Eine Wärmequelle, zwei Verbraucher: Warum wird die Fußbodenheizung nicht warm?
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet normal. Die Vorlauftemperatur des Wassers ist korrekt. Die Umwälzpumpe läuft und es ist kein offensichtlicher Luftstau in den Fußbodenheizungskreisläufen vorhanden.
Dennoch werden einige Räume nicht ausreichend warm.
Was sollten wir als Nächstes überprüfen?
Bei vielen Projekten liegt das Problem nicht bei der Wärmepumpe selbst. Es liegt an der Auslegung und hydraulischen Verlegung der Fußbodenheizungsrohre
Falscher Rohrdurchmesser, übermäßig lange Kreisläufe, zu viele an einen Verteiler angeschlossene Stränge, ungünstige Verteilerposition, unpassender Rohrabstand oder unnötige Mischsysteme können den hydraulischen Widerstand erhöhen und die Wärmeabgabe verringern.
Das Ergebnis ist eine häufige Reklamation vor Ort:
„Die Wärmepumpe läuft, aber die Fußbodenheizung wird immer noch nicht warm genug.“
In Teil 3 unserer Fehlerbehebungsserie „Eine Wärmequelle, zwei Verbraucher“ erklären wir, wie sich die Auslegung der Rohrleitungen auf den Wasserdurchfluss, den Druckabfall und die Wärmeabgabe auswirkt – und was Ingenieure prüfen sollten, bevor sie die Wärmepumpe beschuldigen.
Die Fußbodenheizung ist ein hydronisches System.
Die Wärmepumpe erwärmt den Raum nicht direkt. Stattdessen muss die Wärme mehrere Stufen durchlaufen:
Wärmepumpe → Warmwasser → Hauptrohrleitung → Verteiler → Fußbodenheizungskreisläufe → Boden → Raum
Wenn die hydraulische Auslegung schlecht ist, kann die Wärmepumpe zwar genügend thermische Energie erzeugen, aber das System kann diese Energie nicht effektiv verteilen.
Das bedeutet:
Gute Wärmepumpe + Schlechte hydraulische Auslegung = Schlechte Heizleistung
Dies ist eines der wichtigsten Prinzipien in der Luft-Wasser-Wärmepumpentechnik.
Einer der häufigsten Planungsfehler ist die Auslegung einzelner Fußbodenheizungskreisläufe als zu lang.
Mit zunehmender Rohrlänge steigt auch der hydraulische Widerstand.
Höherer Widerstand bedeutet, dass die Umwälzpumpe mehr Differenzdruck benötigt, um den erforderlichen Durchfluss aufrechtzuerhalten.
Wenn die Pumpe diesen Widerstand nicht überwinden kann:
Längerer Kreislauf → Höherer Druckabfall → Geringerer Durchfluss → Geringere Wärmeübertragung
Schließlich kann es schwierig werden, die Auslegungstemperatur des Raumes zu erreichen.
Stellen Sie sich ein großes Wohnzimmer von 30–40 m² vor.
Anstatt es in zwei korrekt ausgelegte Kreisläufe zu unterteilen, versucht der Installateur, den gesamten Raum mit einem extrem langen Kreislauf abzudecken.
Das Ergebnis könnte ein Kreislauf von etwa 150–190 Metern sein.
Dies mag während der Installation einfacher aussehen, kann aber hydraulisch problematisch sein.
Der Anfang des Kreislaufs erhält relativ warmes Wasser, während der Strömungswiderstand übermäßig ansteigt und die Temperatur entlang des Kreislaufs fortschreitend abfällt.
Das Ende des Bodens kann daher viel weniger nutzbare Wärme erhalten.
Es gibt keine universelle maximale Kreislauflänge, die für jedes Projekt gilt, da sie von Folgendem abhängt:
Rohrdurchmesser;
Rohrmaterial;
Identifizieren Sie übermäßig lange Kreisläufe.
Auslegungs-ΔT;
Wärmelast;
Schritt 3 – Rohrdurchmesser prüfen
Druckverlust des Verteilers;
Fittings und Ventile;
Installationsmethode.
Für gängige Wohn-Fußbodenheizungssysteme mit etwa 16–20 mm Rohren werden einzelne Kreisläufe jedoch oft grob im Bereich von 60–100 m ausgelegt, wobei 80–100 m häufig als praktisches Auslegungsziel verwendet werden
Anstatt eine einzelne Zahl als absolute Regel zu behandeln, sollten Ingenieure den Druckabfall und den erforderlichen Durchfluss für jeden Strang berechnen.
Das technische Prinzip ist wichtiger als die Zahl:
Machen Sie einen Kreislauf nicht übermäßig lang, nur um die Anzahl der Kreisläufe zu reduzieren.
Große Räume sollten normalerweise in mehrere hydraulisch handhabbare Kreisläufe unterteilt werden.
Der Rohrdurchmesser ist ein weiterer kritischer Faktor.
Bei gleichem Wasserdurchfluss erzeugt ein kleinerer Innendurchmesser eine höhere Wassergeschwindigkeit und einen deutlich höheren Druckverlust.
Dies beeinflusst:
Auswahl der Umwälzpumpe;
↓
Abgleich des Verteilers;
Geräusche;
Wärmeverteilung.
Gängige Fußbodenheizungsrohrgrößen variieren je nach Markt und Anwendung, wobei 16 mm und 20 mm weit verbreitet sind.
