Wie wählt man Fan-Coil-Ventil und Ventilantrieb aus? 2-Rohr- und 4-Rohr-Systeme

Das Fan-Coil-Regelventil ist ein kritisches hydraulisches Element, das den Volumenstrom des Warm- oder Kaltwassers, der in das Register des Geräts eintritt, absperrt oder drosselt und so die Raumtemperatur nach dem Signal des Raumthermostats regelt. Ein Fan-Coil-Gerät ohne Ventil kann die Heizung oder Kühlung nicht beenden, selbst wenn der Ventilator stillsteht, weil das Register dauerhaft durchströmt wird; das führt sowohl zu Komfortverlust als auch zu einer unnötigen Wärme- und Kälteübertragung von jährlich mehreren zehn kWh.

Der häufigste Fehler bei der Auswahl des Regelventils ist die Wahl eines übermäßig großen Kvs-Werts. Ein großer Kvs-Wert führt bei geringem Volumenstrombedarf dazu, dass das Ventil nahezu geschlossen arbeitet; das bedeutet, dass keine feinfühlige Modulation möglich ist, es zu starken Schwingungen kommt und der Stellantrieb nur kurz hält. Umgekehrt begrenzt ein zu kleiner Kvs-Wert den maximalen Volumenstrom und senkt damit die Kühl- und Heizleistung. Die richtige Auswahl beginnt mit der Kvs-Berechnung für das Fan-Coil-Regelventil und führt dann weiter zur DN-Größe, zum Stellantrieb und zur NC/NO-Auswahl.

Die Frage, wie ein Fan-Coil-Ventil ausgewählt wird, lässt sich nicht mit einem Blick auf eine einzelne Tabelle beantworten; anlagenspezifischer Volumenstrom, Differenzdruck, Regelsignal und die Anforderung an den Fail-Safe-Zustand müssen gemeinsam bewertet werden. Jeder Abschnitt dieses Ratgebers ist für sich lesbar und so geschrieben, dass er eine Suchanfrage direkt beantwortet.

Das 2-Rohr-Fan-Coil-System nutzt eine einzige Rohrleitung sowohl in der Heiz- als auch in der Kühlperiode; beim Saisonwechsel wird von der Zentrale Warm- oder Kaltwasser eingespeist. Das 4-Rohr-Fan-Coil-System hingegen besitzt eine getrennte Heiz- und eine getrennte Kühlleitung; jede Leitung wird unabhängig geregelt, und die Anlage kann verschiedene Geräte gleichzeitig heizen und kühlen.

Anzahl und Typ der Ventile ergeben sich unmittelbar aus der Anlagenarchitektur:

• 2-Rohr-System – Variante mit einem Ventil: Vor dem Fan-Coil-Register wird ein einzelnes 2-Wege-Ventil montiert; zu Beginn der Saison wählt die Zentrale Warm- oder Kaltwasser, das Ventil sperrt den Durchfluss lediglich ab oder drosselt ihn.
• 2-Rohr-System – Variante mit 3-Wege-Ventil: Bei Auslegungen mit Bypassleitung wird bei verringerter Leistung der überschüssige Volumenstrom über das 3-Wege-Ventil in den Bypass geleitet; diese Variante wird bevorzugt in zentralen Anlagen, die eine Pumpe mit konstantem Volumenstrom erfordern.
• 4-Rohr-System – zwei getrennte 2-Wege-Ventile: Vor dem Heiz- und vor dem Kühlregister wird jeweils ein eigenes 2-Wege-Ventil montiert; jede Leitung wird unabhängig geregelt. In dieser Konfiguration sind zwei Ventilantriebe erforderlich.
• 4-Rohr-System – Umschaltventil: Bei einigen kompakten Geräten wird nur ein einziges Register verwendet, und für den Wechsel der Leitung kommt ein motorisches Umschaltventil zum Einsatz.

Zu den Unterschieden zwischen 2-Wege- und 3-Wege-Ventilen können Sie unseren eigenen Ratgeber nutzen. (Details: 2-Wege-Ventil oder 3-Wege-Ventil? Welches wird wo eingesetzt?)

Der Vorteil des 4-Rohr-Systems sind Komfort und Flexibilität: Während ein nach Süden gelegener Raum im Gebäude Kühlung benötigt, kann ein nach Norden gelegener Raum Heizung anfordern; das 4-Rohr-System bedient beides gleichzeitig. Der Nachteil sind höhere Kostenpositionen: Zwei Rohrleitungen, zwei Ventile und zwei Stellantriebe bedeuten pro Fan-Coil-Gerät zusätzliche Ausrüstung.

Die Kvs-Berechnung für das Fan-Coil-Regelventil wird aus dem Auslegungsvolumenstrom und der Druckdifferenz am Ventil abgeleitet. Der Kvs-Wert ist der Durchflussbeiwert, der den Wasservolumenstrom in m³/h angibt, der bei 1 bar Druckdifferenz durch das Ventil strömt. Die Berechnung nach der Norm EN 60534 besteht aus drei Schritten.

