statischen hydraulischen Abgleich Fachinformation 1/10 Seite 1 Hydraulischer Abgleich in bestehenden Heizungsanlagen: Wege zur Berechnung der Durchflussmengen für den statischen hydraulischen Abgleich... Seite 1 Die Berechnungsformblätter "Hydraulischer Abgleich in bestehenden Gebäuden" zur Ermittlung der Volumenströme für den statischen Strangabgleich... Seite 2 Praxisbeispiele zur Ermittlung der Volumenströme für den statischen Strangabgleich von Heizungsanlagen mit Raumheizkörpern (Radiatoren)... Seite 3 Arbeitshilfen für den statischen hydraulischen Abgleich bestehender Heizungsanlagen Mit dem statischen hydraulischen Abgleich werden in Heizsystemen die Durchflussmengen so einreguliert, dass eine gleichmäßige Wärmeverteilung erreicht wird. Die Strangregulierventile SETTER BYPASS SD, SETTER INLINE und SETTER RONDO sowie die Abgleichoberteile TOPMETER begrenzen die Volumenströme auf die Durchflusswerte, die der geforderten Wärmemenge entsprechen. Eine wesentliche Voraussetzung für den statischen hydraulischen Abgleich ist, dass die Soll- Durchflussmengen für die einzuregulierenden Leitungsabschnitte bekannt sind. Zur Einregulierung von Neuanlagen lassen sich die Durchflussmengen aus den Berechnungsergebnissen der Rohrnetzdimensionierung entnehmen. Für bestehende Anlagen liegen diese Daten jedoch in vielen Fällen nicht vor, so dass die Durchflussmengen zunächst ermittelt werden müssen. Hier steht der SHK-Fachmann in der Praxis zunächst vor der Aufgabe, an brauchbare Daten zu gelangen und in vielen Fällen vor der Frage: Wie soll eine bestehende Heizungsanlage hydraulisch abgeglichen werden, wenn keine Berechnungsdaten vorliegen und damit auch keine Durchflussmengen bekannt sind? Zur Bestimmung der zur Einregulierung benötigten Werte sind verschiedene Vorgehensweisen möglich, um die Volumenströme näherungsweise zu ermitteln. Für die Fachbroschüre ENERGIE IN BA- LANCE wurden deshalb die Berechnungsformblätter "Hydraulischer Abgleich in bestehenden Gebäuden" für Radiatoren- und Fußbodenheizungen entwickelt. Praxisbeispiele zur Ermittlung der Volumenströme für den statischen Abgleich von Fußbodenheizkreisen und zugehörigen Strangleitungen... Seite 5 Die beiden Berechnungsformblätter stehen auf den Internetseiten von TACONOVA unter dem Link http://formular.taconova.de zum kostenlosen Download zur Verfügung. Auf die Durchflussmenge zurückrechnen Diese Fachinformation stellt anhand von Zahlenbeispielen die Anwendungsmöglichkeiten der Formblätter "Hydraulischer Abgleich in bestehenden Gebäuden" vor, um in bestehenden Heizungsanlagen mit Radiatoren oder Fußbodenheizung auch dann den statischen hydraulischen Abgleich vornehmen zu können, wenn keine Berechnungsdaten vorhanden sind.
