Optimale Wärmeverteilung in einem Privathaus: Vergleich aller typischen Schemata

Bei der Lösung des Problems der Beheizung eines Hauses gibt es viele Kombinationen für den Aufbau eines Systems zur Zu- und Abfuhr von Kühlmittel. Jede Heizungsanlage in einem Privathaus kann nach mehreren Kriterien klassifiziert werden.

Wir empfehlen, die Nuancen der Anordnung und Funktionsweise möglicher Optionen zu verstehen. Wenn Sie die Gestaltungsprinzipien sowie die Vor- und Nachteile der einzelnen Verkabelungsarten verstehen, können Sie die Geometrie des Systems und sein Design unter Berücksichtigung der individuellen Eigenschaften des Raums planen.

Modellierung der optimalen Konturgeometrie

Für ein Privathaus können mehrere geschlossene Wasserkreisläufe konzipiert werden, die verschiedene Räume beheizen. Sie können sich in der Art der Verkabelung deutlich voneinander unterscheiden.

Bei der Planung berücksichtigen sie zunächst die Funktionsfähigkeit des Systems sowie die optimale Geometrie im Hinblick auf Kostenminimierung, einfache Installation und die Möglichkeit, Heizelemente in die Raumgestaltung einzubauen.

Natürliche und erzwungene Wasserzirkulation

Die Erwärmung des Kühlmittels zur Beheizung des Hauses erfolgt in einem oder mehreren im Innenbereich befindlichen Geräten. Dies können Öfen, Kamine sowie Gas-, Elektro- oder Festbrennstoffkessel sein.

Der Wasserdruck im Kreislauf wird entweder durch den Einsatz von Umwälzpumpen oder durch die Gestaltung der Geometrie des Systems sichergestellt, um Bedingungen für eine natürliche Zirkulation zu schaffen.

Die Warmwasserquelle kann auch eine Zentralheizung für mehrere Häuser sein. Bei niedrigem Druck besteht die Möglichkeit, Umwälzpumpen anzuschließen, um zusätzlichen Druck zu erzeugen und die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung durch die Rohre zu erhöhen.

Durch den Einbau einer Umwälzpumpe wird ausreichend Druck im System erzeugt, wodurch Verkabelungsoptionen genutzt werden können, die bei der Naturumwälzung nicht möglich sind

Bei Auswahl der Option mit natürliche Kühlmittelzirkulation oder niedriger Druck in Rohren mit Zentralheizung, muss sorgfältig über die Möglichkeit nachgedacht werden, die physikalischen Gesetze zu maximieren, die den Beginn und die Aufrechterhaltung der Flüssigkeitsbewegung ermöglichen.

Ein obligatorisches Element der Verkabelung ist in diesem Fall der Beschleunigungsverteiler. Es handelt sich um ein vertikales Rohr, durch das heißes Wasser aufsteigt, dann auf die Heizgeräte verteilt wird und, nachdem es seine ursprüngliche Temperatur verloren hat, nach unten fließt.

Aufgrund unterschiedlicher Dichten entsteht ein Unterschied im hydrostatischen Druck zwischen der heißen und der kalten Flüssigkeitssäule, der die treibende Kraft für die Wasserzirkulation ist.

Vertikale und horizontale Verkabelung

Heizkörper können auf unterschiedliche Weise mit Warmwasser versorgt werden. Die Verkabelung wird üblicherweise in vertikale und horizontale Leitungen unterteilt, je nach Position der Rohre (Steigleitungen), die die Heizkörper direkt mit Wasser versorgen.

In modernen Häusern wird häufiger eine horizontale statt einer vertikalen Wärmeverteilung eingesetzt. Der Grund dafür ist, dass die Anordnung der Heizkörper auf verschiedenen Etagen selten übereinstimmt

Vertikale Schemata Bei der Warmwasserversorgung von oben nutzen sie den Unterschied im hydrostatischen Druck zwischen dem warmen und dem kalten Abschnitt des Kreislaufs maximal aus und werden daher fast immer bei natürlicher Zirkulation sowie bei niedrigem Druck im System verwendet.

Darüber hinaus sind solche Stromkreise im Falle einer Notabschaltung der Pumpe betriebsbereit, die aufgrund ihres Ausfalls oder Strommangels auftreten kann.

Beim Heizen mit Naturumlauf kommt die Bodenversorgungsverkabelung praktisch nicht zum Einsatz.Wenn im System ein guter Druck herrscht, ist sein Einsatz gerechtfertigt, da ein solches System zwei wesentliche Vorteile gegenüber der Alternativoption bietet.