Schritt 1 – Auslegungsvolumenstrom: Er wird aus der Fan-Coil-Leistung Q (kW), der Temperaturdifferenz zwischen Eintritt und Austritt ΔT (°C) und der spezifischen Wärmekapazität von Wasser mit 4,18 kJ/kg·°C berechnet. Formel: G = Q / (4,18 × ΔT), das Ergebnis in kg/s; für m³/h wird mit 3,6 multipliziert. Beispiel: Ein Fan-Coil mit 3,5 kW Leistung und Heizwasser 80/60 °C ergibt G = 3,5 / (4,18 × 20) = 0,0418 kg/s = 0,150 m³/h.

Schritt 2 – Auslegungsdifferenzdruck: Das Ventil sollte ca. fünfzig Prozent des in der Anlage verfügbaren Differenzdrucks übernehmen; der Rest entspricht den Verlusten in Rohr, Bögen und Register. In einem eingeschossigen Bürogebäude liegt der Differenzdruck in der Fan-Coil-Leitung typischerweise zwischen 0,8 und 1,2 bar; als Anteil des Ventils werden 0,4–0,6 bar angesetzt.

Schritt 3 – Kvs-Formel: Kvs = G / √ΔP, wobei G in m³/h und ΔP als Druckdifferenz am Ventil in bar einzusetzen sind. Beispiel: Für einen Volumenstrom von 0,150 m³/h und eine Druckdifferenz am Ventil von 0,5 bar ergibt sich Kvs = 0,150 / √0,5 = 0,150 / 0,707 = 0,212 m³/h. Dieser Wert erfordert ein kleines Gehäuse zwischen DN10 und DN15.

Der berechnete Kvs-Wert wird in der Katalogtabelle auf den nächsten Standardwert aufgerundet; niemals wird abgerundet. Das Aufrunden sollte höchstens innerhalb einer Toleranz von fünfzehn bis zwanzig Prozent bleiben; ein zu großer Sprung verschlechtert die Regelcharakteristik. Dieser Schritt, der die Antwort auf die Frage, wie ein Fan-Coil-Ventil ausgewählt wird, in die Kvs-Spalte überträgt, wird meistens vernachlässigt.

Die Wahl der DN beim Fan-Coil-Ventil erfolgt anhand des Kvs-Werts und nicht anhand des Rohrdurchmessers. Die meisten Monteure wählen ein DN15-Ventil, wenn die Verrohrung DN15 ist; ein DN15-Gehäuse bietet jedoch in der Regel mehrere Kvs-Optionen zwischen 0,15 und 1,5 m³/h, und die richtige Auswahl gelingt ausschließlich über die Kvs-Tabelle.

Faustregel:

• Kvs 0,1–0,4 m³/h: Ein Gehäuse DN10–DN15 ist geeignet; kleine Fan-Coil-Anwendungen für einzelne Räume
• Kvs 0,4–1,5 m³/h: Ein Gehäuse DN15–DN20 wird bevorzugt; typische Büro- und Wohngeräte
• Kvs 1,5–4,0 m³/h: Ein Gehäuse DN20–DN25 ist erforderlich; große Deckenkassetten oder Kanalgeräte
• Kvs über 4,0 m³/h: DN25–DN32 und darüber; große Fan-Coil-Gruppen in Einkaufszentren oder Hotels, hydraulische Abgleichberechnung zwingend

Bei der Wahl der DN beim Fan-Coil-Ventil wird an einem weiteren kritischen Punkt häufig ein Fehler gemacht: Das Ventilgehäuse wird dem Durchmesser der Verrohrung angeglichen, statt ein DN kleiner zu wählen, also auf denselben Durchmesser gegangen. Wird zum Beispiel für eine DN20-Verrohrung ein DN15-Gehäuse gewählt und ein Reduzierstück dazwischengesetzt, ist der Kvs-Wert kontrolliert; wird aber ein DN20-Gehäuse genommen, verschiebt sich der Betriebspunkt des Ventils wegen der Kvs-Überschreitung in den ungünstigen Bereich der Kennlinie. Zu DN-Standard und Rohrgrößen lesen Sie unseren Ratgeber zur Umrechnung von DN, Zoll und mm. (Details: DN, Zoll und Millimeter – Umrechnungstabelle: 1/2 Zoll, 3/4 Zoll, 1 Zoll, 2 Zoll – wie viele mm?)

Die Auf/Zu-Regelung erfolgt mit einem elektrothermischen Stellantrieb; das Ventil befindet sich entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen. Die Proportionalregelung arbeitet dagegen mit einem elektromechanischen Stellantrieb; entsprechend dem Regelsignal (0–10 V DC oder 4–20 mA) wird der Ventilkörper auf dem gewünschten Öffnungsgrad in Prozent gehalten.

Auf/Zu-Regelung:

• Die Verkabelung ist einfach: Zwei oder drei Adern genügen; der potentialfreie Kontakt des Raumthermostats steuert den Stellantrieb direkt an.
• Der elektrothermische Stellantrieb ist deutlich wirtschaftlicher als der elektromechanische.
• Es gibt keine beweglichen Teile; er arbeitet mit einer 230-V- oder 24-V-Spule, das Risiko mechanischer Störungen ist minimal.
• Die Raumtemperatur schwankt, bis nach einem Schließen wieder geöffnet wird; für Anwendungen mit hohen Komfortanforderungen reicht das nicht aus.
• Der Schließ- und Öffnungszyklus über den gesamten Hub kann einen Wasserschlag erzeugen; ein Modell mit langsamer Öffnung sollte bevorzugt werden.

