420 Wärmeversorgung

Schnelllinks: Wärmeerzeugung und -gewinnung, Wärmespeicher und -tausch, Wärmeverteilung, Wärmeabgabe, Inbetriebnahme

Regelwerk: Ausschreibung (DIN 18380), Kennfarben Heizungsrohrleitungen (DIN 2404)

421 Wärmeerzeugung und -gewinnung

Es gibt eine Vielzahl an verschiedenen Brennstoffen und jede hat ihre Eigenart bzw. ihre Vor- und Nachteile. Je nach Marktzugänglichkeit, Aufstellmöglichkeiten und Kosten solltest du daher eine zukunftssichere Planung abgeben.

Brennstoffe

Rechtsnorm: Länderspezifische Feuerungsverordnung (M-FeuVO), Feuerungsanordnung (FeuAO)

Ab einer bestimmten Menge an Vorrat ist ein dafür vorgesehener Lagerraum vorzusehen. Wieder andere können auch draußen wie der Flüssiggastank aufgestellt werden. Wäge ab und liste das Für und Wider auf und lasse den Bauherren selbst entscheiden.

Kohlen

Braunkohle, wenn nicht für Einzelöfen, dann vor allem in der Industrie, meistens als Briketts verwendet. Steinkohle in roher Form ist schwarz oder das graueres Steinkohlekoks wird ebenso verbrannt.

Holz

Als Pellets wird es per Tankwagen geliefert und in das vorgesehene Lager (Silo, Tank, Lagerraum) geblasen, um von dort automatisch z. B. mit einem Maulwurf oder einer Entnahmelanze in den Kessel gefüllt zu werden. Lastausgleichsbehälter (LAB) speichern bei Bedarf überschüssige Wärme bei der Verbrennung von Holz auf Wasserbasis. Wobei eine Vielzahl von Öfen auch für Scheitel und Hackschnitzel auf dem Markt erhältlich sind.

Heizöl und Dieselkraftstoff

Da es sich um einen wassergefährdenden Stoff handelt, ist bei jeder Tätigkeit die AwSV anzuwenden. Unterschieden wird zwischen Heizöl EL, L und S (DIN 51603) also von leichtflüssig zu schwer. Die DIN 4755 enthält die technischen Regeln zur Feuerung. Gebläsebrenner sorgen dabei für die kontrollierte Zufuhr des Brennstoffs (DIN EN 303).

Brenngase

Siehe Planung der Gasversorgung. In jedem Fall ist eine Genehmigung des Versorgers zum Betreiben erforderlich.

Fernwärme- und Nahwärmeeinspeisung

Zwar kein Brennstoff, aber durchaus mit erheblicher Wichtigkeit schafft es die dezentral gewonnene Energie große Teile der Bevölkerung zu versorgen. Vor allem für Ballungsräume lohnt sie sich, da sie effektiv gewonnen wesentlich kosteneffizienter ist, als wenn jedes Gebäude eine eigene Zentrale erhält. Gewonnen wird die Wärme aus allen möglichen Quellen wie Fernheizung, Solarkollektoren oder Erdwärmeanlagen. Als Transportmedium für die Wärme dient meistens Wasser und Kunststoffrohre sind aufgrund der langen Wege am beständigsten gegen die auftretenden Korrosionen.

Brennstofflagerung

Rechtsnorm: Länderspezifische Feuerungsverordnung (M-FeuVO), Feuerungsanordnung (FeuAO)

Für Festbrennstofflager gibt es die Möglichkeit den ganzen Raum mit Schrägböden in V-Form einzurichten. Ein Loch an der untersten Stelle lässt die Pellets, das Koks oder die Briketts auf eine Fördereinrichtung (Schnecke oder Band) fallen (siehe KG 460), welche diese wieder hoch und in den Nachbarraum transportiert, wo sie ganz ohne Schaufelarbeit in den Einwurfschacht fallen - genannt mechanische Beschickung.

Heizöl wird in allen möglichen Formen von Tanks gelagert (zylindrisch, rechteckig, rund), die in verschiedenen Materialien erhältlich sind (Stahl nach DIN EN 12285, Kunststoff DIN EN 976). Mit einem Kran werden diese in die Grube abgesenkt und mit einer schwer entflammbaren Schüttung umgeben. Ein Schacht ermöglicht den Zugang zum Dom und weiteren Anschlüssen. Hier findest du auch die Füllleitung mit Grenzwertgeber (nach DIN 4755) für den Tankwagen, die Entnahmeleitung und den Rücklauf zur Versorgung des Heizkessels und die Entlüftungseinrichtung.

Geringere Anschaffungskosten bietet aber die Lagerrung oberirdisch. Außerdem hat man besseren Zugang und muss sich nicht mit dem Grundwasser befassen, wenn etwas schief läuft. Tanks können in einem dafür ausgerichteten Raum oder außerhalb aufgestellt sein. In jedem Fall ist die Verteilung des Öls durch Rohr oder Kabelschächte zu verhindern. Dazu gibt es je nach gelagerter Menge weitere Vorsichtsmaßnahmen wie ölundurchlässige Böden oder Auffangräume (Wannen) mit Leckanzeigegerät (LAG DIN EN 13160), die Pflicht Handfeuerlöscher aufzustellen und doppelwandige Tanks. Größere Tank müssen außerdem von innen gereinigt werden. Jene aus Stahl sind kathodisch (DVGW GW 12) gegen Korrosion zu schützen. Das Aufstellen in Wasserschutzgebieten nimmt eine Sonderstellung ein. Vor der Abnahme ist eine Sachkundigeneinbau- und Schlussprüfung durchzuführen und von diesem zu bescheinigen. Die Bauaufsichtbehörde kann weitere Zulassungen verlangen, zudem stehen wiederkehrende Prüfungen während der Betriebsphase an, siehe Gebäudenutzung.