Größere gewerbliche oder spezielle Systeme können andere Abmessungen verwenden.
Aber die Rohrgröße sollte niemals nur nach Gewohnheit ausgewählt werden.
Sie muss abgestimmt werden mit:
Kreislauflänge + Erforderlicher Durchfluss + Druckabfall + Wärmelast
Wenn ein Fußbodenheizungssystem unzureichenden Durchfluss hat, ist eine häufige Reaktion:
„Lassen Sie uns eine größere Umwälzpumpe installieren.“
Manchmal hilft das – aber es korrigiert keine schlechte hydraulische Auslegung.
Wenn die Kreisläufe übermäßig lang sind oder die Rohrdurchmesser ungeeignet sind, kann eine größere Pumpe Folgendes verursachen:
übermäßiger Differenzdruck;
höherer Energieverbrauch der Pumpe;
Geräusche;
schwieriger Abgleich;
übermäßige Geschwindigkeit in kürzeren Kreisläufen;
Probleme mit Regelventilen.
Die richtige technische Reihenfolge ist:
Wärmebedarf berechnen → Erforderlichen Durchfluss ermitteln → Rohrleitungen auslegen → Druckabfall berechnen → Pumpe auswählen
Nicht:
Rohrleitungen zuerst installieren → schlechten Durchfluss feststellen → größere Pumpe installieren
Für wasserbasierte Heizsysteme kann die Beziehung zwischen Wärmeabgabe und Wasserdurchfluss annähernd wie folgt ausgedrückt werden:
Wobei:
Q = Heizleistung in kW
V = Wasserdurchfluss in m³/h
ΔT = Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf in K
Jeder Kreislauf kann dann nach seinen eigenen Anforderungen ausgelegt werden:
Wenn beispielsweise eine Fußbodenheizungszone 5 kW benötigt und für eine Temperaturdifferenz von 5 K ausgelegt ist:
Sobald der erforderliche Durchfluss bekannt ist, kann der Ingenieur Folgendes bewerten:
Rohrdurchmesser;
Wassergeschwindigkeit;
Kreislauflänge;
Verteilergröße;
Pumpenhöhe.
Dies ist weitaus zuverlässiger, als Komponenten nur nach der Bodenfläche auszuwählen.
Der Fußbodenheizungsverteiler sollte so positioniert werden, dass die einzelnen Kreisläufe in ihrer Länge einigermaßen ausgeglichen gehalten werden können.
Betrachten Sie ein großes Haus, in dem der Verteiler an einem Ende des Gebäudes installiert ist.
Ein nahegelegener Raum kann erfordern:
50 m Kreislauf
während ein entfernter Raum erfordern kann:
110 m Kreislauf
Nun sind beide Kreisläufe an denselben Verteiler und dieselbe Umwälzpumpe angeschlossen.
Ihr hydraulischer Widerstand ist sehr unterschiedlich.
Ohne ordnungsgemäßen Abgleich bevorzugt Wasser natürlich den Kreislauf mit geringerem Widerstand.
Das Ergebnis kann sein:
Kurzer Kreislauf → zu viel Durchfluss
Langer Kreislauf → zu wenig Durchfluss
Nahegelegener Raum → zu warm
Entfernter Raum → zu kalt
Dies ist eine klassische hydraulische Unwucht.
Wo immer möglich, positionieren Sie den Verteiler einigermaßen nahe der Mitte der von ihm versorgten Zonen.
Dies kann helfen, Folgendes zu reduzieren:
unnötige Rohrlänge;
große Unterschiede zwischen den Kreislauflängen;
Druckabfall-Ungleichgewicht;
übermäßige Totleitungen;
Inbetriebnahme-Schwierigkeiten.
Für große Häuser oder mehrstöckige Gebäude kann die Verwendung mehrerer Verteiler besser sein, als jeden Kreislauf zu einem einzigen Ort zurückzuführen.
Kreislauflänge und Druckabfall
Wärmepumpe / Pufferspeicher
Hauptverteilung
⤸ ⤹
Verteiler ASchritt 1 – Raumweise WärmeverlustberechnungVerteiler B
Kürzere, besser abgeglichene Fußbodenheizungskreisläufe
Dies ist oft hydraulisch überlegen gegenüber einem überdimensionierten Verteiler, der das gesamte Gebäude versorgt.
Es gibt keine universelle Zahl, da die Kapazität des Verteilers von Folgendem abhängt:
Durchflussanforderung;
Verteilerdurchmesser;
Abzweiggröße;
Pumpenkapazität;
Projektumfang;
Schritt 4 – Position des Verteilers prüfen
Extrem große Verteiler mit vielen Strängen sollten jedoch sorgfältig geprüft werden.
Für viele Wohnprojekte kann ein Verteiler, der etwa 5–8 Kreisläufe versorgt, für Installation, Abgleich und Wartung praktisch sein, obwohl größere Verteiler kommerziell erhältlich sind und bei korrekter Auslegung durchaus angemessen sein können.
Wichtig ist, keine willkürliche Kreislaufbegrenzung festzulegen.
Die richtige Frage ist:
Kann der Verteiler den erforderlichen Durchfluss zu jedem Kreislauf liefern und dabei einen akzeptablen Druckabfall und Regelbarkeit aufrechterhalten?
Das ist das technische Kriterium.
