Hydraulischer Abgleich

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.

Der hydraulische Abgleich ist nach den Allgemein anerkannte Regeln der Technik (aaRdT) eine vorgeschriebene Leistung für die Neuinstallation  und Sanierung (z. B. Wechsel von Wärmeerzeugeugern [Kesseltausch, Wärmepumpmpen]) von Heizungsanlagen. Das gilt für Bauverträge nach BGB 2018 ( Verbraucher-Verträge) und Verträge nach VOB. Auch das neue Gebäudeenergiegesetz (GEG) schreibt den hydraulischen Abgleich in den § 20 und § 50 vor. Dies muss nicht ausdrücklich erwähnt werden, weil es automatisch Vertragsbestandteil ist. Außerdem wird bei dem Fördermaßnahmen der BAFA ein HA vorgeschrieben, der von einer Fachfirma über die Fachunternehmererklärung (FUK) bestätigt werden muss.

Der Hydraulische Abgleich ist die Voraussetzung für den Thermischen Ableich.

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 (EnergieEinsparVerordnung) und neuerdings durch das GEG vorgeschrieben, sondern auch Grundvoraussetzung für eine effizient arbeitende außentemperaturgesteuerte Anlage.

Ob ein hydraulischer Abgleich in einer Bestandsanlage (aber auch in Neubauten) überhaupt notwendig ist, kann man selber auch erst einmal bei verschiedenen Außentemperaturen testen.

In Neubauten sollte man bedenken, dass durch die Baufeuchte ein höherer Wärmebedarf besteht. Hier könnte bzw. sollte man den Test nach 2 bis 3 Jahren noch einmal durchführen (wenn nicht inzwischen ein Thermischer Angleich [Feinjustierung] durchgeführt wurde).

• Alle Ventile voll aufdrehen oder die Thermostatköpfe abnehmen > eine längere Zeit heizen (dabei sollte möglichst keine Fremdwärme, wie z. B. Sonneneinstrahlung, viele Personen, E-Geräte, die Einfluss auf die Erwärmung der Räume hat, vorhanden sein) < die Raumtemperaturen prüfen. Die Temperaturen sollten möglichst in der Mitte des Raumes in Sitzhöhe gemessen werden. (Eine normgerechte Raumlufttemperaturmessung sollte in der Mitte des Raumes in 0,75 m und 1 m Höhe mit einem wärmestrahlungsgeschützem Thermometer mit einer Messabweichung von max. 0,5 K erfolgen).
• Haben dann die Räume diegewünschte Temperatur, dann ist das in Ordnung. Natürlich müssen die "Wünsche" im Rahmen der Vernunft und der Heizflächenauslegung liegen.
• Wenn die Räumezu warm oder zu kalt sind, dann kann man als nächstes die Systemtemperatur (Heizkurve) niedriger oder höher einstellen. Nach jeder Änderung, muss wieder längere Zeit geheizt werden.
• Das Stellen an den Umwälzpumpen ist weniger sinnvoll. Die Pumpendrehzahl bzw. der Pumpendruck sollte so eingestellt werden, wie es die Rohrnetzberechnung vorgesehen hat. Die hoffentlich die Anlagenart (z. B. sollen Brennwert- oder Wärmepumpenanlagen eine geringe Temperaturspreizungen [4 bis 7 K] und niedrige Systemtemperaturen [Flächenheizung: 35/28 °C + 32/28 °C, Bauteilaktivierung: z. B. 28/24 °C] haben) berücksichtigt hat. Aber Vorsicht, eine zu hohe Fließgeschwindigkeit kann zu Heizungsgeräuschen führen.
• Wenn durch diese Maßnahme nichts erreicht wird, dann muss der Abgleich neu bzw. erstmals durchgeführt werden.

Ab dieser Stelle muss der Besitzer einer Einrohrheizung nicht weiterlesen, denn ein Abgleich dieser Anlagen ist nach diesem Prinzip nicht möglich, weil die Anlagen anders abgeglichen werden (Hydraulischer Abgleich – Einrohrheizung)!

Ist der Abgleich nur im Volllastbetrieb wirksam?
Eigentlich ja, aber genau deswegen ist ja ein hydraulischer Abgleich nur dann wirklich wirkungs- und sinnvoll, wenn eine selbstregelnde Pumpe oder ein differenzdruckgesteuertes Ventil eingebaut wird. Auch ist die richtig eingestellte Heizkurve Voraussetzung für eine hydraulisch richtig arbeitende Anlage.

Ab 1. Januar 2013 dürfen nur noch regelbare Umwälzpumpen eingebaut werden.

Dann arbeitet die Anlage auch im Teillastbetrieb (Abschalten einiger Heizflächen per Hand oder Fremdwärme) hydraulisch einwandfrei.