Feuerung

Rechtsnorm: Länderspezifikation der Musterfeuerungsverordnung (M-FeuVO), Feuerungsanordnung (FeuAO)

Mit Feuerung bezeichnet man die Erzeugung von Wärme durch Verbrennung. Dazu benötigt man bekanntermaßen Sauerstoff, einen Brennstoff (s. o.) und eine Zündung. Die Sauerstoffzufuhr erfolgt über eine Öffnung zur umliegenden Luft, manchmal mit Gebläse unterstützt. Wie viel aus Brennstoffen rauszuholen ist, wird durch den Brennheizwert beschrieben. Dabei muss 1 kg (bzw. 1 m³ bei Gasen) des Brennstoffs vollständig aufgebraucht werden; die dabei frei werdende Energiemenge ist der Heizwert. Zusätzlich entstehen bei der Verbrennung auch Kondensate, was auch Energie vom Brennstoff verbraucht. Beide Energien zusammen werden als Brennwert bezeichnet.

Sogenannte Feuerstätten, wo die Verbrennung zur Energiegewinnung stattfindet, müssen als Kessel in einem Aufstellraum stehen, der besonderen Bedingungen unterliegt oder sie dienen gleichzeitig auch zum Heizen des Raumes und werden dann Einzelöfen genannt. Zum Einen muss dieser ausreichend belüftet sein, zum Anderen soll ein Überspringen von Flammen im Ernstfall möglichst lange hinaus gezögert werden. Je nach Nutzung und Größe gelten daher strengere Regelungen.

Passend dazu gehört die Abgasanlage (DIN 18160), welche mindestens aus einem Schacht besteht, die zum Schornstein führt. Die Teilnetze zur Ableitung des Gases werden hier Verbindungsstücke (DIN 1298) genannt und sollen mit Steigung zum Schornstein führen. Mehr zur Verteilung steht hier.

Auch der Aufbau ist vielerlei Hinsicht vom Brennstoff und den Anforderungen abhängig. Die einfachste Anlage ist wohl der traditionelle Ofen, der aus einer halboffenen Feuerstelle und eventuell einer Einrichtung zum Aufhängen oder Ablegen von Speisen besteht. Heutzutage verwendet man geschlossene Feuerstellen, um höhere Temperaturen zu erreichen. Daher sind allerdings auch Gebläse für die künstliche Luftzufuhr und eine Steuerung der Verbrennungsmenge von Nöten. Flüssiggas wird beispielsweise über eine Düse nachgeführt, wodurch es zerstäubt, also nebelartig verbrennt. Moderne Anlagen besitzen außerdem über eine Fülle von weiteren Mess- und Regelungseinrichtungen (Abgasklappe nach DIN 3388). Wie der Heizkessel im Prinzip funktioniert steht hier.

Fernheizung

Heizwerke liefern Wärme für mehrere Hundert Wohnungen. Für weniger Blocks reichen aber Blockheizwerke völlig aus. Im Gegensatz dazu liefern Heizkraftwerke neben der Wärme auch Strom. Diese drei zusammengenommen nennt man dann Fernheizung, wobei man noch nach Wärmeträger in Warmwasserheizung (<100°C), Heißwasserheizung und Dampfheizung (jeweils >100°C) einteilt.

Wärmespeicherung und Wärmetausch

Regelwerk: Wärmeschutz (DIN 4108)

Grundsätzlich geht man davon aus, dass nach gewisser Zeit sich die Temperaturen zweier nebeneinander liegender Räume einander angleichen. So besitzt jeder Baustoff einen Wärmeübergangswert, der angibt, wie lange Wärme (Energie) von der einen Seite des Baustoffs zur anderen Seite braucht, um das Gleichgewicht herzustellen. Ein gutes Beispiel ist die Wärmeübertragung von metallenen Gegenständen, die aufgrund ihrer Leitfähigkeit zum Kochen verwendet werden. Keramik oder Ton als Teller hingegen leitet wenig, weshalb dieser sich noch anfassen lässt, wenn heißes Essen mit ihm serviert wird. Für Wärmeeigenschaften im Bauwerk selbst (Wände, Dach, Türen, Fenster) und wie diese zustande kommen siehe KG 300.