Ein weiterer Fehler ist die Installation desselben Fußbodenheizungsrohr-Abstands im gesamten Gebäude.
Unterschiedliche Räume haben nicht unbedingt denselben Wärmeverlust.
Ein Raum mit:
großen Verglasungen;
Außenwänden;
schlechter Isolierung;
Nordausrichtung;
hoher Infiltration;
kann eine höhere Bodenwärmeabgabe erfordern als ein Innenraum mit kleinen Fenstern.
Daher muss der Rohr-Abstand je nach Zonenwärmelast geändert werden.
Zum Beispiel können Perimeterzonen in der Nähe von großen Fenstern einen engeren Rohr-Abstand erfordern als Innenbereiche.
Die richtige Reihenfolge ist:
Raumwärmeverlust berechnen → Erforderliche Bodenabgabe ermitteln → Wassertemperatur wählen → Rohr-Abstand bestimmen
nicht einfach:
Überall denselben Abstand verwenden.
Dieser Punkt wird häufig übersehen.
Wenn ein bestehendes Gebäude von einem Kessel auf eine Wärmepumpe umgerüstet wird, konzentrieren sich Ingenieure manchmal ausschließlich auf die Ausrüstung.
Aber wenn das Gebäude hat:
unisolierte Wände;
schlechte Dachisolierung;
Einfachverglasung;
erhebliche Luftundichtigkeiten;
Wärmebrücken;
kann die Heizlast viel höher sein als erwartet.
In diesem Fall ist das Problem möglicherweise nicht, dass der Boden „nicht heizen kann“.
Der Boden liefert möglicherweise kontinuierlich Wärme, während das Gebäude unter den Auslegungsbedingungen fast genauso schnell Wärme verliert.
Die grundlegende thermische Bilanz lautet:
Kreislaufdurchfluss;
Installieren Sie kein Mischventil nur, weil „
“.
Prüfen Sie zuerst, ob das System tatsächlich unterschiedliche Wassertemperaturniveaus benötigt.
16. Unnötige Komponenten können die Fehlerbehebung erschweren
Ein gängiges technisches Prinzip lautet:
Verwenden Sie jede notwendige Komponente – aber vermeiden Sie Komponenten, die keine klare hydraulische oder regelungstechnische Funktion haben.
Jede zusätzliche Komponente verursacht:
zusätzlichen Druckabfall;
zusätzliche Regelungslogik;
einen weiteren potenziellen Fehlerpunkt;
zusätzliche Installationskosten;
Zum Beispiel kann ein falsch ausgewähltes oder falsch eingestelltes Mischventil dazu führen, dass die Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung zu niedrig bleibt, auch wenn die Wärmepumpe genügend Wärme erzeugt.
Das Ergebnis kann sein:
Wärmepumpe = 40 °C
↓
Falsche Mischung
↓
Fußbodenheizungs-Vorlauf = 28 °C
↓
Unzureichende Bodenabgabe
Der Installateur kann dann fälschlicherweise die Wärmepumpe beschuldigen.17. Ein System mit einer Quelle und zwei Verbrauchern erfordert hydraulische KoordinationWenn eine Wärmepumpe sowohl Lüftungskühler als auch Fußbodenheizungen versorgt, können die beiden Verbraucher unterschiedliche Anforderungen haben.
Benötigen typischerweise:
relativ höhere Heizwassertemperatur;
schnellere Reaktion;
unterschiedliche Durchflussprofile.
Fußbodenheizung
Benötigt typischerweise:
niedrigere Wassertemperatur;
stabiler kontinuierlicher Durchfluss;
langsamere Reaktion;
sorgfältiger hydraulischer Abgleich.
Wärmepumpe↓Pufferspeicher / Hydraulische Trennung
↓
Kreislauflänge und Druckabfall
⤸ ⤹
Lüftungskühler-Kreislauf
Fußbodenheizungs-Kreislauf
Jeder Kreislauf kann dann nach seinen eigenen Anforderungen ausgelegt werden:
erforderlicher Durchfluss;
Pumpenhöhe;
Regelstrategie.
18. Warum der längste oder schwierigste Kreislauf zählt
Bei der Auswahl einer Umwälzpumpe sollten Ingenieure nicht einfach die Druckabfälle aller Fußbodenheizungskreisläufe addieren.
Da die Kreisläufe normalerweise parallel geschaltet sind, muss die Pumpe Folgendes liefern:
den
kombinierten Auslegungsdurchfluss
aller betriebenen Kreisläufe;
ausreichende Förderhöhe für den
hydraulisch anspruchsvollsten Kreislauf
plus gemeinsame Rohrleitungen und Komponenten.
Dieser Unterschied ist wichtig.
Aber ihre individuellen Druckabfälle addieren sich nicht einfach, da die Kreisläufe parallel sind.
19. Hydraulischer Abgleich ist unerlässlich
Angenommen, fünf Kreisläufe haben unterschiedliche Druckverluste.
Ohne Abgleich folgt das Wasser dem einfachsten Weg.
Verteiler-Durchflussmesser und Abgleichventile ermöglichen es dem Ingenieur, jeden Kreislauf gemäß seiner Auslegungsanforderung einzustellen.
Kreislauf
Auslegungsdurchfluss
Wohnzimmer 1
1,8 L/min
1,7 L/min
Schlafzimmer 1
1,2 L/min
Schlafzimmer 2
1,1 L/min
Badezimmer
0,8 L/min
Wichtig ist:
Jeder Kreislauf sollte den Durchfluss erhalten, den er tatsächlich benötigt.
