Beimischschaltung: Eigenschaften und Vorteile

Warum ist eine hydraulische Schaltung erforderlich? 

Versorgt ein Wärmeerzeuger einen Heizkreis, also zum Beispiel alle Heizkörper im Haus, kann er die Vorlauftemperatur beliebig an den Wärmebedarf anpassen. So schickt eine Brennwerttherme zum Beispiel wärmeres Wasser ins Netz, wenn es draußen kalt ist und das Haus viel Energie benötigt, um auf wohlige Temperaturen zu kommen. Wenn der Wärmeerzeuger seine Leistung nicht verändern kann oder mehrere Verbraucher Wärme beziehen, funktioniert das nicht mehr. Vor allem im letzten Fall sind die Anforderungen an die Vorlauftemperatur teilweise sehr verschieden; beispielsweise in Mehrfamilienhäusern oder Gebäuden, bei denen die Heizung gleichzeitig Heizkörper und Flächenheizsysteme mit Wärme versorgt. In all diesen Bereichen sorgen hydraulische Schaltungen dafür, dass Verbraucher Heizungswasser mit den richtigen Parametern bekommen. Je nach Schaltung lassen sich dabei unter anderem Volumenströme oder Temperaturen verändern, um die Wärmeabgabe zu beeinflussen. Beispiele dafür sind etwa die Einspritzschaltung oder die Beimischschaltung.

Beimischschaltung der Heizung arbeitet mengenkonstant

Die Beimischschaltung der Heizung ist eine Möglichkeit, den Energietransport in Verbraucherkreise variabel zu gestalten. Als mengenkonstante Schaltung fließt dabei immer gleich viel Heizungswasser durch den Verbraucherkreis. Die Temperatur lässt sich jedoch abhängig vom Wärmebedarf verändern. Das hat den Vorteil, dass sich die Wärmeverluste in Zeiten geringerer Wärmebedarfswerte reduzieren lassen. Außerdem ist es hydraulisch günstig, wenn die Heizflächen immer von der gleichen Heizwassermenge durchflossen werden.

Armaturen trennen das System in verschiedene Kreise

Grundprinzip eines Heizsystems ist es, erwärmtes Wasser von einem Wärmeerzeuger über Rohre zu den Heizflächen (Verbrauchern) zu befördern. Hier gibt das Wasser Wärme ab, bevor es mit niedrigeren Temperaturen zum Heizgerät zurückströmt. Dieses erhitzt das Heizungswasser und so setzt sich der Kreislauf fort. Die Beimischschaltung trennt diesen Aufbau in zwei Teile: Den Erzeugerkreis (auch Primärkreis) und den Verbraucherkreis (auch Sekundärkreis).

Aufbau und Funktion der Beimischschaltung  

Bei der Beimischschaltung geht es darum, die Vorlauftemperatur in einem Verbraucherkreis zu verändern, ohne den Heizwasserstrom zu beeinflussen. Einfach beschrieben funktioniert das so: Ist der vom Kessel kommende Vorlauf zu heiß, mischt eine Armatur kühleres Wasser aus dem Rücklauf der Heizflächen bei. Der Verbraucherkreis benötigt weniger heißes Wasser vom Wärmeerzeuger und die Vorlauftemperatur sinkt.

Beimischschaltung mit Dreiwegeventil und Heizungspumpe  

Die Schaltung lässt sich unter anderem mit einem Dreiwegeventil realisieren. Dieses sitzt im Vorlauf zwischen dem Erzeuger- und dem Verbraucherkreis. Nach dem Ventil befindet sich eine Pumpe, die Heizungswasser über die Verbraucher schickt. Abhängig vom Wärmebedarf im Verbraucherkreis verändert das Dreiwegeventil nun seine Stellung:

