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Neue Wege zum hydraulischen Abgleich bei bestehenden Fußbodenheizungen

Automatik und hydraulische Schnellauslegung sorgen für präzise Ergebnisse.

Eine Waage mit zwei Waagschalen.
Quelle: Clker-Free-Vector-Images / https://pixabay.com
Bestehende Fußbodenheizungen hydraulisch abzugleichen, stellt auch erfahrene Fachleute regelmäßig vor erhebliche Probleme.

Beim hydraulischen Abgleich bestehender Fußbodenheizungen werden lückenhafte Anlageninformationen meist durch Schätzungen kompensiert – ein zeitaufwändiges Verfahren mit ungewissem Ausgang.

Eine mögliche Alternative ist die Verbindung von Automatik und hydraulischer Schnellauslegung. Sie lässt sich schnell umsetzen und ist im Ergebnis präziser als jede andere Abgleichlösung.

Energieeffizientes Heizen und hoher Wärmekomfort sind auch bei Fußbodenheizungen nicht ohne hydraulischen Abgleich zu erreichen. Doch so naheliegend diese Maßnahme auch ist – ihre sachgerechte Durchführung ist nach wie vor nicht selbstverständlich. Bundesweit, so schätzen Experten, sind rund eine Million Bestandsanlagen hydraulisch sanierungsbedürftig. Das eröffnet Heizungsfachleuten ein weites Betätigungsfeld, auf dem lukratives Neugeschäft winkt – vorausgesetzt, sie können ihren Kunden überzeugende und einfache Lösungen anbieten. Denn an aufwändigen Sanierungen haben erfahrungsgemäß die wenigsten Nutzer Interesse. Gefragt sind meist schnelle Lösungen, die Bestandsanlagen durch kurze, punktuelle Eingriffe verbessern, das große Ganze aber unangetastet lassen.

Unsicherheit durch fehlende Anlageninformationen

Genau diese unkomplizierte Umsetzung will freilich oft nicht gelingen. Denn bestehende Fußbodenheizungen hydraulisch abzugleichen, stellt auch erfahrene Fachleute regelmäßig vor erhebliche Probleme. Hauptgrund sind fehlende Anlageninformationen: Während bei Neuanlagen gewöhnlich alle Parameter bekannt sind, ist im Bestand meist keine lückenlose Dokumentation mehr vorhanden. Will der Techniker die nötigen Massenströme zumindest näherungsweise ermitteln, bleibt ihm deshalb keine andere Möglichkeit, als Heizkreisflächen, Verlegeabstände, Rohrlängen und Druckverluste zu schätzen und auf dieser Basis seine Berechnungen vorzunehmen. Das bedeutet einen hohen zeitlichen Aufwand, dessen Sinn zudem von Grund auf in Frage steht – und das nicht erst bei unsoliden Schätzwerten. Denn selbst bei hervorragenden Schätzungen und Berechnungen bleibt als Unsicherheitsfaktor die Anlagendynamik. Sie ist im Bestand meist kaum vorhersehbar, bei den vorherrschenden Nasssystemen aber oft eher unvorteilhaft, was auch die besten Berechnungen zu Makulatur werden lassen kann. Dann ist guter Rat teuer.

Ein möglicher Ansatz, um den Unwägbarkeiten der Anlagendynamik wie auch dem Risiko fehlerhafter Schätzungen zu entkommen und zugleich die gewünschte schnelle Sanierung zu realisieren, ist der Einsatz von Automatiklösungen. Sie werden heute von den führenden Heiztechnikherstellern angeboten und lassen sich problemlos auch in Bestandsanlagen integrieren. Die Berechnung und Einstellung der nötigen Massenströme wird dann teilweise oder sogar komplett von einer intelligenten digitalen Systemsteuerung übernommen, die an sicher verfügbaren, eindeutigen Messgrößen ansetzt.

Beim Danfoss-"Icon"-System etwa, das sich für Fußbodenheizungen mit bis zu 20 Heizkreisen eignet, fungiert als Regelungsgröße die Raumtemperatur. Die zentrale Steuerungseinheit kommuniziert zum einen mit den Raumthermostaten und zum anderen mit den Stellantrieben des Verteilers und erfasst über selbstlernende Algorithmen, bei welchen Massenströmen die vorgesehene Raumtemperatur erreicht wird. Auf dieser Grundlage legt sie die Einstellungen der Stellantriebe fest. Da dieser Abstimmungsprozess permanent durchgeführt wird, werden die Einstellungen kontinuierlich an den Bedarf angepasst. Heizkreisflächen, raumbezogene Heizlasten und nutzerspezifische Anforderungen werden so gleichsam en passant berücksichtigt und müssen nicht mehr näherungsweise über komplexe Berechnungsmodelle einkalkuliert werden. Tatsächlich ermöglicht dieser Ansatz sogar einen vollwertigen, BAFA-förderfähigen hydraulischen Abgleich ohne jegliche Vorausberechnung.

Die Komponenten der digitalen Systemsteuerung Danfoss-
Quelle: Danfoss GmbH
Für den automatischen hydraulischen Abgleich von Fußbodenheizungen wird eine digitale Systemsteuerung benötigt. Bei Danfoss-"Icon" kommuniziert die zentrale Steuerungseinheit mit den Raumthermostaten und den Stellantrieben des Verteilers und erfasst über selbstlernende Algorithmen, bei welchen Massenströmen die angestrebte Raumtemperatur erreicht wird.

Automatik plus Vorabgleich als beste Alternative

Die besten Ergebnisse werden nun allerdings erzielt, wenn der automatische hydraulische Abgleich mit einem manuellen Vorabgleich auf Berechnungsbasis verbunden wird. Zwar kommt eine Automatik mit selbstlernenden Algorithmen auch ohne solch einen Vorabgleich zu guten Resultaten. Sie kann ihre systemoptimierende Funktion jedoch am besten erfüllen, wenn die Massenströme zumindest in Grundzügen voreingestellt sind und sie nur noch die Feinabstimmung übernehmen muss. Die Rechenleistung des Systems dient dann primär der Berücksichtigung jener anlagenindividuellen Betriebsparameter, die auf Nutzerverhalten, Raumspezifika und Witterungsbedingungen zurückgehen und die keine Vorausberechnung jemals erschöpfend erfassen kann. Um zur Erschließung dieser Parameter die maximalen Rechenkapazitäten bereitzustellen, ist ein manueller Vorabgleich eine sinnvolle Maßnahme. Über eine näherungsweise Massenstromermittlung wird dann zunächst ein Grundabgleich realisiert, den die Automatik anschließend verfeinert und optimiert.

Ein Absperrventil.
Quelle: Danfoss GmbH
Wird ein statischer Vorabgleich realisiert, übernehmen Strangregulier- und Absperrventile, wie Danfoss-"ASV-BD“, die Durchflussbegrenzung.

Ein Strangdifferenzdruckregler.
Quelle: Danfoss GmbH
Beim dynamischen Vorabgleich kommen Strangdifferenzdruckregler, wie Danfoss-"ASV-PV", zum Einsatz.

Mittwoch, 24.07.2019

Von Bernd Scheithauer
Danfoss Heating Segment, Danfoss GmbH