Proportionalregelung:

• Sie hält die Raumtemperatur nahe am Sollwert konstant; die Schwankung bleibt innerhalb von ±0,3–0,5 °C.
• Es wird nur der minimal erforderliche Volumenstrom bereitgestellt; der Energieverbrauch der Pumpe sinkt.
• Das 0–10-V-DC-Signal lässt sich leicht an Gebäudeautomationssysteme anbinden.
• Sie erfordert eine analoge Signalleitung; im Schwachstromschrank müssen zusätzliche Kanäle vorgesehen werden.
• Wenn elektromechanischer Stellantrieb und kompatibles Regelgerät gemeinsam beschafft werden, steigen die Kostenpositionen des Systems.

Zum Unterschied zwischen 0–10-V- und Auf/Zu-Regelsignalen können Sie unseren Ratgeber zu Regelsignalen lesen. (Details: Was sind 0–10 V, 2–10 V und Ein/Aus-Regelung? Grundlagen zu Ventilstellantrieben)

Die NC/NO-Auswahl legt fest, was im Register geschehen soll, wenn die Anlage keine Energie erhält. Ein NC-Stellantrieb (stromlos geschlossen / Normally Closed) bringt das Ventil bei Energieausfall mit Federkraft in die geschlossene Stellung. Ein NO-Stellantrieb (stromlos offen / Normally Open) lässt das Ventil bei Energieausfall dagegen geöffnet.

Auswahlkriterien für NC:

• Kühlkreise: Bei Energieausfall wird bevorzugt, dass der Kaltwasserstrom stoppt; Kondensatbildung an der Wand und Komfortbeschwerden werden vermieden.
• Auf Energieeinsparung ausgerichtete Anlagen: Fällt der Strom aus, schließen alle Fan-Coil-Ventile, der Volumenstrom sinkt auf null, die Pumpe läuft nicht umsonst.
• Anlagen mit Anbindung an Brandmelde- und Alarmsysteme: Beim Notfallsignal schließen alle Ventile.
• Allgemeine Regel: In der großen Mehrheit der Fan-Coil-Anwendungen wird NC gewählt.

Auswahlkriterien für NO:

• Fan-Coil-Heizgeräte an der Außenfassade mit Frostgefahr: Wenn bei Energieausfall der Warmwasserstrom anhält, wird das Einfrieren verhindert.
• Anwendungen mit ständig erforderlichem Außenluftstrom: Das geöffnete Ventil gewährleistet eine Mindesttemperatur.
• Hochlastpunkte, an denen sich bei kurzen Unterbrechungen Wärme aufstauen und ein Risiko darstellen kann: Die Kühlleitung muss offen gehalten werden.

Ab 2026 neigen Energiemanagementsysteme in Neubauten dazu, Stellantriebe vom Typ NC zwingend vorzuschreiben; bei großen Hotel- und Einkaufszentrumsprojekten in Istanbul verlangt die große Mehrheit der ausgeschriebenen Leistungsbeschreibungen die Kombination aus NC und 24-V-Elektromechanik. Zur Logik der Zonenregelung lesen Sie unseren Ratgeber zur Zonenregelung. (Details: Was ist eine Zonenregelung? Wie wird die Temperatur jedes Raums einzeln geregelt?)

Die Wahl der Versorgungsspannung des Stellantriebs beeinflusst Installationssicherheit, Kabelquerschnitt und Schaltschrankplanung. Die 24-V-AC/DC-Versorgung arbeitet im Kleinspannungsbereich; in langen Kabelstrecken ist das Risiko eines Spannungsfalls gegenüber 230 V höher, bietet aber Vorteile bei Betriebssicherheit und Flexibilität. Die 230-V-Versorgung dagegen kann direkt an eine vorhandene Steckdose oder den Beleuchtungsverteiler angeschlossen werden und minimiert Verluste über lange Strecken.

Allgemeine Regel: Bei BMS-Anbindung wird 24 V bevorzugt, weil die analogen Regelsignale (0–10 V DC, 4–20 mA) ohnehin Schwachstromsysteme mit 24 V sind. Gibt es kein BMS und soll lediglich eine Auf/Zu-Regelung erfolgen, erfordert 230 V weniger zusätzliche Ausrüstung. Bei der Wahl eines HLK-Ventilantriebs ist neben der Versorgungsspannung auch die IP-Schutzart zu prüfen; für die Feuchtebedingungen im Inneren von Fan-Coil-Kassetten wird mindestens IP40 empfohlen.

Das Drehmoment des Stellantriebs bezeichnet die minimale Kraft, die erforderlich ist, um das Ventil in die vollständig geöffnete Stellung zu bringen; die Einheit ist Newton (N) oder Newtonmeter (N·m). Ein Stellantrieb mit zu geringem Drehmoment kann das Ventil nicht vollständig öffnen; dann erreicht das Fan-Coil nicht die installierte Leistung, Heizung oder Kühlung reichen nicht aus, und das Problem wird häufig nicht dem Ventil, sondern dem Fan-Coil-Gerät selbst zugeschrieben.