20. Wie man eine schlechte Auslegung der Fußbodenheizungsrohre diagnostiziert
Wenn die Wärmepumpe ordnungsgemäß funktioniert, aber bestimmte Räume kalt bleiben, gehen Sie systematisch vor.Schritt 1 – Raumweise WärmeverlustberechnungErmitteln Sie, ob das Fußbodenheizungssystem physisch in der Lage ist, die Heizlast zu decken.
Schritt 2 – Kreislauflängen prüfen
Identifizieren Sie übermäßig lange Kreisläufe.
Schritt 3 – Rohrdurchmesser prüfen
Bestätigen Sie, dass die Rohrdimensionen dem erforderlichen Durchfluss und Druckabfall entsprechen.
Schritt 4 – Position des Verteilers prüfen
Schritt 5 – Durchflussraten des Verteilers prüfen
Vergleichen Sie den tatsächlichen Durchfluss mit den Auslegungswerten.
Schritt 6 – Rohr-Abstand prüfenErmitteln Sie, ob Bereiche mit hoher Last eine ausreichende Bodenabgabe haben.Schritt 7 – Pumpenhöhe prüfen
Bestätigen Sie, dass die Pumpe den kritischen Kreislaufwiderstand überwinden kann.Schritt 8 – Hydraulischen Abgleich prüfenStellen Sie sicher, dass kurze Kreisläufe keine Strömung von langen Kreisläufen stehlen.
Schritt 9 – Mischventile prüfen
Bestätigen Sie, ob sie tatsächlich erforderlich sind und ob die Einstellungen korrekt sind.
Schritt 10 – Gebäudedämmung prüfen
Ignorieren Sie keine Fenster, Wände, Dächer und Infiltration.
Symptom
Mögliche Auslegungursache
Was zu prüfen ist
Entfernter Raum bleibt kalt
Übermäßige Kreislauflänge
Kreislauflänge und Druckabfall
| Kurze Kreisläufe heiß, lange Kreisläufe kalt | Hydraulische Unwucht |
|---|---|
| Verteilerabgleich | Alle Fußbodenheizungskreisläufe haben geringen Durchfluss |
| Hauptrohrleitung/Pumpe unterdimensioniert | Hauptdurchfluss und Pumpenhöhe |
| Ein großer Raum ist kalt | Zu wenige Kreisläufe |
| Wärmelast und Kreislaufplanung | Perimeterbereich fühlt sich kalt an |
| Rohr-Abstand zu groß | Zonenwärmelastberechnung |
Wärmepumpenausgang heiß, Fußbodenheizungs-Vorlauf kühl
Mischproblem
Mischventil/Regelung
Pumpe läuft kontinuierlich auf Maximum
Rohrdimensionierung und Systemkurve
Hoher Gebäudewärmeverlust
Lüftungskühler funktionieren, aber Fußbodenheizung leistet schlecht
Auslegung des Sekundärkreislaufs
Warum wird meine Fußbodenheizung nicht warm, obwohl die Wärmepumpe funktioniert?
Können Fußbodenheizungsrohre zu lang sein?
Ist 100 Meter die maximale Länge für einen Fußbodenheizungskreislauf?
Sollte jeder Fußbodenheizungskreislauf gleich lang sein?
Benötigt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ein Mischventil für Fußbodenheizungen?
Kann eine größere Umwälzpumpe ein schlecht ausgelegtes Fußbodenheizungssystem lösen?
Warum sind einige Räume warm, während andere kalt bleiben?
| Abschließendes technisches Prinzip | Wenn die Fußbodenheizung nicht warm wird, schauen Sie nicht nur auf die Wärmepumpe. | Ein erfolgreiches hydronisches Heizsystem hängt von der gesamten Kette ab: |
|---|---|---|
| Gebäudewärmelast | ↓ | Erforderliche Wärmeabgabe |
| ↓ | Erforderlicher Wasserdurchfluss | ↓ |
| Rohrdurchmesser & Kreislauflänge | ↓ | Verteilerlayout |
| ↓ | Pumpenhöhe | ↓ |
| Hydraulischer Abgleich | ↓ | Bodenwärmeübertragung |
| ↓ | Raumkomfort | Wenn einer dieser Schritte falsch ausgelegt ist, kann selbst eine Hochleistungs-Wärmepumpe schlecht abschneiden. |
| Dies führt zu einer der wichtigsten Lektionen in der Luft-Wasser-Wärmepumpentechnik: | Die Wärmepumpe erzeugt die Wärme. Das hydraulische System bestimmt, ob diese Wärme den Raum erreicht. | Eine Wärmequelle, zwei Verbraucher – Fehlerbehebungsserie |
| Teil 1 – Erstinbetriebnahme oder Langzeitstillstand | Teil 2 – Luft in Fußbodenheizungsrohren | Teil 3 – Schlechte Auslegung und Verlegung der Rohrleitungen |
| Wir werden diese Serie fortsetzen, indem wir weitere praktische Ursachen für unzureichende Fußbodenheizungsleistung in Luft-Wasser-Wärmepumpensystemen untersuchen. | Bei | EcoHeat Pump |
.