Vorteile des Systems:

• geringere Gesamtlänge der verwendeten Rohre;
• Es ist nicht erforderlich, das Rohr durch den Dachboden oder technische Nischen unter der Decke des zweiten Stockwerks zu verlegen.

Horizontales Diagramm Wärmeverteilungen werden für einstöckige Privathäuser eingesetzt. Wenn das Gebäude zwei oder mehr Stockwerke hat, wird es häufig dann verwendet, wenn vertikale Steigleitungen aus gestalterischer Sicht unerwünscht sind.

Horizontale Wasserversorgungs- und -ableitungsrohre können organisch in das Innere der Räumlichkeiten integriert, aber auch unter dem Boden oder in Nischen auf Bodenhöhe versteckt werden.

Wahlweise mit Ein- oder Zweirohrausführung

Die Zufuhr von Warmwasser und die Abfuhr von gekühltem Wasser für die Heizungsanlage eines Privathauses kann über ein oder zwei Rohre erfolgen.Jede Option hat positive und negative Seiten sowie Anwendungsmerkmale, die von der Art der Verkabelung abhängen.

Aus innenarchitektonischer Sicht hat das Vorhandensein eines zweiten Rohrs aufgrund der geringeren Anschlussmöglichkeit an Heizkörper und der Möglichkeit zur Reduzierung der Rohrdurchmesser keinen Einfluss auf das Erscheinungsbild der Heizungsanlage

Verwendung eines Einrohr-Verbindungsdiagramms

Ein Warmwasserbereitungsschema für ein Privathaus, bei dem ein Rohr für die Warmwasserbereitung und die Ableitung von gekühltem Wasser verwendet wird, wird als Einrohrsystem bezeichnet. Der Hauptvorteil eines solchen Systems besteht in der Minimierung der Rohrlänge.

Die Hauptvorteile der Option:

• niedrigste Kosten für den Kauf von Heizsystemelementen;
• die einfachste und schnellste Installation;
• geringstes Unfallrisiko.

Der Hauptnachteil Einrohrheizung ist ein allmählicher Abfall der Wassertemperatur, der nacheinander durch alle Heizkörper im Kreislauf fließt.

Daher ist es erforderlich, eine etwas größere Oberfläche der neuesten Heizkörper (mehr Bögen) zu verwenden, was häufig den Kostenvorteil durch die Minimierung der Rohrlänge zunichte macht.

Darüber hinaus gibt es aufgrund dieses Nachteils für einen Stromkreis Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl der angeschlossenen Heizkörper. Wenn es zu viele davon gibt, geben diese praktisch keine Wärme entlang des Kühlmittelstroms ab.

Darüber hinaus ergibt sich ein Problem bei der Berechnung der Wärmeübertragung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Trennung der ersten Heizkörper vom Heizsystem zu einer Erhöhung der Temperatur des Zulaufwassers für nachfolgende Geräte führt.

Es macht keinen Sinn, Einrohrkreisläufe mit vertikaler Bodenverkabelung zu verwenden, da die Länge der Rohre die gleiche ist wie bei der Zweirohrversion, wodurch alle Vorteile entfallen, aber Nachteile bestehen bleiben.

Wenn das Kühlmittel auf dem gleichen Weg wie die Zufuhr zurückfließt, ist die Gesamtlänge der Rohre bei beiden Optionen nahezu gleich

Das Heizgerät ist in der Regel durchgeschaltet Bypassum jeden von ihnen ausschalten zu können, ohne die Wasserzirkulation im Kreislauf zu unterbrechen.

Um Wasserhähne zu sparen, müssen Sie das Wasser nicht durch den Wasserhahn leiten, sondern müssen dann den Betrieb dieses Teils des Systems stoppen und das Wasser ablassen, wenn der Kühler ausgetauscht oder repariert werden muss.

Die wirtschaftlichste Option ist die Verwendung eines Stahlrohrs mit einem Durchmesser von 1,5 bis 2 Zoll ohne Heizkörper. Durch den Verzicht auf Wasserhähne und Armaturen ist dieses System auch das praktischste, da es das Risiko von Undichtigkeiten oder Wasserdurchbrüchen minimiert.

Lesen Sie mehr über die Berechnung einer Einrohrheizung in Dieser Artikel.

Anwendung der Zweirohr-Heizungsoption

Der Heizkreisplan, bei dem ein Rohr für die Warmwasserversorgung von Heizgeräten und das zweite für die Rückführung von gekühltem Wasser verwendet wird, wird als Zweirohrsystem bezeichnet.