Für Gehäuse unterhalb DN15 genügen für das Drehmoment des Stellantriebs in der Regel 80–100 N. Für DN20 sind 100–150 N, für DN25 150–200 N und für Gehäuse oberhalb DN25 200 N und mehr erforderlich. Diese Werte werden in der Katalogtabelle des Ventilgehäuseherstellers als minimale Öffnungskraft (minimum actuating force) angegeben; bei der Auswahl des Stellantriebs muss dieser Wert überschritten werden.

Auch die Öffnungszeit des Stellantriebs ist kritisch: Bei Fan-Coil-Anwendungen wird eine Öffnungszeit zwischen 120 und 270 Sekunden empfohlen. Diese langsame Bewegung verhindert den Wasserschlag, den die plötzliche Volumenstromänderung im Moment des vollständigen Schließens verursacht. Schneller öffnende Stellantriebe (30–60 Sekunden) werden bei Rohren mit größerem Durchmesser oder in industriellen Anwendungen bevorzugt. Den Unterschied zwischen Motorventil und Stellantrieb erläutert unser Ratgeber im Vergleich. (Details: Danfoss, Siemens oder Belimo? Motorventile und Stellantriebe im Vergleich)

HLK-Ventilantriebe werden in zwei Hauptkategorien angeboten: elektrothermisch und elektromechanisch. Der elektrothermische Stellantrieb schiebt die Ventilspindel über ein sich durch Wärme ausdehnendes Element oder eine Spule; die Bewegung ist langsam (120–300 Sekunden), und diese Langsamkeit ist im Hinblick auf den Wasserschlag ein Vorteil. Der elektromechanische Stellantrieb dagegen treibt die Ventilspindel mit einem kleinen DC- oder AC-Motor und einem Getriebe an; er kann sowohl für die Auf/Zu- als auch für die Proportionalregelung eingesetzt werden, und die Öffnungszeit liegt je nach Baureihe zwischen 10 und 150 Sekunden.

Vorteile des elektrothermischen Stellantriebs:

• Geringe Geräuschentwicklung: Es gibt kein mechanisches Motorgeräusch, hörbar ist nur die thermische Ausdehnungsbewegung.
• Hohe Zuverlässigkeit: Die Zahl beweglicher Teile ist minimal; theoretische Lebensdauer 50.000–100.000 Zyklen.
• Einfache Verkabelung: 2–3 Adern genügen.
• Geringe Kosten: Bei vergleichbarer Gehäusegröße deutlich wirtschaftlicher als ein elektromechanischer Stellantrieb.

Vorteile des elektromechanischen Stellantriebs:

• Proportionalregelung: Präzise Positionsregelung mit einem Signal von 0–10 V DC oder 4–20 mA.
• Schnelle Rückstellung: Die Rückstellung per Motor statt per Federrückstellung ist in manchen Systemen mit schnellen Zyklen zwingend erforderlich.
• Stellungsrückmeldung: Er meldet den aktuellen Öffnungsgrad in Prozent an das BMS.
• Regelung in beide Richtungen: Bestimmte Modelle können sowohl die Heiz- als auch die Kühlleitung steuern.

Für Auf/Zu-Anwendungen mit 24 V NC wurde der elektrothermische Stellantrieb Watts WT-22CX24NC2 für die elektrothermische Ventilregelung in HLK-, Fan-Coil- sowie Warm- und Kaltwasserinstallationen entwickelt. Mit der Betriebsart NC (stromlos geschlossen) schließt er das Ventil bei Energieausfall automatisch; wegen seines kompakten Gehäuses und seines leisen Betriebs wird er selbst in engen Fan-Coil-Kassetten bevorzugt. (Details: https://www.pomeka.com/fancoil-kontrol-vanalari)

Für Auf/Zu-Anwendungen mit 230 V NC bringt der elektrothermische Stellantrieb Siemens STA321.65L10 (Auf/Zu, 230 V) das Ventil dank seiner NC-Bauweise bei Energieausfall in die geschlossene Stellung. Er arbeitet nach dem Prinzip einer 2-Punkt-Regelung (Auf/Zu); das Drehmoment des Stellantriebs von 125 N bietet für Fan-Coil-Ventilgehäuse zwischen DN15 und DN25 die ideale Kraft. Mit 6,5 mm Hub und einer Öffnungs- und Schließzeit von 270 Sekunden ist das Risiko eines Wasserschlags minimal. Die Schutzart IP54 gewährleistet einen sicheren Betrieb in feuchten Fan-Coil-Kassetten.

