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Autoren
OldBo
01.11.2024
Bei der Schwerkraftheizung bildet die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf der Heizrohre eine geringe Druckdifferenz. Das zu den Heizkörpern strömende Wasser ist etwas leichter und damit ist der Leitungsdruck hier auch geringfügig höher als der Druck in den Rücklaufleitungen. Diese kleine Druckdifferenz wird genutzt, um das Wasser zu den Heizkörpern zu transportieren.
Die unterschiedlichen Gewichtskräfte bewirken die Auftriebs- und Abtriebsbewegung des Wassers<br/><br />Der träge Anlauf einer solchen Schwerkraftzirkulation führte bereits am Anfang des 20. Jahrhunderts zu Überlegungen, sogenannte Umlaufbeschleuniger in die Rohrleitungen einer Heizung einzubauen
 Die unterschiedlichen Gewichtskräfte bewirken die Auftriebs- und Abtriebsbewegung des Wassers

Der träge Anlauf einer solchen Schwerkraftzirkulation führte bereits am Anfang des 20. Jahrhunderts zu Überlegungen, sogenannte Umlaufbeschleuniger in die Rohrleitungen einer Heizung einzubauen
Quelle: Wilo SE
Bei der Schwerkraftheizung bildet die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf der Heizrohre eine geringe Druckdifferenz. Das zu den Heizkörpern strömende Wasser ist etwas leichter und damit ist der Leitungsdruck hier auch geringfügig höher als der Druck in den Rücklaufleitungen. Diese kleine Druckdifferenz wird genutzt, um das Wasser zu den Heizkörpern zu transportieren.

Der Umtriebsdruck (wirksame Druck) einer Schwerkraftheizung hängt ab
  •  von der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf
  •  vom Temperaturniveau
  •  von der Anlagenhöhe (Mitte Kessel und Mitte des jewiligen Heizkörpers)
Je höher die Temperaturdifferenz, je höher das Temperaturniveau und je größer die Anlagenhöhe, desto größer ist der Umtriebsdruck.

Da die notwendigen Faktoren bei bei Niedertempratur- und Etagenheizungen einen ungünstigen Wert haben, sind solche Anlagen für Schwerkraftheizungen ebensowenig praktikabel und bei Fußbodenheizungen ausgeschlossen. Wandheizungen wären möglich.

Der träge Anlauf einer solchen Schwerkraftzirkulation führte bereits am Anfang des 20. Jahrhunderts zu Überlegungen, sogenannte Umlaufbeschleuniger in die Rohrleitungen einer Heizung einzubauen. Mit der Einführung der Umwälzpumpen Ende der 50er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden auch Schwerkraftheizungen umgerüstet.

Aber in Gebieten ohne Stromanschluss oder mit häufigem Stromausfall sind solche Anlagen in Verbindung mit offenen Anlagen auch heute noch eine Lösung. Neuerdings werden auch wieder Anlagen mit Festbrennstoffwärmeerzeuger und Wassertasche als offene Anlage gebaut und hier bietet sich evtl. auch eine Schwerkraftheizung an.

Auch Solar- und TW-Zirkulationsanlagen können mit dem Schwerkraftprinzip gebaut werden. Thermosiphon-Solaranlagen arbeiten nach dem Schwerkraftprinzip.

Voraussetzungen:
  •  einwandfreie Entlüftung
  •  große Rohrquerschnitte
  •  Abgänge mit wenig Widerstand (z.B. Einschuhung, Hosen-T-Stück)
  •  Heizkörperventile mit wenig Widerstand
Vorteile:
  •  stromunabhängig
  •  keine Srömungsgeräusche
  •  Sommerstrang möglich
  •  auch in Solaranlagen und TW-Zirkulation einsetzbar
Nachteile:
  •  größere Rohrsteigung
  •  träge infolge geringer Wassergeschwindigkeit
  •  erhöhte Wärmeverluste durch höhere Systemtemperaturen
  •  teures Rohrnetz
  •  Spezialventile erforderlich

Nach den Vorgaben der EnEV bzw. Gebäudeenergiegesetz (GEG) sind solche Anlagen nur noch schwer einzusetzen.

Der Dichteunterschied bei der Erwärmung des Wassers hat auch einen Einfluss z. B. bei einer Eigen-, Natur-, Gegenstrom-, In-Rohr- bzw. Mikrozirkulation bzw- Thermosiphon.

Berechnungsgrundlagen
Druckgefälle
 Druckgefälle
Quelle: Bosy
Druckverlust
 Druckverlust
Quelle: Bosy
Druckverlust Z-Werte
 Druckverlust Z-Werte
Quelle: Bosy
Widerstandsbeiwerte
 Widerstandsbeiwerte
Quelle: Bosy
Beispiel Heizkörperanschluss
 Beispiel Heizkörperanschluss
Quelle: Bosy

In der Schwerkraftheizung wird der wirksame Druck (Umtriebsdruck) von der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf, der Anlagenhöhe (Mitte Kessel - Mitte Heizkörper der jeweiligen Etage) und dem Temperaturniveau errechnet. Je höher die Anlage und je größer die Temperaturdifferenz, desto größer ist der Umtriebsdruck. Diese physikalischen Gegebenheiten ergeben, dass eine Schwerkraftheizung als Etagenheizung nur mit oberer Verteilung gebaut werden kann. Bei Niedertemperaturheizung werde sie nicht eingesetzt.


Wasser und seine Eigenschaften: Dichte, Dichtetabelle, Anleitung für eine einfache Dichtemessung und -berechnung, Mengeneinheiten für Wasser, Dichteanomalie

Rohrnetzberechnung - Schwerkraftheizung

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