Tichelmann-System – was ist das und wie funktioniert es in der Hydraulik?

Das Tichelmann-System trägt einen Namen, der ziemlich geheimnisvoll und fachspezifisch klingt, obwohl es in der Praxis eine recht einfache Lösung beschreibt, die auch in einfachen Heizungsanlagen häufig zum Einsatz kommt. Im heutigen Beitrag eine kurze Erklärung:

• Was ist das Tichelmann-System und was bedeutet es?
• Woher stammt sein Name?
• Wo wird es eingesetzt und welchen Nutzen bringt seine Anwendung?

Viel Spaß beim Lesen.

Was ist das Tichelmann-System?

Das Tichelmann-System ist eine Art der Verrohrung einer hydraulischen Anlage, deren Aufgabe es ist, den Durchfluss möglichst gleichmäßig zwischen mehreren parallel arbeitenden Verbrauchern aufzuteilen. Diese Lösung wird vor allem in Heizungs- und Kühlanlagen eingesetzt, besonders dort, wo an einen Kreislauf mehrere Geräte mit ähnlichen Parametern angeschlossen sind. Theoretisch - eine einfache Verteilung des Mediums. In Wirklichkeit - damit es sich um ein klassisches Tichelmann-System handelt - sollte die Verteilung relativ gleichmäßig sein.

Ein charakteristisches Merkmal des Tichelmann-Systems ist die Art der Vorlauf- und Rücklaufführung. Der erste Verbraucher in der Vorlaufleitung ist der letzte in der Rücklaufleitung, während der letzte Verbraucher im Vorlauf zum ersten im Rücklauf wird. Dadurch ist der gesamte Weg, den das Medium durch die einzelnen Zweige der Anlage zurücklegt, annähernd gleich lang. Es entstehen also 2 (oder mehr) Teilsysteme, die sich ähnlich oder sogar identisch zueinander verhalten.

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Wie funktioniert das Tichelmann-System?

Bei einem herkömmlichen (also nicht „tichelmannschen") Parallelsystem kann das Gerät, das sich am nächsten an der Wärmequelle befindet, sowohl auf der Vorlauf- als auch auf der Rücklaufseite einen kurzen Weg haben. Dadurch können sich die hydraulischen Widerstände der einzelnen Zweige erheblich unterscheiden. Das Heizmedium neigt dann dazu, in größerer Menge durch die Zweige mit geringerem Widerstand zu strömen. Veranschaulicht am Beispiel einer zentralen Heizungsanlage eines Gebäudes - Heizkreise näher an der Wärmequelle werden besser beheizt, während die letzten Räume schwächer versorgt werden können, was zu einer ungleichmäßigen Wärmeabnahme führt.

Beim Tichelmann-System sieht die Situation also anders aus. Der Verbraucher mit dem kürzesten Vorlaufweg erhält den längsten Rücklaufweg. Umgekehrt hat das am weitesten im Vorlauf entfernte Gerät den kürzesten Rücklaufweg. Dadurch lassen sich die hydraulischen Widerstände der einzelnen Kreisläufe einander annähern, und es wird einfacher, gleichmäßigere Durchflüsse zu erzielen.

Woher stammt der Name - Tichelmann-System?

Wie man leicht erahnen kann, stammt der Name des Systems vom Namen eines Ingenieurs, in diesem Fall des deutschen Fachmanns Albert Tichelmann, der zu Beginn des 20. Jahrhunderts diese Art der Verlegung von Heizungsanlagen entwickelte und bekannt machte. In der Fachliteratur findet man diese Lösung auch unter der Bezeichnung „Rücklaufumkehr" (engl. reverse return).

Vorteile des Tichelmann-Systems

Der Hauptvorteil des Tichelmann-Systems ist die Möglichkeit einer natürlichen Selbstregulierung der Anlage. Bei korrekter Dimensionierung der Rohrdurchmesser und dem Einsatz von Verbrauchern mit ähnlichen hydraulischen Widerständen können die Durchflussunterschiede zwischen den einzelnen Zweigen relativ gering sein.

