Wie wird ein Fußbodenheizungsverteiler eingestellt? Wie erfolgt die Einstellung des Durchflussmessers?

Ein Fußbodenheizungsverteiler ist ein hydronisches Verteilelement, das das vom Wärmeerzeuger kommende Warmwasser auf mehrere Fußbodenkreise aufteilt und das aus jedem Kreis zurückfließende Wasser in einer einzigen Leitung sammelt. Der Vorlaufverteiler verteilt das Warmwasser auf die Kreise, der Rücklaufverteiler schickt das in den Kreisen abgekühlte Wasser zur Wärmequelle zurück; beide zusammen bilden ein Zweirohrsystem.

Die Aufgabe des Verteilers besteht nicht nur im Verteilen, sondern im Abgleichen. Länge, Rohrdurchmesser und Heizlast jedes Kreises sind unterschiedlich; aufgrund dieser Unterschiede hat jeder Kreis einen anderen hydraulischen Widerstand. Bei einem Verteiler mit Volumenstromanzeige (mit Rotameter) befindet sich in der Vorlaufleitung jedes Kreises eine Strömungsanzeige; das Fachpersonal liest diese Anzeige ab und greift über das Drosselventil in den Volumenstrom ein. So wird verhindert, dass ein kurzer Kreis das Wasser an sich zieht und den langen Kreis unterversorgt.

Das Ablesen des Durchflussmessers ist einfach: Die Unterkante des Kunststoffrings, der im Glasrohr mit Schwimmer schwebt, gibt den abgelesenen Wert an. Der Wert wird in l/min (Liter pro Minute) angegeben, und bei typischen Verteilern ist der Bereich 0-8 l/min markiert. Bleibt die Anzeige auf null, ist dieser Kreis vollständig geschlossen; wird oberhalb der Obergrenze abgelesen, strömt bei geöffnetem Drosselventil ein zu hoher Volumenstrom.

EN 1264 ist die europäische Norm, die die Regeln für Planung, Berechnung und Montage von Flächenheizungs- und -kühlsystemen festlegt. Die wichtigste Einschränkung der Norm ist die Fußbodenoberflächentemperatur: In Aufenthaltsbereichen beträgt sie maximal 29 °C, in Randzonen 33 °C und in Nassbereichen wie dem Bad 33 °C. Wird diese Grenze überschritten, leidet der thermische Komfort, und bei längerem Aufenthalt entsteht ein Gesundheitsrisiko.

Die Fußbodenoberflächentemperatur hängt unmittelbar von der Vorlauftemperatur und vom Volumenstrom ab. Ein niedriger Volumenstrom kühlt das Wasser im Rohr stärker ab; die Temperaturdifferenz (Delta T) zwischen Kreisende und Kreisanfang wächst, und ein Teil des Fußbodens bleibt zu heiß, der Rest dagegen kalt. EN 1264 zielt darauf ab, den Temperaturabfall zwischen Vor- und Rücklauf in der Regel im Bereich von 5-10 °C zu halten; dieses Band ist die Grundeingabe der Abgleichsberechnung.

Die Norm begrenzt außerdem den Verlegeabstand (Schritt), den Rohrdurchmesser und die Dicke der Estrichüberdeckung. Bei einem PE-Xa-Rohr mit 17 mm Außendurchmesser liegt der typische Verlegeabstand zwischen 150 und 300 mm; engere Rohrabstände erhöhen die Wärmedichte und bringen die Oberflächentemperatur schneller an die Grenze von 29 °C. Deshalb ist die Einstellung des Durchflussmessers ohne Betrachtung des Rohrverlegeplans nicht aussagekräftig.

Die Berechnung des Ziel-Volumenstroms je Kreis erfolgt in drei Schritten. Im ersten Schritt wird die Heizlast des Kreises in kW bestimmt; liegt ein Projekt vor, wird der berechnete Wert verwendet, andernfalls ein geschätzter Wert von 50-70 W/m² je Fläche. Im zweiten Schritt wird die Spreizung Delta T zwischen Vor- und Rücklauf gewählt; bei der Fußbodenheizung liegt der typische Auslegungswert im Bereich von 5-10 °C. Im dritten Schritt wird der Volumenstrom berechnet.

Die Formel lautet: Q (l/min) = P (W) / (c x rho x Delta T x 1000 / 60). Praktische vereinfachte Form: Q (l/min) = P (kW) / (1,163 x Delta T) x 1000 / 60. Dabei ist 1,163 die Wärmekapazität von Wasser in kWh/(m³·K); die Multiplikation des Wertes mit 1000 und die Division durch 60 rechnen die Einheit von m³/h in l/min um.

Ein konkretes Beispiel: Für einen Raum von 12 m² beträgt die Heizlast 12 m² x 60 W/m² = 720 W = 0,72 kW. Vorlauf 35 °C, Rücklauf 28 °C, Delta T = 7 °C. Volumenstromberechnung: Q = 0,72 / (1,163 x 7) = 0,72 / 8,141 = 0,0884 m³/h. Zur Umrechnung in l/min: 0,0884 x 1000 / 60 = 1,47 l/min. Dieser Wert liegt innerhalb des Zielbands von 1-5 l/min, und der Durchflussmesser wird auf diesen Bereich eingestellt.

