Versuchsstand lehrt Studierende Hydraulischen Abgleich

Der Hydraulische Abgleich gehört zu einer fachgerecht installierten Heizungsanlage.

Damit die Studierenden der Energie- und Umwelttechnik am Standort Riesa der Berufsakademie Sachsen die Durchführung eines Abgleichs bereits während ihrer Ausbildung erlernen, gibt es am dortigen Energiekompetenzzentrum seit den 1990er Jahren eine Hydraulikwand. Diese wurde jüngst im Rahmen einer Diplomarbeit neu konzipiert und modernisiert. Als Praxispartner stand dem verantwortlichen Studierenden die Meibes System-Technik GmbH zur Seite. Gemeinsam mit ihren Schwesterunternehmen Flamco, Simplex, VSH und Nexus spendete Meibes außerdem wichtige Komponenten für den Versuchsstand.

Die Hydraulikwand der Berufsakademie Sachsen.
Quelle: Lorenz Lenk
Die neue Anlage besitzt vier regulierbare Teilstränge: Fußbodenheizung, Einrohrheizung, Zweirohrheizung und Verbraucher mit konstantem Volumenstrom.

Die Berufsakademie Sachsen hat sich dem dualen System, das eine betriebliche Ausbildung mit einem Bachelor-Studium kombiniert, verschrieben. Theorie und Praxis werden dadurch eng verknüpft. Als Partner in der Nachwuchsförderung steht Meibes seit 2013 dem Studiengang Energie- und Umwelttechnik zur Seite. So arbeitete auch Johannes Dewald während seines Studiums in verschiedenen Bereichen des Unternehmens. Im Frühjahr 2018 entschloss dieser sich, die Errichtung eines neuen hydraulischen Versuchsstands zum Thema seiner Diplomarbeit zu machen.

Reale Anlagensituationen darstellen

"Der alte Versuchsstand bestand lediglich aus drei Heizkörpern und einer Pumpe", schildert Prof. Dr.-Ing. Marko Stephan, Studiengangsleiter Energie- und Umwelttechnik, die ursprüngliche Situation. "Zwar konnte das Grundprinzip des Hydraulischen Abgleichs auch hier demonstriert werden, jedoch ließ sich die Komplexität realer Anlagen daran nicht abbilden."

Johannes Dewald und Prof. Dr.-Ing. Marko Stephan.
Quelle: Lorenz Lenk
Johannes Dewald (l.), Absolvent der Energie- und Umwelttechnik, widmete seine Diplomarbeit der Konzeption der neuen Hydraulikwand. Studiengangsleiter Prof. Dr.-Ing. Marko Stephan (r.) war sein fachlicher Betreuer.

Die neue Konstruktion besitzt vier regulierbare Teilstränge: Fußbodenheizung, Einrohrheizung, Zweirohrheizung und Verbraucher mit konstantem Volumenstrom. Diese Stränge und die sich darin befindenden insgesamt sechs Heizkörper können mit verschiedenen Regulierarmaturen abgeglichen werden.

"Anhand der vorgegebenen Heizkörperleistung und der gewählten Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf können die Studierenden die erforderlichen Massenströme in den einzelnen Strängen berechnen. Die tatsächlichen Massenströme werden durch Schwebekörper-Durchflussmesser und Vortex-Durchflusssensoren angezeigt", erklärt Prof. Stephan. "Durch eine Veränderung der Einstellung an Thermostatventilen, Strangregulierventilen und Differenzdruckreglern kann die Anlagenhydraulik so angepasst werden, dass jeder Strang den gewünschten Massenstrom vom System erhält."

Dafür stellte Meibes mehrere Ventile seiner hauseigenen Marke "Nexus Valve" wie den "Passim" als Differenzdruckregler, den "Relax" als Absperrkugelhahn und den "Fluctus" sowie "Vertex" als kombinierte Strangregulier- und Absperrventile zur Verfügung. Beim "Nexus Valve", "Fluctus" sowie "Vertex" erfolgt die Messung mittels Venturidüse mit festem Kv-Wert.

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Alle Abgleichs-Komponenten aus einer Hand

Zur Ermittlung der richtigen Voreinstellwerte hilft den Studierenden der Messcomputer "Nexus Valve Flowmeter BC2" von Meibes. Dieser bestimmt den Differenzdruck zwischen zwei Messpunkten und berechnet daraus den Volumenstrom in der jeweiligen Teilstrecke. "Mit Hilfe des Messcomputers kann der Hydraulische Abgleich selbst in Bestandsanlagen mit zum Teil unbekannten hydraulischen Verhältnissen praxisgerecht und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden", so der Studiengangsleiter.

Ein Mann benutz einen  Meibes-Messcomputer
Quelle: Lorenz Lenk
Zur Ermittlung der richtigen Voreinstellwerte hilft den Studierenden der Meibes-Messcomputer "Nexus Valve Flowmeter BC2".

Darüber hinaus steuerten auch die Meibes-Schwesterunternehmen Flamco und Simplex, die gemeinsam mit Meibes zur "Hydronic Flow Control"-Division der Aalberts Industries N. V. gehören, Bauteile für den neuen Versuchsstand bei. Aus dem Hause Flamco waren dies insgesamt sieben "Flexvent"-Schnellentlüfter und ein Membran-Ausdehnungsgefäß mit kompletter Sicherheitsgruppe. Vom Armaturen-Spezialisten Simplex stammen mehrere Pumpen-Kugelhähne und KFE-Hähne.

Ein Pumpen-Kugelhahn.
Quelle: Lorenz Lenk
Simplex stellt mehrere Pumpen-Kugelhähne und KFE-Hähne zur Verfügung.

Vorbereitung auf den Berufsalltag

Es wurden des Weiteren zwei Pumpen eines Fremdherstellers installiert, eine 3-stufige Pumpe älteren Modells und eine moderne Hocheffizienzpumpe. "So können moderne, aber auch alte Bestandsanlagen simuliert werden", sagt der frisch gebackene Absolvent Johannes Dewald. "Das entspricht dem, was man im Berufsalltag erlebt."

Vorerst soll das System nur bei Zimmertemperatur unterhalten werden. Mittels des Wärmeübertragers, ebenfalls von Meibes, besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Hydraulikwand mit realen Temperaturen in Betrieb zu nehmen. Dafür gibt es im Energiekompetenzzentrum diverse Wärmeerzeuger (Blockheizkraftwerk, Gasturbine, Brennstoffzelle etc.).

Das Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst des Landes Sachsen hat das Projekt mit Fördermitteln unterstützt. Nachdem Johannes Dewald im September 2018 seine Diplomarbeit erfolgreich verteidigte, folgte der Aufbau. Seit Beginn 2019 läuft der Testbetrieb. "Die neue Hydraulikwand stellt eine echte Verbesserung der Lernbedingungen dar", schließt Prof. Stephan. Der Versuchsstand wird nicht nur in der studentischen Ausbildung eingesetzt, sondern auch im Rahmen des Wissens- und Technologietransfers bei der Schulung von regionalen Handwerksbetrieben genutzt.

Dienstag, 05.03.2019