Pufferspeicher

Diese sind im Wohnungsbau oft angetroffen und ermöglichen eine dauerhafte Bereitstellung von warmem Wasser bei entsprechender Nutzungsauslegung. Ständiges Aufheizen von kaltem Wasser im Durchlaufprinzip, also nur bei Verbauch, ist oft energetisch ineffizient. Die Speicher "halten" das Wasser daher auf einem gewünschten Temperaturniveau, ohne das bei jedem Händewaschen der Kessel feuern muss. Sie werden so ausgelegt, dass die Spitzen, meistens das morgentliche, nacheinanderfolgende Duschen abgedeckt sind. Eine besonders intensive Nutzung mit hoher Gleichzeitigkeit wird in der Hotellerie deutlich, wenn alle Besucher zur gleichen Zeit frühstücken und entsprechend vorher die Dusche nutzen.

Warmwasserspeicher

In monovalenter Ausführung kommt die Energie nur aus einer Quelle. Bivalente Speicher also z. B. eine Kombination aus Heizungs- und Solarerwärmung nehmen die Energie für den Bedarf primär aus den Kollektoren und sekundär aus herkömmlicher Verbrennung.

Wärmetauscher kommen bei Lüftungsgeräten und Wärmepumpen ins Spiel, wobei das Prinzip das selbe ist: ein kälteres Medium wird entlang eines wärmeren geleitet, wobei die Temperatur des wärmeren zum kälteren übergeht. Man unterteilt diese in die verschiedenen Möglichkeiten eine Strömung zu lenken. Gleichstrom - beide Medien fließen nebeneinander, aber von einer (Rohr-) Wand getrennt in die selbe Richtung bei einer gleichmäßigen Übertragung; Gegenstrom - in die entgegengesetzte Richtung mit erhöhtem Wirkungsgrad und der Kreuzstrom, welcher eine kontrollierte Erreichung der Zieltemperatur bietet.

Gleichstrom
Gegenstrom
Kreuzstrom

Fortluft (kalt) und Abluft (warm) zum Beispiel im rekuperativen Verfahren werden in einem Kreuzstromwärmetauscher abwechselnd an übereinander gebauten Glasplatten aneinander vorbei geführt.

Im regenerativen Verfahren entzieht ein sich drehender Rotor mittels eines Kupfergeflechts die Wärme und gleichzeitig die Feuchte und gibt sie an das kältere Medium weiter.

Wärmepumpen allgemein

Regelwerk: Jahresarbeitszahl (VDI 4650)

Hilfe: Bundeverband Wärmepumpe e.V.

Kältemittel verwendet man deswegen, weil es früher kondensiert als Wasser und daher leichter die gewonnene Energie im späteren Prozess unter Druck wieder frei gibt. Es gibt eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten z. B. Luft-Wasser-Wärmepumpe: der erste Teilbegriff beschreibt dabei, wo die Energie herkommt, der zweite ist das Trägermedium im Wärmetauschprozess. Manche Anlagen sind auch reversibel und können somit kühlen.

Bei der Aufstellung der Wärmepumpe an sich sind einige Dinge zu beachten, wie die Lautstärke und der Lufteinzug. Am besten auf Seite der Straße, wo ohnehin keine Schlafzimmer liegen, ansonsten auch mit Büschen (auch als Sichtschutz) oder auf Rasenflächen zum Dämpfen der Geräusche. Luftwärmepumpen saugen Luft ein, was am besten mit dem lokalen Wind übereinstimmen sollte, keinesfalls aber die Öffnung mit der Windrichtung austellen, da hier erhebliche Effizienz einzubüßen wäre. Einige lassen sich auch auf Flachdächer stellen, wobei ein möglichst kurzer Kältemittelkreislauf, wenn der Kessel im Keller steht, aufgrund der Wärmeverluste zu wählen ist. Wartungs- und Schutzbereiche sind nach Herstellerangaben einzuhalten.

Erdwärme / Geothermie

Obwohl der Boden nicht viel wärmer ist, als seine umgebende Luft, reicht dieser Unterschied aus, um sich diesen aneignen zu wollen. Es gibt daher die Möglichkeit eine Art Fußbodenheizung im Garten auszulegen, sogenannten Erdwärmekollektoren, wo "luftwarmes" Kältemittel durch die Heizschlangen fließt und sich dabei fast auf Bodentemperatur erwärmt. Anstelle der Schlangen werden Spiralkollektoren tiefer in die Erde eingelassen, brauchen aber weniger Gesamtfläche. Am effektivsten aber sind die Erdwärmesonden, weil sie auch an den kältesten Tagen leistungsstark arbeiten. Für sie wird eine (selten mehrere) Bohrung vorgenommen (Unternehmen zertifiziert nach DVGW W 120-2), die bis zu 200 m in den Boden reicht, weshalb es sich hierbei auch um die teurere Maßnahme handelt. Dabei Kunststoffrohre zu verwenden, reduziert die Anfälligkeit des Transportswegs im Gegensatz zu herkömmlichen Materialien gegen Korrosion.

Abluft

In Verbindung mit einem guten Wärmetauscher lässt sich der Abluft genug Wärme entziehen, um einen Großteil des Wärmebedarfs eines Gebäudes zu decken. Die dadurch erwärmte Frischluft, nun als Zuluft, wird zur Lüftungsheizung gebraucht. Mit Beleuchtungsabwärme von Klimaleuchten eingesetzt in besonders hellen Räumen, spart man weiter; sie sitzen üblicherweise im Deckenhohlraum vor der Ablufteinlass.

