kv-voreingestellte Thermostatventile
Prof. Hirschberg bewertet „x-part“
Mit den kv-voreingestellten Thermostatventilen „x-part“ für Kompaktheizkörper hat Kermi eine einfach zu installierende technische Lösung gefunden, die den hydraulischen Abgleich von Heizungsanlagen überflüssig macht. Das ist über das Näherungsverfahren sogar von den Förderbanken anerkannt. Prof. Dr.-Ing. Rainer Hirschberg, Fachhochschule Aachen, hat den Effekt der Ventile in verschiedenen Wärmeverteilsystemen im Rahmen eines Forschungsprojektes untersucht und bewertet.
An Aktualität verloren hat der hydraulische Abgleich nie: Obwohl zum Beispiel in der Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen VOB Teil C und DIN 18380 verpflichtend verankert, sind heute noch zahlreiche Heizungsanlagen im Lande nicht abgeglichen, die meisten davon zweifellos im Bestand.
Das hat unmittelbare Folgen für den Energieverbrauch, aber auch für die Versorgungsqualität in den überwiegend als Ringleitung ausgeführten Heizungsanlagen: Pumpennahe Heizkörper werden überversorgt, weiter entfernte hingegen nur unzureichend. Es ergibt sich eine ungleichmäßige, sofort als unkomfortabel empfundene Wärmeverteilung.
Um das abzufangen, wird in der Praxis häufig die Vorlauftemperatur angehoben oder die Pumpenleistung erhöht. Befriedigen kann eine solche „Lösung“ aber nicht, denn zum einen benötigen Pumpen erhebliche Strommengen als Antriebsenergie; es wird durch die Erhöhung der Leistung also mehr Energie eingesetzt als tatsächlich notwendig. Das gleiche gilt für die erhöhte Vorlauftemperatur, die außerdem durch die dann ebenfalls erhöhte Rücklauftemperatur eventuell sogar den Brennwerteffekt am Wärmeerzeuger zunichtemacht. Zum anderen sorgt die erhöhte Pumpenleistung für höhere Volumenströme, die sich in aller Regel als Strömungsgeräusche beispielsweise in den Rohren oder an den Ventilen bemerkbar machen. Die Förderinstitute, zum Beispiel KfW und BAFA, haben daraus die Konsequenzen gezogen: Eine Förderung – zum Beispiel im Rahmen energetischer Sanierungsmaßnahmen an der Heizungsanlage – gibt es nur noch bei nachgewiesenem hydraulischen Abgleich!
Mit Installation der kv-voreingestellten Anschluss-Sets „x-part“ von Kermi gilt dieser Nachweis als erfüllt, wenn alle Heizkörper des Systems entsprechend ausgestattet sind. Warum die voreingestellten Ventile in Kombination mit Kompaktheizkörpern annähernd das gleiche Ergebnis auslösen wie ein aufwändig berechneter und auf der Baustelle auch durchgeführter hydraulischer Abgleich „von Hand“, hat Professor Dr.-Ing. Rainer Hirschberg von der Fachhochschule Aachen zum Thema eines Forschungsprojekt gemacht.
Im ersten Schritt wurden von Prof. Hirschberg und seinem Team die Bereiche von kv-Werten untersucht, die in heute üblichen Heizungsanlagen auftreten und entsprechend einzustellen sind. In weiteren Untersuchungen ging es um grundlegende Fragen zum hydraulischen Abgleich im Allgemeinen und die Möglichkeiten einer energetischen Bewertung im Speziellen.
Dabei wurde u.a. über Simulationsmodelle festgestellt, dass der thermische Mehraufwand in nicht abgeglichenen Rohrleitungsnetzen sowohl durch die Distanz der Heizkörper zu den Pumpen in ähnlicher Größenordnung beeinflusst wird, wie es bei der unterschiedlichen Spreizung von Vor- und Rücklauf der Fall ist. Im Mittel liegt der Faktor zwischen 1,025 und 1,030. Hinzu kommt der erhöhte Stromaufwand bei der Umwälzung, der sich vornehmlich aus der deutlichen Massestromerhöhung in nicht hydraulisch abgeglichenen Rohrleitungsnetzen mit in der Folge ebenfalls höheren Druckverlusten ergibt. Wurden in der Simulation hingegen kv-voreingestellte Ventile angenommen, ergab sich eine thermische Energieeinsparung über den gesamten Prozessbereich hinweg von 6 %; die auf etwa 1,5 % reduzierte Massestromerhöhung brachte zudem 20 % Einsparung beim Stromaufwand für die Umwälzung.
Unter bestimmten Rahmenbedingungen (Kasten 2) darf analog dem innerhalb der Näherungsverfahren zugelassenen Tabellenverfahren auf den bisher üblichen hydraulischen Abgleich verzichtet werden. Dennoch bleibt bei Neuanlagen der gerechnete und in der Anlage entsprechend umgesetzte hydraulische Abgleich selbstverständlich auch weiterhin fachliche Aufgabe des Planers oder Installateurs.
Vor allem bei der Sanierung gibt es jetzt aber ein praxisgerechtes, probates Mittel, bestehende Anlagen über die Aufnahme der Heizlast und den Einsatz kv-voreingestellter Thermostatventile mit abgestimmten Kompaktheizkörpern gewissermaßen nachträglich abzugleichen. In solchen Anlagen ist schon aufgrund der unbekannten Größen wie tatsächliche Rohrdimension oder Rohrlänge in der Wand usw. ein präziseres Berechnen gar nicht möglich. Generell soll der zulässige Einsatz der voreingestellten Ventile aber auf jeden Fall dazu beitragen, das Bewusstsein für die Notwendigkeit des hydraulischen Abgleichs weiter zu schärfen.
Dabei gilt: für die am häufigsten auftretenden Aufgabenstellungen ist die Installationsvariante mit voreingestellten Ventilen in Bezug auf den hydraulischen Abgleich also so gut wie gerechnet. Diese Einschätzung entspricht auch den Regelwerken wie der VDI-Richtlinie 2073. Sie bezieht sich beim vereinfachten Verfahren zur Durchführung des hydraulischen Abgleichs beispielsweise auf eine Gesamtlänge aller Rohrleitungsteilstrecken im Vor- und Rücklauf auf „weniger als 100 m“; beim VdZ findet das die Entsprechung in der Beschränkung auf „500 m² Fläche, mit einer Pumpe betrieben...“.
