Hydraulischer Abgleich

(14. Juni 2016) Der hydraulische Abgleich einer Heizanlage kostet vergleichsweise wenig und kann große Einsparungen bringen. Besonders wenn die Heizkörper im Winter sehr unterschiedlich warm werden, ist ein Abgleich dringend geboten. Er ist auch Bedingung für Zuwendungen aus den meisten staatlichen Förderprogrammen.

Jedoch ist er schwierig in Eigenregie durchzuführen. Und auch Fachleute sind oft überfordert. Voraussetzung sind voreinstellbare Thermostatventile,  oder eine einstellbare Rücklaufverschraubung. Einige Firmen erleichtern den Abgleich durch neue Produkte: Grundfoss bietet eine neue Heizungspumpe Alpha 3 an, die den Abgleich unterstützt und erleichtert. Wilo setzt auf dezentrale Pumpen für jeden Heizkörper. Der Erfinder Andreas Czech hat ein System ent-wickelt, dass den Abgleich automatisch macht (Real hydraulik). Es kostet pauschal 100 Euro pro Heiz-körper, inklusive Mate-rial und Montage durch einen Fachbetrieb. Man kann auch mit einer hydrau-lischen Schleuse nachträglich einstellbare Thermostatventile mon-tieren, ohne das Heizungswasser ab- zulassen.

Video dazu:

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Sparen durch Anpassen

Durch optimale Einstellung von Heizung, Pumpen, Regelung und Thermostatventilen lassen sich zehn bis 20 Prozent Heizenergie einsparen. Das ergab das groß angelegte Forschungsprojekt OPTIMUS. Heizungspumpen sind durchschnittlich dreifach zu groß, die Heiz- kessel um 80 Prozent. Das Optimieren lohnt sich für Haushalte; für Handwerker ergibt sich daraus ein neues Geschäftsfeld. Durch Optimierung aller Heizungen könnte Deutschland seine kompletten Emissionsminderungspflichten erfüllen.

(7. September 2005, ergänzt 4. Januar 2011) - Die meisten Gebäude haben Heizungsanlagen mit hochwertigen Einzelkomponenten wie Kessel, Regler, Pumpen, Thermostatventile. Oft arbeiten die Module jedoch nicht optimal zusammen, etwa wegen fehlendem hydraulischen Abgleich, zu großen Heizflächen und Pumpen sowie falscher Regelung. Die Optimierung der Gesamtanlage vermeidet Verschwendung von Heizenergie und passt die Heizwassertemperatur dem Bedarf an. Das verursacht nur geringe Kosten und führt zu merklichen Energieeinsparungen.

Der hydraulische Abgleich in Bestandsgebäuden stellt selbst Fachleute vor Probleme.

Wir stellten Ihnen deshalb nachfolgend drei unterschiedliche Ansätze vor:

  • Den Optimus-Ansatz, der nachfolgend auf dieser Seite und hier vorgestellt wird.
  • Den vereinfachten Ansatz energieverbraucher.de, den Sie hier nachlesen können.
  • Den Ansatz von Haustechnik-Dialog der in Kurzform auch unten auf der Seite nachgelesen werden kann.

 

Das OPTIMUS-Projekt

Das Projekt OPTIMUS (Optimierung von Heizungssystemen durch Information und Qualifikation zur nachhaltigen Nutzung von Energieeinsparpotenzialen) zielte darauf ab, bisher nicht genutzte Einsparpotenziale durch Abstimmung der einzelnen Heizungskomponenten aufzudecken und zu nutzen. Das Projekt vereint Forschung, Qualifizierung und Information in einem Ansatz, gefördert von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt. Zur Projektgruppe gehörte die Innung Sanitär- und Heizungstechnik Wilhelmshaven, die berufsbildende Schule II Aurich, das Trainings- und Weiterbildungszentrum Wolfenbüttel (TWW, Prof. Wolff), die Forschungsgruppe praxisnahe Berufsbildung Uni Bremen und die Firma Wilo.

Der Forschungsansatz

Wie viel Energie lässt sich durch eine solche Optimierung einsparen? Um diese Frage zu beantworten, wurden im norddeutschen Raum circa 90 Häuser zufällig ausgewählt und genau untersucht. Es handelte sich teilweise um Einfamilienhäuser, teilweise um Mehrfamilienhäuser. Die Gebäude unterschieden sich auch im Baujahr und in der Beheizungsart (Öl, Gas, Fernwärme).

Die Projektgruppen untersuchten den jeweiligen Energieverbrauch über insgesamt fast drei Heizperioden. Dazu wurden die Gebäude mit Wärmemengezählern für Heizung und Trinkwasserversorgung ausgestattet. In der ersten Heizperiode 2002/03 wurde zunächst der Ist-Zustand ohne technische Verbesserungen festgehalten. Die monatlichen Verbrauchswerte wurden in einer zentralen Datenbank gesammelt und ausgewertet.