Ideale Bedingungen für Wärmepumpen nach Typ
	Platzbedarf	Anschaffung	Dämmung	Sonderfunktion
Sole-Wasser
Luft-Wasser
Luft-Luft	gering	günstig	wichtig	Luftheizung, Kühlfunktion

Solarthermie

Solarkollektoren sind von der Elektroplanung auszulegen, sie bestimmen die benötigte Menge der Panels, die Art der Befestigung und Ausrichtung. Du als Wärmeversorgungsplaner legst den Kältemittelkreislauf fest, möglicherweise auch die Regelung.

Der Kreislauf des Kältemittels besteht im Grunde aus einer Leitung, die

Bauarten: Heizgeräte

Heizkessel

Rechtsnorm: Warmwasserheizkessel gas/flüssig (92/42/EWG)

Für jeden Brennstoff eine eigene Bauart: allerdings haben die Kessel alle - zumindest die moderneren - einige Dinge gemein. Außen herum liegt eine Wärmedämmung, damit die Hitze so wenig wie möglich verloren geht. Es gibt eine Luke, Trichter oder andere Einführung, womit der Brennstoff in die Verbrennungskammer kommt. Dies geschieht je nach Aggregatzustand über verschiedene Techniken z. B. dem Einspritzen bei Flüssigöl, um einen möglichst hohen Nutzungsgrad zu erreichen. Für viele Brennstoffe wurden sogar ganze Fördermethoden entwickelt, um sie über längere Strecken zu transportieren und vollautomatisch in den Kessel nachzufüllen. Das Wasser, das durch die Verbrennung erhitzt, befindet sich in einer sogenannten Kammer. Hier werden Vor- und Zulauf des Heizungsnetzes angeschlossen.

Sie haben außerdem eine Flammenüberwachung (bei Gas: thermoelektrische Zündsicherung oder Flammenwächter mit Steuergerät). Bei größeren Anlagen wird eine Absperreinrichtung außerhalb des Heizraumes gefordert. Oben auf dem Gerät sitzt noch ein Sicherheitsventil oder im Vorlauf kurz davor bei geschlossenen Anlagen. Eine Temperaturbegrenzung schaltet das System bei Wassermangel ab. Gegen Druckschwankungen und vor allem, damit bei der Vollauslastung nicht die Leitungen explodieren, ist im Nachgang an den Kessel ein Ausdehnungsgefäß (DIN 4807) angeschlossen, bzw. beim geschlossenen System ein Membranausdehnungsgefäß. Und am Vorlauf auch in Kessels Nähe montiert man ein Thermometer und das gebleichte Manometer (auch als Mano-Thermometer erhältlich).

Man unterscheidet zwischen dem Durchflusssystem ohne Speicherung des beheizten Mediums, dem Speichersystem, wo alles in einen Gerät geschieht und dem Speicherladesystem, wo sich Speicher und Heizgerät in separaten Geräten befinden.

Wassererwärmung und Trinkwasserspeicher

Regelwerk: Zentrale Warmwassererwärmung (DIN 4708)

Heizkessel mit Wassererwärmung (Trinkwassererwärmer DIN 4753) werden Kombitherme genannt. Wassererwärmer sind genauso aufgebaut, wie das normale Speichersysteme, allerdings mit etwas mehr Volumen in der Kammer. Alternativ haben sie eine zweite oder sogar dritte Kammer, wo jede für einen Zweck verwendet wird, z. B. Heizkörper, Fußbodenheizung und Wassererwärmung. In allen Fällen. Da das warme Wasser zuerst nach oben steigt, wird dort auch das Warmwasser entnommen, das heißt also Warmwasser wird priorisiert zur Verfügung gestellt, bevor irgendeine Heizung versorgt wird. Wasser für Fußbodenheizung ist deutlich weniger warm, kann also auch "früher" entnommen werden als jenes für Heizkörper - die Anschlüsse des Vor- und Rücklaufs liegen alsoauch über denen der Heizkörper. Durchflusswassererwärmer heizen Wasser im Gegensatz dazu nur im Durchflusssystem, also erst wenn die Entnahme beginnt. Des Weiteren gibt es Elektroheizgeräte, die (teil-) unabhängig vom Heizungssystem funktionieren. So sind Durchlauferhitzer dezentrale Wassererwärmer mit Strom betrieben.

Öfen

Kaminöfen

Gasöfen

422 Wärmeverteilung

Berechnung: Heizlast

--> empfangen von Architekt: Angaben zum Wärmedurchgang (R-/ U-Wert), Brandschutzzoneneinteilung

Regelwerke: Heizlastberechnung (DIN 12831), Wärmedurchgang (ISO 6946)

Bevor man damit beginnt die Wärme zu verteilen, muss man herausfinden, wie viel Wärme wo benötigt wird. Durch die Heizlastberechnung wird angegeben

wie kalt es draußen wird
wie warm es drinnen sein soll (Raumtemperaturen nach DIN 4701)
wie viel Wärme vom Gebäude gespeichert wird, bzw. wie viel verloren geht
daraus folgernd, wie viel Energie in 3. hinzugeführt werden muss, damit die Anforderungen aus 2. unter den äußeren Gegebenheiten aus 1. eingehalten werden

Außenabschirmung

Im Gegensatz zur Kälteberechnung gehen hier nur Negativeinflüsse in die Berechnung ein. Dabei spielt die Lage in Hinsicht auf örtliche Windstärke und wie stark es sich diesem aussetzt eine große Rolle: z. B. ob es auf einer freien Ebene, umgeben von Bäumen oder anderen Gebäuden ist.