Zweites Beispiel: ein Wohnzimmer mit 30 m², Heizlast 30 x 65 = 1.950 W = 1,95 kW, Delta T = 8 °C. Q = 1,95 / (1,163 x 8) = 1,95 / 9,304 = 0,2096 m³/h = 3,49 l/min. Der Durchflussmesser wird auf diesen Wert eingestellt. Ist dieselbe Fläche am Verteiler auf zwei Kreise aufgeteilt, entfallen auf jeden Kreis 1,75 l/min. Die Berechnung wird für jeden Kreis gesondert durchgeführt; manche Kreise benötigen den doppelten Volumenstrom des Nachbarkreises, und das ist völlig normal.

Das FRÄNKISCHE Profitherm Edelstahl-Verteilerset mit Volumenstromanzeige, 4 Anschlüsse, ist ein professioneller Fußbodenheizungsverteiler mit Edelstahlgehäuse und dem Anschlussmaß DN 32 – 35x1,5 mm. In der Vorlaufleitung befindet sich für jeden Kreis eine ablesbare optische Volumenstromanzeige in l/min; die Ventile in der Rücklaufleitung können direkt mit Stellantrieben mit M30 x 1,5-Gewinde ausgestattet werden. Der Betriebsdruck ist bis 6 bar, die Betriebstemperatur bis 90 °C angegeben. Herstellerland ist Deutschland, und die 6-Anschluss-Version ist aus derselben Baureihe Fränkische Profitherm ebenfalls verfügbar. (Details: https://www.pomeka.com/fraenkische-profitherm-debi-gostergeli-paslanmaz-celik-kollektor-seti-4-agizli)

Das Modell mit 4 Anschlüssen ist für die Regelung von vier voneinander unabhängigen Fußbodenkreisen vorgesehen; diese Ausführung eignet sich in der Regel für Wohngebäude mit 100-160 m² oder für vier Raumgruppen, die unabhängig voneinander betrieben werden sollen. Die Baureihe Profitherm von Fränkische wird in einem breiten Sortiment von 2 bis 12 Anschlüssen angeboten; übersteigt die Kreiszahl des Projekts 4, wird die Kapazität erhöht, indem zwei Verteiler nebeneinander an der Montagehalterung befestigt werden.

Schildern wir den Installationsablauf dieses Verteilers an einem Wohnbauprojekt in Kadıköy. Für das Fußbodensystem mit 4 Kreisen waren die Ziel-Volumenströme der Reihe nach mit 1,8 l/min, 2,4 l/min, 1,5 l/min und 3,1 l/min berechnet worden. Bei der ersten Inbetriebnahme waren alle Ventile vollständig geöffnet, und die Durchflussmesser zeigten im Kreis mit dem geringsten Widerstand 5,2 l/min und im längsten Kreis 0,7 l/min an. Das Ventil des Kreises mit dem geringsten Widerstand wurde gedrosselt und auf 1,8 l/min gebracht; die übrigen Kreise wurden der Reihe nach eingestellt. Der gesamte Abgleich war auf Grundlage von Messungen vor Ort im Jahr 2026 in ca. 40 Minuten abgeschlossen.

Um den Verteilervolumenstrom einzustellen, muss zunächst der Ziel-Volumenstrom jedes Kreises berechnet sein. Mit dem im Berechnungsabschnitt gezeigten Verfahren wird der Ziel-Wert in l/min jedes Kreises notiert. Anschließend wird die Anlage in Betriebszustand gebracht: Die Pumpe muss laufen, die Vorlauftemperatur muss im Bereich von 35-45 °C liegen. Auch wenn die Volumenstromanzeige bei kaltem Wasser korrekt arbeitet, ist die feine Ablesung aufgrund des Temperatureinflusses zuverlässiger.

Die Einstellreihenfolge beginnt beim längsten Kreis und geht zum kürzesten Kreis. Der längste Kreis hat den höchsten hydraulischen Widerstand; arbeiten Sie, indem Sie das Ventil dieses Kreises vollständig geöffnet lassen, und stellen Sie das Gleichgewicht her, indem Sie die übrigen Kreise drosseln. Geht man umgekehrt vor, d. h. lässt man den kurzen Kreis vollständig geöffnet, erhält der lange Kreis nicht genügend Volumenstrom und wird niemals auf den Zielwert gebracht.

Die Einstellung folgt für jeden Kreis dieser Reihenfolge. Erster Schritt: Schließen Sie das Vorlaufventil des betreffenden Kreises langsam, der Durchflussmesser sinkt. Zweiter Schritt: Halten Sie an, sobald der Wert etwas unter den Zielwert gefallen ist, und warten Sie 30 Sekunden; die Wasserbewegung in der Anlage stabilisiert sich. Dritter Schritt: Lesen Sie den Durchflussmesser ab, und öffnen Sie das Ventil etwas, falls der Wert noch unter dem Ziel liegt. Vierter Schritt: Prüfen Sie nach der Einstellung aller Kreise den ersten Kreis erneut; die Einstellung eines Kreises beeinflusst die anderen. Die letzte Runde bestätigt, dass alle Werte 10 Minuten lang konstant bleiben.