Für mehr Wissen über Luft-Wasser-Wärmepumpentechnik und Anwendungslösungen:
Eine Wärmequelle, zwei Verbraucher: Warum wird die Fußbodenheizung nicht warm?
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe arbeitet normal. Die Vorlauftemperatur des Wassers ist korrekt. Die Umwälzpumpe läuft und es ist kein offensichtlicher Luftstau in den Fußbodenheizungskreisläufen vorhanden.
Dennoch werden einige Räume nicht ausreichend warm.
Was sollten wir als Nächstes überprüfen?
Bei vielen Projekten liegt das Problem nicht bei der Wärmepumpe selbst. Es liegt an der Auslegung und hydraulischen Verlegung der Fußbodenheizungsrohre
Falscher Rohrdurchmesser, übermäßig lange Kreisläufe, zu viele an einen Verteiler angeschlossene Stränge, ungünstige Verteilerposition, unpassender Rohrabstand oder unnötige Mischsysteme können den hydraulischen Widerstand erhöhen und die Wärmeabgabe verringern.
Das Ergebnis ist eine häufige Reklamation vor Ort:
„Die Wärmepumpe läuft, aber die Fußbodenheizung wird immer noch nicht warm genug.“
In Teil 3 unserer Fehlerbehebungsserie „Eine Wärmequelle, zwei Verbraucher“ erklären wir, wie sich die Auslegung der Rohrleitungen auf den Wasserdurchfluss, den Druckabfall und die Wärmeabgabe auswirkt – und was Ingenieure prüfen sollten, bevor sie die Wärmepumpe beschuldigen.
Die Fußbodenheizung ist ein hydronisches System.
Die Wärmepumpe erwärmt den Raum nicht direkt. Stattdessen muss die Wärme mehrere Stufen durchlaufen:
Wärmepumpe → Warmwasser → Hauptrohrleitung → Verteiler → Fußbodenheizungskreisläufe → Boden → Raum
Wenn die hydraulische Auslegung schlecht ist, kann die Wärmepumpe zwar genügend thermische Energie erzeugen, aber das System kann diese Energie nicht effektiv verteilen.
Das bedeutet:
Gute Wärmepumpe + Schlechte hydraulische Auslegung = Schlechte Heizleistung
Dies ist eines der wichtigsten Prinzipien in der Luft-Wasser-Wärmepumpentechnik.
Einer der häufigsten Planungsfehler ist die Auslegung einzelner Fußbodenheizungskreisläufe als zu lang.
Mit zunehmender Rohrlänge steigt auch der hydraulische Widerstand.
Höherer Widerstand bedeutet, dass die Umwälzpumpe mehr Differenzdruck benötigt, um den erforderlichen Durchfluss aufrechtzuerhalten.
Wenn die Pumpe diesen Widerstand nicht überwinden kann:
Längerer Kreislauf → Höherer Druckabfall → Geringerer Durchfluss → Geringere Wärmeübertragung
Schließlich kann es schwierig werden, die Auslegungstemperatur des Raumes zu erreichen.
Stellen Sie sich ein großes Wohnzimmer von 30–40 m² vor.
Anstatt es in zwei korrekt ausgelegte Kreisläufe zu unterteilen, versucht der Installateur, den gesamten Raum mit einem extrem langen Kreislauf abzudecken.
Das Ergebnis könnte ein Kreislauf von etwa 150–190 Metern sein.
Dies mag während der Installation einfacher aussehen, kann aber hydraulisch problematisch sein.
Der Anfang des Kreislaufs erhält relativ warmes Wasser, während der Strömungswiderstand übermäßig ansteigt und die Temperatur entlang des Kreislaufs fortschreitend abfällt.
Das Ende des Bodens kann daher viel weniger nutzbare Wärme erhalten.
Es gibt keine universelle maximale Kreislauflänge, die für jedes Projekt gilt, da sie von Folgendem abhängt:
Rohrdurchmesser;
Rohrmaterial;
Identifizieren Sie übermäßig lange Kreisläufe.
Auslegungs-ΔT;
Wärmelast;
Schritt 3 – Rohrdurchmesser prüfen
Druckverlust des Verteilers;
Fittings und Ventile;
Installationsmethode.
Für gängige Wohn-Fußbodenheizungssysteme mit etwa 16–20 mm Rohren werden einzelne Kreisläufe jedoch oft grob im Bereich von 60–100 m ausgelegt, wobei 80–100 m häufig als praktisches Auslegungsziel verwendet werden
Anstatt eine einzelne Zahl als absolute Regel zu behandeln, sollten Ingenieure den Druckabfall und den erforderlichen Durchfluss für jeden Strang berechnen.
Das technische Prinzip ist wichtiger als die Zahl:
Machen Sie einen Kreislauf nicht übermäßig lang, nur um die Anzahl der Kreisläufe zu reduzieren.
Große Räume sollten normalerweise in mehrere hydraulisch handhabbare Kreisläufe unterteilt werden.
Der Rohrdurchmesser ist ein weiterer kritischer Faktor.
Bei gleichem Wasserdurchfluss erzeugt ein kleinerer Innendurchmesser eine höhere Wassergeschwindigkeit und einen deutlich höheren Druckverlust.
Dies beeinflusst:
Auswahl der Umwälzpumpe;
↓
Abgleich des Verteilers;
Geräusche;
Wärmeverteilung.
