Überdimensionierung des Wärmetauschers – wozu?

Die Überdimensionierung eines Wärmetauschers, Plattenwärmetauschers oder Wärmeübertragers bedeutet einfach, dass ein Modell mit einer höheren Leistung in der Installation installiert wird, als mathematisch von unserer Installation gefordert wird.

Sollte man einen Wärmetauscher mit Reserve dimensionieren?

✅ ...Größerer Wärmetauscher= teurerer Wärmetauscher - Ist es sinnvoll, ein Gerät zu überdimensionieren?

Ein ordnungsgemäß dimensioniertes hydraulisches Gerät muss fast immer über eine zusätzliche Leistungsreserve verfügen - auch bei einem Wärmetauscher, obwohl es natürlich vernünftige Grenzen für die Überdimensionierung gibt, die nicht überschritten werden sollten.

Ein Wärmetauscher ist ein Gerät, das wie jedes andere im Laufe der Zeit verschleißt. In einer Hydraulikanlage ist er unterschiedlichen Temperaturen und Drücken ausgesetzt und kommt vor allem mit Medien in Kontakt, die mit der Zeit zu Verkalkung führen (das Phänomen der Kesselsteinbildung und dessen Auswirkungen auf hydraulische Geräte, einschließlich Wärmetauscher, haben wir in einem anderen Artikel beschrieben). Die Effizienz eines Plattenwärmetauschers (oder eines Modells einer anderen Bauart) wird maßgeblich durch die sogenannte Wärmeübertragungsfläche bestimmt, die sich verringert, sobald sie mit Kalk bedeckt ist. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich dabei um die gesamte Fläche der Platten des Wärmetauschers, beziehungsweise um die gesamte Fläche, die am Wärmeübergang beteiligt ist – bei anderen Bauarten, z. B. Rohrwärmetauschern.

✅ Verkalkte Teile der Stahlplatten übertragen leider keine oder kaum noch Wärme zwischen den Medien – was bedeutet, dass die Effizienz des Wärmetauschers von Saison zu Saison systematisch abnimmt. Daher ist die Auswahl eines Geräts „auf den Punkt“ manchmal nur eine Lösung für 1-2 Saisons.

Danach beginnt das Problem mit der Verkalkung, der Wärmetauscher verliert an tatsächlicher Effizienz und wird de facto zu einem Gerät, das nicht mehr in der Lage ist, die volle Wärmeleistung zu übertragen.

Symptome eines Rückgangs der Wärmeübertragungseffizienz

Ein Rückgang der Wärmeübertragungseffizienz macht sich zunächst durch kühlere Heizkörper und eine wärmere Rücklaufleitung zum Kessel bemerkbar – im Vergleich zur ersten Heizsaison. Dies führt auch zu einem allmählichen Anstieg des Brennstoffverbrauchs durch das Heizgerät, was wiederum die Heizkosten erhöht.

Um eine solche Situation zu vermeiden, ist es sinnvoll, einen überdimensionierten Wärmetauscher einzusetzen. Die zusätzliche Leistung sorgt dafür, dass selbst nach mehreren Jahren kein spürbarer Rückgang der Heizleistung auftritt.

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• BLOG: Anleitung und Tipps zum Anschluss eines Plattenwärmetauschers

Oder statt den Wärmetauscher zu überdimensionieren – lieber auf die Hygiene der Anlage achten?

Gibt es Möglichkeiten, die Bildung von Kalk zu verhindern? Zum großen Teil ja (z. B. durch die Installation von Wasserenthärtern), aber vollständig vermeiden lässt sich der Prozess nicht. Auf dem Markt gibt es spezielle Entkalkungsmittel für Anlagen und die damit verbundenen Geräte. Die Hygiene der Anlage oder das Reinigen von Wärmetauschern ist äußerst wichtig und wird von jedem Hersteller hydraulischer Geräte empfohlen – allerdings hat jeder Wärmetauscher eine begrenzte Lebensdauer, die nicht unendlich ist.

Hinzu kommt, dass Ablagerungen, die den Wärmeübergang behindern, nicht nur aus Kesselstein bestehen – oft handelt es sich auch um andere organische Verunreinigungen aus der Anlage, was besonders auf offene Systeme zutrifft. Geschlossene Systeme haben objektiv betrachtet eine viel geringere Anfälligkeit für Verschmutzungen und Ablagerungen als Systeme, bei denen Wasser in einem Überlauf-Ausdehnungsgefäß mit Luft in Kontakt kommt.