Ein Stellantrieb ist ein elektromechanisches Element, das auf das Ventil in der Rücklaufleitung aufgesetzt wird und den Kreis nach dem Befehl des Thermostats öffnet und schließt. An einem FRÄNKISCHE Profitherm Verteiler mit M30 x 1,5-Gewinde werden kompatible Profitherm Stellantriebe oder Stellantriebe von Drittanbietern mit demselben Gewinde direkt montiert. Die Zonenregelung ermöglicht es, die Temperatur jedes Raumes unabhängig zu regeln, und steigert die Energieeffizienz deutlich. (Details: https://www.pomeka.com/yerden-isitma)

Mit dem Anschluss des Stellantriebs ändert sich die Logik des hydraulischen Abgleichs. In einer Anlage ohne Stellantriebe sind alle Kreise dauerhaft geöffnet, und nur Pumpe und Heizkessel regeln die Raumtemperatur. In einer Zonenregelung mit Stellantrieben dagegen öffnet und schließt jeder Raumthermostat nur seinen eigenen Kreis; der Volumenstrom der übrigen Kreise steigt, je mehr Kreise schließen. Dieser Anstieg verändert den Druck in der Anlage und stört den zuvor durchgeführten statischen Abgleich. Die Lösung dieses Problems ist der Einsatz eines druckunabhängig arbeitenden Abgleichventils oder einer Pumpe mit veränderlichem Volumenstrom.

Die praktische Einrichtungsreihenfolge ist folgende. Zuerst wird der statische Abgleich hergestellt: Alle Stellantriebe sind geöffnet, die Pumpe läuft, die Durchflussmesser werden auf den Zielwert gebracht. Danach werden die Stellantriebe einzeln geschlossen, und bei jedem Schließschritt wird der Gesamtdruck der Pumpe gemessen. Übersteigt die Druckdifferenz 20 Prozent, wird der Anlage eine drehzahlvariable Pumpe hinzugefügt, die im Modus Δp-c arbeitet; dieser Modus senkt mit abnehmender Zahl offener Kreise auch die Pumpendrehzahl und hält den Druck konstant.

Bei den Stellantriebstypen gibt es zwei verbreitete Optionen: stromlos geschlossen (NC) und stromlos offen (NO). Stromlos geschlossene Stellantriebe schließen bei Stromausfall; diese sichere Seite wird bevorzugt, weil bei einer elektrischen Störung die Anlage stillsteht, der Fußboden nicht heizt und keine Überhitzung auftritt. Stromlos offene Stellantriebe dagegen bleiben bei Stromausfall geöffnet; ihr primäres Einsatzgebiet sind kritische Räume, in denen die Heizung bei einer Stromstörung weiterlaufen muss. In der Fußbodenheizung gilt der Typ NC als Standard.

Die Vorlauftemperatur ist der kritischste Parameter, der in der Fußbodenheizung die Fußbodenoberflächentemperatur unmittelbar bestimmt. Nach EN 1264 darf die Fußbodenoberfläche in Aufenthaltsbereichen 29 °C nicht überschreiten; diese Einschränkung erfordert praktisch, die Vorlauftemperatur im Bereich von 35-45 °C zu halten. Das bei herkömmlichen Heizkesseln auf 60-80 °C ansteigende Vorlaufwasser kann dem Verteiler nicht direkt zugeführt werden; dazwischen wird ein thermostatisches oder motorisches Mischventil eingebaut. Dieses Mischventil hält sowohl die Fußbodentemperatur im sicheren Band als auch den Wirkungsgrad des Heizkessels.

Die witterungsgeführte Regelung (Kennliniensteuerung) stellt das Vorlaufwasser automatisch nach der Außentemperatur ein. Sinkt die Außentemperatur auf -10 °C, steigt das Vorlaufwasser auf 42 °C, bei 10 °C Außentemperatur dagegen fällt es auf 32 °C. Dank dieser linearen Einstellung hält die Anlage unter allen Bedingungen die Fußbodentemperatur im Komfortbereich und verhindert Überhitzung. Die Kennlinienparameter werden am Schaltschrank des Geräts eingegeben und durch Tests vor Ort kalibriert.

Bei einer von einer Wärmepumpe versorgten Fußbodenheizung ist die Lage anders. Die Wärmepumpe erzeugt ohnehin 35-45 °C Vorlaufwasser; ein Mischventil ist in der Regel nicht erforderlich. Bei Anlagen mit Heizkessel dagegen müssen die Bypass-Kapazität und der Kvs-Wert des Mischventils nach dem Pumpenvolumenstrom gewählt werden; eine zu klein gewählte Größe stört das Mischungsverhältnis, eine zu große hält das Ventil in einer engen Öffnung und erzeugt Zischgeräusche. Weitere Hinweise zur Auswahl der Umwälzpumpe bei Fußbodenheizung finden Sie hier. (Details: Welche Umwälzpumpe wird für eine Fußbodenheizung verwendet?)