Gebäudeeinteilung

Man könnte sich das gesamte Gebäude als einen Körper vorstellen und diesen den äußeren Einflüssen gegenrechnen - und so wird es auch in anderen Teilen der Welt von statten gehen - aber in Deutschland gelten erhöhte Anforderungen. Ein großer Faktor ist die thermische Hülle: dabei wird das Gebäude in Zonen eingeteilt (üblicherweise Brandschutzzonen), welche Luftdicht voneinander abgetrennt sind. Das sind z. B. Geschosse und Wohneinheiten oder Bereiche mit unterschiedlichen Nutzanforderungen in Gewerbe und Industrie.

Anforderungen an die Innentemperatur

Jeder der eben eingeteilten Räume erhält nun je nach Nutzung eine andere Temperaturanforderung. Bei einer Modernisieren muss die Umnutzung mit ins Gewicht fallen, sonst kann es dazu kommen, dass der Wärmebedarf nicht hoch genug angesetzt wird. Räume, in denen man sich auszieht, also Bäder, Untersuchungsräume beim Arzt und Umkleiden, werden

Man berechnet zuerst die Differenz zwischen jeder Fläche des Raumes (Wände, Boden, Decke) mit der vorgegebenen Innentemperatur und der daran liegenden Temperatur an der Außenseite der Fläche. Der Temperaturabstieg in der gewählten Fläche lässt sich dann mit einem Wärmeübergangsgraphen darstellen. Dieser zeigt auf, in welcher Schicht die Temperatur am stärksten abfällt (abhängig vom R- bzw. U-wert des Materials). Im Graphen nicht ersichtlich ist allerdings die Zeit, die die Wärme braucht, um überzuwandern. So benötigt die Wärme länger die Dämmung zu durchdringen, als Putz oder Mauerwerk.

Wenn ein Dachraum nicht genutzt wird, dient er als unbeheizter Nebenraum, hier ein Rechenbeispiel. So verhält es sich auch bei anderen unbeheizt leerstehenden Nachbarräumen. Denn es liegt ja nicht nur eine zweite Wand zwischen dem Innenraum und der Außenluft, sondern auch Raumluft, diese besitzt einen erstaunlich niedrigen Wärmeleitwert. Man beachte auch Einflüsse durch saisonal Benutzung und Nutzungsart. Unterschieden wird Benutzung, ohne dass sich die Personen bewegen (Bürogebäude), jene mit Bewegtheit (Kaufhaus) und solche mit viel Bewegung (Lagerhaus) neben vielen weiteren Faktoren.

Ermittlung des Warmwasserbedarfs

Regelwerke: Trinkwasserinstallationen (DIN 1988), Trinkwassererwärmung (DIN 4753)

Berechnungsgrundlage: Zentrale Wasserwärmung (DIN 4708)

Man geht von einem Pauschalwert aus, der pro Kopf anfällt inklusive der Anzahl an Zapfstellen für die Bedarfskennzahl - dem ersten Kennwert. Dieser wird korrigiert, wenn die Wohnung klein ausfällt, woraus sich der zweite, die Leistungskennzahl, ergibt. Sie ist die Größe mit der du das Gerät beim Hersteller auswählst.

Heizungssysteme

Im offenen System steht das Heizwasser an mindestens einer Stelle im Kontakt mit der (Atmosphären-) Luft. Dies bedeutet aber auch, dass es verdunstet und nachgefüllt werden muss. Ein Ausdehnungsgefäß braucht hier eine oder beide Sicherheitsleitungen (Vor- oder Zulauf) direkt zum Kessel mit einer Zirkulationsverbindung gegen Einfrieren und hängt am obersten Punkt der Anlage. Der ständige Lufteintritt ins Netz führt aber auch zur Sauerstoffanreicherung und damit zur Korrosion, weswegen diese heute nicht mehr gebaut werden. Die folgenden Angaben beziehen sich nur noch auf geschlossene Systeme.

Geschlossene Systeme verwenden geschlossene Membranausdehnungsgefäße, um den Druck zu regulieren, zusätzlich lässt ein Sicherheitsventil Wasser ab, wenn der Druck zu hoch wird. Geschlossen heißt auch, weniger Sauerstoff = weniger Korrosion.

Die wohl wichtigste Instanz der Gebäudetechnik bei der Zentralheizung ist die Technikzentrale (VDI 2050); hier findet die große, sperrige Technik und dazugehörige Steuerung ihren Platz. Einige wichtige Belange sind zu klären in Sachen, wo steht was, und wie kommt man ran. Denn Schaltkästen, Pumpen, Filter möchten gewartet werden, ein Absperrventil, an das man nicht herankommt, nutzt einem nichts - deswegen hält man einen Arbeitsraum frei. Auch die Medieneinspeisung kommt hier meistens durch das Fundament.

