Heizung steuern

Hydraulische Weiche

Arbeiten Wärmeerzeuger und -verbraucher in einer Anlage mit unterschiedlichen Heizwasserströmen, kann das zu Problemen führen. So entstehen beispielsweise Kesselschäden, wenn zu wenig Wasser durch die Heizgeräte fließt. Eine hydraulische Weiche beugt dem vor. Denn diese entkoppelt Erzeuger- und Verbraucherkreise voneinander. Doch was bedeutet das? Wann kommt eine hydraulische Weiche zum Einsatz und welche Vorteile hat sie?

Anlagenhydraulik nur im Auslegungsfall wie geplant

Bei der Auslegung eines Heizsystems dimensionieren Planer alle Bauteile für den Auslegungsfall. Das ist der Zustand, an dem die Anlage bei voller Leistung läuft. Sinkt der Wärmebedarf an milden Tagen, ändern sich die Betriebsparameter.

Die hydraulischen Gegebenheiten schwanken und das Steuern der Heizung funktioniert oft nur noch eingeschränkt.

Hydraulische Weiche entkoppelt Kreise der Anlage

Eine hydraulische Weiche bekommt die Probleme einfach in den Griff. Denn das Bauteil entkoppelt alle Kreise voneinander und bildet den hydraulischen Nullpunkt. An diesem herrscht weder ein Über- noch ein Unterdruck, sodass alle Verbraucher- und Erzeugerkreise eines Heizsystems unabhängig voneinander arbeiten.

Sie lassen sich einfacher hydraulisch abgleichen , erzeugen geringere Strömungsgeräusche und der Energieverbrauch sinkt.

Großes Rohr verbindet Erzeuger und Verbraucher

Möglich ist die Funktion einer hydraulischen Weiche durch ihren Aufbau. Dieser gleich einem Rohr mit großem Durchmesser und je zwei Stutzen für jeden Heizkreis. Der Rohrdurchmesser ist dabei so zu wählen, dass sich im Inneren Fließgeschwindigkeiten von maximal 0,2 Meter pro Sekunde ergeben. Diese verhindern die ungewollte Durchmischung von Volumenströmen im Vor- sowie im Rücklauf . Zudem ermöglichen sie den Einsatz des Bauteils als Luft- und Schlammabscheider. Denn feste Partikel sinken im nahezu ruhenden Wasser nach unten, während feine Luftblasen aufsteigen.

Eine Alternative zur hydraulischen Weiche sind übrigens Wärmespeicher , die zwischen Erzeuger- und Verbraucherkreisen einer Heizungsanlage sitzen. Auch diese verfügen über einen großen Durchmesser, sodass es im Inneren kaum zu einer Durchmischung kommt.

Weiche gleicht Ungleichgewichte automatisch aus

Im Betrieb einer hydraulischen Weiche kommt es zu verschiedenen Zuständen. Diese hängen von den Volumenströmen der angeschlossenen Kreise ab und lassen sich wie folgt beschreiben:

• Gleicher Volumenstrom im Erzeuger- und Verbraucherkreis: In diesem Zustand ist die hydraulische Weiche neutral. Denn das Wasser aus dem Kesselkreis strömt vollständig in den Vorlauf des Verbraucherkreises. Es gibt Wärme ab und kommt als Rücklauf zum Kessel zurück. Genau wie die Vorlauftemperaturen sind dabei auch die Temperaturen im Rücklauf überall annähernd gleich.

• Erzeuger liefern mehr Wasser als Verbraucher benötigen: Sinkt der Wärmebedarf im Verbraucherkreis und die Kesselpumpe arbeitet ohne Regelung, kommt es zum Ungleichgewicht. Denn dann ist der Heizwasserstrom im Kesselkreis höher als im Verbraucherkreis. Das hat zur Folge, dass ein Teil des Vorlaufs vom Kessel direkt zum Wärmeerzeuger zurückströmt. Ein anderer Teil versorgt zunächst den Verbraucherkreis. Während die Vorlauftemperaturen hier gleich sind, ist der Rücklauf am Kessel wärmer als nach den Verbrauchern. Grund dafür ist der beigemischte Vorlauf.

• Erzeuger liefern weniger Wasser als Verbraucher benötigen: Benötigen Verbraucher sehr viel Wärme, etwa zum Aufheizen eines Gebäudes, fließt ein großer Heizwasserstrom durch diese hindurch. Übersteigt das die Kapazitäten des Wärmeerzeugers, strömt ein Teil des Rücklaufs aus dem Verbraucherkreis über die hydraulische Weiche direkt wieder in den Vorlauf. Der Kessel bekommt unterdessen die benötigte Wassermenge und gerät nicht in Schwierigkeiten. Während die Temperaturen im Rücklauf des Erzeuger- und Verbraucherkreises gleich sind, ist der Vorlauf zu den Verbrauchern kühler als nach dem Wärmeerzeuger. Grund dafür ist der beigemischte Rücklauf.

Vorteile durch den Einbau einer hydraulischen Weiche

Installieren Fachhandwerker das Bauteil, lassen sich alle Kreise unabhängig voneinander abgleichen und regeln. Die Wärme erreicht selbst bei Leistungsspitzen alle Anlagenteile bedarfsgerecht und störende Strömungsgeräusche bleiben aus. Zudem bleiben Schäden durch zu hohe (Verschleiß) oder zu geringe Heizwasserströme (Überhitzung) im Wärmeerzeuger aus.