Für die Proportionalregelung wurde der elektromechanische Stellantrieb Watts WT-EMUJC-010 (24 V, 0–10 V DC) für die dynamische Regelung der Ventilstellung in Fan-Coil-Anlagen und automatisiert geregelten Installationen entwickelt. Er arbeitet mit einem Regelsignal von 0–10 V DC; er wird in BMS- und Automationsprojekten häufig eingesetzt und fällt durch seinen geringen Energieverbrauch auf. In mehrgeschossigen Büroprojekten in Kadıköy haben wir dieses Modell in Fan-Coil-Anlagen mit BMS-Anbindung erfolgreich eingesetzt. (Details: https://www.pomeka.com/havalandirma-kontrol-vana-motoru)

Eine Liste, die die grundlegenden Unterschiede der beiden Regelungsarten gegenüberstellt:

• Regelsignal – Auf/Zu-Regelung: potentialfreier Kontakt oder Versorgung mit 24 V/230 V; Proportionalregelung: analoges Signal 0–10 V DC oder 4–20 mA
• Abweichung der Raumtemperatur – Auf/Zu: Schwankung von ±1–2 °C; Proportional: stabile Haltung innerhalb von ±0,3–0,5 °C
• Anzahl der Adern – Auf/Zu: 2–3 Adern; Proportional: 4–5 Adern (Versorgung plus Signal)
• Geeignet für – Auf/Zu: Standard-Wohngebäude und mittelgroße Büros; Proportional: Hotels, Krankenhäuser, Museen, BMS-Anbindung
• Risiko von Druckstößen in der Anlage – Auf/Zu: beim vollständigen Öffnen und Schließen ist Vorsicht geboten; Proportional: dank der stufenweisen Bewegung gering
• Lebensdauer des Stellantriebs – Auf/Zu, elektrothermisch: 50.000–100.000 Zyklen; Proportional, elektromechanisch: abhängig von Motor und Getriebe, 30.000–80.000 Zyklen
• Kostenposition HLK-Ventilantrieb – Auf/Zu: niedrig; Proportional: das 1,5- bis 3-Fache der Auf/Zu-Ausführung

Beispiel: Auf einem Büroetage befinden sich 50 Fan-Coil-Geräte. Jedes Gerät hat eine Kühlleistung von 2,5 kW; das Wasser für die Kühlung wird mit 7/12 °C geliefert. Der auf das Ventil wirkende Differenzdruck beträgt 1,0 bar, als Anteil des Ventils werden 0,5 bar angesetzt.

Berechnungsschritte: G = 2,5 / (4,18 × 5) = 0,120 m³/h. Kvs = 0,120 / √0,5 = 0,120 / 0,707 = 0,170 m³/h. Der nächste Standardwert in der Katalogtabelle ist Kvs = 0,20 m³/h; dieser Wert wird mit einem Gehäuse DN10 oder DN15 abgedeckt. NC/NO-Auswahl: Da es sich um einen Kühlkreis handelt, wird NC bevorzugt; bei Energieausfall stoppt der Kaltwasserstrom. Da die Anlage ein 2-Rohr-System ist, wird an jedem Fan-Coil ein einzelnes 2-Wege-Ventil montiert; für 50 Geräte werden 50 Fan-Coil-Regelventile und 50 HLK-Ventilantriebe benötigt.

In einem 4-Rohr-Fan-Coil-System besitzt jedes Gerät sowohl ein Heiz- als auch ein Kühlregister, und für jedes Register wird ein eigenes Fan-Coil-Regelventil montiert. Für dasselbe Fan-Coil werden zwei verschiedene Kvs-Berechnungen durchgeführt, weil die Temperaturdifferenz und damit der Volumenstrom der beiden Ströme unterschiedlich sind.

Beispiel: Heizseite 3 kW, ΔT = 20 °C; G = 3 / (4,18 × 20) = 0,036 m³/h = 0,129 m³/h; Kvs = 0,129 / √0,5 = 0,183 m³/h; als Standardwert wird Kvs 0,20 gewählt. Kühlseite 3,5 kW, ΔT = 5 °C; G = 3,5 / (4,18 × 5) = 0,167 m³/h; Kvs = 0,167 / √0,5 = 0,236 m³/h; als Standardwert wird Kvs 0,25 gewählt. Beide Gehäuse können DN15 sein, die Kvs-Werte entsprechen jedoch unterschiedlichen Katalognummern. Die Wahl der DN beim Fan-Coil-Ventil darf nicht nur anhand der DN-Spalte, sondern muss anhand der Kvs-Spalte erfolgen.

Die HLK-Automation steuert das Fan-Coil-Ventil über einen DDC-Ausgang (Direct Digital Control), der das Ventil direkt regelt, oder über einen intelligenten Raumthermostat. Bei der Einbindung des Ventils in die Anlage sind vier Kompatibilitätspunkte zu prüfen: Signaltyp (digital oder analog), Spannungsniveau (24 V oder 230 V), sicherer Zustand (Fail-Safe: NC oder NO) und Ausgang für die Stellungsrückmeldung.

Die Stellungsrückmeldung (Feedback-Signal) ist bei einigen elektromechanischen Stellantrieben optional erhältlich; sie sendet den tatsächlichen Öffnungsgrad des Ventils in Prozent an das BMS. Diese Funktion wird in Projekten mit Energiemessung und im Rahmen von ISO 50001 zur Pflicht. Einen ausführlichen Ratgeber zum HLK-Automationssystem finden Sie hier. (Details: Was ist HLK-Automation? Wie lassen sich Heizungs- und Kühlsysteme in Gebäuden intelligent machen?)