Edelstahl und Messing sind die beiden grundlegenden Werkstoffe, die bei Fußbodenheizungsverteilern verwendet werden, und jeder ist unter anderen Bedingungen überlegen. Die Wahl richtet sich nach der Härte des Wassers, danach, ob die Anlage ein geschlossener oder offener Kreis ist, und nach der erwarteten Nutzungsdauer.

• Korrosionsbeständigkeit — Edelstahl: hohe Beständigkeit gegen Chloride und hartes Wasser, besonders vorteilhaft bei chlorhaltigem Leitungswasser; Messing: in weichem Wasser ausreichend, bei hartem Wasser und hohem Chloridgehalt besteht das Risiko der Zinkentfernung (Entzinkung)
• Gewicht — Edelstahl: leichter, erleichtert die Montage bei Verteilern mit vielen Anschlüssen; Messing: schwerer, bringt bei gleicher Anschlusszahl zusätzliche Last auf die Steigleitung
• Temperaturgrenze — Edelstahl: bis 90-110 °C problemlos; Messing: typischerweise 85-90 °C, die Anschlussstellen ermüden früher
• Betriebsdruck — Edelstahl: 6-10 bar üblich; Messing: 6-8 bar typisch, je nach Baureihe unterschiedlich
• Sichtkontrolle — Edelstahl: die Volumenstromanzeigen auf dem Gehäuse sind deutlicher zu beobachten; Messing: gleiche Funktion, andere Farbe
• Für wen geeignet — Edelstahl: geschlossene Systeme, Kreise mit Wärmepumpe oder Brennwertkessel; offene oder halboffene Systeme; chlorhaltiges Wasser; hohe Gebäude; Messing: geschlossene Kreise mit festgelegter Wasserqualität und niedrigen Temperaturen

Praktisches Urteil: In Regionen mit hartem Wasser wie Istanbul und in geschlossenen Systemen sollte der Edelstahlverteiler bevorzugt werden. Messingverteiler sind bei geeigneter Wasserqualität und begrenztem Budget eine vertretbare Alternative; als Vorkehrung gegen Entzinkung sollte jedoch ausschließlich Messing mit niedrigem Zinkanteil (DZR) verwendet werden. Weitere Hinweise zum Vergleich finden Sie hier. (Details: Edelstahl- oder Messingverteiler? Welcher ist besser?)

Der Verteilerschrank sollte an der Position platziert werden, die im Fußbodenheizungssystem die kürzesten Rohrwege erfordert. Ideal ist eine Wand, die nahe dem Punkt liegt, an dem die Speiseleitung unter den Fußboden eintritt, die von allen Kreisen gleich weit entfernt und für die Wartung zugänglich ist. Faustregel: Je größer der Unterschied der Rohrlänge zwischen dem längsten und dem kürzesten Kreis, desto schwieriger wird der hydraulische Abgleich; deshalb geht die Wahl der Position der Einstellung des Durchflussmessers voraus.

Bei der Festlegung des Schranks werden fünf Punkte beachtet. Erstens verhindert es die Ansammlung von Luft, wenn die Rohrabgänge unter dem Fußboden unterhalb der Schrankposition und mit einer Neigung von 45 Grad geführt werden. Zweitens erleichtert es die Luftabscheidung, wenn der Vorlaufbalken ganz oben und der Rücklaufbalken ganz unten gehalten wird. Drittens muss im Schrank Platz für den automatischen Entlüfter bleiben; im Fußbodenheizkreis ist der höchste Punkt in der Regel die Oberseite des Verteilers. Viertens müssen die Füll- und Entleerungsventile leicht zugänglich sein. Fünftens ist Platz für eine Klemmleiste vorzusehen, an der die Kabel der Stellantriebe zusammengeführt werden.

Bei der Wandmontage wird zur Vermeidung von Geräuschen ein schalldämmendes Halterungssystem verwendet. Die Montagezubehör-Sets der Familie FRÄNKISCHE Profitherm sind mit diesem Halterungstyp kompatibel; dank der Elastomerdämmung übertragen sich Pumpen- und Kreisgeräusche nicht auf die Wand. Für eine Checkliste für den Fall, dass die Fußbodenheizung nicht warm wird, finden Sie weitere Hinweise hier. (Details: Fußbodenheizung wird nicht warm: Die 10 häufigsten Probleme und ihre Lösungen)

Der Volumenstromabgleich kann mit der Zeit aus dem Gleichgewicht geraten, selbst wenn die erste Einstellung korrekt vorgenommen wurde. Die häufigste Ursache der Störung ist, dass in Zonenanlagen mit Stellantrieben durch das Schließen einiger Räume der Druck der übrigen Kreise steigt. Arbeitet die Pumpe mit konstantem Volumenstrom, steigt der Gesamtvolumenstrom zu den offenen Kreisen; die Durchflussmesser steigen über den Zielwert, und die Anlage kehrt zu ungleichmäßiger Beheizung zurück.

