Danfoss Zukunftssichere Lösungen Application guide [de]

Handbuch über Fernwärmeanwendungen

Zukunftssichere Lösungen

Unser Know-how für Sie
zusammengefasst.

>30

Jahre Erfahrung

mit Fernwärmeanwendungen
und mehr als 5 Millionen
Installationen weltweit

Index

Handbuch über Fernwärmeanwendungen

Einführung in das Handbuch

4 Fernwärme von innen betrachtet
6 Anpassung der Fernwärme an die Gebäudeerfordernisse
8 Hinweise zum Gebrauch des Handbuchs
9 Vergleich von Applikationen
10 Die FW-Applikationen im Überblick

.....................

3

Allgemeine Prinzipien ................................13

14 Hydraulischer Abgleich: Reglertypen
16 Hydraulischer Abgleich: Regelfunktionen
18 Leerlauunktionen
21 Witterungsführung

Empfohlene Applikationen ..................... 23

27 1. Anwendungen der Trinkwassererwärmung
35 2. Indirekt und direkt angeschlossene Raumheizungsanwendungen
43 3. Versorgungssysteme für Wohnungsstationen
53 4. Direkt und indirekt angeschlossene Raumheizung sowie

Trinkwassererwärmung im Durchussprinzip mittels
Wärmeübertrager

63 5.

71 6. Direkt und indirekt angeschlossene Raumheizungen und

79 7. Zweistuge Applikationen
85 8. Indirekt angeschlossene Raumheizung und sekundärseitig

89 9. Indirekt angeschlossene Raumheizung und sekundärseitig

Direkt und indirekt angeschlossene Raumheizung sowie
Trinkwassererwärmung mittels Speicherladesystem

Trinkwassererwärmung im SWE (Registerspeicher)

angeschlossenes Speicherladesystem (Applikation S.1.2)

angeschlossenem SWE (Registerspeicher) S.1.3

Über Danfoss District Energy ...................92

Anlage ............................................................. 96

98 Abkürzungen
98 Applikationssymbole
99 Literaturverweise

Seite 3 – 11

Einführung in das Handbuch

• Fernwärme von innen betrachtet

• Die Bedeutung der Fernwärme

• Anpassung der Fernwärme an die Gebäudeerfordernisse

3

4

Fernwärme –

von innen betrachtet

Seit mehr als 35 Jahren bemüht sich
Danfoss intensiv und in enger
Zusammenarbeit mit seinen Kunden
darum, die passenden Lösungen
für Fernwärmesysteme anzubieten.

Unabhängig von der Größe des
jeweiligen Projekts oder den
dazugehörigen Spezikationen
überzeugen die Komponenten und
Übergabestationen von Danfoss in
Anwendungen rund um den Globus.

113 Mio.

Tonnen CO2 werden jährlich in
Europa dadurch eingespart, da
9 bis 10% des Wärmebedarfs
mittels Fernwärme bereit
gestellt werden. Das entspricht
dem jährlichen Gesamtausstoß
an CO2-Emissionen in Belgien.

Dies ist die Plattform, um nicht
nur Erfahrungen und Know-how
weiterzugeben, sondern auch um
Empfehlungen für leistungsoptimierte
Fernwärmeanwendungen und
Schlüsselkomponenten zu geben.

Anwendungs­Know-how

Empfehlungen von Danfoss

Hintergrund dieses Handbuchs

Version 1.0
Jahr 2012

1. Ausgabe

Redaktion:
Danfoss A/S – District Energy
Nordborgvej 81
DK-6430 Nordborg
Dänemark

fernwaerme.danfoss.de

Kontakt:
District Energy – Application Centre:

Jan Eric Thorsen, Manager
Tel.-Nr.: + 45 7488 4494
E-Mail: [e-mail]

Oddgeir Gudmundsson, Application
Specialist, Tel.-Nr.: + 45 7488 2527,
E-Mail: [e-mail]

Danfoss District Energy ist der führende
Anbieter von Produkten, Systemen und
Dienstleistungen im Bereich der
wärme/Fernkältesysteme und verfügt
über jahrzehntelange Erfahrung in
dieser Branche.

Das versetzt Danfoss in die Lage, seine
Kunden in aller Welt mit dem nötigen
Fachwissen und Know-how zu unter­stützen, um energieeziente Lösun­gen zu entwickeln.

Fern-

Einleitung 5

Grüne

Fernwärme

Fernwärme- und Fernkältenetze sind ideale Lösungen für grüne Städte
oder Stadtbezirke. In dicht besiedelten urbanen Regionen, in denen der
Wärmebedarf zwangsläug am größten ist, erweisen sie sich als ideales Mittel,
um die vor Ort verfügbaren erneuerbaren Energien und überschüssige Abwärme
sinnvoll zu nutzen. Mit derartigen Systemen lassen sich erwiesenermaßen
beträchtliche Einsparungen beim Primärenergieverbrauch erzielen und die
CO2-Emissionen reduzieren – und darüber hinaus können die Bürgerinnen und
Bürger ein Maß an Komfort und Zuverlässigkeit genießen, das dem erwarteten
Standard vollauf entspricht.