Häufige Mängel sind:
  • Die Thermostatventile sind etwa um den Faktor sieben bis zehn zu hoch eingestellt.
  • Ein hydraulischer Abgleich ist in deutlich weniger als zehn Prozent der Anlagen vorhanden.
  • Weniger als die Hälfte der Thermostatventile sind nicht voreinstellbar.
  • Die Heizungspumpen sind um den Faktor drei überdimensioniert.
  • Die Heizkörper sind um etwa 70 Prozent zu groß bemessen.
  • Die Heizkessel sind um etwa 80 Prozent zu groß ausgelegt.
  • Die Heizungsregelung steht meist auf Werkseinstellung: Steilheit 1,6, Parallelverschiebung vier Grad, Auslegungstemperatur 80 Grad.
Fazit: Verschwendung!

Die Überdimensionierung der Komponenten eröffnet ein großes Sparpotenzial. Der fehlende hydraulische Abgleich sowie die Heizkörper-, Pumpen- und Thermostatventilüberdimensionierung provozieren ein schlechtes Regelverhalten (Zweipunktverhalten der Einzelraumregelkreise). Die Anlagen verursachen unnötig viele Geräusche und haben eine schlechte Wärmeverteilung.

Optimierung

Etwa 30 Gebäude mit einem vergleichsweise hohen Energieverbrauch wurden ausgewählt und im Jahr 2003 heizungstechnisch optimiert. Die konkreten Verbesserungsmaßnahmen wurden gemeinsam mit der TWW an der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel geplant und von Handwerkern vor Ort durchgeführt. Die Optimierung umfasste

  • den hydraulischen Abgleich mit Voreinstellung von Thermostatventilen,
  • die Einstellung einer ausreichenden Förderhöhe an der Pumpe,
  • die Einstellung der Vorlauftemperatur am zentralen Regler.

Die notwendigen Einstellungen der Heizungstechnik berechnete eine eigens neu entwickelte Software.

Einsparungen

Ein Vergleich zwischen optimierten und nicht optimierten Gebäuden in der zweiten und dritten Heizperiode zeigt, wie viel Energie sich tatsächlich einsparen lässt. Alle Messdaten wurden selbstverständlich um Witterungseinflüsse korrigiert, um die Werte vergleichbar zu machen.

Es zeigt sich ein Einsparpotenzial von etwa zehn Kilowattstunden pro Quadratmeter, bezogen auf die beheizte Wohnfläche. Dem stehen Investitionen von zwei bis maximal fünf Euro je Quadratmeter beheizte Wohnfläche gegenüber, je nachdem ob Thermostatventile und Pumpen nur eingestellt oder ausgetauscht werden mussten. Damit sind diese Sparmaßnahmen vor allem dann wirtschaftlich, wenn die Komponenten lediglich neu eingestellt werden müssen.

Überraschenderweise bringt die Optimierung größere Einsparungen in neuen Gebäuden mit geringerem Verbrauch. In alten Gebäuden mit hohem Verbrauch können Überschüsse besser genutzt werden. Die insgesamt mangelnde Qualität führt zu geringeren Verschwendungspotenzialen. Deshalb sind auch die Einsparpotenziale geringer. Die Einsparung durch die Optimierung beträgt im Mittel über alle Gebäude sieben Kilowattstunden je Quadratmeter und Jahr.

Hochrechnung

Hochgerechnet auf den Gebäudebestand der Bundesrepublik lassen sich jährlich 20.000 bis 28.000 GWh Primärenergie beziehungsweise vier bis zwölf Millionen Tonnen CO2 einsparen. Zum Vergleich: Die deutschen CO2-Minderungsverpflichtungen liegen bei zehn Millionen Tonnen CO2.

Kosten und Wirtschaftlichkeit

Die Kosten hängen vom Umfang der Optimierung ab. Die spezifischen Kosten je Quadratmeter Wohnfläche halbieren sich nahezu mit zunehmender Wohnfläche.

Im günstigsten Maßnahmepaket, in dem die Komponenten nur eingestellt werden, liegen die Kosten zwischen zwei Euro je Quadratmeter für ein kleines Einfamilienhaus und sinken auf gut einen Euro in großen Mehrfamilienhäusern. Die kostspieligste Optimierungsvariante (Pumpe, Differenzdruckregler und Thermostatventile neu) kostet zwischen 6,50 Euro je Quadratmeter für ein Einfamilienhaus und 3,70 Euro je Quadratmeter für ein großes Mehrfamilienhaus. Die mittleren Investitionskosten betragen vier Euro je Quadratmeter Wohnfläche. Die Optimierung ist auf jedem Fall wirtschaftlich. Im schlechtesten Fall rechnen sie sich ab einer jährlichen Energiepreissteigerung von sieben Prozent. In allen anderen Fällen ist die Wirtschaftlichkeit sofort gegeben.

Anhand der Wirtschaftlichkeit lassen sich Empfehlungen aussprechen.

