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Was Sie über hydronische Systeme wissen müssen

Erfahren Sie, wie hydronische Systeme funktionieren, welche Elemente sie enthalten, die verschiedenen Arten und die Vorteile

Wie wir alle wissen, nutzt das hydronische System Wasser als Wärmeträgerflüssigkeit, um thermische Energie effizient und vielseitig zu verteilen, wobei ein einziger Kreislauf zur Heizung und Kühlung der Umgebung verwendet wird.

In diesem Artikel werden einige grundlegende Aspekte behandelt, um das Verständnis dieses Anlagentyps zu vertiefen, und es wird auch gezeigt, wie Sie mit einer BIM-Software für MEP-Anlagen arbeiten können.

Schema eines hydronischen Systems

Schema eines hydronischen Systems

Was ist ein hydronisches System?

Bevor wir mit den verschiedenen Themen beginnen, ist es ratsam, eine kurze Einführung in das Thema hydronische Systeme zu geben.

Ein hydronisches Systeme ist ein System, das thermische oder kühlende Energie unter Verwendung von Wasser als Wärmeträgerflüssigkeit verteilt.

Das Herzstück der Anlage ist der Wärmeerzeuger, oft eine Wärmepumpe wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, kann aber auch mit einem Gasbrennwertkgerät kombiniert werden. Das Wasser transportiert die Wärme dank seiner hohen Wärmekapazität durch das Verteilungsnetz, das aus gut isolierten Rohrleitungen und Umwälzpumpen besteht.

An den Endgeräten wie Heizkörpern oder Lüftungskonvektoren erwärmt oder kühlt das Wasser die Umgebung durch thermoregulierende Vorrichtungen. Dieses System, auch als hydraulisches oder hydraulisches Klimatisierungssystem bekannt, ist aufgrund der Fähigkeit des Wassers, Wärme effizient zu transportieren, besonders effizient.

Die Hauptelemente eines hydronischen Systems

In einen hydronischen System gibt es verschiedene Komponenten, die für den reibungslosen Betrieb des gesamten Systems erforderlich sind. Im Folgenden finden Sie eine Liste der Hauptteile:

  1. Wärmeerzeuger – Diese Komponente ist für die Wärme- oder Kälteerzeugung im System verantwortlich. Die häufigsten Wärmeerzeuger sind Wärmepumpen und Gasbrennwertkessel, wobei letztere nur Wärme erzeugen können. Insbesondere Luft-Wasser-Wärmepumpen werden aufgrund ihrer Fähigkeit, auch bei niedrigen Temperaturen effizient Wärme zu erzeugen, häufig eingesetzt;
  2. Rohrleitungen – Rohrleitungen werden verwendet, um das warme oder kalte Wasser vom Wärmeerzeuger zu den Verteilungsendgeräten im Gebäude zu transportieren. Sie müssen gut isoliert sein, um Wärmeverluste und Kondensatbildung entlang des Verteilungswegs zu vermeiden;
  3. Verteilungsendgeräte – Diese Geräte erhalten das warme oder kalte Wasser aus den Rohrleitungen und übertragen die Wärme an die umgebende Umgebung. Sie können Heizkörper, Lüftungskonvektoren oder Fußbodenkühlsysteme umfassen. Die Verteilungsendgeräte spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung des thermischen Komforts im Gebäude;
  4. Umwälzpumpen – Umwälzpumpen werden verwendet, um das Wasser durch die Rohrleitungen zu drücken und eine gleichmäßige Wärmeverteilung im gesamten Gebäude zu gewährleisten. Sie sind entscheidend für den reibungslosen Betrieb der hydraulischen Anlage und für die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur in allen Bereichen des Gebäudes;
  5. Regelvorrichtungen – Diese Komponenten regeln den Wasserfluss und die Temperatur im System, um den gewünschten thermischen Komfort aufrechtzuerhalten. Sie können Thermostate, Thermostatventile und Automatisierungssysteme umfassen, die es ermöglichen, die Anlage entsprechend den spezifischen Anforderungen zu programmieren und zu steuern;
  6. Isoliermaterialien – Diese werden verwendet, um die Rohrleitungen thermisch zu isolieren und Wärmeverluste entlang des Wasser-Verteilungswegs zu reduzieren. Eine angemessene Isolierung ist entscheidend, um die Energieeffizienz der hydraulischen Anlage zu maximieren und den Energieverbrauch zu reduzieren;
  7. Sicherheitsvorrichtungen – Diese können in das System integriert werden, um vor Drucküberschüssen, Wasserlecks oder anderen Notfallsituationen zu schützen, wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Anlage gewährleistet werden;
  8. Wärmetauscher – Diese Komponenten ermöglichen den Wärmeaustausch zwischen dem warmen Wasser aus dem Wärmeerzeuger und der umgebenden Umgebung über die Verteilungsendgeräte. Sie können sowohl in Heizkörpern als auch in Lüftungskonvektoren vorhanden sein, um die Wärme an die Raumluft zu übertragen;
  9. Speichertanks – Diese können verwendet werden, um warmes Wasser für den sanitären Gebrauch zu speichern oder eine Wärmespeicherung für das Heizsystem zu gewährleisten. Diese Tanks können mit dem Wärmeerzeuger verbunden werden und ermöglichen eine kontinuierliche Verfügbarkeit von warmem Wasser;
  10. Filter und Reinigungsvorrichtungen – Diese können in die Verteilungsendgeräte integriert werden, um die in die Umgebung eingeblasene Luft zu reinigen. Diese Filter helfen, Staubpartikel, Allergene und andere Luftschadstoffe zu entfernen und verbessern so die Luftqualität im Innenbereich;
  11. Luftfeuchtigkeitsregelungssystem – Einige hydraulische Anlagen können auch Vorrichtungen zur Kontrolle der Luftfeuchtigkeit umfassen, die dazu beitragen, optimale Feuchtigkeitsniveaus im Gebäude aufrechtzuerhalten. Diese Systeme sind besonders nützlich in Umgebungen, in denen eine bestimmte relative Luftfeuchtigkeit erforderlich ist, um den Komfort der Bewohner zu gewährleisten und Schimmelbildung und Kondensation vorzubeugen;
  12. Überwachungs- und Fernsteuerungsvorrichtungen – Mit dem Fortschritt der Technologie sind immer mehr hydraulische Anlagen mit Überwachungs- und Fernsteuerungsvorrichtungen ausgestattet, die es ermöglichen, das System von entfernten Standorten aus über Smartphones, Tablets oder Computer zu überwachen und zu steuern. Diese Vorrichtungen bieten den Benutzern mehr Flexibilität und Kontrolle, um die Energieeffizienz der Anlage zu optimieren und Energiekosten zu sparen.
3D-Modell eines hydronischen Strahlungssystems

3D-Modell eines hydronischen Strahlungssystems

Arten von hydronischen Systemen: Hydraulische Fußbodenheizungssysteme

Die typischen hydraulischen Fußbodenheizungssysteme im Wohn- und Gewerbebereich bestehen aus Kunststoffschlangen, die in die Gebäudestrukturen eingebettet sind und in der Regel von benachbarten Räumen isoliert sind. Diese Systeme verwenden Wasser bei unterschiedlichen Temperaturen, je nach Bedarf zur Beheizung oder Kühlung der Räume.

Sie können am Boden, an der Wand oder an der Decke installiert werden und eignen sich sowohl für Neubauten als auch für die Sanierung bestehender Gebäude. Bei Fußbodenheizungen können die Rohre in den Estrich eingebettet werden, wobei die Rohre über der Isolierschicht platziert werden, die entweder flach oder reliefartig sein kann.

Die Hauptkomponenten eines hydraulischen Fußbodenheizungssystems umfassen:

  1. Wärmeerzeuger: in der Regel ein Kessel (nur für die Winterperiode) oder eine Wärmepumpe, die das Wasser vor dem Durchlaufen des Strahlungssystems behandeln;
  2. Rohrleitungen: in der Regel aus vernetztem Polyethylen (PEX), die das Wasser von den Wärmeerzeugern zu den Strahlungselementen transportieren;
  3. Strahlungselemente: können Fußboden-, Wand- oder Deckensysteme sein, bestehend aus Rohren oder speziellen Paneelen, die die Wärme gleichmäßig im Raum verteilen;
  4. Ventile und Umwälzpumpen: regeln den Durchfluss von warmem Wasser durch das System und gewährleisten eine gleichmäßige Wärmeverteilung.