Netzbedingungen und Systemauslegung

Fernwärmenetze in Städten und urbanen Regionen dieser Welt unterscheiden
sich hinsichtlich Größe, Aufbau und Rahmenbedingungen. Temperaturen,
Betriebsdrücke als auch die technischen Anforderungen
berücksichtigt werden, um eine verlässliche
Nutzerkomfort zu gewährleisten.

und sichere Versorgung als auch

der Gebäude müssen

Trends in der Fernwärme

Heutzutage wird der Wärme- und Fernwärmesektor von mehreren
Trends beeinusst.
Endverbraucher in puncto

Diese Trends werden durch die höheren Erwartungen der

Komfort, Versorgungssicherheit, Produktentwicklung
und Alltagstauglichkeit sowie durch die vom Gesetzgeber vorgeschriebene
Energieezienz diktiert. All
Fernwärmeanwendung

dies hat dazu geführt, dass die jeweilige

Folgendes bieten muss:

• Reduziertes Temperatur- und Druckniveau in FW-Netzen

• Energieezienter Betrieb mit besserer Regelerausführung

• Überwachung der Energieleistung und Abrechnung nach individuellem Verbrauch

• Sichere Wärmeversorgung

Fernwärme von der ersten bis zur vierten Generation

1G: Dampf

Dampfsysteme, Heizungsrohre
in Betonkanälen

Temperaturniveau

< 200 oC

Energieezienz / Temperatur Level

Energieeffizienz

Fernwärmenetz

Dampf-

speicher

Kohle-

abfall

Lokale Fernwärme Fernwärme Fernwärme Fernwärme

1G / 1880-1930 2G / 1930-1980 3G / 1980-2020 4G / 2020-2050

Wärme­speicher

BHKW Kohle

BHKW Öl

Kohle-

abfall

2G: vor Ort 3G: Vorgefertigt 4G: Vierte Generation

Hochdruck Heißwassersystem
Schwere Armaturen
Große, vor Ort gebaute Stationen

> 100 oC

Großflächige
Solaranlagen

Biomasse

BHKW Biomasse

Industrielle Abwärme

Wärme-

speicher

BHKW Müll

BHKW Kohle

BHKW Öl

Gas, Abfall,

Öl, Kohle

Vorisolierte Rohre, industriell
gefertigte Kompaktübergabestationen
(mit Wärmedämmung)
Messen und Überwachen

< 100 oC

Saisonale

Wärmespeicher

Großflächige
Solaranlagen

Geothermie

Fotovoltaik,

Wellenenergie

Wind,

(überschüssige Elektrizität)

Wärme-

speicher

Industrielle

Abwärme

BHKW

Müllver-

brennung

Entwicklung (Fernwärmegeneration/
die jeweils besten verfügbaren Technologien der Periode)

Geringer Energiebedarf
Intelligentes Netz
(Interaktion der
Energiequellen, Verteilung
und Verbrauch erfolgt
optimiert)
2-Wege Fernwärme

<50-60oC (70oC)

Zukünftige
Energiequellen

Biomasse
Konversion

2-Wege
Fernwärme

BHKW
Biomasse

Zentrale
Fernkälteanlage

Zentrale
Wärmepumpe

Auch
Niedrigenergie­häuser

Fernkältenetz

Kältespeicher

Fernwärme6

Anpassung der
Fernwärme ...

Systeminfrastruktur und
verfügbare Wärmequellen

Wo Fernwärme als Wärmequelle verfügbar ist, erweist sie sich als die beste Wahl.
Fernwärme schont nicht nur den Geldbeutel, sondern ist auch für die Gesellschaft
als Ganzes von Vorteil. Wo keine Fernwärme verfügbar ist, sollten Sie die
vorhandenen Alternativen bestmöglich nutzen und vor allem auf erneuerbare
Energien zurückgreifen. Die beste Lösung erhalten Sie stets, wenn es Ihnen gelingt,
die Infrastruktur und Auslegung des Systems mit den verfügbaren Energiequellen,
dem jeweiligen Gebäudetyp und den Bedürfnissen Ihrer Kunden in Einklang zu
bringen.

1

2

Fernwärme 7

3

... an die Erfordernisse
des Gebäudes

Beispiele für Regelungen,
die Heizsysteme optimieren

1. Anpassung an die Außentemperaturen

Wenn die Vorlauftemperatur im Heizsystem auf die Außentemperatur reagiert,
protiert der Endverbraucher sowohl von einem höheren Komfort als auch
von geringeren Heizkosten. In Einfamilienhäusern betragen die Energie­einsparungen durch Witterungsführung durchschnittlich 10%, können sich aber
durchaus auf bis zu 40% belaufen.

2. Nutzung verfügbarer Energiequellen

Geeignete Regelmechanismen gewährleisten eine optimale Wärmeleistung und
passen die Wärmeversorgung an den tatsächlichen Wärmebedarf des Gebäudes
an – ganz gleich, ob in einem Gebäude eine oder mehrere Wärmequellen genutzt
werden. Auf diese Weise wird für hohen Komfort und niedrigen Energieverbrauch
gesorgt.

3. Hydraulischer Abgleich = Einsparungen und Komfort

Ein Heizsystem, welches hydraulisch korrekt abgeglichen wurde, versorgt
sämtliche Räume mit der passenden Heizleistung – und zwar ungeachtet der
Lastbedingungen. Energie wird dadurch gespart, dass die Temperaturen an den
Heizbedarf in jedem Teil des Heizsystems angepasst werden.