Arbeitet das Regelsystem, an das die Fan-Coil-Ventile angeschlossen sind, im 0–10-V-Regelmodus, ist die Wahl eines Proportionalstellantriebs zwingend. Führt das System lediglich eine Auf/Zu-Regelung aus, genügt ein elektrothermischer Stellantrieb, und die Kostenpositionen bleiben niedrig. Eine ausführliche Antwort auf die Frage, ob ein Stellantrieb mit 24 V oder 230 V verwendet werden soll, finden Sie in unserem Ratgeber zur Auswahl von Stellantrieben. (Details: 24V- oder 230V-Stellantrieb? Welcher gehört in welche Anwendung?)

Die Lebensdauer des Fan-Coil-Regelventils beträgt für das Ventilgehäuse in der Regel 15–20 Jahre, für den Stellantrieb 7–15 Jahre. Die Lebensdauer des Gehäuses steht in direktem Zusammenhang mit der Wasserqualität; in Wasser außerhalb des pH-Bereichs von 7,5–9,0 beschleunigt sich die Korrosion am Messinggehäuse. Die Lebensdauer des Stellantriebs hängt dagegen von der Zyklenzahl und der Betriebstemperatur ab; übermäßig viele Hysteresezyklen verkürzen die Lebensdauer.

Häufige Anzeichen von Störungen, die vor Ort beobachtet werden, sind die folgenden:

• Das Fan-Coil heizt oder kühlt nicht – höchstwahrscheinlich ist das Ventil in vollständig geschlossener Stellung hängen geblieben; die Spule des Stellantriebs kann defekt oder die Feder ermüdet sein.
• Das Fan-Coil läuft ständig auf Maximum – das Ventil ist in vollständig geöffneter Stellung hängen geblieben; Fremdkörper im Gehäuse oder Ausfall des elektromechanischen Motors.
• Wasseraustritt rund um das Ventil – die Dichtung ist verschlissen; prüfen Sie die Übereinstimmung von DN und PN, die Ursache ist meist eine Drucküberschreitung.
• Der Stellantrieb wird heiß – wenn er nicht genügend Drehmoment erzeugt, kann am Stellantrieb ein Spannungsfall auftreten; prüfen Sie bei 24-V-Leitungen die Berechnung des Kabelquerschnitts.
• Regelsignal vorhanden, Ventil bewegt sich nicht – bei 0–10-V-DC-Fan-Coil-Stellantrieben kann auf der Signalleitung Störung durch eine Erdschleife (Ground Loop) vorliegen; getrennte Erdung und abgeschirmtes Kabel sind zwingend.

Die jährliche Checkliste für die Wartung des Fan-Coil-Regelventils umfasst die folgenden Schritte: manueller Auf/Zu-Test des Stellantriebs, Prüfung auf Leckagen rund um das Gehäuse, Prüfung der Kabelanschlüsse auf Lockerheit und bei 0–10-V-DC-Anwendungen die Signalmessung. Diese Schritte sind in weniger als 30 Minuten erledigt, und die jährlich wenigen Stunden Wartung verhindern Komfortbeschwerden und Austauschkosten, die im Störungsfall entstünden.

Der kritischste Punkt bei der Montage des Fan-Coil-Regelventils ist die Strömungsrichtung. Der Pfeil auf dem Ventilgehäuse zeigt die aufgedruckte Strömungsrichtung an; ein falsch herum eingebautes Ventil arbeitet zwar mechanisch, aber die Regelcharakteristik wird gestört, und bei einigen Modellen entsteht sogar ein Gehäuseschaden. Der zweite kritische Punkt ist die Ausrichtung des Stellantriebs: Ein senkrecht zur horizontalen Rohrleitung montierter Stellantrieb erreicht eine deutlich längere Lebensdauer als ein vertikal montierter.

Auch die Montageabstände sind kritisch: Über und neben dem Stellantrieb sollten mindestens 50 mm freier Raum bleiben; die beengte Anordnung in der Fan-Coil-Kassette führt zu einer Überhitzung der Spule des Stellantriebs. Beim Anschluss eines Messinggehäuses an ein Stahlrohr ist zur Vermeidung galvanischer Korrosion eine dielektrische Verschraubung zu verwenden; besonders in Anlagen, die unterhalb von pH 7,0 betrieben werden, darf diese Maßnahme nicht vernachlässigt werden. Zur Abdichtung werden PTFE-Band oder eine geeignete Dichtmasse verwendet; ein übermäßiger Auftrag von Dichtmasse beeinträchtigt dagegen den Querschnitt des Innengewindes im Gehäuse und bildet langfristig eine Leckstelle.

Was HLK bedeutet und welchen Platz es innerhalb mechanischer Systeme einnimmt, erläutert unser allgemeiner Ratgeber. (Details: Was ist HVAC?)

Bei der Auswahl zwischen technisch gleichwertigen Produkten auf dem Markt für Fan-Coil-Regelventile treten vier Kriterien in den Vordergrund: Kompatibilität (Anschlussfähigkeit an das Fan-Coil-Gehäuse ohne Adapter), Hublänge (Öffnungsweg des Ventils, mm), ausreichendes Drehmoment und Zertifizierung. Insbesondere bei Gebäuden mit Energieeffizienznachweis ist die Verwendung von CE- und ErP-konformen Produkten Pflicht.

