Innovative Restförderhöhen-Regelung

Integrierte Heizkreispumpen in Gas-Brennwertgeräten

Frank Müller

Marco Griese

Geht es um möglichst sparsamen Brennstoffverbrauch, stehen moderne Gas- Brennwertgeräte auf einem sehr hohen Niveau. Hocheffizient wandeln sie die im Gas enthaltene Energie nahezu vollständig in nutzbare Wärme um. Darüber hinaus ermöglichen zahlreiche Ausstattungsmerkmale dem Fachhandwerker eine einfache, sichere und schnelle Erst-Inbetriebnahme und gewährleisten den zuverlässigen Betrieb auch unter wechselnden Bedingungen. Die selbstkalibrierende Verbrennungsregelung übernimmt automatisch die Anpassung auf die jeweilige Gasart und gleicht Schwankungen der Gasbeschaffenheit aus.
Die Abgas-Längenadaption passt die Geräte selbsttätig an den Widerstand der Abgasleitung an. Eine Assistenzfunktion führt den Monteur durch alle Schritte der Inbetriebnahme und erkennt automatisch alle bauseits angeschlossenen Komponenten. Zusammen mit bewährter Service-Software wird zudem der hydraulische Abgleich automatisiert. Mit der innovativen Restförderhöhen-Regelung ist jetzt ein weiteres Feature hinzugekommen, das den Stromverbrauch senkt und Strömungsgeräusche im Heizkreis unterbindet.

Vorraussetzung ist ein integrierter Volumenstromsensor

Das Verfahren zur Regelung der Restförderhöhe erfordert als technische Voraussetzung einen im Gas-Brennwertgerät integrierten Ultraschall-Volumenstromsensor. Der hochgenaue Sensor misst den Heizwasservolumenstrom, der durch den Wärmetauscher fließt. In Verbindung mit einem intelligenten Regelalgorithmus ermöglicht dieser Volumenstromsensor den Verzicht auf ein Überströmventil, so dass die interne Umwälzpumpe mit niedrigerer Drehzahl laufen kann und die Rücklauftemperatur nicht unnötig angehoben wird. Dies führt zu einer Effizienzsteigerung der Geräte und eröffnet weiterhin die Möglichkeit einer neuen Methode zur Pumpenansteuerung. Diese neue Methode erlaubt die bedarfsgerechte Versorgung eines direkten Heizkreises ohne zusätzliche Sensorik. Es wird lediglich der Volumenstromsensor verwendet. Auch ohne den Einsatz eines Differenzdruckreglers ist es möglich, den Heizkreis mit einem einstellbaren Differenzdruck zu versorgen.

Verhalten herkömmlicher witterungsgeführter Pumpen ohne Restförderungsregelung

Die interne Umwälzpumpe des Brennwertgerätes liefert eine Druckdifferenz, die als Förderhöhe bezeichnet wird. Durch die interne Hydraulik, insbesondere durch den Wärmetauscher, entsteht innerhalb des Wärmeerzeugers ein hydraulischer Widerstand, der einen Druckverlust verursacht. Die Druckdifferenz, die außerhalb des Wärmeerzeugers zwischen Vorlauf und Rücklauf anliegt, wird als Restförderhöhe bezeichnet. Ein direkt angeschlossener Heizkreis wird durch die interne Umwälzpumpe hydraulisch versorgt, das heißt, dem Heizkreis steht in diesem Fall die Restförderhöhe zur Verfügung. In der Standardausführung werden die Pumpen witterungsgeführt angesteuert, die Bestimmung der Pumpenansteuerung erfolgt hierbei in Abhängigkeit der Außentemperatur.
Bei konstanter Außentemperatur bleibt die Pumpenansteuerung (und somit die Pumpendrehzahl) konstant, unabhängig vom angeforderten Volumenstrom der Heizungsanlage. Damit sinkt die Restförderhöhe bei ansteigendem Volumenstrom. Beim hydraulischen Abgleich der Heizungsanlage muss also die maximale Pumpenansteuerung so eingestellt werden, dass die errechnete Restförderhöhe im Auslegungszustand anliegt, d. h. wenn in allen Heizkörpern die erforderlichen Volumenströme fließen. Bei geringerer Volumenstromanforderung liegt dann – aufgrund der Charakteristik der Pumpen – eine größere Restförderhöhe an, was zu Strömungsgeräuschen an den Thermostatventilen führen kann. Mit der neuen Restförderhöhen-Regelung wird dagegen bei einem direkt angeschlossenen Heizkreis die Pumpe so geregelt, dass die Restförderhöhe immer der Anforderung des Heizkreises entspricht. Dabei kommt das Verfahren ohne zusätzliche Sensorik aus, es verwendet nur den integrierten Volumenstromsensor.