Hinzu kommt, dass das Heizungswasser nicht eine dicke Brühe ist oder wird, denn dann wird der Abgleich nach kurzer Zeit nicht mehr funktionieren, weil die "Brühe" eine andere Viskosität gegenüber reines Heizungswasser hat und sich höhere Widerstände in den engen Durchlässen der voreingestellten Ventile aufbauen. Auch liest man immer wieder, "es hat ja vorher funktioniert und nun nicht mehr". Wer macht sich schon Gedanken über die Wasserqualität?

Heizungs- und Kühlwasser ist kein "totes Wasser"! Immer wieder werden andere Meinungen vertreten. Ist das Unwissenheit, Halbwissen oder Ignoranz? Auf jeden Fall ist dieses Thema nicht so einfach, wie es sich viele vorstellen.

Viele Störungen (z.B. Strömungsgeräusche, Ausfall von Anlagenteilen) während des Betriebes einer PumpenWarmWasserHeizung lassen sich vermeiden, wenn man sich bei der Auslegung (Berechnung) und bei der Inbetriebnahme einer Wasserheizung ein wenig mehr Zeit nimmt.

Für die Dimensionierung der Rohrnennweiten können die Strömungsgeschwindigkeiten v (Wassergeschwindigkeiten) oder die vorliegenden Druckgefälle R herangezogen werden.

Dabei sind folgende Richtwerte für die Strömungsgeschwindigkeit zu beachten:
Rohrverteilung bei Fernheizungen - v = 0,8 m/s ... v = 2,0 m/s
Rohrverteilung im Kellergeschoss - v = 0,4 m/s ... v = 1,0 m/s
Rohrverteilung in bewohnten Räumen - v = 0,2 m/s ... v = 0,5 m/s
Heizkörperanschlüsse - v = 0,1 m/s ... v = 0,4 m/s

Richtwerte für Druckgefälle bei PumpenWarmWasserHeizungen:
R = 0,5 mbar/m ... R = 3 mbar/m (50 Pa/m ... 300 Pa/m)

Unter dem häufig im Zusammenhang mit der Rohrnetzberechnung verwendeten Begriff Stromkreis (Wasserstromkreis) versteht man den Weg, den das Wasser vom Heizkessel über Vorlauf, Wärmeaustauscher bzw. Heizkörper und Rücklauf zum Heizkessel zurücklegt. Dieser Stromkreis besteht in der Regel aus mehrere Teilstrecken (TS). Bei der Zweirohrheizung können Teilstrecken der Vor- und Rückläufe mit gleichen Heizwasserströmen zusammengefasst werden.

Durch den von der Heizungsumwälzpumpe erzeugte Pumpendruck wird der Druckverlust ausgeglichen, der durch Einzelwiderstände, Regelarmaturen und gerade Rohrstrecken entsteht. Da die einzelnen Stromkreise einer Warmwasserheizungsanlage parallel geschaltete Widerstände bilden, errechnet sich der notwendige Pumpendruck aus den Druckverlusten des ungünstigsten Stromkreises. In diesem Stromkreis entsteht der größte Druckverlust.
In den Stromkreisen, in denen der Druckverlust geringer ist, müssen Drosselarmaturen (voreinstellbare Thermostatventile [evtl. einstellbare Rücklaufverschraubungen], in größeren Anlagen - Strangregulierventile oder Differenzdruckregler) eingebaut werden. Diese Drosselarmaturen reduzieren den überschüssigen Druck bzw. halten ihn konstant, damit der günstigste Heizkreis (Heizkörper) nicht die Anlage steuert, denn dieser Heizkreis (Heizkörper) beeinflusst die Funktion der anderen Heizkreise (Heizkörper). Einfach gesagt, dieser Heizkörper darf den anderen Heizkörpern nicht das Wasser wegnehmen.

Wenn nicht in allen Stromkreisen der gleiche Druckverlust besteht, stellen sich andere Heizwasserströme als die berechneten notwendigen Massenströme ein. Das Wasser strömt dann mit einer viel zu großen Menge durch die Heizkreise (Heizkörper) mit den geringeren Widerständen. Die Heizkörper geben mehr Wärme ab, wirken als Störgröße für die Raumregelung und führen evtl. zu Ströumungsgeräuschen. Das Ergebnis ist, dass die Hydraulik durcheinander gebracht wird.

Die Folge des fehlenden Abgleichs ist, dass die Heizkreise (Heizkörper) mit höheren Widerständen nicht warm werden. Die falsche "logische Folgerung" wäre, den Pumpendruck zu erhöhen (höhere Schaltstufe, größere Pumpe). Dies bedeutet einen höheren Stromverbrauch, evtl. extreme Fließgeräusche, Einbau eines Überströmventils (Energievernichtung) und Lufteinsaugung (Verschiebung des Nullpunktes). Aber dadurch werden die Probleme noch größer.

