Zirkulationssysteme für den Transport des Heizwassers besitzen einen Vorlauf und einen Rücklauf. Im Vorlauf wird das erwärmte Wasser mit einer definierten Ausgangstemperatur zu den Heizkörpern und anderen Wärmeausgabegeräten gepumpt. Nach der Abgabe der Wärmeenergie läuft das abgekühlte Heizwasser im Rücklauf zum Wärmeerzeuger zurück. Die Differenz erzeugt die Temperaturspreizung der Heizung. Durch das Erhöhen der Ausgangstemperatur im Vorlauf erhöht sich die Temperaturspreizung häufig mit. Entscheidenden Einfluss haben die Wärmeabgabemenge und der Wärmeverlust auf dem Weg. Je länger die Heizwasserleitungen sind und je schlechter sie gedämmt sind, desto größer fällt die Temperaturspreizung aus. Ist letztere zu groß, sinkt die effiziente Ausnutzung der benötigten Energie. Die Anpassung erfolgt individuell an jeder Heizungsanlage und lässt sich durch einen hydraulischen Abgleich zusätzlich optimieren.

Geringstmögliche Differenzen vorteilhaft

Eine besondere Bedeutung kommt der Temperaturspreizung bei Brennwertheizungen zu. Der abgekühlte Rücklauf muss den Taupunkt erreichen und unterschreiten, um die im Wasserdampf gebundene Wärmeenergie auszubeuten. Vereinfacht lässt sich die Abhängigkeit von Temperaturspreizung zu Brennwert in der Wärmeabnahmemenge beschreiben. Je mehr Grad die Vorlauftemperatur „verliert“, desto sicherer erreicht der Rücklauf den Taupunkt. Es ist notwendig, dass die Temperatur des Vorlaufs geringstmöglich und gleichzeitig ausreichend hoch eingestellt ist, um eine ausreichende Heizleistung ins Vorlaufsystem einzuspeisen.

Direkt beeinflussen lässt sich der Unterschied zwischen Vor- und Rücklauf durch die Wärmeausgabeart. Große Heizkörper benötigen eine moderate Vorlauftemperatur und senken den Rücklauf schnell auf das benötigte Niveau herab. Flächenheizungen fordern die geringste Vorlauftemperatur und lediglich eine geringe Temperaturspreizung der Fußbodenheizung.

Zusammenspiel von Rohrquerschnitt und Volumenstrom bei der Temperaturspreizung

Das Verhältnis von Vor- und Rücklauftemperatur hängt auch vom Volumenstrom des Heizwassers ab. Je schneller Wasser durch die Leitungen fließt, desto geringer ist der Temperaturunterschied wählbar. Wenn die Leitungen zu „dick“ sind, muss eine Pumpe den Volumenstrom unterstützen oder die Vorlauftemperatur angehoben werden.

Um eine optimierte Temperaturspreizung der Fußbodenheizung zu erreichen, sind der Querschnitt der Heizleitungen und die Länge der Heizkreisläufe ursächlich für das Berechnen der passenden Spreizung. Die Pumpe des Heizsystems reguliert den Volumenstrom zusätzlich und erlaubt niedrigere Vorlauftemperaturen. Angegeben wird die Temperaturdifferenz beziehungsweise die Werte in Grad Celsius. Sie entsprechen in dieser Bemessung der physikalisch korrekten Skalierung in Kelvin.

Sonderfall Wärmepumpe

Wärmepumpenheizungen als Energielieferanten nutzen sehr geringe Temperaturdifferenzen aus, die durch chemische Kühlmittel aus dem Erdreich, der Luft oder dem Wasser gewonnen werden.

Stärker als bei anderen Heizsystemen kommt der optimalen und richtigen Temperaturspreizung der Wärmepumpe höhere Bedeutung zu. Je niedriger die erforderte Vorlauftemperatur liegt, desto effektiver arbeiten Wärmepumpen.

Fußbodenheizungen benötigen wegen ihrer großflächigen Wärmeabgabe geringere Temperaturen als herkömmliche Heizkörper beispielsweise an Wänden. Als idealer Wert ist ein Spreizungswert zwischen zwei und fünf Kelvin anzustreben. Die Veränderung der Kondensatorgröße kann den sogenannten Temperaturhub vorteilhaft beeinflussen.

Messen der Spreizungstemperaturen

Das Ermitteln und Messen der Temperatur und Differenz ist durch das Anbringen von Messsonden am Eintritt des Vorlaufs ins System und dem Rücklauf leicht möglich. Mit der zusätzlichen Erfassung des Volumenstroms ist so die tatsächlich entstandene und abgenommene Wärmemenge zu ermitteln. In Zeiteinheiten skaliert dient sie auch als zuverlässige Abrechnungsgröße. Generell gilt, je niedriger alle beteiligten Temperaturen einschließlich Differenz ausfallen, desto höher ist die Effizienz.

Die geringen Temperaturen gleichen einen eventuellen Mehrbedarf an Pumpenleistung nicht nur aus, sondern sorgen für eine deutliche Gesamteffizienzsteigerung. Niedrige Rücklauftemperaturen bilden die Zielmaßgabe, da sie einerseits den Taupunkt sicher unterschreiten und andererseits eine hohe „Ausbeutung“ der vorher enthaltenen Wärmeenergie belegen.