Dezentrale Versorgung nennt man es aber erst, wenn Durchlauferhitzer (DLE) oder Wohnungsstationen zum Einsatz kommen. Elektrische Durchlauferhitzer versorgen ein bis maximal drei Warmwassergeräte und werden direkt neben einem der Verbraucher montiert. Praktischerweise muss kein Warmwasser gespeichert werden, (obwohl auch solche existieren,) da erst bei der Entnahme die Erwärmung stattfindet. Wohnungsstationen

Verteilungssysteme

Ganz typisch ist die Zentralheizung. Daran denkt man auch, wenn man von Technikzentralen spricht, denn nur hier wird in diesem Fall die Wärme erzeugt bzw. eingespeist. Andereseits kann es auch seine Vorteile haben bei unterschiedlichen Eigentümern pro Stockwerk oder pro Gebäudeabschnitt eine eigene Wärmeversorgung einzuplanen, damit sie diese unabhängig voneinander steuern und umbauen können.

Rohrnetzsysteme

Ein Zweirohrnetz besteht aus mindestens einem Vorlauf, der Leitung, die das Medium zum Verbraucher führt und dem Rücklauf, der dieses wieder zurück zum Erwärmer bringt. Ein Dreiwegeventil ermöglicht das Mischen des zum Kessel zurückfließenden Wassers in den Vorlauf, falls es zu heiß wird.

Einrohrnetz verbindet alle Verbraucher mit einer Ringleitung, weshalb nur halb so viel Rohr benötigt wird, wie beim herkömmlichen Zweirohrnetz. Dabei sind beide Anschlüsse des Verbrauchers an die selbe Strecke angebunden. Dafür kann ein Ring aber nur als ganzes geregelt werden - ein einzelner Verbaucher kann z. B. also nicht abschaltet werden, wenn kein Bedarf besteht.

Abgasentsorgung

Abgaswärmetauscher ergeben mit alten Kesseln eine gute Kombi, da die alten Geräte noch viel Abwärme in die Umwelt verteilen. Der Wärmetauscher nimmt diese aus dem Rauch oder Abgas, womit sie im Gebäude bleibt.

Zwischen Brennkammer und Schornstein befindet sich eine geschlossene Abgasklappe, damit die Raumwärme nicht entweicht. Wenn Rauch abgezogen werden muss öffnet diese automatisch entweder thermisch- oder motorgesteuert.

CO-Melder überwachen im Raum der Feuerungsanlage und zum Beispiel auch Schlafplätzen die Luft auf den Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalt. Ein bestimmtes Verhältnis weist auf einen gesteigerten Kohlenmonoxidwert hin. Um vor Vergiftungen vorzubeugen ertönt ein Alarm. Nach der Kehr- und Überprüfungsordnung (KÜO) findet regelmäßig eine Abgaswegeprüfung durch die Schornsteinfeger statt, die eine ähnliche Messung an der Anlage durchführen.

Rohrnetzverlegung: Heizung

Heizungsrohre sind mit Abstand zu kälteren Leitungen zu halten, möglichst darüber, damit keine Wärme überspringt.

Komponenten: Heizungsrohrnetz

Hilfe: Pumpen (WILO)

Umwälzpumpen im Heizungskreislauf (eher Nassläuferpumpen) können im Vor- und Rücklauf den Wärmebedarf nachhaltig steuern. Nicht elektrisch, sondern hauptsächlich mit Magneten betrieben und dadurch energiesparender sind Hocheffizienzpumpen, die allerdings nur mit Heizungswasser (sauerstofffrei) im Kontakt stehen sollten. Wer sich an den Geräuschen gestört fühlt, greift zur Kugelmotorpumpe.

Ohne Regulierung bleibt das Heizgerät in der Nähe des Kessels am wärmsten und jenes am weitesten entfernt am kältesten. Zur modernen Regulierung gehören also weitere Armaturen, die zur gleichmäßigen und effizienten Wärmeverteilung beitragen. Ein Einstellwert pro Heizkörper beispielsweise ermöglicht die Steuerung der wieder austretenden Wassermenge. Diese durch den hydraulischen Abgleich errechnete Einstellung oder Nachjustierung (bei Modernisierung) übernimmt der Heizungsmonteur am Rücklauf. Thermostatische Heizkörperventile (DIN EN 215) mit Fühler.

Weitere Sicherheits- und Sicherungseinrichtungen: Für den Fall, dass der Druck im Netz zu groß wird, ist ein Druckentlastungsventil vorgesehen, das Wasser ablässt (über ein Spülbecken, Auffangbehälter oder Bodenablauf), welches manuell wieder nachgefüllt werden muss. Dafür darf eine Verbindung mit dem Trinkwassernetz nur über einen freien Auslauf erfolgen, idealerweise wird aber spezielles Heizungswasser verwendet, um eine Verunreinigung (mit Sauerstoff) zu verhindern.

Einzelne Stränge (Steigstränge oder Gebäudeflügel) können durch den Einsatz eines Schiebers (Allgemein DIN EN 1984) zu Instandhaltungszwecken manuell vom System getrennt werden.

