Hydraulische Weiche

Hydraulische Weiche in einer Heizungsanlage

Eine hydraulische Weiche wird in Heizungsanlagen eingesetzt, um den Heizkreis und den Verbraucherkreis hydraulisch voneinander zu entkoppeln. Der Druckverlust in den Heiz- und Wärmeverbraucherkreisen ist nicht konstant. Die Anzahl der in Betrieb befindlichen Wärmeerzeuger und die Stellung der Regeleinrichtungen in den Verbraucherkreisen (z. B. Thermostatventile) wirken sich auf den Druckverlust des Gesamtsystems aus.

Wenn Heiz- und Verbraucherkreis nicht entkoppelt sind, können folgende Probleme auftreten:

• Heizungspumpen können bei bestimmten Betriebsverhältnissen in einem ungünstigen Bereich ihres Kennfeldes betrieben werden. Dies hat einen höheren Stromverbrauch, Geräuschbildung, Einsetzen von Kavitation und geringere Lebensdauer zur Folge.

• Eine individuelle Temperaturregelung der Verbraucherkreise ist problematisch, da die Drücke in den Vor- und Rücklaufsammlern stärkeren Schwankungen unterliegen.

Die hydraulische Weiche ist eine senkrecht angeordnete Rohrleitung mit großem Innendurchmesser und somit kleinem Druckverlust, die Vorlauf und Rücklauf der Heizungsanlage verbindet. In der Weiche bildet sich eine Temperaturschichtung aufgrund des Dichteunterschiedes des heißen und kalten Wassers. Im oberen Bereich befindet sich das warme Vorlaufwasser und im unteren Bereich das kältere Rücklaufwasser.

Die umgewälzten Volumenströme im Heiz- und Verbraucherkreis sind abhängig vom jeweiligen Betriebszustand und somit in der Regel unterschiedlich. Dies hat zur Folge, dass eine Teilmischung in der Weiche auftritt. Wenn der momentane Volumenstrom der Umwälzpumpen im Heizkreis größer ist, dann wird dem Rücklaufwasser von dem Verbraucherkreis eine Teilmenge des Vorlaufs des Heizkreises beigemischt. Wenn in den Verbraucherkreisen ein größerer Volumenstrom umgewälzt wird, dann wird die Vorlauftemperatur zu den Verbrauchern gesenkt. Die Temperaturregelung im Vorlauf der Verbraucherkreise regelt die Leistung der Wärmeerzeuger nach, so dass unabhängig von den Einzelvolumenströmen eine vorgegebene Vorlauftemperatur gehalten wird.

Problematisch kann der Einsatz einer nicht richtig eingeregelten hydraulischen Weiche in Verbindung mit einem Brennwertkessel sein, da hier das Rücklaufwasser aufgewärmt und somit der Brennwerteffekt zunichte gemacht wird. Um dies zu verhindern, werden von den Herstellern der Brennwertgeräte spezielle "Weichenregler" angeboten.

Eine Kombination aus Verteilung und Hydraulischer Weiche ist der Zortström-Verteiler aus Österreich. Der Zortström-Verteiler hat bis zu 5 Temperaturebenen (z.B. 80,60,50,40 und 30°C), somit kann jeder Wärmeerzeuger und jeder Verbraucher an die passende Ebene angebunden werden. Durch die kompakte fassförmige Bauweise hat diese Kombination aus Weiche und Verteilung eine sehr geringe Oberfläche und somit kaum Wärmeverlust. Für Wärmeerzeuger bzw. Wärmetauscher (Fernwärme) ohne Mindestwasserdurchsatz gibt es auch eine Version des Zortström-Verteilers, bei der keine Kesselkreis- bzw. Ladepumpe erforderlich ist. Es wird nur die, für die angeschlossenen Heizkreise, erforderliche Wassermenge durch den Wärmeerzeuger gepumpt.

Da sich die Dichte des Wassers je nach dem Temperaturniveau in der Anlage ändert, muss eine Druckhaltung in der Anlage eingebaut werden. Diese Druckhaltung kann durch Diktierpumpen und Überströmeinrichtung in ein druckloses Auffanggefäß oder durch Einsatz eines Membranausdehnungsgefäßes erfolgen.