Die zweite Ursache ist die Ansammlung von Verschmutzung im Rohr. Wird der Eingangsfilter nicht gereinigt, haften Sedimente an der Rohrinnenfläche, der hydraulische Widerstand steigt, und der Volumenstrom dieses Kreises sinkt. Der Schmutzfänger oder Y-Schmutzfänger am Rohreingang sollte einmal im Jahr gereinigt werden. Die dritte Ursache ist ein lockerer Deckel des Entlüfters am Kreisende; ein undichter Entlüfter zieht Luft und führt den Durchflussmesser in die Irre. Zur idealen Vorlauftemperatur im Fußbodenheizungssystem empfehlen wir weiterführende Lektüre. (Details: Bei wie viel Grad sollte eine Fußbodenheizung arbeiten? Was ist die ideale Vorlauftemperatur?)

Für eine dauerhafte Lösung werden druckunabhängig arbeitende Abgleichventile (PICV) empfohlen. Diese Ventile werden nicht von der Druckdifferenz im Kreis beeinflusst, wenn der Anlage unabhängige Zonen hinzugefügt werden oder schließen, und halten den Auslegungsvolumenstrom konstant. Besonders bei großen Anlagen mit mehr als 8 Kreisen sinkt der Arbeitsaufwand für das manuelle Nachregulieren mit PICV nahezu auf null.

Die Pumpenauswahl spielt eine entscheidende Rolle dafür, den Verteilervolumenstrom richtig zu halten. Der Gesamtvolumenstrom der Anlage ist die Summe der Ziel-Volumenströme aller Kreise; bei einer Anlage mit 4 Kreisen sind zum Beispiel 1,8 + 2,4 + 1,5 + 3,1 l/min = 8,8 l/min = 0,528 m³/h Gesamtvolumenstrom erforderlich. Von der Pumpe wird erwartet, dass sie bei diesem Volumenstrom eine Förderhöhe von 25-35 kPa (ca. 2,5-3,5 mWS) liefert; dieser Wert variiert mit Länge und Durchmesser der Fußbodenrohre und wird mit einer hydraulischen Berechnung bestimmt.

Wird die Pumpe größer als nötig gewählt, strömt ein zu hoher Volumenstrom in den Kreis mit dem geringsten Widerstand, und der Durchflussmesser dieses Kreises wird gedrosselt; die übrigen Kreise sehen dann jedoch ebenfalls einen konkurrierend steigenden Druck. Wird eine zu kleine Pumpe gewählt, erhalten die langen Kreise nicht genügend Volumenstrom, und keine Drosselung kann dieses Defizit ausgleichen. In Fußbodenheizungssystemen ist eine drehzahlvariable Pumpe im Modus Δp-c zusammen mit Stellantrieben die geeignetste Wahl für den dynamischen Abgleich bei Zonenabschaltungen. Zu Aufheizdauer und Zeiteinstellungen finden Sie weitere Hinweise hier. (Details: Wie lange braucht eine Fußbodenheizung zum Aufheizen? Ursachen für spätes Aufheizen)

Den Fußbodenheizungsverteiler außerhalb der Heizperiode abzuschalten ist eine verbreitete Praxis, doch statt ihn einfach abzubauen und stehen zu lassen, sollte ein kontrolliertes Abschaltverfahren eingehalten werden. Andernfalls bleibt das in der Anlage verbliebene Wasser unbewegt, die Luftansammlung nimmt zu, und in den Rohren der Kreise können Biofilm oder Korrosion entstehen.

Das richtige Abschaltverfahren ist folgendes. Erstens: Betreiben Sie die Anlage 2-3 Tage lang mit niedrigem Volumenstrom und niedriger Temperatur, sodass sich die Rücklauftemperatur der Vorlauftemperatur annähert; dadurch wird die thermische Trägheit des Fußbodens abgebaut. Zweitens: Schalten Sie Pumpe und Heizkessel aus. Drittens: Prüfen Sie den Anlagendruck bei kalter Anlage, d. h. im Bereich von 1,0-1,5 bar, und korrigieren Sie ihn; liegt der Druck unter diesem Wert, suchen Sie zuerst die Ursache. Viertens: Lassen Sie die Ventile der Durchflussmesser halb geöffnet; sie vollständig geschlossen zu lassen, erzeugt Spannung an der Anschlussstelle. Führen Sie beim erneuten Einschalten zu Saisonbeginn eine Kontrolle der Entlüfter und eine Überprüfung des Volumenstroms durch.

In der Fußbodenheizung wirkt sich die Art der Wärmequelle unmittelbar auf Verteilervolumenstrom und Vorlauftemperatur aus. Bei Anlagen, die von einer Kombitherme versorgt werden, kann das Vorlaufwasser auf 70-80 °C ansteigen; bevor es dem Verteiler zugeführt wird, muss es über das Mischventil auf 35-45 °C abgesenkt werden. Bei der Wärmepumpe dagegen wird das Vorlaufwasser ohnehin im Bereich von 35-50 °C erzeugt; deshalb passt die Wärmepumpe von Natur aus zur Fußbodenheizung.