Seine Hauptvorteile:

• die Temperatur des allen Heizkörpern zugeführten Wassers ist gleich;
• Das Ausschalten eines oder mehrerer Heizkörper hat keinen Einfluss auf die Wassertemperatur, die den übrigen Heizgeräten zugeführt wird.
• Beschränkungen der Anzahl der Heizkörper für einen Heizkreis hängen nur vom Durchsatzvolumen der Rohre ab.

Der Hauptnachteil einer solchen Verkabelung ist eine leichte Vergrößerung der Rohrlänge.

Dies führt zu einigen zusätzlichen Nachteilen:

• die Kosten für den Kauf und die Installation von Heizsystemelementen steigen;
• Die Integration in das Innere eines Privathauses wird schwieriger.

Die Anzahl der Armaturen und Hähne ist bei einem Zweirohrsystem nahezu gleich wie bei einem Einrohrsystem.

Bei einem parallelen Strömungsverlauf des Kühlmittels erhöht sich die Gesamtlänge der Rohre bei Verwendung eines Zweirohrsystems um den Abstand zwischen erstem und letztem Kühler. Manchmal ist es im Vergleich zur gesamten Länge der Kontur unbedeutend

Abhängig von der relativen Bewegung von heißem und gekühltem Wasser Zweirohr-Schaltpläne werden in zwei Typen unterteilt:

• zufällig;
• Sackgasse.

Zugehöriges Schema. Beide Strömungen bewegen sich in die gleiche Richtung und daher ist die Länge des Kühlmittelkreislaufs für jeden Kühler gleich. In diesem Fall heizen sie sich beim Start der Heizung gleichmäßig auf.

Dead-End-Option. Die Bewegungsrichtung von heißem und gekühltem Wasser ist entgegengesetzt. Heizkörper, die dem Kessel am nächsten sind, erwärmen sich schneller.

Je niedriger die Wassergeschwindigkeit ist, desto deutlicher ist dieser Effekt. Daher erfolgt die Erwärmung einiger Räume bei natürlicher Zirkulation viel langsamer als in anderen.

Wenn eine Umwälzpumpe verwendet wird oder der Abstand zwischen dem ersten und dem letzten Heizkörper im Kreislauf gering ist, ist der Effekt einer ungleichmäßigen Erwärmung bei einer Sackgassen-Zweirohrverkabelung unsichtbar. Dann wird die Entscheidung für die eine oder andere Option ausschließlich durch Erwägungen der Bequemlichkeit der Installation des Rücklaufrohrs bestimmt.

Einbindung eines Verteilers in das System

Eine in letzter Zeit beliebte Methode zur Organisation der Warmwasserbereitung ist das sogenannte „Strahlungsschema“ unter Verwendung eines Verteilers.

Diese Verkabelungsmethode funktioniert nur bei gutem Wasserdruck im System zuverlässig und wird daher nicht bei natürlicher Zirkulation angewendet.

Bei der radialen Verkabelung wird jedes Heizgerät (oder eine kleine Gruppe davon) direkt an einen Verteiler angeschlossen, der heißes Wasser verteilt und gekühltes Wasser sammelt

Radiales Heizkörperverbindungssystem

Mit kann eine möglichst gleichmäßige und kontrollierte Aufteilung des Kühlmittelstroms auf die Heizgeräte erreicht werden Verteiler.

Das Gerät umfasst zwei Kämme, von denen einer heißes Wasser vom Kessel aufnimmt und an die Heizkörper verteilt, und der andere gekühltes Wasser zurückführt und zum Kessel zurückleitet.

Die Heizkörper sind über den Verteiler parallel geschaltet, daher wird mit dieser Verkabelung ein minimaler Temperaturunterschied des den Heizgeräten zugeführten Kühlmittels erreicht.

Dies erleichtert die Berechnung der Heizkörperparameter in der Entwurfsphase erheblich und ermöglicht außerdem eine einfache Anpassung der Leistung jedes Geräts während des Betriebs.

Der zweite wesentliche Vorteil einer solchen Verkabelung ist die Möglichkeit, die Parameter der Kühlmittelversorgung aller Geräte von einem Ort aus zu steuern. Der Kollektor befindet sich in einem speziellen Schrank mit Zugang zu Anzeigen und Bedienelementen: Ventile, Hähne und Pumpen.

Dies ist im Hinblick auf die Regulierung des Mikroklimas im Haus praktisch und erleichtert den Einbau von Heizkörpern in das Innere des Raumes.