statischen hydraulischen Abgleich Fachinformation 1/10 Seite 2 Wie können nun für bestehende Anlagen, wenn keine Berechnungsdaten zur Verfügung stehen, die zunächst benötigten Ausgangswerte ermittelt werden? Stehen als Ausgangsdaten die Werte für Wärmeleistung und Temperaturdifferenz zur Verfügung, können daraus die Volumenströme errechnet werden. Die zur Einregulierung benötigten Soll- Durchflussmengen werden nach der Gleichung V Q / c T berechnet. Hierbei sind V = Volumenstrom [l/h] Q = Wärmeleistung [W] c = Konstante für die spezifische Wärmekapazität von Wasser [1,163 Wh/l K] T = Temperaturdifferenz [K] zwischen Vorlauf und Rücklauf des Heizsystems Der Wert für die Temperaturdifferenz T kann anhand der Auslegungstemperaturen oder vor Ort durch Ablesen der Vor- und Rücklauftemperaturen bestimmt werden. Für Radiatoren- und Fußbodenheizungen gibt es jeweils verschiedene Wege, um die zur Einregulierung benötigten Durchflussmengen zu ermitteln. Abb. links: Formblatt zur Ermittlung der Volumenströme für den statischen Strangabgleich von Heizungsanlagen mit Raumheizkörpern. Abb. rechts: Formblatt zur Ermittlung der Volumenströme für den statischen Abgleich von Fußbodenheizkreisen und zugehörigen Strangleitungen TACONOVA zeigt in der Fachbroschüre ENERGIE IN BALANCE, wie sich die Volumenströme näherungsweise ermitteln lassen und hat ergänzend dazu die Berechnungs-Formblätter "Hydraulischer Abgleich in bestehenden Gebäuden" entwickelt. Die Beispiele 1 bis 4 stellen die Anwendungsmöglichkeiten des Formblatts für Heizungsanlagen mit Raumheizkörpern vor. Die Wärmeleistung Q lässt sich näherungsweise rechnerisch bestimmen, wenn der Heizwärmebedarf bzw. die Heizlast des Gebäudes bekannt ist oder anhand von Erfahrungswerten bestimmt werden kann oder im Bestand die Daten der Heizflächen (Heizkörper, Fußbodenheizkreise) aufgenommen werden können. Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen für die Praxis anhand konkreter Zahlenbeispiele die Anwendung der Formblätter "Hydraulischer Abgleich in bestehenden Gebäuden", ausgehend von jeweils unterschiedlichen verfügbaren Daten. Die Beispiele 5 bis 7 befassen sich mit dem hydraulischen Abgleich von Fußbodenheizkreisen und zugehöriger Strangleitungen.
statischen hydraulischen Abgleich Fachinformation 1/10 Seite 3 Praxisbeispiele zur Ermittlung der Volumenströme für den statischen Strangabgleich von Heizungsanlagen mit Raumheizkörpern (Radiatoren) (1) Raumflächen anhand des Grundrissplans oder durch Aufmaß vor Ort aufnehmen und die Gesamtfläche je Geschoss ermitteln. Für die beiden Geschosse ergibt sich eine gesamte zu beheizende Fläche von 112 m² ( Abb. 1). Das Berechnungs-Formblatt dient wahlweise zur Aufnahme der vorhandenen Heizkörper oder der Raumflächen. Zur Bestimmung der Wärmeleistungen stehen damit zwei Möglichkeiten zur Auswahl: Bestimmung der Heizkörper- Wärmeleistungen mit den erfassten Heizkörperdaten anhand von Herstellerunterlagen, Berechnung der Wärmebedarfswerte für die Räume anhand der Raumflächen und der spezifischen Heizlast. Abb. 1: Erfassung der Raumflächen Aus der Summe der Wärmeleistungswerte wird die Durchflussmenge für die Strangleitung berechnet. Beispiel 1: Ermittlung über die Heizlast wenn folgende Daten verfügbar sind: Heizlastberechnung Raumflächen dass eine Heizlastberechnung vorliegt, aus der eine spezifische Gebäudeheizlast von 60 W/m² hervorgeht. Weiter wird angenommen, dass es sich um ein Wohngebäude mit zwei identischen Stockwerken handelt. Abb. 2: Volumenstromberechnung (2) Aus der spezifischen Heizlast von 60 W/m² und der Summe aller Raumflächen unter A) die Heizlast berechnen ( Abb. 2 Mitte). (3) Anhand der Auslegungstemperaturen oder