Hinweise zum Gebrauch dieses Handbuchs8

Ein umfassender

Überblick

Beim Anschluss eines Gebäudes an ein Fernwärmenetz sind verschiedene
Optionen für die Heizung und die Trinkwassererwärmung verfügbar.

Das Ziel dieses Handbuchs ist es, einen umfassenden Überblick über
die verschiedenen Applikationen zu geben, wobei die von Danfoss
empfohlenen Applikationen einen besonderen Schwerpunkt bilden.

Sämtliche Applikationen sind bildlich dargestellt und die Beschreibungen
schließen auch das jeweilige Funktionsprinzip sowie die verfügbaren Optionen ein.

Zu den empfohlenen Applikationen sind auch die wesentlichen Vorzüge
und Einschränkungen sowie Vergleiche unterschiedlicher Applikationen und
belegter Vorteile enthalten.

Alle Applikationen werden wie folgt kategorisiert:

Von Danfoss empfohlene Applikation

Primäre Alternative zu der von Danfoss empfohlenen Applikation

Sekundäre Alternative zu der von Danfoss empfohlenen Applikation

Sinn und Zweck von

Applikationensvergleichen

Um die Vorzüge und Einschränkungen
der diversen Applikationen
verständlicher zu machen,
sind qualitative und quantitative
Parameter enthalten.

Dabei wird nicht speziell auf Danfoss
Produkte oder ausführlich auf die
theoretischen Grundlagen der
Bauteile und Applikationen
eingegangen.

Produktspezische Informationen
entnehmen Sie den Datenblättern zu den
jeweiligen Produktgruppen. Weiter­führende
nden Sie in allgemeinen technischen
Unterlagen, sowie wissenschaftlichen
Veröentlichungen.

theoretische Grundlagen

Vergleich von Applikationen 9

Vergleichsparameter Beschreibung

Einsparung von Investitionskosten

Einsparungen bei der

Installationszeit

Einsparungen beim Platzbedarf

Einsparungen bei Service-/

Wartungsarbeiten

Kosten für den Kauf des Heizsystems und der erforderlichen Bauteile.

Kürzere Entwicklungs- und Planungszeit für Planer/Entwickler

Die für die Installation und Inbetriebnahme des Heizsystems erforderliche Zeit

Gewicht der Installation

Komplexität des Systems

Möglichkeit, weniger Platz im Gebäude zu beanspruchen, der dann anderweitig genutzt werden kann

Kompaktere Installation des Heizsystems

Konformität mit der Trinkwasserverordnung (3-Liter-Regel)

Durch den geringen Inhalt des TWW-Systems wird die Legionellenvermehrung eingeschränkt.

Bei Trinkwassererwärmung im Durchflussprinzip wird die Vermehrung von Legionellen im
Vergleich zur TWW-Zirkulation eingeschränkt.

Einfaches und robustes System

Weniger und kürzere Servicearbeiten schlagen sich in geringeren Service-/Wartungskosten nieder.

Geringeres Temperatur-/Druckniveau und weniger Wärmeverluste im Fernwärmenetz und im Heizsystem

Effektivität der Wärmeübertragung des Heizsystems (Wärmeübertragers)

Energieeffizienz

Sicherer Systembetrieb

Verbraucherkomfort

Niedrigere Rücklauftemperatur von der Fernwärmestation zurück ins Netz

Witterungsgeführtes Heizsystem

Hocheffizientes Heizsystem

Energiesparpotenzial

Optimale Anpassung der Temperatur des Sekundärkreises an die Wärmelast des Gebäudes

Geringere hydraulische Last für eine Gruppe von Verbrauchern dank Wärmeübertragerlösung
(weniger Wärmeverluste und Pumpenenergie)

TWW-Qualität: Vermeidung von Bakterienvermehrung – dank Trinkwassererwärmung
im Durchflussprinzip entfällt die Speicherung von Trinkwarmwasser; Konformität mit der
Trinkwasserverordnung (3-Liter-Regel)

Risiko von Leckage und Kontaminierung der FW-Wasserversorgung

Risiko einer Gefährdung durch hohe Temperaturen (z.B. heiße Heizkörper)

Unbegrenzte Entnahme von TWW

Optimales Raumtemperaturniveau

Wohnklima

Länge des Wartungsintervalls (bei langen Wartungsintervallen gibt es nur sehr wenige
Versorgungsunterbrechungen in großen Abständen)

Geräuschpegel des Systems

Wartezeit, bis Trinkwarmwasser gezapft werden kann

FW-Applikationstypen 10

Überblick über die Applikationstypen

Trinkwarmwasser-

anwendungen

0.1

1

*

0.2

1

*

1

2

Indirekt und direkt

angeschlossene

Raumheizungs-

anwendungen

1.0

1

*

2.0

1

*

3

Versorgungssysteme

für

Wohnungsstationen

1.F

1

*

2.F

1

*

4

Direkt und indirekt ange­schlossene Raumheizung

sowie Trinkwasser-

erwärmung im

Durchussprinzip

1.1

2.1

5

Direkt und indirekt ange­schlossene Raumheizung

sowie Trinkwasser-

erwärmung mittels

Speicherladesystem

1.2

2.2

0.3

Beim Anschluss eines Gebäudes an ein Fernwärmenetz sind zahlreiche Optionen
zum Heizen des Gebäudes und für die Trinkwassererwärmung verfügbar.
In diesem Handbuch werden die unterschiedlichen Applikationen gemäß
ihren Hauptkomponenten sowie nach der jeweiligen Heizungs- und TWW­Bereitungs-Applikation nummeriert. Hinter der Applikation 1.1 verbirgt
sich bspw. eine direkt angeschlossene Heizung mit Trinkwassererwärmung
im Durchussprinzip. Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus
Applikation 1.0 (Direkt angeschlossene Heizung) und Applikation 0.1
(Trinkwassererwärmung im Durchussprinzip).

