Hydraulischer Abgleich

Grundvoraussetzung für eine vernünftige und damit optimale Wärmeerzeugung und -verteilung ist der sog. Hydraulische Abgleich der Heizungsanlage. Hierbei wird die Durchflussmenge der einzelnen Heizkreise der Fussbodenheizung so eingestellt, dass unterm Strich alle zur selben Zeit versorgt werden können. Wird das nicht gemacht und die Ventile der Heizkreise stehen einfach auf maximalen Durchfluss, so strömt bei den nahe an der Heizung befindlichen Heizkreisen das Heizungswasser mit Maximaltemperatur durch und bei den am weitesten entfernten nur noch deutlich abgekühltes Wasser. Zum einen kann es dann vorkommen, dass die weiter entfernt liegenden Räume dann nicht mehr mit der notwendigen Heizenergie versorgt werden, zum anderen aber auch, dass die Heizung den Heizbedarf falsch einschätzt, da die Rücklauftemperatur durch den kurzen Weg über die nahe gelegenen Heizkreise dann zu hoch ist (Heizung schaltet ab, obwohl die entfernt liegenden Heizkreise noch nicht genug Wärmeenergie bekommen haben). Dieser Effekt wird grundsätzlich durch die EER abgemildert, schliesslich schliessen die Ventile automatisch, wenn der Raum warm genug ist, sodass mehr Heizenergie für die anderen Räume bleibt. Die Einwirkungen auf die Rücklauftemperatur und die Probleme mit Überhitzung kleiner, nahe an der Heizung befindlicher Räume bleiben allerdings.
Da wir uns mit dem Thema hydraulischer Abgleich auch ein wenig selber befasst hatten (die Anlage wurde vom Installateur erst etwas später eingestellt) und nach tagelangem durchforsten von Webseiten und Videos mit der Frage „Wie geht das eigentlich?“ genauso schlau waren wie vorher, hier ein kurze Beschreibung, wie wir das zuerst selbst und dann später noch einmal gemeinsam mit dem Installateur gemacht haben.

Die Grundlage der hier geschilderten Vorgehensweise ist allerdings die Berechnung eines Fachingenieurs, woraus sich die rechnerisch notwendigen Durchflussmengen der Heizkreise sowie die Pumpenleistung ergibt. Als erstes wird die Durchflussmenge der Heizkreispumpe an der Wärmepumpe eingestellt. Hier ergab sich das Problem eine rechnerischen Mengenangabe aus der Rohrnetzberechnung in m³/h in eine % Pumpenleistungseinstellung an der Heizung zu konvertieren (bei uns sind das 0,717 m³/h = 11,95 l/min). Hierzu als erstes das Überströmventil zudrehen (keine Verfälschung des Messergebnisses durch unkontrollierten Durchfluss) und sämtliche Heizkreisventile öffnen. Dann die Pumpenleistung so lange reduzieren, bis die gewünschte Durchflussmenge erreicht ist (der Wert für die Durchflussmenge findet sich im Info Menü der Wärmepumpe).
Als ersten Anhaltspunkt kann man auch das Leistungsdiagramm der Pumpe zur Hilfe nehmen.

untitled

Leistungsdiagramm Heizkreispumpe

Gemäß Leistungsdiagramm müsste die Pumpe auf 57 PWM 1 = 43% Leistung eingestellt werden um die 0,717 m³/h bei 1,32m Förderhöhe zu erreichen. Mit dieser Einstellung kamen wir allerdings lediglich auf ~10 l/min. Erst mit einer Einstellung von 54% erreichten wir die gewünschten 11,95 l/min. Dies entspricht auch dem vom Wärmepumpenhersteller geforderten Nennvolumenstrom bei B0/W35 (7K), auf den die Leistung der Heizkreispumpe gemäß Handbuch eingestellt werden muss.
Bei immer noch vollständig geöffneten Heiskreisen wird als nächstes das Überströmventil eingestellt. Dieses Ventil gewährleistet, dass auch bei fehlender Wärmeabnahme durch die Heizkreise (d.h. alle Ventile geschlossen) eine Mindestdurchflussmenge gewährleistet bleibt. Dieses Ventil kann anhand einer Skala (meist in m Wassersäule) oder auch sehr gut „nach Gehör“ eingestellt werden. Das Ventil nun soweit öffnen, bis erste Strömungsgeräusche zu hören sind und dann wieder soweit schliessen, bis die Ströumungsgeräusche verschwunden sind.
Wenn man nun alle Ventile wieder schliesst sollte die Mindestdurchflussmenge noch erreicht werden (der Wert findet sich in den Technischen Daten der Wärmepumpe). Ein Unterschreiten der Mindestdurchflussmenge führt in der Regel zu einer Störungsmeldung bei der Wärmepumpe, muss also vermieden werden.
Für diese gesamte Prozedur muss man schon einige Zeit mitbringen, da es länger dauert, bis die Heizkreisventile wirklich vollständig geschlossen sind (sollte man am Heizkreisverteiler prüfen) und auch bis sich nach Änderung der Pumpenleistung wieder die Durchflussmenge angepasst hat.

