Heizkreislauf

Eine moderne Heizung ist eine komplexe Anlage, die aus mehreren Komponenten besteht. Die Heizungsanlage dient dazu, Wärme zu erzeugen und diese in den gewünschten Räumen zu verteilen. Damit dies funktioniert, ist ein sogenannter Heizkreislauf (auch Heizungskreislauf oder Heizkreis) notwendig. Zum normalen Schema eines Heizkreislaufs gehören Wärmeerzeuger, Sicherheitstechnik, Pumpen, Rohrleitungen, Wärmeverteiler und Heizungsregelung. Die Heizkreisregelung sorgt dafür, dass der Heizkreis bedarfsgerecht funktioniert und nicht mehr Energie verbraucht als benötigt.

In unserem Ratgeber zum Heizkreislauf erklären wir Ihnen den Aufbau, welche Komponenten wofür zuständig sind und wie eine Heizung mit 2 Heizkreisen funktioniert!

Wärmeerzeugung im Heizkessel

Die Wärmeerzeugung des Heizkreises findet im Heizkessel statt. Somit ist der Heizkessel ein zentraler Bestandteil des Kreislaufs. Der Kessel befindet sich meist im Keller eines Hauses oder in der Heizungszentrale des Wärmelieferanten, sofern man Fernwärme bezieht. Wärme kann im Heizkessel erzeugt werden, indem man Brennstoffe verfeuert. Zu den Brennstoffen, die im Kessel verfeuert werden, zählen:

• Fossile Brennstoffe (z. B. Erdöl, Erdgas, Steinkohle)
• Nachwachsende Brennstoffe (z. B. Holz, Pelletheizung, Biomasse)
• Bei Fernwärme Müll in Müllverbrennungsanlagen ​

Wärme kann im Heizkreislauf allerdings nicht nur durch Brennstoffe bezogen werden. Auch Solarwärme, Erdwärme oder Wärme aus der Umgebungsluft können im Heizkreis zum Einsatz kommen, wenn man eine Photovoltaik-Anlage oder Wärmepumpe betreibt. In modernen Heizungsanlagen erfolgt die Wärmeerzeugung sogar aus einer Kombination der Brennstoffe und emissionsfreier Energieträger. Zum Speichern der Wärme wird aber beispielsweise ein Pufferspeicher benötigt. Entspricht die Temperatur des Wassers im Speicher nicht der Vorgabe, heizt der Kessel das Wasser zunächst auf die gewünschte Temperatur, bevor dieses im Heizkreis weitergeleitet wird.

Der Aufbau eines Heizkreislaufs – Komponenten der Heizungsanlage  

Um die Wärme vom Heizkessel, der Solaranlage oder Wärmepumpe an die Heizkörper im Haus zu transportieren, werden aufgeheizte Wärmeträger genutzt. Diese werden über Rohrleitungen im Heizkreis verteilt. Für den Wärmetransport in Heizungsrohren wird meistens Wasser verwendet, wobei in wenigen Fällen auch Luft zum Einsatz kommt. Heizwasser ist besonders aufgrund der hohen Wärmekapazität – die viermal höher ist als bei Luft – beliebt. Zudem ist Heizungswasser vergleichsweise günstig. Neben dem System zum Transport des Heizwassers gehören zudem Umwälzpumpe, Ventile und Heizkörper zu den elementaren Bestandteilen eines Heizungskreislauf-Schema.

Wärmetransport durch Rohrleitungen

Das Heizungswasser wird über Rohrleitungen vom Wärmeerzeuger zu allen Heizflächen im Haus transportiert. Dort angelangt, geben die Heizkörper Wärme an die Räume ab, bevor das Heizwasser über die Rohre – mit geringerer Temperatur – wieder zurück zum Heizkessel fließt. Der Rohrabschnitt des Heizkreises zwischen Kessel und Heizkörper wird als Vorlauf bezeichnet. Die Temperatur, die das Wasser auf dieser Strecke hat, wird dementsprechend Vorlauftemperatur genannt. Die Strecke des Heizungskreislauf vom Heizkörper zurück zum Kessel nennt man Rücklauf. Die kältere Temperatur des Wassers im Rücklauf heißt daher Rücklauftemperatur. Der Weg, den das Heizungswasser vor allem im Vorlauf, aber auch im Rücklauf zurücklegt, sollte möglichst kurz sein. Ebenfalls ist es wichtig, dass die Heizungsrohre gut isoliert und gedämmt sind. Beide Punkte sorgen dafür, dass möglichst wenig Energie im Vor- und Rücklauf verloren geht. Wäre dies nicht der Fall, könnte mit der Heizung nicht effizient geheizt werden.

