von Prof. Dr. Ing. Roland Kraus der Hochschule München zeigt das instationäre Temperaturverhalten der Fußbodenheizung während Absenk- und Aufheizphasen eines Musterraumes.
Abb. 2 - Ventil mit mechanisch kontrolliertem Bypass, hier 30% Wasserdurchsatz.
Der Vergleich der Kurven für Boden-Oberflächentemperatur und Raumtemperatur in den beiden Diagrammen 1 und 2 lässt die Unterschiede gut erkennen. Bis zu fünf Stunden Unterbrechung durch Fremdwärmeeintrag (Sonneneinstrahlung) ist durchaus üblich. Ansonsten liegen gleiche Voraussetzungen vor. Aus den Diagrammen 1 und 2 ist zu erkennen: Der Bypass der EBV-Box bewirkt eine gleichmäßigere Boden- Oberflächentemperatur (lila). Außerdem wird der Sollwert der Raumtemperatur (rot + blau) nach der Absenkphase schneller erreicht (orange = Sollwert Raumtemperatur, grün = Ventil offen).
Das Thema „Nachtabsenkung“ und Fußbodenheizung wird in einem späteren Fachbeitrag behandelt. Dazu gibt es interessante Ergebnisse einer weiteren Simulationsberechnung. Dieser Beitrag ist eine vereinfachte Darstellung eines sehr komplexen Systems – der Regelung der Fußbodenheizung.
Die Fußbodenheizung ist eine Speicherheizung. Eine schnelle Regelung wie bei einer Heizkörperheizung darf nicht erwartet werden. Regeln heißt nicht nur, genau zu messen und schnell zu schalten. Das Problem ist der speichernde Estrich, der diese Aktionen nur langsam umsetzt. Von dem jeweiligen Ladezustand dieses Heizestrichs hängt der Komfort ab.
Hinweis: Dass der Selbstregeleffekt ein wichtiger Anteil der Regelung ist – ebenso wie andere elementare Zusammenhänge – ist in bereits
drei veröffentlichten Fachbeiträgen Peter Gabanyis im HaustechnikDialog nachzulesen:
Fußbodenheizung: Innovation praktisch umgesetzt – eine Anlage ohne Kompromisse Verbesserungswürdige Fußbodenheizung – Auf der Suche nach innovativen Ideen Rund um die Fußbodenheizung
| | Der Autor Dipl.-Ing. (FH) Peter Gabanyi ist seit über 35 Jahren Software-Entwickler und Inhaber eines Rechenzentrums für angewandte Heiztechnik.
[email protected]
|