Durchflussmenge: Optimal errechnen & bestimmen

Heizwasser dient als Vehikel, um erzeugte Wärme an die Bestimmungsorte zu transportieren. Ein entscheidender Parameter stellt dabei aber auch immer die Durchflussmenge dar. Denn durch sie reguliert sich die abnehmbare Wärmemenge an den Abzapf- und Wärmetauschstellen.

Bestimmungsfaktoren

durchflussmenge und heizungsrohr mit manometer

Die optimale Durchflussmenge einer Fußbodenheizung bestimmt die raumweite Heizleistung. Neben dem Querschnitt des Rohrs beeinflusst aber auch der Leitungsdruck die Durchflussmengen. Die Funktion einer Rohrstrecke und das Rohrmaterial bilden weitere zu beachtende Faktoren. Ein Stahlrohr dient meist dem „Überlandtransport“ und soll schnellstmöglich und möglichst verlustfrei das Heizwasser in die zu versorgenden Geschosse

bewegen. In den einzelnen Geschossen beanspruchen die Wärmeausgabegeräte spezifische Wassermengen, um ihre Heiztätigkeit zielgerecht auszuführen. Der optimale Durchfluss stellt in Geschwindigkeit in Menge ein Mittel dar, um allen Funktionen im gesamten Kreislauf gerecht zu werden.

Basiswerte zur Berechnung und Einstellung

Im Vorlauf leitet das Heizsystem das erwärmte Heizwasser zu den Abnahme- und Nutzstellen im Zirkulationssystem. Dort gibt es Wärme ab und kühlt entsprechend herunter. Als Rücklauf fließt es im Anschluss zur Aufheizquelle zurück. Die unterschiedlichen Heizkreislängen in einem Gebäude (Geschosse und Räume) benötigen hierbei angepasste Durchflussmengen. Die Justierung nimmt der Heizungsmonteur mit einem hydraulischen Abgleich vor. In kürzeren Heizkreisen kommt ein Durchflussmengenbegrenzer zum Einsatz.

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Neben dem Rohrquerschnitt, dem Wasserdruck und den zu überwindenden Distanzen ist die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklaufwasser entscheidend. Diese Spreizung steigt mit wachsender Distanz. Eine optimierte Durchflussmenge liefert eine gleichmäßige Wärmeversorgung an jeder Abnahmestelle. Der Wasserdruck durch eine Pumpe erhöht die Menge, erzeugt aber bei überproportionaler Leistung lästige und störende Fließgeräusche.

Die Durchflussmenge berechnen

Das grundsätzliche Ziel bei der Berechnung von Durchflussmengen besteht darin, den Querschnitt des Rohres ins Verhältnis zur Länge zu setzen und dabei keine zu hohe Pumpdruckleistung zu benötigen.

Im ersten Schritt ist der Heizwärmebedarf an jeder Zapfstelle in Watt pro Quadratmeter zu ermitteln.

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Moderne Neubauten liegen bei etwa 40 Watt pro Quadratmeter. Bei älteren Gebäuden ist mit etwa 10 Watt mehr pro Dekade zu rechnen. Die Grundfläche des zu beheizenden Raums wird mit dem Quadratmeterwert multipliziert und ergibt die benötigte Heizleistung.

Als weitere Rechenfaktoren sind die Temperaturdifferenz der Spreizung in Kelvin und die spezifische Kapazität von Wasser nötig. Die beiden Werte multipliziert der Fachmann miteinander. Die vorher errechnete benötigte Heizleistung wird durch das Ergebnis geteilt. Die Summer gibt die pro Stunde benötigte Wassermenge in diesem Wärmeausgabegerät beziehungsweise Heizkörper an. Geteilt durch 60 Minuten ergibt sich die Menge der erforderlichen Liter pro Minute für den Raum.

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Je nach Ergebnis muss diese Menge schneller oder langsamer fließen. Dies bestimmen Heizungsbesitzer über die Pumpleistung und den Rohrquerschnitt. Die Durchflussmenge eines Wasserrohrs mit 4 bar in einem 1/2 Zoll Rohr ist fast immer durch ein Ventil zu begrenzen, um Fließgeräusche zu unterbinden.

Flächen- und Fußbodenheizung

Flächen- und Fußbodenheizungen haben den Vorteil, dass sich die Heizkreise in gleicher Länge und identischer Wärmeabgabe anlegen lassen. Daher ist die Durchflussmenge einer Wasserleitung mit 4 bar „ehrlich“ und lässt sich durch den Durchflussmengenzähler auf alle Heizkreis standardisiert einstellen.

Um die Durchflussmenge für das Heizungsrohr berechnen, ist die Menge der Leitungen ausschlaggebend. Sie liefert die benötigte Heizleistung in Watt pro Quadratmeter. Je enger die Leitungen verlegt sind, desto geringer ist die optimale Durchflussmenge einer Fußbodenheizung. Die flächige Wärmeabgabe ohne einzelne und meist unterschiedlich „bedürftige“ Zapfstellen führt zu einer geringeren Spreizung des Vor- und Rücklaufs.

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Eine Fußbodenheizung benötigt eine wesentlich geringere Geschwindigkeit der Wassermenge pro Zeiteinheit. Vereinfacht gesagt entfällt es beim praktischen Einstellen, die Durchflussmenge zu berechnen. Die Ventile der einzelnen Heizkreise stellt der Heizungsbauer gleichmäßig zueinander ein.