Das bedeutet jedoch nicht, dass das Tichelmann-System die Notwendigkeit eines hydraulischen Abgleichs vollständig überflüssig macht. Der Durchfluss wird nicht nur von der Länge der Leitungen beeinflusst, sondern auch von deren Durchmesser, der Anzahl der Bögen und anderer Formstücke, den verwendeten Ventilen sowie dem Widerstand der Geräte selbst. Das Tichelmann-System sollte daher als eine Methode zur Vereinfachung des hydraulischen Abgleichs der Anlage betrachtet werden, nicht als Garantie für einen identischen Durchfluss in jedem Zweig.

Es handelt sich eher um ein Planungsprinzip. Auch bei seiner Anwendung muss weiterhin auf die allgemeinen hydraulischen Widerstände geachtet werden. Die Anwendung des Prinzips allein eliminiert nicht immer die Notwendigkeit weiterer Maßnahmen, wie z. B. des Einsatzes hydraulischer Weichen, die das System zusätzlich trennen, oder von Wärmetauschern, die die Pumpenkreise verkürzen.

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Tichelmann-System und Wärmetauscher

Eine interessante Anwendung des Tichelmann-Systems ist die parallele Verbindung mehrerer Wärmetauscher. Das kann in Anlagen nützlich sein, die eine größere Wärmeübertragungsleistung erfordern, die aus verschiedenen Gründen nicht von einem einzigen Wärmetauscher erbracht werden kann.

Zum Beispiel können zwei oder mehr Plattenwärmetauscher parallel arbeiten. Um ihre Austauschfläche möglichst gleichmäßig zu nutzen, muss auf eine entsprechende Aufteilung des Durchflusses zwischen den Geräten geachtet werden. Erhält ein Wärmetauscher einen deutlich größeren Durchfluss als die anderen, kann das gesamte System nicht gemäß den Planungsvorgaben arbeiten.

Die Anwendung einer Verbindung nach dem Tichelmann-Prinzip hilft, die Widerstände der einzelnen Zweige auszugleichen. Der erste an den Vorlauf angeschlossene Wärmetauscher sollte dann der letzte im Rücklauf sein. Diese Lösung ist besonders sinnvoll, wenn parallel Wärmetauscher desselben Typs mit gleichen oder sehr ähnlichen hydraulischen Parametern arbeiten - und natürlich, wenn die Anforderungen der wärmeabnehmenden Systeme ähnlich sind.

Wo wird das Tichelmann-System noch eingesetzt?

Das Tichelmann-Prinzip beschränkt sich nicht auf Wärmetauscher. Es kann in Anlagen mit mehreren Heizkörpern, Lufterhitzern, Speichern, Solarkollektoren oder anderen parallel arbeitenden Verbrauchern genutzt werden. Sehr häufig wird es auch in mehrstöckigen Gebäuden eingesetzt, besonders bei Fußbodenheizungen, wo mehrere Fußbodenheizkreisverteiler vorhanden sind.

Diese Lösung ist besonders bei größeren Anlagen interessant, bei denen Längenunterschiede der einzelnen Zweige das Erreichen korrekter Durchflüsse erschweren. Man muss jedoch bedenken, dass die Anwendung des Tichelmann-Systems in der Regel mehr Rohrmaterial erfordert als beim einfachsten Parallelsystem. Scheinbar ist es einfach, in der Praxis kann seine korrekte Umsetzung manchmal anspruchsvoll sein.

Lohnt es sich, dieses Prinzip anzuwenden?

Das Tichelmann-System ist ein einfaches und bewährtes hydraulisches Konzept, das die gleichmäßige Verteilung des Mediums zwischen mehreren parallelen Verbrauchern erheblich erleichtern kann. Es bewährt sich besonders gut, wenn die Geräte ähnliche Durchflussanforderungen und ähnliche hydraulische Widerstände haben.

Bei der parallelen Verbindung von Plattenwärmetauschern kann die Anwendung dieses Prinzips helfen, eine gleichmäßigere Auslastung der einzelnen Geräte zu erreichen und dadurch die Möglichkeiten des gesamten Systems besser zu nutzen.

Dagegen ist das Tichelmann-System kein Allheilmittel für alle Probleme hydraulischer Systeme. Es ist eine konkrete Lösung für konkrete Situationen, eine Lösung für konkrete Herausforderungen - und sollte auch nur so betrachtet werden.

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