Gängige Fußbodenheizungsrohrgrößen variieren je nach Markt und Anwendung, wobei 16 mm und 20 mm weit verbreitet sind.
Größere gewerbliche oder spezielle Systeme können andere Abmessungen verwenden.
Aber die Rohrgröße sollte niemals nur nach Gewohnheit ausgewählt werden.
Sie muss abgestimmt werden mit:
Kreislauflänge + Erforderlicher Durchfluss + Druckabfall + Wärmelast
Wenn ein Fußbodenheizungssystem unzureichenden Durchfluss hat, ist eine häufige Reaktion:
„Lassen Sie uns eine größere Umwälzpumpe installieren.“
Manchmal hilft das – aber es korrigiert keine schlechte hydraulische Auslegung.
Wenn die Kreisläufe übermäßig lang sind oder die Rohrdurchmesser ungeeignet sind, kann eine größere Pumpe Folgendes verursachen:
übermäßiger Differenzdruck;
höherer Energieverbrauch der Pumpe;
Geräusche;
schwieriger Abgleich;
übermäßige Geschwindigkeit in kürzeren Kreisläufen;
Probleme mit Regelventilen.
Die richtige technische Reihenfolge ist:
Wärmebedarf berechnen → Erforderlichen Durchfluss ermitteln → Rohrleitungen auslegen → Druckabfall berechnen → Pumpe auswählen
Nicht:
Rohrleitungen zuerst installieren → schlechten Durchfluss feststellen → größere Pumpe installieren
Für wasserbasierte Heizsysteme kann die Beziehung zwischen Wärmeabgabe und Wasserdurchfluss annähernd wie folgt ausgedrückt werden:
Wobei:
Q = Heizleistung in kW
V = Wasserdurchfluss in m³/h
ΔT = Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf in K
Jeder Kreislauf kann dann nach seinen eigenen Anforderungen ausgelegt werden:
Wenn beispielsweise eine Fußbodenheizungszone 5 kW benötigt und für eine Temperaturdifferenz von 5 K ausgelegt ist:
Sobald der erforderliche Durchfluss bekannt ist, kann der Ingenieur Folgendes bewerten:
Rohrdurchmesser;
Wassergeschwindigkeit;
Kreislauflänge;
Verteilergröße;
Pumpenhöhe.
Dies ist weitaus zuverlässiger, als Komponenten nur nach der Bodenfläche auszuwählen.
Der Fußbodenheizungsverteiler sollte so positioniert werden, dass die einzelnen Kreisläufe in ihrer Länge einigermaßen ausgeglichen gehalten werden können.
Betrachten Sie ein großes Haus, in dem der Verteiler an einem Ende des Gebäudes installiert ist.
Ein nahegelegener Raum kann erfordern:
50 m Kreislauf
während ein entfernter Raum erfordern kann:
110 m Kreislauf
Nun sind beide Kreisläufe an denselben Verteiler und dieselbe Umwälzpumpe angeschlossen.
Ihr hydraulischer Widerstand ist sehr unterschiedlich.
Ohne ordnungsgemäßen Abgleich bevorzugt Wasser natürlich den Kreislauf mit geringerem Widerstand.
Das Ergebnis kann sein:
Kurzer Kreislauf → zu viel Durchfluss
Langer Kreislauf → zu wenig Durchfluss
Nahegelegener Raum → zu warm
Entfernter Raum → zu kalt
Dies ist eine klassische hydraulische Unwucht.
Wo immer möglich, positionieren Sie den Verteiler einigermaßen nahe der Mitte der von ihm versorgten Zonen.
Dies kann helfen, Folgendes zu reduzieren:
unnötige Rohrlänge;
große Unterschiede zwischen den Kreislauflängen;
Druckabfall-Ungleichgewicht;
übermäßige Totleitungen;
Inbetriebnahme-Schwierigkeiten.
Für große Häuser oder mehrstöckige Gebäude kann die Verwendung mehrerer Verteiler besser sein, als jeden Kreislauf zu einem einzigen Ort zurückzuführen.
Kreislauflänge und Druckabfall
Wärmepumpe / Pufferspeicher
Hauptverteilung
⤸ ⤹
Verteiler ASchritt 1 – Raumweise WärmeverlustberechnungVerteiler B
Kürzere, besser abgeglichene Fußbodenheizungskreisläufe
Dies ist oft hydraulisch überlegen gegenüber einem überdimensionierten Verteiler, der das gesamte Gebäude versorgt.
Es gibt keine universelle Zahl, da die Kapazität des Verteilers von Folgendem abhängt:
Durchflussanforderung;
Verteilerdurchmesser;
Abzweiggröße;
Pumpenkapazität;
Projektumfang;
Schritt 4 – Position des Verteilers prüfen
Extrem große Verteiler mit vielen Strängen sollten jedoch sorgfältig geprüft werden.
Für viele Wohnprojekte kann ein Verteiler, der etwa 5–8 Kreisläufe versorgt, für Installation, Abgleich und Wartung praktisch sein, obwohl größere Verteiler kommerziell erhältlich sind und bei korrekter Auslegung durchaus angemessen sein können.
Wichtig ist, keine willkürliche Kreislaufbegrenzung festzulegen.
Die richtige Frage ist:
Kann der Verteiler den erforderlichen Durchfluss zu jedem Kreislauf liefern und dabei einen akzeptablen Druckabfall und Regelbarkeit aufrechterhalten?