3.0

3.F

1

*

3.1

3.2

FW-Applikationstypen 11

6

Direkt und indirekt ange­schlossene Raumheizung

sowie Trinkwasser-

erwärmung mittels

SWE (Registerspeicher)

1.3

2.3

1.1.1

1.1.2

7

Zweistuge

Applikationen

8

Indirekt angeschlossene

Raumheizung

und sekundärseitig

angeschlossene

Trinkwassererwärmung m.

Speicherladesystem

S.1.2

1

*

9

Indirekt angeschlossene

Raumheizung und sekun-

därseitig angeschlossene

Trinkwassererwärmung

mittels SWE

(Registerspeicher)

S.1.3

1

*

3.3

1

Anwendungsabhängig auch als Kombiventil möglich

*

Von Danfoss empfohlene Applikation

Primäre Alternative zu der von Danfoss empfohlenen Applikation

Sekundäre Alternative zu der von Danfoss empfohlenen Applikation

Von Danfoss nicht empfohlen

Applikation 0.1 + Applikation 1.0 = Applikation 1.1

+ =

1

*

1

*

Seite 13 – 21 13

Allgemeines Prinzip

Der eziente Betrieb von Fernwärme-Übergabestationen ist unmittelbar
der Bauart des Sekundärheizsystems, des Wärmeübertragers und der
Regelgeräte auf der Primärseite des Fernwärmenetzes abhängig. Tages­und jahreszeitlich bedingte Verbrauchsschwankungen lassen auch den
Dierenzdruck merklich schwanken– und zwar infolge des variierenden
Durchusses im Primärvorlauf. Dieses Phänomen wirkt sich auf den
Vorlauf der
Anforderungen
Abgleich von Übergabestation und Heizsystem zu gewährleisten.

Der erforderliche Volumenstrom im Vorlauf einer Übergabestation
wird vom Wärmebedarf der angeschlossenen Gebäude bestimmt. Der
Wärmebedarf wird in der Regel anhand von drei Parametern ermittelt:
Raumheizungsver brauch sowie Lüftungs- und TWW-Bedarf.

Übergabestation im Gebäude aus. Deshalb müssen bestimmte

erfüllt werden, um die Regelung und den hydraulischen

von

• Hydraulischer Abgleich

• Reglertypen

• Regelfunktionen

• Leerlauunktionen (nur für TWW)

• Witterungsführung

Reglertypen

Flow controller

Volumenstromregler,
Dierenzdruckregler und
Volumenstrombegrenzer

Hydraulischer Abgleich14

Mit der Verwendung von Dierenz­druckreglern, Volumenstromreglern
und Volumenstrombegrenzern wird
das Ziel verfolgt, einen idealen
hydraulischen Abgleich im Fernwär­menetz zu gewährleisten. Ein idealer
hydraulischer Abgleich im Fernwärme­netz bedeutet, dass bei jedem Verbrau­cher

genau der laut Spezikation
erforderliche FW-Volumenstrom
ankommt. Bei Verwendung eines
Dierenzdruckreglers verbessern sich
die Betriebsbedingungen für das
Regelventil ganz beträchtlich.

Volumenstromregler

Volumenstromregelung in einem
indirekt
Heizsystem.

angeschlossenen FW-

Vorteile:

• Genau denierte Spezikation für
die Ventilauslegung

• Einfache Einstellung der
Übergabestation

• Stabilisierung der
Temperaturregelung

• Geringerer Geräuschpegel
im System

• Längere Lebensdauer der
Regelgeräte

• Ideale Verteilung des Wassers
im Versorgungsnetz

• Begrenzung der Wassermenge
im Netz

Der Volumenstromregler stellt sicher,
dass

der voreingestellte maximale
Volumenstrom
überschritten wird. Die Volumen­stromregelung wird in Systemen
verwendet, in denen der Dierenz­druck nur geringfügig variiert und in
denen der maximale FW-Volumen­strom – unabhängig vom Dierenz­druck im System – nicht überschritten
werden darf. In der Regel wird dieser
Regler

in Systemen verwendet, bei
denen der maximale Volumenstrom zur
Heizkostenberechnung herangezogen
wird, sowie in Systemen, wo die max.
Volumenstrombegrenzung unter der
max. Kapazität des Systems liegt -
z.B. wo TWW priorisiert wird.

im FW-Vorlauf nicht

1

*

1

*

Anwendungsabhängig auch als Kombiventil möglich

Reglertypen 15

Dierential pressure ctrl

Dierenzdruckregler

Dierenzdruckregelung in einem
Fernwärmenetz mit Heizung und
TWW-Bereitung.