Zu den Nachteilen von Systemen mit Kollektor-Heizungsverteilerkreis gehört die maximale Länge der Wasserzu- und -ablaufleitungen zu den Heizkörpern. Diese Option ist hinsichtlich der Kosten für Schaltungselemente am teuersten und am schwierigsten zu installieren und erfordert außerdem bestimmte Qualifikationen.

Die Verwendung eines Verteilers zum Anschluss verschiedener Arten von Heizgeräten erfordert ein gutes Verständnis des Themas Warmwasserbereitung und manchmal auch hydraulische Berechnungen für die normale Funktion solcher Systeme

In der Regel Rohre rein Strahlungswärmeverteilung im Estrich eingebaut. Dies bedeutet, dass es notwendig ist, ein solches System während des Baus oder einer größeren Renovierung eines Privathauses zu entwerfen und zu installieren.

In Räumen mit bereits abgeschlossenen Innenrenovierungen ist es recht schwierig, eine vielfältige Möglichkeit zum Anschluss von Heizkörpern oder zur Änderung der Geometrie von Stromkreisen umzusetzen. Dies ist der zweite wesentliche Nachteil dieser Verkabelungsart.

Regeln für die Nutzung von Fußbodenheizungen

Eine komfortable und sehr beliebte Art, Wohnräume zu heizen - Installation von Fußbodenheizungen. Wenn die beheizte Fläche klein ist, können Sie mit einem Rohr im Estrich auskommen.

Der Anschluss einer Fußbodenheizung an das Heizsystem über einen Verteiler ist die einzig mögliche Möglichkeit, große Flächen auf diese Weise zu beheizen

Bei großen Flächen ist der Einsatz eines Einzelrohres aus folgenden Gründen nicht möglich:

• die zugeführte Wärmemenge reicht nicht aus, um den gesamten Raum zu heizen, außerdem ist diese Erwärmung ungleichmäßig;
• Bei großer Länge entsteht ein starker hydrodynamischer Widerstand gegen den Flüssigkeitsstrom, der zu einem übermäßigen Energieverbrauch zur Druckerzeugung führt und das Risiko eines Wasserdurchbruchs an den Verbindungsstellen erhöht.

Daher ist bei einer großen Fläche einer Fußbodenheizung der Einsatz mehrerer Rohre kein Wunsch, sondern eine Notwendigkeit.

In diesem Fall erfolgt der Anschluss über den Verteiler.

Häufig ist der Kollektor mit einer Mischeinheit ausgestattet, um die Temperatur des den Fußbodenheizungsrohren zugeführten Wassers zu regulieren.Tatsache ist, dass Heizkörper in der Regel eine Flüssigkeit mit einem Temperaturbereich von 70–80 °C verwenden, während für Fußbodenheizungen etwa 40 °C erforderlich sind.

Die Temperaturregelung durch den Mischer ist zuverlässig, was sehr wichtig ist, da eine Übertemperatur zu erheblichen Verformungen des Bodenbelags führen kann: Linoleum, Laminat oder Parkett.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Schematische Darstellung der Heizungsverkabelung in einem zweistöckigen Haus mit großer Fläche. Zweirohr-Verbindungs- und Sackgassensystem und Fußbodenheizung, verbunden über Kollektoren. Beseitigung von Konflikten zwischen Umwälzpumpen mithilfe eines hydraulischen Pfeils:

Strahlungskreislauf zur Beheizung eines zweistöckigen Gebäudes. Da die Endbearbeitung noch nicht erfolgt ist, ist die gesamte Verkabelung deutlich sichtbar. Die Nuancen der Rohrverlegung auf dem Boden unter einem Betonestrich:

Meinung eines praktizierenden Heizungsinstallateurs zu verschiedenen in Privathäusern verwendeten Systemen. Ein Überblick über die Vor- und Nachteile von Naturumlauf-, Einrohr-, Zweirohr-Verbindungs- und Sackgassen- sowie Kollektorverkabelung:

Die vorgestellte Verkabelung zum Heizen von Häusern ist typisch und kann unter Berücksichtigung der Raumgeometrie, der erforderlichen Temperaturwerte oder anderer Faktoren geändert werden. Bei der Änderung von Schaltkreisen müssen die Gesetze und Grundprinzipien der Physik, Hydraulik, Materialwissenschaft und anderer Disziplinen beachtet werden.

Bei der Lösung komplexer oder nicht standardisierter Probleme ist es besser, sich an Spezialisten zu wenden, da die Sanierung von Heizsystemen noch teurer sein kann als deren Modellierung und Installation.

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