Beim Volumenstrom ergibt sich der Unterschied daraus: Die Kombitherme arbeitet mit hohem Delta T (Spreizung zwischen Vor- und Rücklauf) und geringem Volumenstrom; die Wärmepumpe dagegen erzielt ihren Wirkungsgrad mit niedrigem Delta T und hohem Volumenstrom. Typische Werte: bei der Kombitherme 15-20 °C Delta T mit 1-2 l/min Kreisvolumenstrom, bei der Wärmepumpe 5-8 °C Delta T mit 2-5 l/min Kreisvolumenstrom. Dieser Unterschied führt zu unterschiedlichen Zielwerten am Durchflussmesser und zu einer anderen Pumpenauswahl. Zur Verträglichkeit von Fußbodenheizung und Wärmepumpe finden Sie weitere Hinweise hier. (Details: Wie funktioniert eine Wärmepumpe mit Fußbodenheizung? Wie richtet man das effizienteste System ein?)

Bei Messing- oder Edelstahlverteilern ohne Volumenstromanzeige (Rotameter) erfolgt der Abgleich über die Temperaturen der Rücklaufleitung. In einer abgeglichenen Anlage müssen die Rücklauftemperaturen aller Kreise gleich oder sehr ähnlich sein; der Kreis mit dem geringsten Widerstand hat die höchste Rücklauftemperatur, weil das Wasser weniger abgekühlt zurückkehrt. Übersteigt der Unterschied zwischen den Rücklauftemperaturen 3-5 °C nicht, gilt die Anlage als ausreichend abgeglichen.

Für die Messung wird ein Infrarotthermometer oder ein Anlegethermometer verwendet. Die Oberflächentemperatur jedes Rücklaufrohrs wird gemessen, und der höchste Wert wird als Referenz genommen. Weichen die übrigen Rohre um mehr als 2-3 °C von dieser Referenz ab, wird das Vorlaufventil dieses Kreises geöffnet. Dieses Verfahren ist nicht so genau wie ein Durchflussmesser, bietet aber in dessen Abwesenheit eine akzeptable Näherung. Das nachträgliche Ergänzen eines Durchflussmessers am Kreis ist immer möglich; das modulare System von FRÄNKISCHE eignet sich für diese Ergänzung. Diese Flexibilität sollte bei der Wahl des Verteilermodells berücksichtigt werden.

Die Wartung des Verteilers sollte einmal im Jahr zu Saisonbeginn erfolgen. Die Wartungsliste besteht aus vier Punkten: Reinigung und Beweglichkeit der Schwimmer der Durchflussmesser, Funktionsfähigkeit der Füll- und Entleerungsventile, Auf-Zu-Tests der Stellantriebe und die jährliche Kontrolle des automatischen Entlüfters. Werden diese vier Punkte durchgesehen, wird die erste Beanstandung der meisten Saisons vermieden.

Der Schwimmer des Durchflussmessers neigt dazu, durch Kalk zu blockieren. Bewegt sich der Schwimmer bei der jährlichen Kontrolle nicht frei, werden die Anzeigen ausgebaut, 30 Minuten in Zitronensäurelösung eingelegt, abgespült und wieder eingebaut. Diese einfache Wartungsmaßnahme beugt jedem Abgleichfehler vor, der durch eine falsche Volumenstromablesung entsteht. Zu Anlagenwasserqualität, Enthärtung und Verkalkung finden Sie einen Überblick auf unserer Seite. (Details: Wasseraufbereitung)

Auch der pH-Wert des Anlagenwassers sollte regelmäßig gemessen werden. Im Fußbodenheizkreis wird empfohlen, den pH-Wert des Anlagenwassers zwischen 7,5 und 9,5 zu halten; saures Wasser kann mit der Zeit selbst am Edelstahlgehäuse Spuren verursachen, während ein hoher pH-Wert die Wirkung eines Korrosionsinhibitors hervorruft. Fertige Anlagenwasser-Zusätze mit Inhibitor sollten alle zwei bis drei Jahre erneuert werden; verliert der alte Zusatz seine Wirkung, wird das Anlagenwasser reaktiv. Wer das Wartungsintervall vernachlässigt, schafft die Grundlage für Probleme, die weit über Störungen der Durchflussmesser hinausgehen.

Rohrdurchmesser und Werkstoff bestimmen den hydraulischen Widerstand des Kreises und damit unmittelbar den Volumenstrom, den er vom Verteiler erhält. FRÄNKISCHE ff-therm Multi Difustop PE-Xa-Rohre werden in den Standardabmessungen 17x2 mm und 20x2 mm verwendet. Der Innendurchmesser des Rohrs 17x2 mm beträgt 13 mm, der des Rohrs 20x2 mm 16 mm; der Durchmesserunterschied erzeugt zwischen zwei Rohren gleicher Länge einen erheblichen Widerstandsunterschied.

Der Rohrwiderstand wird mit der Darcy-Weisbach-Beziehung berechnet: Delta P = Lambda mal (L geteilt durch D) mal (Rho mal v² geteilt durch 2). Dabei ist Lambda der Reibungsbeiwert, L die Rohrlänge, D der Innendurchmesser, Rho die Dichte des Wassers und v die Strömungsgeschwindigkeit. Vereinfachte Form für die Praxis: Bei Wasser von 40 °C beträgt der Druckverlust je Längeneinheit in einem DN-17-PE-Xa-Rohr bei einem Volumenstrom von 2 l/min ca. 150-200 Pa/m. Ist dieser Wert hoch, bleibt der Volumenstrom langer Kreise im Vergleich zu kurzen Kreisen sehr niedrig.

