Hydraulischer Abgleich
Wie Sie vom hydraulischen Abgleich profitieren können
Die meisten Heizungsanlagen in Deutschland funktionieren mehr schlecht als recht – irgendwie wird’s schon warm. Nur wenige sind hydraulisch abgeglichen. Was heißt das aber?
Nicht abgeglichenes System (Grafik: BImA).
Die Problematik
Das Heizungswasser, das durch Rohrleitungen gepumpt wird, nimmt immer den Weg des geringsten Widerstandes. Der Strömungswiderstand ergibt sich unter anderem durch die Rohrlängen, Formstücke und Armaturen in den Leitungen. Ist ein Heizungssystem nicht abgeglichen, werden die Heizkörper (oder die Stränge einer Fußbodenheizung), die näher am Wärmeerzeuger liegen, mit Heizungswasser überversorgt. Sie werden so wärmer als die Heizkörper, die weiter entfernt sind.
Zur Verdeutlichung soll ein Turm dienen, in dem ein Erdgeschosszimmer und ein Dachzimmer sind. Der Heizkörper des unteren Zimmers wird durch die Nähe zum Heizkessel und zur Heizungspumpe im Keller besser durchströmt als der Heizkörper im oberen Zimmer. Letzterer wird viel langsamer und später warm oder bleibt sogar kalt. Der Wärmebedarf wird nicht optimal gedeckt. Die gleiche Problematik ist in allen Gebäuden, also auch in Einfamilien- und vor allem in Mehrfamilienhäusern (EFH/MFH) vorzufinden.
Links: Hydraulisch nicht abgeglichenes Heizungssystem. Rechts: Hydraulisch abgeglichenes Heizungssystem (Grafik: BImA).
Im linken Bild ist der Unterschied der Heizkörpertemperaturen in einem nicht abgeglichenen System gut zu erkennen. Der Weg vom Heizkessel zu den Heizkörpern wird als Vorlauf (rot) bezeichnet; der Weg von den Heizkörpern zum Kessel als Rücklauf (blau). Trotz einer im Vergleich zum rechten Bild höheren Vorlauftemperatur von 70 Grad Celsius, wird sich der Bewohner im zweiten Obergeschoss links über niedrige Temperaturen beschweren, während der Bewohner im Erdgeschoss rechts öfter das Fenster aufmachen wird, um die von dem Heizkörper zu viel abgegebene Wärme hinaus zu lüften.
Im rechten Bild ist das System hydraulisch abgeglichen, die Verteilung des warmen Heizungswassers ist gleichmäßig. Die erforderliche Wärmemenge für jeden einzelnen Raum kann hierbei energiesparend mit einer Vorlauftemperatur von 60 Grad zur Verfügung gestellt werden.
Häufig gemachte Fehler: Pumpenleistung und Vorlauftemperatur erhöhen
Bei solch einer ungleichen Warmwasserversorgung ist es zunächst vielleicht naheliegend, die Pumpe auf eine höhere Leistung zu stellen, oder über die Veränderung der Heizkurve, die Vorlauftemperatur des Heizungswassers zu erhöhen. Durch diese Maßnahmen werden die ungünstig gelegenen Heizkörper zwar wärmer, doch die Erhöhung der Pumpenleistung kostet mehr Strom und kann Fließgeräusche in den Rohrleitungen erzeugen. Die Erhöhung der Vorlauftemperatur sorgt indes im ganzen Haus für höhere Temperaturen. Also wird es im Erdgeschoss ebenfalls noch wärmer, was auch von den relativ langsam reagierenden Thermostatventilen nicht angemessen verhindert werden kann. Deren primäre Aufgabe ist es ohnehin, das zuströmende Warmwasser beim Vorhandensein von Fremdwärme zu begrenzen, also zum Beispiel von Wärmegewinnen aus Sonneneinstrahlung. Außerdem erhöht sich mit einer höheren Vorlauftemperatur auch der Wärmeverlust im Verteilnetz und die Rücklauftemperatur hin zum Heizkessel steigt an. Letzteres steht beispielsweise einer optimalen Nutzung eines Brennwertkessels entgegen. Dies sind nur einige der Probleme, die aus Maßnahmen ohne hydraulischen Abgleich entstehen können.