Der Dierenzdruckregler hält einen
konstanten Dierenzdruck im
gesamten System. Das sorgt nicht nur
für eine bessere Ventilautorität
sondern auch für einen besseren
hydraulischen Abgleich im
Fernwärmenetz. Bei variablem
Dierenzdruck kommt ein
Dierenzdruckregler zum Einsatz.

Kombinierter Volumenstrombe­grenzer und Dierenzdruckregler

Kombinierte Volumenstrombegrenzung und Dierenzdruckre­gelung

in einem Fernwärmenetz.

Diese funktioniert im Prinzip wie ein Dierenzdruckregler mit
integrierter Einstelldrossel. Sie regelt den Dierenzdruck über
eine Reihe von Widerständen (Ventilen, Wärmeübertragern usw.),
zu denen auch die Einstelldrossel zählt. Ein Volumenstrombegren­zer sollte in Applikationen mit indirekt angeschlossener Hausanla­ge

installiert werden, bei denen der maximale Volumenstrom

die Grundlage für die Heizkostenberechnung bildet.

Kombinierter Volumenstrom-
und Dierenzdruckregler

Kombinierte Volumenstrom- und Dierenzdruckregelung in
einer direkt angeschlossenen Hausanlage.

1

*

Der Dierenzdruckregler sorgt für einen konstanten Dierenzdruck
über dem System mit der unteren Membran. Die obere Membran
dient der Volumenstromregelung. Unabhängig vom
Dierenzdruck über dem System hält sie einen konstanten
Druck über der Einstelldrossel. So lässt sich ein maximaler
Volumenstrom einstellen. Der kombinierte Volumenstrom­und Dierenzdruckregler wird für direkt angeschlossene
Systeme empfohlen, in denen der FW-Volumenstrom zur
Heizkostenumlegung herangezogen wird und in denen
ein variabler Dierenzdruck herrscht.

16

Hydraulischer Abgleich

Regelfunktionen

Selbsttätige und elektronische
Temperaturregelung

Zur Regelung der Vorlauftemperatur auf
der Sekundärseite sind verschiedene
Optionen verfügbar. Die Auswahl der
passenden Regelung hängt vor
allem von den Parametern des
Fernwärmenetzes ab. Zur optimalen
Vorlaufregelung der Temperatur auf

der Sekundärseite wird ein umso
komplexerer Regler benötigt,
je mehr die Parameter variieren.

In kleineren Systemen werden
üblicherweise selbsttätige Regler
verwendet. Elektronische Regler

Thermostatische Temperaturregelung

(Heizung + TWW)

Ein thermostatischer Temperaturregler wird in FW-Systemen verwendet, die
mäßigen Schwankungen der Vorlauftemperatur und des Dierenzdrucks im
System unterliegen und in denen ein Komfortregler für den Standby-Betrieb
gewünscht wird. Von einer geringfügigen Temperaturabweichung der Heiz­und TWW-Temperatur ist auszugehen.

kommen dagegen in größeren
Systemen zum Einsatz bzw. wenn eine
Witterungsführung erforderlich ist.

Funktionsprinzip

Der Zweck eines Temperaturreglers besteht darin, für eine konstante
Temperatur in der HE/TWW-Applikation zu sorgen.

Wenn der Regler eine Temperaturänderung feststellt, önet oder schließt er
das Regelventil, abhängig davon, ob die Abweichung (Vergleich von Soll­Temperatur und Ist-Temperatur) positiv oder negativ ist.

Elektronischer Regler (Heizung + TWW)

Ein elektronischer Regler mit witterungsgeführter Vorlauf-Temperaturregelung
stellt eine weitere Option dar. Die Lösungen reichen von einer schlichten
Benutzeroberäche bis hin zu komplexeren Ausführungen mit einer Vielzahl
an wählbaren Funktionen und Optionen. Zu Letzteren zählen standardisierte
Datenübertragungsmodule sowie automatische Regelparameter zur Einstellung
der TWW-/HE-Temperaturregelung. Die elektronischen Regler lassen sich an
eine Vielzahl unterschiedlicher HE-/TWW-Applikationen anpassen.

Ein elektronischer Regler ermittelt die gewünschte Vorlauftemperatur und
verändert den Volumenstrom durch das System (z.B. durch den Wärme­übertrager), indem er ein Motorregelventil schrittweise önet oder schließt.

Regelfunktionen 17

Kombinierte proportionale Volumenstrom­und Dierenzdruckregelung (TWW)

Ein proportionaler Volumenstrom- und Dierenzdruckregler wird in FW-Systemen
mit geringen Schwankungen der Vorlauftemperatur sowie mit variierendem
oder hohem System-Dierenzdruck verwendet. Wenn kein Dierenzdruckregler
installiert ist, schlagen sich die Schwankungen des Dierenzdrucks in großen
Schwankungen der TWW-Temperatur nieder.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip des proportionalen Volumenstrom- und
Dierenzdruckreglers besteht darin, ein proportionales Verhältnis zwischen
Sekundär- und Primär­konstante TWW-Temperatur
Dierenzdruck konstant sind.

Wenn der Regler einen Durchuss auf der Sekundärseite feststellt, önet er
das Primärventil proportional zum Sekundär-Volumenstrom. Der integrierte
Dierenzdruckregler sorgt für einen konstanten Dierenzdruck über dem
integrierten Regelventil, wodurch eine präzise Durchussregelung erzielt wird.