Pomeka Mekanik hält die Fan-Coil-Stellantriebsfamilien der Marken Watts und Siemens auf Lager. Watts bietet ein breites Spektrum von Stellantrieben für die Fußbodenheizung bis zur elektromechanischen und elektrothermischen Fan-Coil-Serie. Siemens fällt dagegen vor allem durch in Gebäuden standardisierte elektrothermische Familien mit 230 V und 24 V auf, etwa den Auf/Zu-Stellantrieb Siemens STA321.65L10. Die Stellantriebe beider Marken lassen sich dank standardisierter Anschlussmaße an die meisten Fan-Coil-Regelventilgehäuse ohne Adapter montieren.

Das Modell Watts WT-22CX24NC2 ist das am häufigsten verwendete Modell der elektrothermischen 24-V-NC-Stellantriebsfamilie; da es für 24-V-NC-Anwendungen am Fan-Coil-Regelventil den Anschlussstandard der in der Fußbodenheizung eingesetzten Serie WT-22C trägt, kann es sowohl als Fan-Coil- als auch als Verteiler-Stellantrieb eine doppelte Funktion erfüllen. Diese Flexibilität ermöglicht in gemischten Systemen (Fußbodenheizung plus Fan-Coil) die Lagerhaltung eines einzigen Stellantriebstyps und bietet im Hinblick auf die Wartung einen erheblichen Vorteil.

Bei der Auswahl des Fan-Coil-Regelventils sind unter den alternativen Marken Belimo und Siemens Ingenieuren durch ihre breite Nutzerbasis in Europa vertraut. Pomeka Mekanik führt Belimo nicht auf Lager; damit eine technisch gleichwertige Bewertung möglich ist, müssen jedoch die Parameter Kvs, Drehmoment und Hub eins zu eins abgeglichen werden. Eine Auswahl nicht nur nach der Marke, sondern nach dem konkreten Kvs-Wert und Hub bewahrt bei einem Markenwechsel die Regelcharakteristik. Beim Vergleich sollte nicht nur der Katalog, sondern eine an die Praxis angepasste Berechnung zugrunde gelegt werden.

Die Projektspezifikation ist in der Ausschreibungsphase der einzige Weg, vom Lieferanten das richtige Produkt zu erhalten und ein Durcheinander gleichwertiger Produkte zu vermeiden. Die Spezifikation des Fan-Coil-Regelventils sollte mindestens folgende Angaben enthalten: DN-Größe, Kvs-Wert (mit einer Toleranz von ±zehn Prozent), Betriebsdruck (typisch PN10 oder PN16), Betriebstemperatur (in der Regel maximal 110 °C), Stellantriebstyp (elektrothermisch oder elektromechanisch), Versorgungsspannung (24 V oder 230 V), Regelsignal (Auf/Zu oder 0–10 V DC), NC oder NO, IP-Schutzart und Hublänge.

In die Spezifikation sollte auch der Gehäusewerkstoff aufgenommen werden: Die Wahl von Messing, Bronze oder Edelstahl richtet sich nach Wasserqualität und Druckstufe PN. In der Trinkwasserinstallation ist die Verwendung von bleiarmem Messing gemäß der Richtlinie 2011/65/EU (RoHS) verpflichtend. In geschlossenen HLK-Kreisläufen genügt Standardmessing; enthält die Anlage jedoch Meerwasser oder eine hohe Chloridkonzentration, sollte ein Gehäuse aus Edelstahl oder Bronze in die Spezifikation aufgenommen werden. Zur Rohrdimensionierung und Werkstoffauswahl in der Installation lesen Sie unseren Ratgeber zur Berechnung des Durchmessers von Installationsrohren. (Details: Wie berechnet man den Durchmesser von Installationsrohren? Ratgeber zu DN15, DN20, DN25, DN32 und DN50)

Das Spezifikationsdokument erleichtert zugleich den Vergleich gleichwertiger Produkte bei der Angebotsbewertung. Liegt der Kvs-Wert des angebotenen Produkts zehn Prozent über dem Wert der Spezifikation, darf es nach den Ausschreibungsunterlagen nicht als gleichwertig gelten und muss aus der technischen Bewertung ausscheiden. In der Praxis zeigt sich häufig, dass bei Beschaffungen ohne Anwendung dieser Regel später der gesamte Satz aus Stellantrieben und Ventilen ausgetauscht werden muss, um Regelprobleme zu beheben, die durch zu große Gehäuse verursacht werden. Pomeka Mekanik unterstützt Installationsingenieure im gesamten Raum Istanbul bei der Erstellung von Ausschreibungsspezifikationen und bei der technischen Gleichwertigkeitsbewertung von Produkten; Einzelheiten erfahren Sie auf unserer Kontaktseite. (Details: unsere Kontaktseite)

Die Auswahl des Fan-Coil-Stellantriebs lässt sich in der Praxis auf zwei Fragen zurückführen: Gibt es am Steuerschrank einen analogen Signalausgang, und unterstützt die Software einen Proportionalregelkreis? Lautet die Antwort auf beide Fragen Ja, ist ein 0–10-V-DC-Fan-Coil-Stellantrieb oder ein Modell mit 4–20 mA zu wählen. Lautet die Antwort Nein, genügt der elektrothermische Auf/Zu-Typ, und die Kostenposition bleibt niedrig.

