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Ingenieurbüro IGS21 Hydraulischer Abgleich - Energie optimal nutzen Mit hydraulischem Abgleich wird die Abstimmung und Einstellung aller Teile des Heizungssystems aufeinander verstanden, Dann
kann genau die Wärmemenge die Räume erreichen, die jeweils
benötigt wird.
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Der
hydraulische Abgleich einer
Fußbodenheizung
Natürlich
muss wie bei einer
Radiatoren Heizung auch bei einer Fußbodenheizung ein hydraulischer
Abgleich durchgeführt werden. Denn hier geht es genauso um Komfort und
Energieeinsparung.
Bei bestehenden Fußbodenheizungen ist kaum ein Abgleich am Verteiler durchgeführt worden. Es gibt viele unbekannte Parameter, sodass eine näherungsweise Berechnung nur durch eine systematische Vorgehensweise möglich ist. Hinzu kommt, dass bei der Wärmeübertragungsfläche "Fußboden" ein erheblicher Fließwiderstand durch die Rohrleitungen berücksichtigt werden muss und im Gegensatz zu Radiatoren Heizungen tendenziell nicht die am weitesten entfernte Wärmeübertragerfläche den max. erforderlichen Differenzdruck benötigt, sondern die Fußbodenheizfläche mit der größten benötigten Leistung eines bestimmten Heizregisters ! Das Ziel des hydraulischen Abgleichs ist es, in jedem Zimmer, unabhängig vom Verbrauch anderer, die gewünschte Temperatur zu erreichen. Dazu werden einregulierbare Drosselventile eingesetzt, um nur den Volumenstrom durchzulassen, der vom Verbraucher gewollt ist und um somit gleiche Strömungsverhältnisse zu schaffen. Ein hydraulischer Abgleich hat stattgefunden, wenn alle Heizflächen und Fußbodenheizungen im Haus, die zu einem System gehören, den gleichen hydraulischen Widerstand aufweisen. Das bedeutet alle Heizflächen und Fußbodenheizungen im Haus werden gleichmäßig warm. Wärmeleistungen - Oberflächentemperaturen Die
Oberflächentemperaturen des
Fußbodens sind abhängig von der Wärmeleistung der Fußbodenheizung und
diese wiederum vom Wärmeverlust des Raumes/ Gebäudes und der für die
Verlegung der Fußbodenheizung zur Verfügung stehenden Fläche. Außerdem
bewirken die Abstände der Heizrohre, der Bodenbelag und die Bauart des
Fußbodenheizungssystems eine mehr oder weniger große Welligkeit der
Oberflächentemperatur,
d. h. über den Heizrohren sind die Temperaturen höher als zwischen den Heizrohren. Für die Wärmeleistung wird stets die mittlere Oberflächentemperatur herangezogen. Die Temperaturwelligkeit ist in gewisser Weise ausschlaggebend für die Behaglichkeit. Die Norm DIN EN 1264, Warmwasser-Fußbodenheizungen, sieht eine Begrenzung der Oberflächentemperaturen vor. Danach sollen bei Auslegungsaußentemperatur die maximalen Oberflächentemperaturen wie folgt betragen:
Bei
einer mittleren Fußboden –
Oberflächentemperatur von 29°C liegt die spezifische Wärmeleistung
einer Fußbodenheizung bei ca. 80 – 90 W/m²
Das bedeutet, dass bei ca. 0 °C Außentemperatur Oberflächentemperaturen von ca. 23 °C auftreten. Durch die Einhaltung der vorgenannten Temperaturen sind zugleich die Wärmeleistungen der Fußbodenheizung und die max. erlaubte Fußbodenheizung – Vorlauftemperatur (52°C) begrenzt. Ist der Wärmeverlust eines Gebäudes, der nach der DIN EN 12831 in einer ausführlichen Heizlastberechnung zu ermitteln, zu groß, müssen ggf. Zusatzheizflächen eingebaut werden. Grenzleistung Bei
einer Norminnentemperatur
von 20 °C in Wohnräumen und 24 °C in Bädern ergeben sich folgende
Grenzwärmeleistungen in Abhängigkeit von der mittleren
Oberflächentemperatur:
Mit
der maximalen
Oberflächentemperatur ist eine mittlere Oberflächentemperatur
verknüpft, die die Wärmestromdichte bestimmt. Der erreichbare Wert ist
sowohl vom Fußbodenheizsystem als auch von den Betriebsbedingungen
(Temperaturspreizung, Wärmeabgabe nach unten und Wärmeleitwiderstand
des Fußbodenbelages) abhängig. Dies bedeutet insbesondere, dass bei
einem Fußbodenbelag mit hohem Wärmedurchgangswiderstand (z.B. Parkett,
etc.) eine geringfügig höhere Leistung erreicht werden kann. Hierzu muss jedoch die
Vorlauftemperatur am Heizkessel höher eingestellt werden.
Unterbleibt dies, so sinkt natürlich die Wärmeübergabe an den Raum. Diese
Zusammenhänge sind physikalischer Natur und systemunabhängig.
Wärmeleistungen gemäß DIN EN 1264 Die
Bestimmung der
Wärmeleistung und die Auslegung der Fußbodenheizung erfolgt nach der
DIN EN 1264 T1 / T3. In dieser Norm sind die Berechnungsgänge
beschrieben und die dafür erforderlichen Parameter in Tabellen bzw.
Diagrammen aufgeführt.
Die Wärmeleistung einer Fußbodenheizung wird anhand folgender Formel berechnet:
Sie
gilt für alle
Fußbodenheizungssysteme. Die in der Formel angeführten Faktoren
berücksichtigen alle bautechnischen Leistungseinflüsse. Einige Faktoren
werden direkt aus den Zahlentafeln der Norm entnommen.
Hierbei
sind:
Einige
Faktoren errechnen sich
innerhalb bestimmter Grenzen aus weiteren Formeln:
Die
in den verbreiteten
Wärmeleistungstabellen aufgeführten mittleren Rohrtemperaturen sind
arithmetische Mittelwerte aus Vor- und Rücklauftemperatur. Diese mittlere Rohrtemperatur
ist nicht identisch mit der bei einer
Berechnung zu Grunde liegenden logarithmischen Heizmittelübertemperatur.
Zusammenhang: Volumenstrom, Druckverlust, Spreizung: Je
geringer die Spreizung:
Eine
Erhöhung der Spreizung
erzwingt eine Verringerung des Volumenstromes.
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