durch Ablesen der Vor- und Rücklauftemperaturen unter Volllastbetrieb (!) die Temperaturdifferenz T ermitteln und eintragen ( Abb. 2 oben). (4) Mit den Werten für Heizlast ( Abb. 2 unten). Beispiel 2: Ermittlung über die Heizlast anhand eines Schätzwertes wenn außer den Raumflächen keine weiteren Daten zur Verfügung stehen. (1) Aus der Tabelle "Erfahrungswerte für die spezifische Heizlast bestehender Gebäude zur Abschätzung der Heizlast" einen Wert für die Heizlast wählen ( Abb. 3). Für ein zwischen 1985 und 1995 errichtetes Gebäude kann eine Heizlast von 50 bis 70 W/m² ange-
statischen hydraulischen Abgleich Fachinformation 1/10 Seite 4 setzt werden und z. B. der Wert 60 W/m² in die Berechnung eingesetzt werden ( vgl. Beispiel 1, Abb. 2 Mitte). (2) Die weitere Vorgehensweise zur Ermittlung des Volumenstroms für den Strangabgleich erfolgt entsprechend Beispiel 1. Abb. 4: Wärmebedarfswerte Abb. 3: Richtwerte für die Heizlast Beispiel 3: Ermittlung über den Raumwärmebedarf wenn Daten über den Wärmebedarf der zu beheizenden Räume zur Verfügung stehen. dass eine Heizlastberechnung vorliegt, aus der die Wärmebedarfswerte [W] für die einzelnen Heizkörper entnommen werden können. Weiter wird angenommen, dass es sich um ein Wohngebäude mit zwei identischen Stockwerken handelt und pro Geschoss vier Heizkörper zu versorgen sind. Abb. 5: Ergebnis für Beispiel 3 (1) Wärmebedarfswerte für die einzelnen Heizkörper in das Formblatt eintragen und für jedes Geschoss die Summe der Wärmeleistung bilden ( Abb. 4). (2) Die Wärmeleistungen an den Verteilern addieren und den Wert (6500 W) in das Feld "Summe Wärmeleistung" für den Strang eintragen. Anhand der Auslegungstemperaturen oder durch Ablesen der Vorund Rücklauftemperaturen unter Volllastbetrieb (!) die Temperaturdifferenz T ermitteln und eintragen ( Abb. 5 oben). (3) Mit den Werten für Heizlast ( Abb. 5 unten). Beispiel 4: Ermittlung über die Wärmeleistung der Heizflächen wenn eine Begehung der Räume möglich ist, um die Baugrößen der vorhandenen Heizkörper aufzunehmen. dass in zwei Geschossen mit identischem Grundriss je vier Heizkörper zu versorgen sind.
statischen hydraulischen Abgleich Fachinformation 1/10 Seite 5 (1) Abmessungen und Typ der vorhandenen Heizkörper in das Formblatt eintragen. Zusätzlich sollte das Fabrikat der Heizkörper vermerkt werden. Aus dem Katalog des jeweiligen Heizkörper-Herstellers anhand der erfassten Baugrößen die Wärmeleistungen ermitteln und eintragen ( Abb. 6). Für jedes Geschoss ergibt sich ein Gesamt-Wärmebedarf von 3250 W. (2) Die Wärmeleistungen an den Verteilern addieren und den Wert (6500 W) in das Feld "Summe Wärmeleistung" für den Strang eintragen. Anhand der Auslegungstemperaturen oder durch Ablesen der Vorund Rücklauftemperaturen unter Volllastbetrieb (!) die Temperaturdifferenz T ermitteln und eintragen ( siehe Beispiel 3, Abb. 5 oben). (3) Mit den Werten für Heizlast ( siehe Beispiel 3, Abb. 5 unten). Praxisbeispiele zur Ermittlung der Volumenströme für den statischen Abgleich von Fußbodenheizkreisen und zugehörigen Strangleitungen Abb. 6: Erfassung der Heizkörperdaten Aus der Summe der Wärmeleistungswerte werden die Durchflussmengen für die Einregulierung an den Abgleichoberteilen der Heizkreisverteiler sowie für die Strangleitung berechnet. Beispiel 5: Ermittlung über die Heizlast wenn folgende Daten verfügbar sind: Heizlastberechnung Raumflächen dass eine Heizlastberechnung vorliegt, aus der eine spezifische Gebäudeheizlast von 60 W/m² hervorgeht. Weiter wird angenommen, dass es sich um ein Wohngebäude mit zwei identischen Stockwerken handelt und pro Geschoss drei Heizkreise zu versorgen sind. (1) Raumflächen anhand des Grundrissplans