Das ist das technische Kriterium.
Ein weiterer Fehler ist die Installation desselben Fußbodenheizungsrohr-Abstands im gesamten Gebäude.
Unterschiedliche Räume haben nicht unbedingt denselben Wärmeverlust.
Ein Raum mit:
großen Verglasungen;
Außenwänden;
schlechter Isolierung;
Nordausrichtung;
hoher Infiltration;
kann eine höhere Bodenwärmeabgabe erfordern als ein Innenraum mit kleinen Fenstern.
Daher muss der Rohr-Abstand je nach Zonenwärmelast geändert werden.
Zum Beispiel können Perimeterzonen in der Nähe von großen Fenstern einen engeren Rohr-Abstand erfordern als Innenbereiche.
Die richtige Reihenfolge ist:
Raumwärmeverlust berechnen → Erforderliche Bodenabgabe ermitteln → Wassertemperatur wählen → Rohr-Abstand bestimmen
nicht einfach:
Überall denselben Abstand verwenden.
Dieser Punkt wird häufig übersehen.
Wenn ein bestehendes Gebäude von einem Kessel auf eine Wärmepumpe umgerüstet wird, konzentrieren sich Ingenieure manchmal ausschließlich auf die Ausrüstung.
Aber wenn das Gebäude hat:
unisolierte Wände;
schlechte Dachisolierung;
Einfachverglasung;
erhebliche Luftundichtigkeiten;
Wärmebrücken;
kann die Heizlast viel höher sein als erwartet.
In diesem Fall ist das Problem möglicherweise nicht, dass der Boden „nicht heizen kann“.
Der Boden liefert möglicherweise kontinuierlich Wärme, während das Gebäude unter den Auslegungsbedingungen fast genauso schnell Wärme verliert.
Die grundlegende thermische Bilanz lautet:
Kreislaufdurchfluss;
Installieren Sie kein Mischventil nur, weil „
“.
Prüfen Sie zuerst, ob das System tatsächlich unterschiedliche Wassertemperaturniveaus benötigt.
16. Unnötige Komponenten können die Fehlerbehebung erschweren
Ein gängiges technisches Prinzip lautet:
Verwenden Sie jede notwendige Komponente – aber vermeiden Sie Komponenten, die keine klare hydraulische oder regelungstechnische Funktion haben.
Jede zusätzliche Komponente verursacht:
zusätzlichen Druckabfall;
zusätzliche Regelungslogik;
einen weiteren potenziellen Fehlerpunkt;
zusätzliche Installationskosten;
Zum Beispiel kann ein falsch ausgewähltes oder falsch eingestelltes Mischventil dazu führen, dass die Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung zu niedrig bleibt, auch wenn die Wärmepumpe genügend Wärme erzeugt.
Das Ergebnis kann sein:
Wärmepumpe = 40 °C
↓
Falsche Mischung
↓
Fußbodenheizungs-Vorlauf = 28 °C
↓
Unzureichende Bodenabgabe
Der Installateur kann dann fälschlicherweise die Wärmepumpe beschuldigen.17. Ein System mit einer Quelle und zwei Verbrauchern erfordert hydraulische KoordinationWenn eine Wärmepumpe sowohl Lüftungskühler als auch Fußbodenheizungen versorgt, können die beiden Verbraucher unterschiedliche Anforderungen haben.
Benötigen typischerweise:
relativ höhere Heizwassertemperatur;
schnellere Reaktion;
unterschiedliche Durchflussprofile.
Fußbodenheizung
Benötigt typischerweise:
niedrigere Wassertemperatur;
stabiler kontinuierlicher Durchfluss;
langsamere Reaktion;
sorgfältiger hydraulischer Abgleich.
Wärmepumpe↓Pufferspeicher / Hydraulische Trennung
↓
Kreislauflänge und Druckabfall
⤸ ⤹
Lüftungskühler-Kreislauf
Fußbodenheizungs-Kreislauf
Jeder Kreislauf kann dann nach seinen eigenen Anforderungen ausgelegt werden:
erforderlicher Durchfluss;
Pumpenhöhe;
Regelstrategie.
18. Warum der längste oder schwierigste Kreislauf zählt
Bei der Auswahl einer Umwälzpumpe sollten Ingenieure nicht einfach die Druckabfälle aller Fußbodenheizungskreisläufe addieren.
Da die Kreisläufe normalerweise parallel geschaltet sind, muss die Pumpe Folgendes liefern:
den
kombinierten Auslegungsdurchfluss
aller betriebenen Kreisläufe;
ausreichende Förderhöhe für den
hydraulisch anspruchsvollsten Kreislauf
plus gemeinsame Rohrleitungen und Komponenten.
Dieser Unterschied ist wichtig.
Aber ihre individuellen Druckabfälle addieren sich nicht einfach, da die Kreisläufe parallel sind.
19. Hydraulischer Abgleich ist unerlässlich
Angenommen, fünf Kreisläufe haben unterschiedliche Druckverluste.
Ohne Abgleich folgt das Wasser dem einfachsten Weg.
Verteiler-Durchflussmesser und Abgleichventile ermöglichen es dem Ingenieur, jeden Kreislauf gemäß seiner Auslegungsanforderung einzustellen.