  1. Die Optimierung empfiehlt sich uneingeschränkt für alle nach 1978 errichteten Gebäude.
  2. In älteren Gebäuden (vor 1977 gebaut) rentiert sich eine Optimierung vor allem für Mehrfamilienhäuser und für Gebäude mit Öl- oder Gasheizungen. Eine Optimierung sollte auf jeden Fall erfolgen, wenn ohnehin Investitionen in die Anlage notwendig sind, eine Modernisierung der Gebäudehülle erfolgt ist oder wenn bereits einstellbare Komponenten vorhanden sind.
Handwerkerqualifizierung

Handwerkern fehlen meist die für die Optimierung notwendigen Grundkenntnisse. Die bestehenden Lehrpläne und Lehrbücher decken den hydraulischen Abgleich nur unzureichend ab. Deshalb wurden im Projekt neue Schulungen für Handwerker entwickelt. Sie vermitteln ein Verständnis der Heizanlage als System, zu dem neben Kessel, Pumpen, Hydraulik auch der Nutzer gehört. In die Schulung werden auch Lehrkräfte an Berufsschulen einbezogen.

Theorie und Praxis

Das Projekt bot auch Gelegenheit, gemessene mit theoretisch berechneten Energiekennwerte zu vergleichen. In der theoretischen Energiebilanz wird je nach Baualter und Baustandard mit Heizgrenztemperaturen (Beginn und Ende der Heizzeit) zwischen zehn Grad im Neubau und 15 Grad im Bestand gerechnet. In der Praxis finden sich weit höhere Werte zwischen 15 Grad und 18 Grad, fast unabhängig vom Baualter und Baustandard. In der Praxis wird also bedeutend länger geheizt, als theoretisch erwartet.

Aufgrund der theoretischen Berechnungsprogramme wird den Bauherren eine deutlich zu hohe Energieeinsparung versprochen, die sich in der Praxis nicht bewahrheitet. In der Theorie verbraucht ein altes Gebäude dreimal mehr als ein neues Gebäude. In der Praxis ergibt sich nur ein Unterschied von 50 Prozent. Die theoretische prognostizierte Einsparung ist also um das Doppelte zu hoch.

Der klimabereinigte tatsächliche Verbrauch alter Gebäude liegt um rund 35 Prozent geringer als nach theoretischen Berechnungen zu erwarten wäre. Der Verbrauch neuer Gebäude liegt dagegen um zehn Prozent über dem errechneten Wert.

Handwerkerakzeptanz

Die Optimierung von Heizanlagen könnte für das Fachhandwerk neue und sehr gute Beschäftigungsmöglichkeiten eröffnen. Allerdings ist der Materialaufwand dabei gering, so dass nicht wie sonst üppig an den Materialprovisionen verdient werden kann. Hinderlich ist auch die erforderliche Fortbildung. Diese Widerstände müssen durch eine regen Nachfrage nach Optimierungen von Seiten der Verbraucher überwunden werden.

Weitere Informationen über das Projekt findet man unter: www.optimus-online.de

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Projekt Optimus: Hohe Energieverluste sind vermeidbar

Experten befassten sich mit der Optimierung von Heizungsanlagen im Bestand weiter lesen

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Praxisvorschlag von Haustechnik-Dialog zum einfachen hydraulischen Abgleich

Man braucht Temperaturen unter +5° C und Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, Personen und Elektrogeräte sollte in den Räumen) möglichst vermieden werden, da sonst eine Überprüfung der erreichten Raumtemperaturen verfälscht werden!

  1. Die Wärmezufuhr wird abgeschaltet und die Anlage kühlt mit laufender Pumpe ab, dabei müssen alle HK-Ventile voll aufgedreht sein.
  2. Wenn das Anlagenwasser abgekühlt ist, wird die Pumpe abgeschaltet und der Wärmeerzeuger hochgeheizt.
  3. Nach dem Erreichen der maximalen Temperatur wird die Pumpe wieder eingeschaltet. Nun wird überprüft, ob das warme Wasser relativ gleichzeitig an allen Heizkörpern ankommt.

Wenn einzelne Heizkörper zu schnell warm werden, dann bekommen sie zu viel Wasser (Wärme). Heizkörperanschlüsse, die nur langsam warm werden, sind unterversorgt. Jetzt kann der Fachmann abschätzen, wie der Abgleich vorzunehmen ist.

Die Heizkörper nahe am Heizkessel werden auch bei richtiger Hydraulik zuerst warm. Entscheidend ist, ob im entsprechenden Raum die gewünschte Temperatur erreicht wird.

Wenn ein Heizkörper zu klein dimensioniert ist, dann wird es im Raum nur warm, wenn die Vorlauftemperatur erhöht wird. Die dann überdimensionierten Heizkörper müssen dann einen geringeren Massenstrom erhalten.

Wichtig ist letztendlich, dass alle Räume die gewünschte Temperatur haben, ohne das die Ventile schließen.

Die Überprüfung einer Fußbodenheizung kann in ähnlicher Weise durchgeführt werden. Hier muss aber der Rücklauf gefühlt werden.

Voraussetzung für einen weiteren Abgleich sind voreinstellbare Ventile (bzw. Rücklaufverschraubungen) und richtig ausgelegte Heizflächen.


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