Wenn die Anlage richtig abgeglichen ist, kann durch den Einsatz einer (selbsttätig) regelbaren Pumpe (nach der EnEV ab 25 kW [Nennwärmeleistung] vorgeschrieben) der Energieverbrauch der Pumpe bis zu 80 % reduziert werden. Solche Pumpen haben sich oft nach 2 Jahren amortisiert. Besonders jetzt ist eine aufbereitete Anlage wichtig!

Die alte, seit Jahrzehnten praktizierte Rohrnetzberechnung hat sich für bestehende Anlagen inzwischen überholt. Sinnvoll ist die Berechnung mit einem Berechnungsprogramm und man wird schnell feststellen, dass der theoretisch ungünstigste Heizkörper meistens nicht der richtige Heizkörper ist.

Auch die Berechnung für den nachträglichen Abgleich in Bestandsanlagen ist mit solchen Programmen möglich, aber ob diese aufwendige Berechnung notwendig ist, wird immer noch kontrovers diskutiert. Viele Hersteller bieten Überschlagsberechnungen an, die für die Praxis tolerierbar sind. Es werden auch schon Programme für Handys angeboten. Ein überschlägiger Abgleich ist immer noch besser gegenüber gar keinem!

Auch sollte daran gedacht werden, dass man ein Feintunig in der ersten Heizperiode nur bei Temperaturen unter +5° C durchführen kann und dass Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, Personen und Elektrogeräte in den Räumen) möglichst vermieden wird, da sonst eine Überprüfung der erreichten Raumtemperaturen verfälscht werden!

(Eine normgerechte Raumlufttemperaturmessung sollte in der Mitte des Raumes in 1 m Höhe mit einem wärmestrahlungsgeschützem Thermometer mit einer Messabweichung von max. 0,5 °C erfolgen).

Praxisvorschlag zur Überprüfung der Anlagenhydraulik.
Die Güte der Hydraulik einer Anlage (mit Heizkörpern) zu überprüfen, ist eigentlich sehr einfach. Die Wärmezufuhr wird abgeschaltet und die Anlage kühlt mit laufender Pumpe ab, dabei müssen alle HK-Ventile voll aufgedreht sein. Wenn das Anlagenwasser abgekühlt ist, wird die Pumpe abgeschaltet und der Wärmeerzeuger hochgeheizt. Nach dem Erreichen der maximal zulässigen Temperatur (je nach Heizsystem verschieden) wird die Pumpe wieder eingeschaltet. Nun wird überprüft, ob das warme Wasser relativ gleichzeitig an allen Heizkörpern ankommt. Wenn einzelne Heizkörper zu schnell warm werden, dann bekommen sie zu viel Wasser (Wärme). Heizkörperanschlüsse, die nur langsam warm werden, sind unterversorgt. Jetzt kann der Fachmann schon abschätzen, wie der Abgleich vorzunehmen ist.
Die Überprüfung einer Fußbodenheizung kann in ähnlicher Weise durchgeführt werden. Hier muss aber der Rücklauf gefühlt werden.

Voraussetzung für einen weiteren Abgleich sind voreinstellbare Ventile (bzw. Rücklaufverschraubungen) und richtig ausgelegte Heizflächen.

Ein Erklärungsversuch
Wenn man eine vorausschauende und sachliche Fahrweise bewerten soll, erkennt man sicher auch nur geringeren Bremsen- und Reifenverschleiß. Dass so ein Fahrzeug dann insgesamt in allen Belangen schonender und sparsamer betrieben wird und nach Jahren einen deutlich besseren Eindruck hinterlässt, als eine verschlissene Schrottkarre, wird sicher jeder verstehen.
Ein Fahrzeug, das innerhalb sinnvoller und "bedarfsgerechter" Betriebszustände betrieben wird, läuft sparsamer und hält länger.
Auch, wenn der Vergleich mit dem Fahrzeug für beratungsresistente und merkbefreite Diskussionsteilnehmer, die permanent den erwiesen sinnvollen und in der Praxis auch von Laien bereits als äußerst vorteilhaft erkannten hydraulischen Abgleich torpedieren, vielleicht etwas hinkt, gilt das Gleiche auch für Heizungsanlagen.
Der hydraulische Abgleich sorgt dafür, dass die Heizung innerhalb definierbarer und damit kontrollierbarer Betriebszustände läuft.

Wichtig ist letztendlich, dass alle Räume die gewünschte, in der Heizlastberechnung festgelegte, Temperatur haben, ohne das die Ventile schließen, wenn keine Fremdwärme vorhanden ist. Hierzu ist ein Thermischer Abgleich notwendig.

Schon 1960 wurde in der DIN 18380 – Zentralheizungs-, Lüftungs- und zentrale Warmwasserbereitungsanlagen - im Rahmen des Probeheizens ein hydraulischer Abgleich vorgeschrieben.

(hier ein Auszug aus dem Fachbuch in meiner Lehrzeit [1961 -64])