Umwälzpumpe – Der Wasser-Verteiler im Heizungskreislauf 

Damit das Warmwasser tatsächlich durch den Vorlauf und Rücklauf des Heizungskreislaufs strömt, ist eine Umwälzpumpe notwendig. Die Heizkreislaufpumpe wird meist in der Nähe des Kessels oder an einer zentralen Stelle des Kreislaufs montiert, damit das Wasser problemlos durch die gesamte Anlage gedrückt werden kann. Bei zwei oder mehreren Heizkreisen in einem Haus sind in der Regel auch mehrere Pumpen erforderlich. Die Heizungspumpen gibt es in vielen verschiedenen Ausführungen, wobei die Hocheffizienzpumpe immer beliebter wird. Die Pumpe wird über Strom betrieben und ist in der Lage, das Heizungswasser bedarfsgerecht zu verteilen. Dadurch muss die Pumpe nicht immer auf voller Leistung laufen, so können Energie und Kosten gespart werden.

Ausdehnungsgefäße und Ventile sorgen für Sicherheit im Heizkreislauf

Die Anbringung von Ausdehnungsgefäßen im Heizkreislauf ist vorgeschrieben und stellt somit einen wichtigen Bestandteil im Aufbau der Heizungsanlage dar. Temperaturveränderung von Wasser führen ebenfalls zu Druckveränderungen. Wird Wasser im Heizkessel erwärmt, steigt auch der Druck im Heizungskreislauf. Die Ausdehnungsgefäße nehmen diesen Druckanstieg auf und sorgen in der Anlage für gleichbleibende Druckverhältnisse. Somit ist ein Anstieg des Drucks bis zu einem definierten Wert möglich. Für den Fall, dass dieser Wert überschritten und der Druck in der Heizungsanlage zu groß wird, müssen Sicherheitsventile im Heizkreis angebracht werden. Die Ventile sorgen dafür, dass Heizungswasser aus der Anlage abgelassen wird, wenn der Druck zu stark wird. Ohne die Ventile könnten bei zu hohem Druck erhebliche Schäden an der Heizungsanlage auftreten.

Wärmeverteilung in den Räumen mit Heizkörpern

Die Wärmeübertragung in den einzelnen Räumen erfolgt über die Heizflächen in dem jeweiligen Raum. Dies erfolgt entweder durch klassische Rippenheizkörper oder Flächenheizungen (z. B. Fußbodenheizung). Aufgrund ihrer Größe benötigen die klassischen Heizkörper eine hohe Vorlauftemperatur. Im Gegensatz dazu benötigen Fußbodenheizungen dank ihrer größeren Abgabefläche deutlich geringere Vorlauftemperaturen für denselben Heizeffekt. Die Fußbodenheizung arbeitet also effizienter und spart Energie. Wie hoch die Wärmeabgabe durch die Heizkörper sein soll, kann mit Hilfe von Thermostatventilen oder speziellen Regelungen für Flächenheizungen festgelegt werden. Jedes dieser Ventile zur Regelung stellt dabei eine Öffnung im geschlossenen Heizkreislauf dar. Durch die Eingabe der gewünschten Temperatur regelt man die Größe der Öffnung. Je kleiner die Öffnung ist, desto weniger Wärme gibt die Heizung an den Raum ab.

Zwei oder mehrere Heizkreise bei Fußbodenheizung und klassischem Heizkörper

Nicht selten werden zum Heizen Mischsystem aus Rippenheizkörpern und Flächenheizungen genutzt. Vor allem in Altbauten, ist dies häufiger der Fall, dass nachträglich eine Fußbodenheizung eingebaut wurde.

Da die beiden Heizungsanlagen unterschiedliche Vorlauftemperaturen und Anlaufzeiten bei der Wärmeverteilung benötigen, sind getrennte Heizkreisläufe notwendig. Der Heizkessel erhitzt das Heizungswasser dabei immer auf die höhere Temperatur. Spezielle Armaturen regulieren bei Bedarf dann die Vorlauftemperatur für die Fußbodenheizung runter, z. B. durch das Hinzumischen von kälterem Wasser aus dem Rücklauf.

Üblicherweise gibt es bei Flächenheizungen auch mehrere Heizkreise – für jeden Raum einen. Ein Heizkreisverteiler steuert diese dann getrennt an und regelt die Wärme für jeden Raum einzeln. Auch bei Fernwärme können mehrere Heizkreise zum Einsatz kommen, wenn die Wohnungsstation die Wärme in hydraulisch getrennte Heizkreisläufe einspeist. Dies tritt vor allem bei der Versorgung von Mehrfamilienhäusern oder Wohnhochhäuser auf. Vorteil dabei ist, dass sich durch den Wärmemengenzähler die Wärmemenge für jeden Heizkreis einzeln abrechnen lässt.

Optimale Funktion der Heizungsanlage mit hydraulischem Abgleich

Die Heizungsanlage arbeitet effizient und zuverlässig, wenn der gleiche Druckverlust im gesamten System überwunden werden muss. Ansonsten werden manche Räume zu stark beheizt und andere zu wenig. Mit einem hydraulischen Abgleich wird dafür gesorgt, dass dies nicht passiert. Durch einen Fachbetrieb wird hierbei jeder Fließweg im gesamten Heizkreislauf genau betrachtet und eingestellt, sodass der Druck in der Anlage optimal verteilt ist. Dadurch kann ihre Heizung die Wärme im ganzen Haus optimal verteilen und die Energiekosten möglichst geringhalten.