Die Lösung: Der Abgleich
Diese Schwierigkeiten können durch eine hydraulische Abgleichung des Rohrnetzes behoben werden.Wobei eine komplette Optimierung zusätzlich auch den eventuellen Austausch einer alten Umwälzpumpe gegen eine Hocheffizienzpumpe und die Anpassung der Heizkurve umfasst.
Einzelteile Heizkörperthermostatventile (Grafik: BImA).
Nach dem Abgleich werden alle Heizkörper gleichmäßig bzw. bedarfsgerecht durchströmt, unabhängig von ihrer Lage oder der Länge der zuführenden Rohrleitungen. Dies geschieht durch die Voreinstellung der Heizkörperventile. Diese Voreinstellmöglichkeit der Ventile ist Stand der Technik und Voraussetzung für den Abgleich. Durch eine Veränderung der Ventilöffnung werden der Widerstand beim Einfließen des Wassers und somit die Durchflussmenge des Heizungswassers voreingestellt. Im Beispiel mit dem Turm hätte das zur Folge, dass am unteren Heizkörper eine Drosselung des Volumenstroms über das voreinstellbare Ventil erfolgt. Durch die Verengung des Zugangs zum Heizkörper wird der Strömungswiderstand im unteren Heizstrang so erhöht, dass beide Heizstränge den gleichen Widerstand aufweisen. Das bedeutet, dass beide Heizkörper den gleichen Heizwasserdurchfluss erhalten und die gleiche Wärmeleistung erbringen können.
Abgeglichenes System (Grafik: BImA).
Zusammengefasst bedeutet eine hydraulische Optimierung die Beseitigung von Fehlfunktionen der Heizung. Daraus folgen Ersparnisse an Heiz- und Pumpenergie sowie eine Geräuschminderung in der Anlage. Ein gleichmäßigeres Aufheizen der Räume erhöht zudem die Behaglichkeit.
Das Einsparpotenzial
Laut einer Studie aus den Jahren 2002 bis 2005 bewirkte die Optimierung der Heizanlage bei den untersuchten Gebäuden im Durchschnitt eine Heizenergieeinsparung von acht Kilowattstunden je Quadratmeter und Jahr (kWh/(m²a) bezogen auf die beheizte Wohnfläche.
Witterungsbereinigte Heizenergieeinsparungen (OPTIMUS-Projekt, Jagnow/Wolff 2006) (Grafik: BImA).
Wie der Tabelle zu entnehmen ist, waren die Einsparungen in Mehrfamilienhäusern höher als in Einfamilienhäusern. Der hydraulische Abgleich und die Optimierung der Heizungsanlage beeinflussen den Heizenergieverbrauch stärker in Gebäuden, die auf einem relativ guten energetischen Niveau sind (ab dem Baujahr 1978). Gebäude ab dem Baujahr 1995 wiesen noch größere Einsparungen auf. Zusätzlich zu den Einsparungen im Wärmeverbrauch ließ sich eine Verringerung des Stromverbrauchs von 0,3 kWh/(m²a) erzielen, hauptsächlich durch eine Optimierung der Pumpen.
Die Förderungen
Der hydraulische Abgleich sollte von fachkundigem Personal durchgeführt werden. Bei dieser Dienstleistung finden in der Regel mindestens zwei Ortstermine statt, um alle relevanten Daten zu erfassen. Für die dafür anfallenden Kosten empfiehlt es sich vorab die aktuellen Fördermöglichkeiten auf Bundes-, Landes- und kommunaler Ebene zu recherchieren. Es sollte unbedingt darauf geachtet werden, dass die Förderung beantragt und bewilligt wurde, bevor der Handwerker beauftragt wird.
Fazit
Der hydraulische Abgleich lohnt sich aus vielen Gründen:
- Er spart Energie.
- Er ist wirtschaftlich.
- Er schützt die Umwelt.
- Er erhöht den Komfort und steigert die Behaglichkeit.
- Er minimiert störende Geräusche im Heizungssystem.
- Er macht unabhängiger von Energiepreisen und von Brennstoffverfügbarkeit.
- Er fördert die regionale Wirtschaft und das Handwerk.