Volumenstrom herzustellen. Auf diese Weise wird eine

erzielt, wenn die Primär-Vorlauftemperatur und der

Kombinierte proportionale Volumenstrom-,
Temperatur- /Dierenzdruckregelung (TWW)

Ein proportionaler Volumenstrom-, Temperatur- und Dierenzdruckregler
FW-Systemen mit schwankender Vorlauftemperatur sowie mit hohem und
variierendem Dierenzdruck verwendet.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip des proportionalen Volumenstromreglers besteht darin,
ein proportionales Verhältnis zwischen Sekundär- und Primär-Volumenstrom
herzustellen. Auf diese Weise wird eine konstante TWW-Temperatur erzielt,
wenn die Primär-Vorlauftemperatur und der Dierenzdruck konstant sind.

Wenn der Regler einen Durchuss auf der Sekundärseite feststellt, önet er das
Primärventil proportional zum Sekundär-Volumenstrom. Der Temperaturregler
begrenzt den Primär-Volumenstrom, wenn der Durchussanteil des Proportionalreglers
im Vergleich zum gewünschten Temperatur-Sollwert zu hoch ist. Der Dierenz­d ruckregler sorgt für einen konstanten Dierenzdruck über dem integrierten
Regelventil, wodurch eine präzise Durchussregelung erzielt wird.

wird in

Hydraulischer Abgleich18

Leerlauunktionen

für die TWW-Temperaturregelung

Die allgemeine Komfort-Anforderung bei der TWW-Bereitung in
Einfamilienhäusern oder Wohnungen besteht z.B. darin, dass die gewünschte
Temperatur ohne Verzögerung erreicht werden sollte. Zu diesem Zweck werden
Leerlauunktionen verwendet, um die Vorlaueitungen und/oder den
Wärmeübertrager in Perioden ohne Warmwasserentnahme warm zu halten.
Das wird erreicht, indem ein geringer Volumenstrom entweder den
Wärmeübertrager umießen darf oder durch den Wärmeübertrager strömt,
wenn länger keine Warmwasserentnahme erfolgt. Je nach gewünschtem
Komfort-Niveau können verschiedene Leerlaufmethoden verwendet werden.

a) Proportionalregler

b) Temperaturregler

Während des Leerlaufs sind
Wärmeübertrager und Vorlauf kalt.

Während des Leerlaufs sind
Wärmeübertrager und Vorlauf warm.

Leerlauunktionen

c) Leerlaufregler als Vorlauf-Bypass

19

Während des Leerlaufs ist der
Wärmeübertrager kalt und der Vorlauf
warm; die Temperatur lässt sich je
nach Bedarf anpassen.

d) Leerlaufregler als Bypass des Regelventils

Während des Leerlaufs sind
Wärmeübertrager und Vorlauf warm
und die Temperatur lässt sich je nach
Bedarf anpassen.

e) Regelventil mit reduzierter Temperatur während des Leerlaufs

Während des Leerlaufs sind
Wärmeübertrager und Vorlauf warm.

Witterungsführung 21

Witterungs-

führung

Das Wetter hat den größten Ein­uss auf den Wärmebedarf von
Gebäuden. In Kälteperioden muss
das Gebäude stärker beheizt werden,
bei warmen Wetter weniger.

Analog zum Wetter, das sich
ständig ändert, variiert auch die
erforderliche Wärmelast, um das
Gebäude zu heizen. Der Ausgleich
dieser Witterungseinüsse –
durch eine witterungsgeführte
Heizung– erweist sich folglich als
eine vernünftige Maßnahme, um
Energie zu sparen.

Ein Gebäude ist dann optimal

Wärme versorgt, wenn der

mit
Heizbedarf
Wärme gedeckt ist. Ein
intelligenter elektronischer
Regler zur witterungsgeführten
Vorlauf-Temperaturregelung eines
Heizsystems kann die Wärmever­sorgung proaktiv anpassen, um
genau das zu erreichen - indem
er die Änderungen der draußen
herrschenden Witterungsbedin­gungen erkennt. Ein Heizsystem
ohne witterungsgeführten Tempe­raturregler orientiert sich nur an
der aktuellen Innentemperatur
und tendiert folglich dazu,
erst mit einiger Verzögerung
auf die draußen auftretenden
Veränderungen zu reagieren.

ohne überschüssige

Dieses Phänomen wirkt sich
negativ auf den Wohnkomfort und
die Energieezienz aus.

Der witterungsgeführte
raturregler empfängt ein Signal
vom Außentemperaturfühler
der Nordseite des Gebäudes.
Außentemperaturfühler misst die
Ist-Temperatur und bei Bedarf
passt der elektronische Regler die
Wärmeversorgung (Vorlauftempe­ratur) an, um auf die neuen
Bedingungen zu reagieren. Der
Regler passt darüber hinaus die
Wärmeversorgung der Heizkörper
an und stellt sicher, dass die
Raumtemperaturen konstant
gehalten werden. Die Hausbe­wohner bemerken nicht einmal,
dass sich das Wetter draußen
geändert hat, und genießen
jederzeit dasselbe Temperatur­und Komfortniveau.