Berechnung: Heizungsrohrnetz

423 Raumheizflächen

Heizkörper

Radiator (Guss/Rippen, Glieder, Röhren)

Regelwerke: Radiatoren und Konvektoren (DIN EN 442), Gliederheizkörper (DIN 4703)

Radiatoren sind vor allem Wärmestrahler, das heißt, sie emittieren die Wärme über Wellen. Diese lösen ein angenehmes Wärmeempfinden aus. Aber erst dadurch, dass durch Wärmeleitung allmählich die Luft, die Raumobjekte und Wände/Decken nach und nach aufwärmen, steigt auch die tatsächliche Temperatur. Das Resultat ist eine allgemeine Raum- / Gebäudewärme, die diesem erst wieder entzogen werden muss - es also länger dauert, bis es wieder kalt wird.

Konvektor

Regelwerke: Radiatoren und Konvektoren (DIN EN 442)

Bei der Konvektion entströmen hauptsächlich energiegeladene Teilchen als Fluid dem Wärmeträger, wodurch die Luft kreisende Bewegungen im Raum ausführt, weil sich auf der Seite des Konvektors die Luft erwärmt und aufsteigt, um sich auf der anderen Seite wieder als kältere abzusetzen. Die streng monoton aufsteigende Warmluft erzeugt eine Art Wand, welche man z.B. oft an Eingängen von Einkaufshäusern antrifft, da sie Innen- und Außenluft voneinander abschirmen. Hierbei kommen Konvektoren mit einem eingebauten Gebläse zum Einsatz, um den Prozess zu beschleunigen.

Als sogenannte Unterflurkonvektoren werden sie auch gerne unter Gittern versteckt im Boden eingelassen, sodass sie auch keinen Platz im Raum brauchen. Sogenannte Heizleisten verlaufen ähnlich wie Sockelleisten entlang den Außenwänden. Oft sind es z. B. Lamellenrohre oder Stahlbleche die verkleidet an der Wand montiert sind.

Platten-, Flach- und Kompaktheizkörper

Sowohl bei einem Radiator, als auch beim Konvektor kommt die Wärmeleitung (Konduktion) zum Tragen. Im klassischen Sinne wird die Energie über die Berührung verbreitet; in unserem Falle also die Raumluft. Vom Prinzip her funktionieren Plattenheizkörper wie die Radiatoren, allerdings je mehr Platten dieser hat und wenn ein Konvektionsblech vorgesehen ist, desto mehr Konvektion entsteht.

Rohrheizflächen

Rohrschlangen, Rohrregister und Rippenrohre sind umständlich zu reinigen und relativ schwierig zu montieren.

Warmluftheizung

Regelwerk: Berechnung (DIN EN 15316), Sicherheit (DIN VDE 0700-201)

Eigenschaften ähnlich der Konvektoren emittieren diese warme Luft anstelle der Wärme selbst, was eben auch zum Luftwechsel beitragen kann, wenn sie beim Ansaugen Außenluft heranzieht. Man könnte diese Außenluftheizung also als dezentralen Hybriden zwischen Heizung und Lüftungsgerät bezeichnen, was im Winter aufgrund des Temperaturunterschieds zu hohen Kosten führt. Daneben gibt es die Umluftheizung, welche am besten nur in mäßig verschmutzenden Bereichen angewendet werden soll, da sie nicht zum Luftwechsel, sondern nur deren Bewegung beiträgt. Das beste aus beiden Welten nennt sich dann Mischluftheizung. Außerdem sind sie dezentral als Einzelluftheizer und zentral als Warmluftheizgerät auslegbar und funktionieren je nach Wunsch über Schwerkraft oder mit Ventilator. Beim zentralen Gerät verteilt sich die Luft über Blechrohre im Boden.

Wasserluftheizung und Dampfluftheizung

Diese eignen sich besonders für große Räume und Hallen und werden weit oben an die Wand montiert, um ein möglichst großes Einflussgebiet einzunehmen. Ebenso wie die Warmluftheizung kann sie mit Umluft, Außenluft und Mischluft laufen, wird aber am besten gespeist mit Warmwasser oder Niederdruckdampf.

Berechnung: Heizkörperauslegung

Regelwerk: Heizkörperauslegung (VDI 6030)

Hydraulischer Abgleich

Beim Abgleichen ▶️ wird die Durchflussmenge des Transportmediums am Thermostat- oder Rücklaufventil reguliert, sodass nur die zum Erwärmen des Raumes benötigte Menge durch den Heizkörper fließt.

Flächenheizung

Regelwerke: Planung flächenintegrierte Strahlheizung (DIN EN ISO 11855)

Fußbodenheizung

Die erste Frage, die man sich bei einer Zentralheizung stellt, ist, wo der Verteiler sitzen soll. Denn für jede Wohnungseinheit wird separat der Verbrauch gemessen und auch gesteuert. Dabei kann bei großen Wohnungen auch eine Zusammenführung mehrerer Verteiler und entsprechend die Verbrauchsmessung erst im Keller stattfinden. Verteiler sind gerne gesehen in einer Trockenbauwand z. B. des Abstellraumes. Hier kann der umgebende Kasten an die Schienen befestigt werden und man hat direkten Anschlusszugang unter den Fertigfußboden, wo die Vor- und Rückläufe liegen. Das sind zum einen die Versorgungsleitungen für den Verteiler selbst, die aus der Zentrale kommen und jeweils ein Vor- und Rücklauf für jeden Kreis. In der Regel wird versucht einen Kreis pro Raum zu verwenden, um diesen möglichst einfach steuern zu können. Je nach Größe können aber auch mehrere Kreise notwendig sein: diese haben nämlich nur eine begrenzte Länge und werden mit einem gewissen Rohrabstand verlegt, um die Leistung zur berechneten Heizlast zu erbringen.

