Lernfeld 14 · Prüfung Teil 2

Hydraulischer Abgleich

Hydraulischer Abgleich einfach erklärt: Massenstrom je Heizkörper, Voreinstellung, Strangregulierventil, Pumpe und Verfahren A und B.

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Darum geht es

Ohne hydraulischen Abgleich nimmt das Heizwasser den Weg des geringsten Widerstands. Heizkörper nahe der Pumpe bekommen zu viel Wasser, entfernte zu wenig; die Folge sind kalte Räume oben, Strömungsgeräusche und eine zu hoch eingestellte Pumpe. Beim Abgleich bekommt jeder Heizkörper genau den Volumenstrom, den er für seine Heizlast braucht.

Den Volumenstrom berechnest du aus der Heizlast und der Spreizung zwischen Vor- und Rücklauf. Mit $c = 1, 163 Wh/(kg\cdotK)$ ergibt sich der Massenstrom in kg/h, was für Wasser praktisch l/h ist. Eingestellt wird er über die Voreinstellung der Thermostatventile, bei Fußbodenheizungen an den Ventilen oder Durchflussmessern des Heizkreisverteilers und in größeren Anlagen über Strangregulierventile. Am Strangregulierventil misst du den Differenzdruck und berechnest daraus mit dem $k_{v}$ -Wert den Volumenstrom.

Nach VdZ gibt es zwei Verfahren. Verfahren A arbeitet mit vereinfachten Annahmen zur Heizlast, Verfahren B mit einer raumweisen Heizlastberechnung, etwa nach DIN EN 12831. Nach dem Abgleich wird die Pumpe passend eingestellt. Ihr Betriebspunkt liegt im Schnittpunkt von Pumpen- und Anlagenkennlinie. Eine geringere Drehzahl senkt Förderhöhe und Stromverbrauch deutlich.

Das solltest du dir merken

Ziel ist, dass jeder Heizkörper genau seinen berechneten Volumenstrom bekommt.
Kleinere Voreinstellung bedeutet mehr Widerstand und weniger Durchfluss.
Größere Spreizung bedeutet kleineren Volumenstrom bei gleicher Leistung.
Verfahren B rechnet die Heizlast raumweise, Verfahren A vereinfacht.

Formeln

Massenstrom: $m ˙ = \frac{Q ˙}{c \cdot Δ ϑ}$; $m ˙$ Massenstrom in kg/h, $Q ˙$ Heizlast in W, $c = 1, 163 Wh/(kg\cdotK)$ , $Δ ϑ$ Spreizung in K
Durchfluss am Ventil: $V ˙ = k_{v} \cdot \frac{Δ p}{1 bar}$; $V ˙$ Volumenstrom in m³/h, $k_{v}$ Durchflusskennwert in m³/h, $Δ p$ gemessener Differenzdruck in bar
Förderhöhe bei Drehzahländerung: $\frac{H _{2}}{H _{1}} = (\frac{n _{2}}{n _{1}})^{2}$; $H$ Förderhöhe in m, $n$ Drehzahl

Typische Fehler in der Prüfung

Mit $c = 4, 19$ gerechnet, ohne die Einheit kJ sauber in W und h umzurechnen.
Heizlast in kW und $c$ in Wh gemischt, das Ergebnis ist dann um 1000 falsch.
Wurzel am $k_{v}$ -Wert vergessen und Durchfluss linear zum Differenzdruck gerechnet.
Den Abgleich nur durch Hochdrehen der Pumpe ersetzen wollen.

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Zufallszahlen

Nach dem hydraulischen Abgleich beträgt die Summe der Heizkörperleistungen $6, 5 kW$ bei einer Auslegungsspreizung von $20 K$ . Welchen Volumenstrom muss die Heizungspumpe im Auslegungsfall fördern? Geben Sie das Ergebnis in l/h an ( $c = 4190 J/(kg\cdotK)$ , $ρ = 1 kg/l$ ). Runden Sie auf ganze Liter.

Tipps aus der Werkstatt

Volumenstrom je Heizkörper: V̇ = Q̇ / (1,163 · ΔT) in l/h mit Q̇ in W und ΔT in K. Je kleiner die Spreizung, desto größer der Volumenstrom bei gleicher Heizlast.
Reihenfolge beim hydraulischen Abgleich: Heizlast, Volumenstrom, Voreinstellwerte, Einstellen am Ventil, Pumpe einstellen, Werte dokumentieren. Die Pumpe kommt erst nach den Ventilen.

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24 Aufgaben zu „Hydraulischer Abgleich“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Anlagenmechaniker/-in SHK (2016), Lernfeld 14; VdZ-Fachregel Optimierung von Heizungsanlagen im Bestand; DIN EN 12831. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.