Laut einem Bericht von COWI (einem
führenden Beratungsunternehmen
aus Nordeuropa) betragen die
geschätzten Energieeinsparungen
bei Verwendung witterungs­geführter elektronischer Regler
in Einfamili enhäusern ca. 10%
– mitunter sogar bis zu 40%.
Diesem Bericht zufolge erzielen
Einfamilienhäuser mit hohem
Wärmeverbrauch nach der

Tempe-

auf

Der

Installation elektronischer Regler
mit Witterungsführung besonders
schnelle Renditen.

Darüber hinaus schreiben die
gesetzlichen Verord nungen
für Mehrfamilienhäuser und
Gewerbebauten witterungsge­führte Temperaturregler vor. In
immer mehr Ländern gilt dies auch
für Einfamilienhäuser.

Ein Heizsystem mit witterungs­geführtem elektronischem Regler
kann mit zusätzlichen Regel­funktionen ausgestattet werden,
wie zum Beispiel:

• Durchuss- und
Leistungsbegrenzung

• Temperaturbegrenzung
– möglich für die Primär­Rücklauftemperatur und/oder
die Sekundär-Vorlauftemperatur

• Einrichtung einer
Sicherheitsfunktion

• Periodische Rückstellung des
Systems

• Möglichkeit der
Datenkommunikation – bspw.
mit einem SCADA-System bzw.
per Web-Portal

• Protokollierung der
Energieverbrauchsdaten

Witterungsgeführte Systeme werden
häug für Radiatoren- oder Fußbo
denheizungsanlagen eingesetzt.

-

Auf der graschen Anzeige (A) können

A

alle Temperaturwerte und Status­informationen abgelesen werden.
Darüber hinaus werden dort sämtliche
Regelparameter eingestellt.

B

Die Navigation und Suche in den
Menüs sowie die Auswahl des
gewünschten Menüpunkts erfolgt
mithilfe des Einradnavigators (B).

Seite 23 – 25 23

Empfohlene Applikationen

Empfohlene Lösungen
für die wichtigsten Typen von Fernwärmesystemen

Applikations-Auswahl24

Orientierungshilfe

empfohlener Applikationen

und ihre Alternativen

Applikations-Auswahl

Niedertemperatursystem: T ≥ 60 °C
(

) = nur bei PN 10 bar

•

PN 10 bar/T ≤ 90 °C

PN 10 bar & 16 bar/T ≤ 110 °C

PN 16 bar/T ≥ 110 °C

PN 25 bar/T ≥ 110 °C

Systemeigenschaften

Applikationskategorie

Von Danfoss empfohlene Systeme

Applikationstyp

Systemindex

Einfamilienhäuser

• • • (•)

• • • •

• • •

• • •

TWW-

Applikation

TWW­Applikation
(Durchfluss­prinzip)

0.1 1.0 1.1 2.1

HE-

Applikation

Indirekt an
geschlossene
Raumheizung

-

Kombinierte HE- & TWW-

Applikationen

Direkt und
indirekt an­geschlossene
Raumhei­zung sowie
Trinkwasser­erwärmung
im Durchfluss­prinzip

Direkt ange­schlossene
Raumheizung
mit Mischkreis
und Trinkwas­sererwärmung
im Durchfluss­prinzip

• • (•) • (•)

• • • • •

• • • •

• • • •

• • • •

TWW-

Applikation

TWW­Applikation
(Durchfluss­prinzip)

0.1

Applikations-Auswahl 25

Bei der Auswahl der Applikation müssen unbedingt die Parameter des
Fernwärmenetzes bekannt sein, an das die Applikation angeschlossen
werden soll. Anhand dieser Netzparameter lässt sich aus der Applikations­Auswahltabelle leicht ersehen, welche Applikationen für das fragliche
Fernwärmenetz geeignet sind.

Analog zur Tabelle mit den Applikationstypen lässt sich auch in der Applikations­Auswahltabelle an den Farbmarkierungen erkennen, welche Lösungen von
Danfoss empfohlen werden. Die Applikations-Auswahltabelle dient Ihnen als
Orientierungshilfe bei der Auswahl der besten Applikationen für die jeweiligen
Bedingungen.

Zum Beispiel: Die von Danfoss empfohlene Lösung für ein zu Heizungszwecken

und zur TWW-Bereitung an ein Fernwärmenetz mit einer Vorlauftemperatur von
90°C und mit einem Nenndruck (PN) von 16 bar angeschlossenes
Einfamilienhaus ist die Applikation 1.1.

Mehrfamilienhäuser

Applikation

Indirekt
angeschlossene
Raumheizung

Zentrale Systeme Systeme mit Wohnungsstationen

• • (•)

• • •

• •

• •

• •

HE-

Direkt ange­schlossene
Raumheizung
mit Mischkreis

Kombinierte HE- & TWW-

Indirekt an­geschlossene
Raumheizung
und Trinkwas­sererwärmung
im Durchfluss­prinzip

Applikationen

Direkt ange­schlossene
Raumheizung
mit Mischkreis
und Trinkwas­sererwärmung
im Durchfluss­prinzip

Indirekt an­geschlossene
zweistufige
Heizung und
Trinkwasse­rerwärmung
im Durchfluss­prinzip

Zentralversorgung der Wohnungsstation

(für HE- & TWW-Versorgung mittels

Wohnungsstationen)

Indirekt an­geschlossene
Applikation
zur Versor­gung von
Wohnungs­stationen

Indirekt an­geschlossene
Applikation
mit Pufferspei­cher zur Ver­sorgung von
Wohnungs­stationen