Die Regel zur Wirkung der Rohrlänge auf den Volumenstrom ist einfach: Übersteigt der Längenunterschied zwischen zwei Kreisen 30 Prozent, wird ein ausgeglichener Betrieb ohne Drosselung am Durchflussmesser schwierig. In einer typischen Anwendung variieren die Kreislängen je nach Raumgröße zwischen 60 und 120 m; der Widerstand zweier Kreise mit 60 m und 110 m Länge unterscheidet sich um etwa das Doppelte. Dieser Unterschied wird durch den statischen Abgleich ausgeglichen; durch Drosselung des Ventils des kurzen Kreises wird dem langen Kreis ausreichend Volumenstrom zugeführt.

Auch die Wahl eines sauerstoffdichten Rohrs wirkt sich langfristig auf den Erhalt des Volumenstroms aus. In Anlagen mit sauerstoffdurchlässigem PE-Rohr verursacht der aus der Atmosphäre eindiffundierende Sauerstoff Korrosion im Anlagenwasser; der entstehende Magnetit haftet an der Rohrinnenwand und verengt den wirksamen Innendurchmesser. Im Laufe der Jahre kann diese Verengung bei den dünnsten Rohren die Strömung vollständig blockieren. PE-Xa-Rohre der Serie FRÄNKISCHE ff-therm Multi Difustop sind sauerstoffdicht und beseitigen dieses Risiko von vornherein.

Die hydraulische Weiche (Hydrolift) ist ein Druckausgleichselement, das den Primärkreis am Heizkessel oder an der Wärmepumpe vom Sekundärkreis trennt, der die Fußbodenheizungsverteiler versorgt. Eine Volumenstromänderung der Pumpe im Sekundärkreis beeinflusst den Primärkreis nicht; beide Kreise können unabhängig voneinander optimiert werden. Diese Trennung ist besonders bei Fußbodenheizungssystemen mit mehreren Zonen (Multizonen) von entscheidender Bedeutung. Die Größe der hydraulischen Weiche wird nach Rohrdurchmesser und maximalem Volumenstrom gewählt; eine falsche Dimensionierung führt dazu, dass sich die beiden Kreise gegenseitig beeinflussen, und macht den Verteilerabgleich instabil.

Die Größe der Weiche wird nach dem Volumenstromunterschied zwischen Primär- und Sekundärseite bestimmt. Beträgt der Volumenstrom des Primärkreises 1,0 m³/h und der Gesamtvolumenstrom des Sekundärkreises 0,8 m³/h, so beträgt der Unterschied 0,2 m³/h; die Weiche lässt diesen Unterschied in sich zirkulieren und verhindert so Temperaturschwankungen. Die Strömungsgeschwindigkeit im Inneren der Weiche sollte unter 0,1-0,15 m/s gehalten werden; bei höherer Geschwindigkeit wird die Trennfunktion gestört, und Primär- und Sekundärkreis beeinflussen sich gegenseitig. Zur Größe der hydraulischen Weiche finden Sie Informationen in unserem entsprechenden Ratgeber. (Details: Was ist eine hydraulische Weiche? Warum wird sie in Heizkessel- und Wärmepumpensystemen eingesetzt?)

In Anlagen ohne Weiche schwankt der Verteilervolumenstrom unregelmäßig. Wenn die Zonen-Stellantriebe schließen, sinkt der Gesamtvolumenstrom im Sekundärkreis; eine drehzahlkonstante Pumpe kann dies nicht erfassen, und der Druck steigt. Der steigende Druck hebt die Durchflussmesser in den offenen Kreisen über den Zielwert. Eine drehzahlvariable Pumpe mit der Regelungsart Δp-c löst dieses Problem automatisch; sie senkt die Pumpendrehzahl, hält den Druck konstant und verhindert Volumenstromschwankungen.

Die Energieeffizienz der Fußbodenheizung hängt in hohem Maß von der Qualität des Verteilerabgleichs ab. In einer abgeglichenen Anlage erzeugt die Pumpe nicht mehr Volumenstrom als nötig; alle Kreise arbeiten mit ihrem Auslegungsvolumenstrom, und die Temperaturverteilung über den Fußboden ist gleichmäßig. In einer unausgeglichenen Anlage dagegen transportieren Kreise mit zu hohem Volumenstrom unnötig Energie, während der Raum der Kreise mit zu geringem Volumenstrom auskühlt; der Nutzer stellt den Thermostat höher, und die Laufzeit des Heizkessels verlängert sich.