Wird ein 0–10-V-DC-Fan-Coil-Stellantrieb verwendet, arbeitet der Regelkreis kontinuierlich; das BMS oder die DDC liest alle 10–30 Sekunden die Raumtemperatur aus, erzeugt je nach Abweichung vom Sollwert einen Ausgang zwischen 0 und 10 Volt, und diese Spannung bestimmt die mechanische Stellung des Stellantriebs. Dank dieser Struktur schließt und öffnet das Ventil nie vollständig; der Volumenstrom fließt stets nur in der erforderlichen Menge, und die Pumpenfrequenz sinkt entsprechend. In großen Residenzprojekten, die wir im Gebiet Kadıköy betreuen, haben wir vor Ort gemessen, dass der Umstieg auf 0–10-V-DC-Fan-Coil-Stellantriebssysteme den jährlichen Energieverbrauch der Pumpen um 20–30 % senkte.

In unserer Produktgruppe Ventile & Armaturen finden Sie ein breites Produktspektrum vom Fan-Coil-Regelventil bis zum Kugelhahn mit Motorantrieb. (Details: Ventile & Armaturen)

Die Kombination aus Fan-Coil-Ventil, 24 V und NC wird ab 2026 in energieeffizienten Gebäudeplanungen zum Standard. Die 24-V-Versorgung bietet die Vorteile einer leichten Einbindung in das BMS und geringer Kosten für Schwachstromkabel. Die NC-Bauweise (stromlos geschlossen) schließt bei Energieausfall alle Fan-Coil-Ventile, sodass die Pumpe nicht im Leerlauf dreht und der Energieverbrauch der Anlage auf null sinkt.

Die Auswahl eines Fan-Coil-Ventils mit 24 V NC hat vor Ort noch zwei weitere wichtige Vorteile. Erstens die Einbindung in die Brandmeldeanlage: Im Brandfall schließen alle Ventile, die Anlage geht in den sicheren Zustand über. Zweitens der nächtliche Komfortbetrieb: Das BMS kann nach dem Zeitprogramm nachts zwischen 24.00 und 06.00 Uhr die Energie für die Fan-Coils abschalten; dank der Bauweise des Fan-Coil-Ventils mit 24 V NC bleibt kein Ventil geöffnet, und es wird nicht unnötig geheizt oder gekühlt.

Der Auf/Zu-Stellantrieb Siemens STA321.65L10 ist ein elektrothermischer HLK-Ventilantrieb, der mit 230 V AC Versorgung arbeitet. Mit dem Funktionsprinzip NC (stromlos geschlossen) und einem Drehmoment des Stellantriebs von 125 N eignet er sich für Fan-Coil-Gehäuse DN15–DN25. Die Hublänge von 6,5 mm ist mit der großen Mehrheit der auf dem Markt üblichen Standard-Zweiwege-Fan-Coil-Ventile kompatibel. Die langsame Öffnungszeit von 270 Sekunden minimiert in Pumpensystemen mit Frequenzumrichter das Risiko eines Wasserschlags.

Die Schutzart IP54 des Auf/Zu-Stellantriebs Siemens STA321.65L10 gewährleistet langfristige Beständigkeit gegen die Kondensationsfeuchte in Fan-Coil-Kassetten. Da er direkt an die vorhandene 230-V-Infrastruktur angeschlossen werden kann, entstehen bei Sanierungsprojekten in Bestandsgebäuden keine Kosten für eine zusätzliche Stromversorgung. Dieses Modell wird besonders in 4-Rohr-Systemen am Ventil der Heizleitung montiert, weil die Wahrscheinlichkeit, dass in der Heizleitung ein 230-V-Schaltschrank vorhanden ist, höher ist als in der Kühlleitung.

Ein weiterer Faktor, der die Auswahl des Fan-Coil-Regelventils beeinflusst, ist die Charakteristik der Pumpe, die die Anlage speist. In Systemen mit variablem Volumenstrom (Pumpe mit Frequenzumrichter) sinkt die Pumpendrehzahl, wenn das Fan-Coil-Ventil drosselt; dann wird es schwierig, den Auslegungsdifferenzdruck konstant zu halten, und die Annahme für ΔP in der Kvs-Berechnung kann sich von der Wirklichkeit entfernen. In Systemen mit konstantem Volumenstrom kann dagegen die Verwendung einer Bypassleitung oder eines 3-Wege-Ventils zwingend sein.

In der Praxis rührt das häufigste Problem, auf das wir bei großen Büroprojekten in Kadıköy stoßen, aus der gemeinsamen Verwendung einer Pumpe mit Frequenzumrichter und Auf/Zu-Fan-Coil-Ventilen: Wenn einige Ventile schließen, sinkt die Drehzahl der Pumpe schnell, der Differenzdruck ändert sich, der Volumenstrom durch die offen gebliebenen Fan-Coil-Ventile steigt über den Auslegungswert, und es beginnen Geräuschbeschwerden. Einen ausführlichen Ratgeber zu Pumpen mit Frequenzumrichter und zur Druckregelung finden Sie unter folgender Quelle. (Details: Pumpe mit Frequenzumrichter: Was ist das? Spart sie wirklich Strom?)