Den Abstand verringert der Monteur auf der Fensterseite, wodurch eine Art Wärmewand gegen die Kaltseite entsteht. Weitere Variationen bringt er ein bei der Art, wie er die „Schlingen“ dreht. Am einfachsten zu verlegen ist die Schlangenform im Zick-Zack (mäandernd) durch den Raum, womit eine kontrollierte Dichte auf Fensterseite gelegt werden kann. Sie ist allerdings weniger üblich, da keine gleichmäßige Wärmeverteilung dadurch erfolgt, was in kleinen Räumen widerum nicht spürbar ist. Bifilar - in Schneckenform - schafft hier Abhilfe.

Beim Verlegen helfen Noppenplatten aus Gummi, um welche sich das Kunstoffrohr biegen lässt sowie andere formvorgebende Platten aus Kork oder Kunstoff. Außerdem gibt es Klett- und Tackerverfahren zur Befestigung, die ihren Nutzen auch bei metallenem Rohr erbringen. Einige Fräsen aber auch den Estrich vor, um einen möglichst geringen Fußbodenaufbau beizubehalten.

Der Bodenaufbau kann sich hiernach insofern unterscheiden, dass die Rohre auf einer Ebene mit der Dämmung liegen (Trockensystem) oder oben auf mit dem flüssig aufgetragenen Heizestrich (DIN 18560-2) in einer Ebene (Nasssystem). Bevor die Rohre allerdings im Boden verschwinden ist eine Druckprüfung durchzuführen und zu protokollieren. Je nach möglicher Aufbauhöhe und gewünschter Nutzungsweise (bzw. Architektenplanung) musst du hier abwägen, was am besten geeignet ist.

Durch die Regelventile und durch eine vom hydraulischen Abgleich bestimmte Einstellung wird der Wasserdurchfluss geregelt.

Freiflächenheizung

Freiflächenheizungen dienen der Eis- und Schneefreihaltung. Sie basieren auf dem selben Prinzip wie die Eisflächenkühlung, und werden bei stark befahrenen Zufahrten oder ganzjährig bespielbaren Stadien eingebaut. Man sollte versuchen die Flüssigkeit aus Wasser und Frostschutzmittel mit Abwärme abzudecken, da ohnehin nur niedrige Vorlauftemperaturen benötigt werden.

Deckenheizung

Aufgrund ihrer Eigenschaften eignet sich die Deckenstrahlungsheizung vor allem in Kombination mit einer Kühlungsfunktion oder wo im Boden kein Platz mehr ist. Und das Gebäude sollte bereits gut gedämmt sein, denn die träge Heizung lässt bei starken Außentemperaturschwankungen auf sich warten, weil zuerst die Decke vollständig erwärmt werden muss, bevor es zur Luftumwälzung kommt. Zur Unterstützung werden allerdings auch Radiatoren oder Heizregister an die Fensterseite ausgelegt.

Verschiedene Ausführungen sind die Rohrdeckenheizung (in Beton oder Putz), diese in Kombination mit Metallblechen zur erhöhten Wärmeabgabe genannt Lamellenrohrdeckenheizung, Strahlplattenheizung für eine kontrolliert ortsspezifische Wärmeabgabe, Hohraumdecken für den Raum zwischen Trag- und Abhangdecke und elektrische Deckenheizfolien. Diese sind so dünn, dass sie in Bahnen von unten an die Decke geklebt und danach nur noch verputzt werden. Der treibende Motor dafür montiert man an die Wand, um sie dann zu verkabeln.

Flächenheizungsauslegung

429 Sonstige Wärmeversorgungsanlagen

Schornsteine

Unabhängig vom gewählten Brennstoff führen Schornsteine nach DIN 18160 Abgas über Dach ins Freie. Man unterscheidet zwischen Rauchgasschornsteinen für feste und flüssige Brennstoffe und Abgasschornsteinen für gasförmige Brennstoffe. Für die Reinigung ist der Schornsteinfeger zuständig.

Im Aufbau unterscheiden sich Schornsteine in der Anzahl an Schalen, zwischen ihnen kann auch eine Luftschicht liegen. An der Innenseite ist zudem eine Dämmung angebracht und ein Überzug gegen Säure. Feuchtigkeitsbeständigkeit sollte wegen dem anfallenden Kondensat vorherrschen. Bei Luft-Abgas-Systemen (LAS) gibt es aber zwei voneinander getrennte Kammern jeweils eine für das Abgas und die Luftzufuhr, wodurch man sich eine Öffnung zum Raum hin spart.

Aufsätze gibt es wie bei Entlüftungsleitungen auch verschiedene Varianten mit zumeist den selben Funktionen.

Abstände zu technischen Installationen und Dachfirst sind einzuhalten.

--> 420 Wärmeversorgungsplanung weitergeben an: 440 Elektroplaner zum Potenzialausgleich