Zeigen wir die messbare Wirkung an einem Beispiel. In einer Anlage mit 4 Kreisen, deren Auslegungsvolumenstrom jeweils 2 l/min beträgt, ist ein Gesamtvolumenstrom von 8 l/min erforderlich. Erhält in derselben Anlage ohne Abgleich der kürzeste Kreis 5 l/min und der längste Kreis 1 l/min, beträgt der Gesamtvolumenstrom weiterhin 8 l/min, doch die Wärmeverteilung ist gestört. Damit der kurze Kreis 5 l/min zieht, muss die Pumpe eine Förderhöhe von 4 mWS erzeugen; bei einem Auslegungswert von 2,5 mWS erhöht die unnötige Überschreitung um 1,5 mWS die Pumpenleistung auf Basis von kWh/Jahr spürbar.

Nach dem Abgleich wird die Pumpendrehzahl gesenkt, und der Verbrauch sinkt. Läuft eine drehzahlvariable Pumpe im Modus Δp-c, bleibt der Gesamtvolumenstrom gleich, aber die Förderhöhe sinkt auf 2,5 mWS; die Pumpenleistung verringert sich nach dem Gesetz der dritten Potenz des Volumenstroms um etwa 42 Prozent. Diese Einsparung schlägt sich über die Betriebsstunden unmittelbar in der Stromrechnung nieder. Bei der Kombination aus Fußbodenheizung und Wärmepumpe ist dieser Effekt noch deutlicher, weil der COP-Wert der Wärmepumpe empfindlich auf niedrige Vorlauftemperatur und stabilen Volumenstrom reagiert.

Bei der ersten Inbetriebnahme einer Fußbodenheizung ist die Entlüftung der kritischste Schritt. Da die Fußbodenrohre lang (60-120 m) und ohne Gefälle verlegt sind, können Luftblasen mit dem einströmenden Wasser nicht nach vorn mitgerissen werden; sie sammeln sich in den Rohrbögen. Deshalb wird empfohlen, statt des Standardfüllverfahrens eine kreisweise Spülung (Flushing) durchzuführen.

Die kreisweise Spülung erfolgt in folgender Reihenfolge. Erstens: Die Füllleitung wird an das Füllventil des Verteilers angeschlossen, und die Entleerungsleitung wird vom Entleerungsventil des Verteilers in einen Auffangbehälter geführt. Zweitens: Ein Kreis wird geöffnet, die übrigen bleiben geschlossen; das Wasser durchströmt den gesamten einzelnen Kreis und entlüftet ihn. Drittens: Die Strömung wird aufrechterhalten, bis klares Wasser austritt. Viertens: Dieser Kreis wird geschlossen, der nächste Kreis geöffnet, und der Vorgang wird wiederholt. Fünftens: Sind alle Kreise gespült, wird die Anlage gefüllt und auf Betriebsdruck gebracht.

Beim FRÄNKISCHE Profitherm Verteiler sind Füll- und Entleerungsventile in das Set integriert; separate Ventile müssen nicht beschafft werden. Bei der ersten Befüllung sind zwei Punkte zu beachten: Die Füllgeschwindigkeit sollte unter 0,5 l/min gehalten werden, und der Wasserzulauf jedes Kreises sollte mindestens 3 Minuten lang aufrechterhalten werden. Eine schnelle Befüllung führt dazu, dass die Luft vor dem Wasser eingeschlossen wird, und nach einigen Tagen kehrt sie in die Anlage zurück.

Sind an einem Heizkessel sowohl eine Fußbodenheizung als auch eine Heizkörperanlage angeschlossen, muss der Temperaturunterschied zwischen den beiden Kreisen beherrscht werden. Der Heizkörperkreis verlangt in der Regel 70-80 °C Vorlaufwasser, während der Fußbodenheizkreis bei 35-45 °C arbeitet. Um diese beiden unterschiedlichen Temperaturen aus derselben Quelle zu erhalten, sind ein Mischventil oder eine thermostatische Mischeinheit zwingend erforderlich. Ein direkter Anschluss ohne Mischventil überhitzt entweder den Fußboden oder macht den Heizkörper unzureichend.

In der kombinierten Anlage wird auch die Auswahl der Umwälzpumpe gesondert behandelt. Der Fußbodenheizkreis verlangt in der Regel einen höheren Volumenstrom bei niedriger Förderhöhe; der Heizkörperkreis einen geringeren Volumenstrom, aber eine höhere Förderhöhe. Die Pumpen der beiden Kreise sollten getrennt ausgewählt und über eine hydraulische Weiche miteinander verbunden werden. Andernfalls unterdrücken sich die Pumpen gegenseitig, und der Volumenstrom beider Kreise wird unregelmäßig. Zur Auswahl der Umwälzpumpe finden Sie Informationen in unserem allgemeinen Ratgeber. (Details: Wie wählt man eine Umwälzpumpe aus? Was bedeuten 25/4, 25/6, 25/8?)

In diesen kombinierten Aufbauten erfordert die Einstellung des Durchflussmessers am Verteiler besondere Aufmerksamkeit. Werden die Thermostatventile im Heizkörperkreis gedrosselt, ändert sich der Druck der Kesselpumpe, und diese Änderung kann über das Mischventil auch den Fußbodenheizkreis erreichen. Ein Pufferspeichervolumen (hydraulische Weiche) oder eine Primär-Sekundär-Schaltung ist der sauberste Weg, diese Wechselwirkung zu verhindern.