Die Schichtung des Systems umfasst verschiedene Elemente von oben nach unten:

  • eine Oberflächenverkleidung (wie Parkett, Fliesen, PVC usw.);
  • eine Tragschicht (Estrich) mit Rohren aus Kunststoff;
  • eine Schutzschicht für die Isolierung;
  • eine Isolierschicht, die den Standards entsprechen muss.

Hydraulische Fußbodenheizungssysteme bieten verschiedene Vorteile wie gleichmäßigen thermischen Komfort, effiziente Wärmeverteilung, bessere Luftqualität und höhere Energieeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen. Sie eignen sich besonders für große Räume und können mit Kühlsystemen integriert werden, um ganzjährigen Komfort zu bieten.

Rappresentazione in pianta di un impianto radiante idronico

Grundrissdarstellung eines hydronischen Strahlungssystems

Vorteile und Nachteile von hydronischen Systemen

Wie jedes Klimatisierungssystem haben auch hydraulische Anlagen Vor- und Nachteile. Lassen Sie uns nun hydraulische Anlagen mit anderen Heiz- und Kühllösungen vergleichen und ihre Vorteile in Bezug auf Energieeffizienz, thermischen Komfort und Kosteneinsparungen hervorheben. Sehen wir sie im Detail.

Vorteile

  • eine Lösung für die Klimatisierung: Die Vielseitigkeit des hydraulischen Systems ermöglicht es, sowohl Heizung als auch Kühlung mit einer einzigen Infrastruktur zu steuern und bietet eine integrierte Lösung für das ganze Jahr;
  • geringer Verbrauch: Dank des Betriebs bei niedrigen Temperaturen garantiert das hydronische System erhebliche Einsparungen bei den Energiekosten und trägt so zur Reduzierung der Rechnungen bei;
  • Sicherheit: Die Verwendung von Wasser als Wärmeträgerflüssigkeit macht hydronische Systeme sicher und flexibel und eignet sich auch für spezielle Umgebungen wie Lebensmittelproduktionsstätten, Operationssäle und Industrieanlagen, da eventuelle Lecks keine Umweltverschmutzung verursachen;
  • Flexibilität: Die Möglichkeit, hydraulische Anlagen mit anderen Lösungen wie Strahlungsplatten oder Induktionsheizung zu integrieren, bietet eine große gestalterische Flexibilität. Diese Integration ermöglicht es, die Energieeffizienz zu maximieren, indem die natürliche Kühlung genutzt wird, die Temperaturunterschiede mit der Umgebung ausnutzt;
  • Nachhaltigkeit: Hydraulische Anlagen sind umweltfreundlich und nachhaltig, da sie die CO2-Emissionen reduzieren und eine umweltfreundliche Lösung bieten;
  • maximaler Komfort: Die Realisierung einer hydraulischen Anlage ist eine der verbreitetsten und etabliertesten Klimatisierungsoptionen. Dank dieser Verbreitung ist es einfach, in den Phasen des Entwurfs, der Installation und der Wartung zu intervenieren, was den gesamten Prozess sehr bequem und zugänglich macht.

Nachteile

  • Anfangskosten: Die Installation einer hydronische Anlage kann aufgrund der Notwendigkeit von größeren Rohren, Kondensatleitungen und zusätzlichen elektrischen Verkabelungen höhere Anfangskosten verursachen als andere traditionelle Lösungen;
  • Einsatzzeiten: Hydraulische Anlagen könnten länger brauchen, um die gewünschte Temperatur zu erreichen, im Vergleich zu anderen schnelleren Systemen wie Direktausdehnung oder Kesselheizung.

Video zur Planung eines hydronischen Systems

Im Folgenden finden Sie ein Video zur Planung eines hydronischen Systems mit einer BIM-Software für TGA-Anlagen.

Edificius-MEP
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