Kreislauf
Auslegungsdurchfluss
Wohnzimmer 1
1,8 L/min
1,7 L/min
Schlafzimmer 1
1,2 L/min
Schlafzimmer 2
1,1 L/min
Badezimmer
0,8 L/min
Wichtig ist:
Jeder Kreislauf sollte den Durchfluss erhalten, den er tatsächlich benötigt.
20. Wie man eine schlechte Auslegung der Fußbodenheizungsrohre diagnostiziert
Wenn die Wärmepumpe ordnungsgemäß funktioniert, aber bestimmte Räume kalt bleiben, gehen Sie systematisch vor.Schritt 1 – Raumweise WärmeverlustberechnungErmitteln Sie, ob das Fußbodenheizungssystem physisch in der Lage ist, die Heizlast zu decken.
Schritt 2 – Kreislauflängen prüfen
Identifizieren Sie übermäßig lange Kreisläufe.
Schritt 3 – Rohrdurchmesser prüfen
Bestätigen Sie, dass die Rohrdimensionen dem erforderlichen Durchfluss und Druckabfall entsprechen.
Schritt 4 – Position des Verteilers prüfen
Schritt 5 – Durchflussraten des Verteilers prüfen
Vergleichen Sie den tatsächlichen Durchfluss mit den Auslegungswerten.
Schritt 6 – Rohr-Abstand prüfenErmitteln Sie, ob Bereiche mit hoher Last eine ausreichende Bodenabgabe haben.Schritt 7 – Pumpenhöhe prüfen
Bestätigen Sie, dass die Pumpe den kritischen Kreislaufwiderstand überwinden kann.Schritt 8 – Hydraulischen Abgleich prüfenStellen Sie sicher, dass kurze Kreisläufe keine Strömung von langen Kreisläufen stehlen.
Schritt 9 – Mischventile prüfen
Bestätigen Sie, ob sie tatsächlich erforderlich sind und ob die Einstellungen korrekt sind.
Schritt 10 – Gebäudedämmung prüfen
Ignorieren Sie keine Fenster, Wände, Dächer und Infiltration.
Symptom
Mögliche Auslegungursache
Was zu prüfen ist
Entfernter Raum bleibt kalt
Übermäßige Kreislauflänge
Kreislauflänge und Druckabfall
| Kurze Kreisläufe heiß, lange Kreisläufe kalt | Hydraulische Unwucht |
|---|---|
| Verteilerabgleich | Alle Fußbodenheizungskreisläufe haben geringen Durchfluss |
| Hauptrohrleitung/Pumpe unterdimensioniert | Hauptdurchfluss und Pumpenhöhe |
| Ein großer Raum ist kalt | Zu wenige Kreisläufe |
| Wärmelast und Kreislaufplanung | Perimeterbereich fühlt sich kalt an |
| Rohr-Abstand zu groß | Zonenwärmelastberechnung |
Wärmepumpenausgang heiß, Fußbodenheizungs-Vorlauf kühl
Mischproblem
Mischventil/Regelung
Pumpe läuft kontinuierlich auf Maximum
Rohrdimensionierung und Systemkurve
Hoher Gebäudewärmeverlust
Lüftungskühler funktionieren, aber Fußbodenheizung leistet schlecht
Auslegung des Sekundärkreislaufs
Warum wird meine Fußbodenheizung nicht warm, obwohl die Wärmepumpe funktioniert?
Können Fußbodenheizungsrohre zu lang sein?
Ist 100 Meter die maximale Länge für einen Fußbodenheizungskreislauf?
Sollte jeder Fußbodenheizungskreislauf gleich lang sein?
Benötigt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ein Mischventil für Fußbodenheizungen?
Kann eine größere Umwälzpumpe ein schlecht ausgelegtes Fußbodenheizungssystem lösen?
Warum sind einige Räume warm, während andere kalt bleiben?
| Abschließendes technisches Prinzip | Wenn die Fußbodenheizung nicht warm wird, schauen Sie nicht nur auf die Wärmepumpe. | Ein erfolgreiches hydronisches Heizsystem hängt von der gesamten Kette ab: |
|---|---|---|
| Gebäudewärmelast | ↓ | Erforderliche Wärmeabgabe |
| ↓ | Erforderlicher Wasserdurchfluss | ↓ |
| Rohrdurchmesser & Kreislauflänge | ↓ | Verteilerlayout |
| ↓ | Pumpenhöhe | ↓ |
| Hydraulischer Abgleich | ↓ | Bodenwärmeübertragung |
| ↓ | Raumkomfort | Wenn einer dieser Schritte falsch ausgelegt ist, kann selbst eine Hochleistungs-Wärmepumpe schlecht abschneiden. |
| Dies führt zu einer der wichtigsten Lektionen in der Luft-Wasser-Wärmepumpentechnik: | Die Wärmepumpe erzeugt die Wärme. Das hydraulische System bestimmt, ob diese Wärme den Raum erreicht. | Eine Wärmequelle, zwei Verbraucher – Fehlerbehebungsserie |
| Teil 1 – Erstinbetriebnahme oder Langzeitstillstand | Teil 2 – Luft in Fußbodenheizungsrohren | Teil 3 – Schlechte Auslegung und Verlegung der Rohrleitungen |
| Wir werden diese Serie fortsetzen, indem wir weitere praktische Ursachen für unzureichende Fußbodenheizungsleistung in Luft-Wasser-Wärmepumpensystemen untersuchen. | Bei | EcoHeat Pump |
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