Heizkreis: Einfache & gemischte Systeme im Vergleich

Der Heizkreis eines Haushalts als Grafik
Der Wärmetransport in Gebäuden mittels Trägerstoffen wie Wasser erfolgt durch ein geschlossenes Zirkulationssystem. In der einfachsten Form leiten Heizungsrohre das aufgeheizte Wasser im Vorlauf von der Wärmequelle bis zum Heizkörper oder der Fußbodenheizung. Das dann gebrauchte und abgekühlte Wasser fließt im Rücklauf wieder zum Ausgangspunkt. Der Heizkreis schließt sich durch die erneute Erwärmung. In der praktischen Ausführung erfüllen zentrale Heizungsanlagen meist differenziertere Aufgaben und Funktionen.

Ein gemischter Heizkreis ist immer erforderlich, wenn zwei oder mehrere Heizkreise existieren. Typischstes Beispiel ist die parallele Heiz- und Brauchwassererwärmung in voreinander getrennten Kreisläufen. Unterschiedliche Wärmeausgabegeräte wie Heizkörper und Fußbodenheizung benötigen spezifische Versorgungsbedingungen und müssen daher im Heizkreis mit Mischer getrennt werden.

Statischer Einfachkreislauf

Eine Umwälzpumpe pumpt das in einem Brenner oder anderem Wärmeerzeuger erhitzte Heizwasser in einen einzelnen Heizkreis ohne Mischer. Mit dieser Vorlauftemperatur erreicht das Wasser die Heizkörper beziehungsweise andere Wärmeausgabegeräte wie eine Fußboden- oder Wandheizung. Nach der Abgabe der Wärme an die Raumluft fließt das abgekühlte Wasser im Rücklauf zurück. Die Temperaturdifferenz wird als Spreizung bezeichnet. In manchen Fällen muss sie technisch korrigiert werden.

Wenn der Heizkreis verhältnismäßig gleichmäßig aufgebaut ist, kann eine fixierte Temperatureinstellung beibehalten werden. Eine statische Variante setzt eine Rohrverlegung nach dem sogenannten Tichelmannsystem voraus. Alle Heizkörper befinden sich in Rohrlänge bemessen im etwa gleichen Abstand zur Wärme- oder Vorlaufquelle.

Variable und variierende Komponenten

Bei mehr als einem Heizkreis oder einem ungleichmäßig und eventuell weitverzweigten Heizkreislauf muss die Vorlauftemperatur angepasst werden. Ein dynamischer Heizkreis reagiert durch seine Steuerung auf mehrere Faktoren:

  • Unterschiedlicher Bedarf der Vorlauftemperaturen in den beteiligten Kreisläufen
  • Veränderungen in der Außentemperatur und Witterung
  • Dämmungsverhalten der einzelnen Zirkulationswege
  • Zeitversetzte Inbetriebnahmen unterschiedlicher Heizkreise

Große Heizwasservolumen wie in Flächenheizungen oder veraltete, überdimensionierte Heizkörper beeinflussen die Effektivität des Wärmetransports. Sowohl dynamische Regelungen als auch der Einsatz von Mischern, auch in einfachen Kreisläufen, verbessern wie Energieausbeute. Gleichzeitig wird eine mögliche Geräuschentwicklung in den Rohrsystemen verringert.

Getrennte Kreise nutzen gleiche Quelle

Bei der zentralen Versorgung eines Gebäudes mit Heiz- und Brauchwasser muss der Mischer eine zusätzliche Aufgabe im Heizkreis übernehmen. Das von der Wärmequelle erzeugte Wasser bedient sich für beide Kreisläufe aus der gleichen Energiequelle. Auf die praktische Anwendung heruntergebrochen hieße das im Extremfall, das bei sehr hohem Brauchwasserverbrauch die Heizwärmeversorgung auf der Strecke bleibt und umgekehrt. Der Mischer gleicht in Zusammenarbeit mit dem Pufferspeicher und der darin vorgehaltenen Wärmereserve die Differenz. Das An- und Ausgleichen der Temperaturen durch mit Stellmotor ausgestatteten Mischern ist das Ergebnis einer Feinregulierung der Vorlauftemperaturen.

Kreislaufimmanente Anforderungen

In geschlossenen Heizkreisen müssen einige weitere Aspekte berücksichtigt und gegebenenfalls technisch geregelt werden.

  • Brauch- oder Trinkwasser muss frei von Legionellen gehalten werden
  • Zur Effizienzsteigerung sollte unbedingt ein hydraulischer Abgleich vorgenommen werden
  • Zu große Temperaturspreizungen zwischen Vor- und Rücklauf müssen reduziert werden
  • Trägheiten der unterschiedlichen Wärmeausgabegeräte müssen berücksichtigt werden
  • Korrosionsvorbeugung durch Vermeidung der Taupunktunterschreitung im Rücklauf
  • Ökonomisierung der Brennerstart durch Temperaturanpassungen
  • Regulierung des Wasserdrucks und der Durchflussmenge
  • Trennung und Temperaturrelation von Heizungs- und Kesselvorlauf
  • Maximaltemperaturbegrenzung
  • Manuelle, motorische oder automatische Regelung