Als nächstes wird die Leistung der Solepumpe eingestellt. Hierzu wird nach 10 Minuten Mindestlaufzeit der WP die Temperaturdifferenz am Vor- bzw. Rücklauf der Soleleitung gemessen. Abhängig von der gemessenen Quelleneintrittstemperatur ergibt sich dann gemäß eines Diagramms im Handbuch der Wärmepumpe eine erforderliche Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf. Die Quellenaustrittstemperatur soll dann entsprechend um den Betrag niedriger sein. Die Temperatur der Rohrleitungen kann z.B. mit einem Infrarotthermometer gemessen werden.
Da so ein Infrarotthermometer je nach Ausführung eine Messungenauigkeit von +/- 2°C hat, war uns diese Variante allerdings zu ungenau, da z.B. bei einer Quelleneintrittstemperatur von 6°C eine Spreizung von 3,5°C zwischen Sole-Vor- und Rücklauf erreicht werden soll. Wir haben deshalb zusätzlich den Wert anhand des Leistungsdiagramms der Pumpe ermittelt. Hierfür benötigt man den notwendigen Durchsatz der Sole-Pumpe (hier 1,4m³/h) sowie den Druckverlust durch die Erdsonde, Zuleitung und ggf. erhöhte Solekonzentration. Diese Werte sollten aus den Berechnungunterlagen hervorgehen. Man muss allerdings aufpassen und die im Vorfeld vom Fachingenieur angenommene Tiefe der Erdsonde bzw. Länge der Anbindekeitung durch die am Ende tatsächlich ausgeführten Werte ersetzen. Die Werte sollten einzeln aufgeführt sein, sodass man nur den Rechenwert pro m mit der tatsächlichen Sondentiefe bzw. Leitungslänge (Achtung, doppelte Tiefe/Länge wg. Hin- und Rücklauf) multiplizieren muss. Bei 124 m Sondentiefe und ca. 10 m Anbindeleitung ergibt sich bei uns z.B. ein Druckverlust von 643 mbar. Damit erhält man eine notwendige Pumpenleistung von 89%.
Mit dem Infrarotthermometer gemessen ergab sich damit eine Temperaturspreizung von ca. 2°C. Das ist zwar etwas zu hoch, aber eine Unterschreitung der vorgegebenen Temperaturdifferenz ist grundsätzlich in Ordnung.

Damit wären die Grundeinstellungen bereits erledigt. Als nächstes alle Heizkreisventile auf (EER auf maximale Einstellung, warten bis die Ventile aufgefahren sind) und die einzelnen Ventile einstellen. Hierbei ist es uns allerdings nicht gelungen, die in der Berechnung ausgewiesenen Durchflussmengen in m/s zu erreichen. Das ist allerdings auch nicht so tragisch, solange das Verhältnis der Durchflussmengen untereinander den Werten aus der Berechnung entspricht. Bei dem am weitesten entfernten Kreis sollte das Ventil dann idealerweise ganz geöffnet sein.
Das war es dann eigentlich auch schon 🙂

Die teilweise unterschiedlichen Druck- und Durchflussmengen-Einheiten muss man gegebenenfalls umrechnen.

  • 1m³/h = 16,67 l/min
  • 1l/h = 0,01667 l/min
  • 1 bar = 100 kPa
  • 1 mbar = 100 Pa

Als letztes kann man im Menü der Wärmepumpe noch die Leistung der Warmwasserpumpe einstellen. Wir dachten eigentlich immer, dies hat Einfluß auf den Druck des Warmwassers, welches am Wasserhahn ankommt, deshalb haben wir die Einstellung auch immer auf den standardmässigen 100% belassen. Beim letzten Besuch des Kundendienstes hat der freundliche Techniker uns einen Wert von 80% empfohlen. Dieser Wert bezieht sich nämlich auf die Förderleistung der Pumpe, wenn sie kaltes Wasser in den Warmwasserspeicher befördert.

Advertisements

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden /  Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden /  Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden /  Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden /  Ändern )

Verbinde mit %s