• Bei maximalem Wärmebedarf  lässt es den gesamten Vorlauf vom Kessel zu den Verbrauchern strömen, wodurch das Heizungswasser heiß ist.
• Bei mittlerem Wärmebedarf  verändert das Ventil seine Stellung, sodass ein Teil des bereits abgekühlten Rücklaufs erneut zu den Verbrauchern strömt. Das Heizungswasser ist dadurch kühler. Durch den Wärmeerzeuger strömt weniger Wasser.
• Bei sehr geringem Wärmebedarf  leitet das Dreiwegeventil den gesamten Rücklauf aus dem Verbraucherkreis erneut zu den Verbrauchern. Das Heizungswasser kann all seine Wärme abgeben und die Temperatur sinkt. Über den Kessel strömt dabei kein Wasser mehr. Er kann währenddessen ausgeschaltet bleiben.

Die Stellung des Ventils lässt sich mit einem  Stellmotor  verändern. Als sogenannter Aktor ist er das ausführende Bauteil einer Regelung, welche die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Raumtemperatur verändert.

Konstanter Bypass begrenzt die Vorlauftemperatur

Versorgt das Heizungswasser eine  Flächenheizung, dürfen die Vorlauftemperaturen einen vorher festgelegten Wert nicht überschreiten. Das dient der Sicherheit und beugt Schäden vor, die beispielsweise 70 Grad Celsius heißes Wasser in einem Fußbodenheizkreis anrichten könnte. Die Begrenzung lässt sich durch eine Beimischschaltung mit konstantem Bypass und fester Vormischung realisieren. Dabei verbindet ein Durchgangsventil den Vor- und den Rücklauf im Verbraucherkreis und lässt immer etwas Rücklauf in den Vorlauf einströmen. Die richtige Menge lässt sich bei voller Leistung und maximaler Vorlauftemperatur vom Kessel bestimmen. Denn in diesem Fall muss ausreichend Rücklaufwasser in den Vorlauf der Verbraucher strömen, um die Heizwassertemperatur auf den bestimmten Wert zu begrenzen.

Typische Einsatzbereiche der hydraulischen Schaltung  

Geeignet ist die Technik zum Beispiel für Heizkörper-Heizungen sowie Wärmeerzeuger mit niedrigen Systemtemperaturen. Ebenfalls kommt die Beimischschaltung bei der Lüftung zum Einsatz. So lassen sich Heizregister immer mit etwas Wärme versorgen, um diese vor dem Einfrieren zu schützen. Ungeeignet ist das System hingegen dann, wenn zwischen der Regelarmatur und den Verbrauchern sehr lange Strecken liegen. Denn dadurch dauert es länger, bis Veränderungen an der Ventilstellung messbar werden, was die Regelung deutlich erschwert. Experten sprechen von einer hohen Transport- oder Totzeit. Wichtig ist außerdem, dass die Schaltung nicht auf einen druckbehafteten Verteiler folgt, da dieser die Regelbarkeit stört. Günstiger ist der Einsatz ohne  Verteiler  hinter einer  hydraulischen Weiche.

Die wichtigsten Vorteile im Überblick

Die Beimischschaltung versorgt Heizkreise mit festen Massenströmen, wodurch sich Temperaturen gleichmäßig über die Heizflächen verteilen. Vor allem in größeren Anlagen hat das den Vorteil, dass einzelne Kreise durch den begrenzten Heizwasserstrom der Wärmeerzeuger nicht unterversorgt werden. Außerdem geht über die Verteilleitungen weniger Wärme verloren, da mit dem Wärmebedarf auch die Vorlauftemperatur sinkt. Von Vorteil ist darüber hinaus die Tatsache, dass die Schaltung Temperaturschwankungen der Wärmeerzeuger ausgleicht. Sie ist im Allgemeinen günstig und durch die konstanten Heizwasserströme im Verbraucherkreis zuverlässig sowie leicht beherrschbar. Der Erzeugerkreis arbeitet zudem mit niedrigen Rücklauftemperaturen, was vor allem die Effizienz von Niedertemperatur- und Brennwertheizungen positiv beeinflusst.