Direkt ange­schlossene
Applikation
mit Mischkreis
zur Versor­gung von
Wohnungs­stationen

1.0 2.0 1.1 2.1 1.1.1 1.F 2.F 3.F

Von Danfoss empfohlene Applikation

Primäre Alternative zu der von Danfoss empfohlenen Applikation

nur für PN = 10 bar

(•)

Seite 27 – 33

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.1 1.0 1.F 1.1 1.2 1.3 1.1.1 S.1.2 S.1.3

0.2 2.0 2.F 2.1 2.2 2.3 1.1.2

0.3 3.0 3.F 3.1 3.2 3.3

27

Übersicht

1. Anwendungen der
Trinkwassererwärmung

Die meisten Fernwärmenetze werden als geschlossene Systeme
betrieben, die eine eziente Methode zur Erwärmung des
Trinkwassers erfordern.

Heutzutage wird das Trinkwarmwasser entweder bei
konkretem Bedarf im Durchussprinzip mit einem
Wärmeübertrager in der Nähe der Entnahmestelle bereitet
oder durch Reduzierung des
Wärmeübertrager erwärmt und gebrauchsfertig
Ladespeicher bevorratet.

0.1

Trinkwassererwärmung im Durchussprinzip

Volumenstroms per

in einem

0.2 Trinkwassererwärmung mittels Speicherladesystem

0.3

Trinkwassererwärmung mittels SWE (Registerspeicher)

1. 0.1 Applikation 0.1

TWW-Applikation (Durchussprinzip)

TWW-Applikation
zum Anschluss an ein FW-Netz.

Die Trinkwassererwärmung im
Durchflussprinzip erfolgt normalerweise
mit einer Heizungsapplikation kombiniert

Funktionsprinzip

Das Trinkwasser wird über einen
Wärmeübertrager erwärmt. Durch
diesen Wärmeübertrager sind TWW
und FW-Wasser physisch voneinander
getrennt.

Die Applikation kann eine unbegrenzte
Menge an Warmwasser bei konstanter
Temperatur liefern. Dieses TWW wird bei
Bedarf in der Nähe der Zapfstelle bereitet,
wodurch das Risiko der Vermehrung von
Legionellen oder anderen Bakterien
reduziert wird.

Je nach dem gewünschten TWW-Komfort
und dem verwendeten TWW-Regler können
der Wärmeübertrager und der Vorlauf
warm oder kalt gehalten werden.

1

*

1

*

Anwendungsabhängig auch als Kombiventil möglich

Anwendungsbereiche:

Einfamilienhäuser
Mehrfamilienhäuser
Gewerbebauten

Typen von FW-Systemen:

PN 10 & 16 bar T ≤ 60 °C
PN 10 bar T ≤ 90 °C
PN 10 & 16 bar T ≤ 110 °C
PN 16 bar T ≤ 110 °C
PN 25 bar T ≤ 110 °C

Typische Märkte:

Nahezu alle Märkte

Von Danfoss empfohlene
Applikation 29

Regelungsoptionen

Elektronische Regelung

Die elektronische Regelung der TWW-Bereitung lässt sich mit unterschiedlichen
Funktionen konfigurieren.

Selbsttätige Regelung

Die selbsttätige Regelung lässt sich durch Temperatur-, Durchfluss- oder
Differenzdruckregelung bzw. durch eine Kombination dieser Regelungsarten erzielen.

Generell gilt, dass der elektronische Regler in größeren TWW-Systemen zum Einsatz
kommt, während selbsttätige Regler in den TWW-Systemen von Einfamilienhäusern
oder Wohnungen verwendet werden.

In Systemen mit selbsttätigen Reglern wird üblicherweise eine Kombination aus
Durchfluss- und Temperaturreglern eingesetzt.

Je nach den Anforderungen kann der Wärmeübertrager und/oder der Vorlauf warm oder
kalt gehalten werden.

Beispiel für eine elektronische Regelung

*

Istanbul (Türkei): Mehrfamilienhäuser und
Gewerbebauten mit TWW-Bereitung per
Durchflusserwärmung

1

1

*

Anwendungsabhängig auch als Kombiventil möglich

Beispiel für selbsttätige Regelungen

1. 0.1 TWW-Durchusssystem

Wesentliche Vorteile der Applikation

Niedrige Gesamtsystemkosten

Kürzere Auslegungs- und Planungszeiten für Planer

Reduzierte Wartungskosten

Kompaktes und hocheffizientes System

Niedrige Rücklauftemperatur und geringer Wärmeverlust in der Station

Eignung für Niedertemperatursysteme

Geringerer Platzbedarf im Vergleich zu den alternativen Applikationen

Unbegrenzte TWW-Menge – dank bedarfsgerechter Durchflusserwärmung

Minimales Risiko von Bakterienvermehrung

Reduzierte hydraulische Last im Netz für eine Gruppe von Verbrauchern

Empfehlungen

0.1

Applikationstyp

TWW

Durchussprinzip

0.2

TWW

Speicherladesystem

0.3

SWE

(Registerspeicher)

Einsparung von Investitionskosten

Einsparungen bei der Installationszeit

Einsparungen beim Platzbedarf

Einsparungen bei Service-/Wartungsarbeiten

Energieezienz

Sicherer Systembetrieb

Verbraucherkomfort

• • • • • •

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