✅ Überdimensionierte Wärmetauscher können 10–15 Heizsaisons halten, während Geräte, die genau passend dimensioniert sind, in der Regel nur 2–4 Saisons funktionieren.

Kann die Überdimensionierung eines Wärmetauschers schädlich sein? Wo liegen ihre Grenzen?

Die Überdimensionierung eines Wärmetauschers ist unbedenklich, auch in erheblichem Maße. Das Verwenden von deutlich größeren Wärmetauschern als benötigt, ist jedoch mit erheblichen Kosten verbunden, die zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht mehr gerechtfertigt sind. Ein ordnungsgemäß dimensionierter Wärmetauscher ist um 20-50% größer als die benötigte Heizleistung. Dabei achten wir jedoch auf die tatsächlich erreichbaren Leistungen unter den Installationsparametern und nicht auf die Nennleistung, die oft für günstigere Bedingungen als bei häuslichen Installationen berechnet wird. In diesem Fall ist es am besten, Fachleute um Hilfe bei der Auswahl zu bitten. Wenn Sie Hilfe bei der Auswahl eines Wärmetauschers benötigen, nutzen Sie die kostenlose Beratung und kontaktieren Sie uns.

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Wie wählt man einen Wärmetauscher mit der richtigen Überdimensionierung aus?

Die Frage, wie man einen Wärmetauscher auswählt, der ausreichend überdimensioniert ist und in unserer Heizungsanlage 10–15 Saisons halten soll, ist leider individuell zu beantworten und muss im Kontext der jeweiligen Heizungsanlage betrachtet werden.

Am besten orientiert man sich an der Wärmeübertragungsfläche (der Plattenfläche des Wärmetauschers) und nicht an der Nennleistung des Wärmetauschers, die oft für selten vorkommende, industrielle Parameter berechnet wird. Dies ist eine allgemeine Marktstrategie.

Die Firma Nordic Tec bietet ein praktisches Vorgehen an, indem sie Umrechnungstabellen bereitstellt – also Informationen darüber, wie groß die Plattenfläche des Wärmetauschers für eine bestimmte Kesselleistung sein sollte.

✅ Üblicherweise liegt dieser Wert bei 0,25–0,3 Quadratmetern Plattenfläche pro 10 kW Kesselleistung. Diese Umrechnung berücksichtigt bereits die gewünschte Überdimensionierung des Geräts. Allerdings sollte man beachten, dass zusätzliche, außergewöhnliche Aspekte der Heizungsanlage naturgemäß nicht in solchen Berechnungen berücksichtigt werden können.

Manchmal ist es notwendig, den Plattenwärmetauscher noch stärker zu überdimensionieren

Natürlich ist nicht jede Anlage gleich, und es gibt Fälle, in denen eine größere Überdimensionierung des Plattenwärmetauschers sinnvoll ist. Beispiele dafür sind:

• Die Wärmequelle ist deutlich vom beheizten Gebäude entfernt, insbesondere bei der Anbindung eines weiteren Gebäudes.
• Eine der Seiten der Anlage enthält Glykol.
• Die Anlage ist sehr alt.
• Es handelt sich um ein altes Gebäude.
• Die Anlage ist nicht modernisiert und potenziell wenig effizient.

Umrechnungstabellen für die Überdimensionierung von Wärmetauschern für Kamine und Wärmepumpen

Ähnliche Umrechnungstabellen wie bei der Auswahl eines Wärmetauschers für Heizkessel werden auch bei der Auswahl eines Wärmetauschers für wasserführende Kamine verwendet. Diese sind auch mathematisch vergleichbar.

✅☑️ Allerdings werden deutlich größere Umrechnungstabellen für die Plattenfläche verwendet, wenn Wärmepumpen an Heizsysteme angeschlossen werden. Gerade Anlagen mit Wärmepumpen erfordern die größte Überdimensionierung des Wärmetauschers. Je niedriger die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe sein soll, desto größer sollte die Plattenfläche des Wärmetauschers gewählt werden. Einfach gesagt: Die größten Wärmetauscher pro 10 Kilowatt Leistung werden für Wärmepumpen in Niedertemperatursystemen mit Fußbodenheizung eingesetzt.

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Aktualisierung: 11-2024