ermitteln oder durch Aufmaß vor Ort aufnehmen und im Formblatt unter "Raumgröße" eintragen ( Abb. 7). (2) Aus der spezifischen Heizlast von 60 W/m², der Raumfläche [m²] und dem Korrekturfaktor f B gemäß dem in Abb. 8 unter A) dargestellten Rechenschema die Wärmeleistung für jeden einzelnen Heizkreis berechnen und eintragen ( Abb. 7). (3) Die Summe ergibt für den Strangabgleich einen Gesamt- Wärmebedarf von 2880 W ( Abb. 7). Die Wärmeleistungen der Heizkreisverteiler addieren und den Wert (5760 W) in das Feld "Summe Wärmeleistung" für den Strang eintragen ( Abb. 8 oben). Mit dem Berechnungs-Formblatt können die Raumflächen der Heizkreise aufgenommen werden. Anhand dieser Daten wird unter Berücksichtigung eines Korrekturfaktors für den jeweiligen Bodenbelag die Wärmeleistung der Heizkreise ermittelt. Abb. 7: Daten der Fußbodenheizkreise
statischen hydraulischen Abgleich Fachinformation 1/10 Seite 6 (4) Anhand der Auslegungstemperaturen oder durch Ablesen der Vor- und Rücklauftemperaturen unter Volllastbetrieb (!) die Temperaturdifferenz T ermitteln und eintragen ( Abb. 8 oben). (5) Für die Einregulierung der Abgleichoberteile an den Heizkreisverteilern wird die Durchflussmenge gemäß der unter B) dargestellten Formel für den Volumenstrom im Heizkreis ermittelt. So ergibt sich z. B. für Heizkreis 2 aus der Wärmeleistung von 960 W bei einem T von 7 K eine Durchflussmenge von 2,0 l/min ( Abb. 7). (6) Mit den Werten für Heizlast ( Abb. 8 unten). erfolgt entsprechend Beispiel 5. Beispiel 7: Ermittlung über den Raumwärmebedarf wenn Daten für den Wärmebedarf der zu beheizenden Räume zur Verfügung stehen. Wie in Beispiel 5 wird angenommen, dass es sich um ein Wohngebäude mit zwei identischen Stockwerken handelt und pro Geschoss drei Heizkreise zur versorgen sind. (3) Anhand der Auslegungstemperaturen oder durch Ablesen der Vor- und Rücklauftemperaturen unter Volllastbetrieb (!) wird die Temperaturdifferenz T ermittelt ( Abb. 8 oben). (4) Für die Einregulierung der Abgleichoberteile an den Heizkreisverteilern wird die in l/min benötigte Durchflussmenge gemäß der unter B) dargestellten Formel für den Volumenstrom im Heizkreis ermittelt. So ergibt sich z. B. für Heizkreis 2 aus der Wärmeleistung von 960 W bei einem T von 7 K eine Durchflussmenge von 2,0 l/min ( Abb. 7). Beispiel 6: Ermittlung über die Heizlast anhand eines Schätzwertes wenn außer den Raumflächen keine weiteren Daten zur Verfügung stehen. (1) Aus der Tabelle "Erfahrungswerte für die spezifische Heizlast bestehender Gebäude zur Abschätzung der Heizlast" ( Abb. 3) einen Wert für die Heizlast wählen; für dieses Beispiel wird der Wert 60 W/m² in die Berechnung eingesetzt ( Abb. 8 Mitte). (2) Die weitere Vorgehensweise zur Ermittlung des Volumenstroms für den Strangabgleich Abb. 8: Ergebnisse für die Beispiele 5 bis 7 (1) Die Werte für die Wärmeleistung je Raum werden in das Formblatt unter "Wärmeleistung" eingetragen. Die Summe ergibt für den Strangabgleich pro Heizkreisverteiler einen Gesamt-Wärmebedarf von 2880 W ( Abb. 7). (2) Die Wärmeleistungen der Heizkreisverteiler addieren und den Wert (5760 W) in das Feld "Summe Wärmeleistung" für den Strang eintragen ( Abb. 8 oben). (5) Mit den Werten für "Summe Wärmeleistung" und T kann nun der Volumenstrom für den Strang errechnet und das passende Regulierventil ausgewählt werden ( Abb. 8 unten). Mit den Strangregulierventilen SETTER BYPASS SD, SETTER INLINE, SETTER RONDO und den Abgleichoberteilen TOPME- TER wird die Durchflussmenge direkt in l/min eingestellt. In der Fachbroschüre ENERGIE IN BA- LANCE finden Sie eine komplette Übersicht des TACONOVA- Abgleichsortiments für die zeitsparende Einregulierung von Durchflussmengen.