Unterdimensionierung eines Wärmetauschers – was bedeutet das in der Praxis?

Ein zu kleiner Wärmetauscher?

Unterdimensionierung bezeichnet die Verwendung eines Wärmetauschers mit geringerer Leistung als von der Installation gefordert. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich um die Anwendung eines Wärmetauschers, der so wenig leistungsfähig ist, dass er nicht in der Lage ist, die erforderliche Menge an Wärme von der Heizseite, also vom Heizkreislauf, auf die Installationsseite zu übertragen (wo wir Wärmeabnehmer haben - Heizkörper oder Fußbodenheizung).

Ist dieses Phänomen gefährlich für die Installation? ❌ Nicht immer, aber manchmal kann es sein.

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Welche Auswirkungen hat die Unterdimensionierung eines Wärmetauschers in der Praxis?

Unterheiztes Haus oder Wohnung.
Angenommen, wir haben einen Heizkessel (oder eine andere Wärmequelle) mit einer Leistung von 20 kW (weil genau das der Planer im Rahmen des Bedarfs für unser Haus oder unsere Wohnung berechnet hat). Wir haben jedoch einen Wärmetauscher verwendet, der tatsächlich nur in der Lage ist, 15 kW auf die Installationsseite zu übertragen. Die Schlussfolgerung ist einfach:

Es werden nicht die erforderlichen 20 kW auf das Haus übertragen, was bedeutet, dass es unterheizt sein wird. Am deutlichsten wird dies während strenger Winterperioden spürbar sein.

Es ist wichtig zu beachten, dass der Wärmetauscher nicht nach der Nennleistung ausgewählt werden sollte (in der Regel wird sie für hohe Temperaturen und Durchflüsse berechnet, während beispielsweise beliebte Festbrennstoff- oder Kohlekessel in der Regel bei niedrigeren Temperaturen arbeiten). Der Wärmetauscher sollte so dimensioniert werden, dass er unter bestimmten Bedingungen für einen bestimmten Kessel die erforderliche Leistung übertragen kann, in unserem Beispiel waren das 20 kW.

✅ Die Tatsache, dass der Wärmetauscher eine Nennleistung von 45 kW hat, bedeutet oft, dass er in der Lage ist, 20 kW bei hoher Temperaturzufuhr (z. B. 90°C) zu erreichen, aber er ist absolut nicht in der Lage, 45 kW Leistung zu erreichen, wenn er von einem Kohlekessel mit einer Arbeitstemperatur von 50-55°C gespeist wird.
Es ist am besten, sich von einem Fachmann oder einem Wärmetauscher-Händler beraten zu lassen.

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Möglichkeit der Verstopfung oder Verschmutzung des Wärmetauschers

Zu kleine Wärmetauscher verstopfen häufiger und einfacher. Ein verstopfter Wärmetauscher ist tatsächlich blockiert und verhindert oder erschwert die Funktion des Heizungssystems erheblich. Ein solcher Wärmetauscher lässt sich nicht immer effektiv reinigen, was oft dazu führt, dass ein neuer Wärmetauscher gekauft werden muss. Bei einem richtig dimensionierten Wärmetauscher kann ebenfalls eine Verstopfung oder Verkalkung auftreten, jedoch zeigt die Erfahrung, dass dies erst nach vielen Jahren geschieht, während bei einem zu kleinen Wärmetauscher dies oft schon nach 1-2 Saisons der Fall ist.

Ein zu schwacher Wärmetauscher - und das Sieden des Wassers im Heizungssystem

Dies ist ein gefährliches Phänomen. Bei einem zu kleinen Wärmetauscher bleibt das Wasser auf der Kesselseite ständig heiß. Da der Wärmetauscher aufgrund seiner geringen Effizienz nicht in der Lage ist, die Temperatur zu entnehmen und auf die Seite der Heizkörper zu übertragen, gelangt heißes Wasser zurück zum Kessel. Glücklicherweise schalten sich heutzutage die meisten Kessel in solchen Situationen ab, aber bei alten Kesseln, die über keinen solchen Mechanismus verfügen, besteht die Gefahr einer Beschädigung der Anlage. Die Erhitzung des Wassers im Heiz- oder Kaminofensystem tritt jedoch auf, wenn der Wärmetauscher deutlich unterdimensioniert ist. Wenn er in einem bestimmten kleinen Bereich unterdimensioniert ist, gelingt es oft, dies zu vermeiden.

Auswahl eines Wärmetauschers, der nicht zu klein dimensioniert ist

In diesem Beitrag konzentrieren wir uns auf das Phänomen der Unterdimensionierung. Ergänzend möchten wir jedoch darauf hinweisen, dass bei der Auswahl eines Plattenwärmetauschers die Plattenfläche in Relation zur Kesselleistung berücksichtigt werden sollte.

Bei Wärmetauschern von Nordic Tec sieht dies bei Heizkesseln wie folgt aus: Für einen 10-kW-Kessel, der im Bereich von 50-60 Grad Celsius arbeitet, wird eine Plattenfläche von etwa 0,3 m² empfohlen. Dieser Wert kann jedoch geringer ausfallen, z. B. 0,25 m² pro 10 kW Kesselleistung, wenn das Heizsystem relativ neu ist und sich in einem modernen Gebäude befindet.

❌ Hinweis: Dieses Diagramm und der Umrechnungsfaktor beziehen sich nicht auf die Auswahl von Plattenwärmetauschern für den Anschluss von Wärmepumpen.

Was sind die Ursachen für die Unterdimensionierung eines Wärmetauschers in der Praxis?

Der häufigste Grund für die Unterdimensionierung von Wärmetauschern ist die alleinige Orientierung am Preis als einzigem Kriterium. Es ist sinnvoll, den Preis des Wärmetauschers mit dem Preis des Kessels, des Kamins, der Installationsausführung usw. zu vergleichen. In solchen Fällen sollte überlegt werden, ob es vernünftig ist, die Installation für Einsparungen von 10 bis hundert 50-60 zu riskieren, da oft ein solcher Preisunterschied den Kauf eines Wärmetauschers mit ausreichender Leistungsreserve ermöglicht.

Ein weiterer häufiger Grund ist die Orientierung an der Nennleistung des Wärmetauschers. Dass die Leistung des Wärmetauschers nominell 285 kW beträgt, bedeutet nicht, dass er in der Lage ist, 110 kW in einer Installation mit einem Kohlekessel bei relativ niedrigen Temperaturen (ca. 50-55 Grad C) zu erreichen. Der Wärmetauscher erreicht die Nennleistung unter industriellen Bedingungen, bei denen die Zufuhrtemperaturen und Durchflussmengen wesentlich höher sind. In einem Kohleofen erreicht er abhängig vom Durchfluss nur etwa 50-60 kW, etwas mehr bei einem Öko-Kohleofen, der in der Regel eine etwas höhere Temperaturleistung aufweist usw. Unkenntnis dieser Regeln, auch oft bei Installateuren, führt häufig dazu, dass in der Praxis ein Problem der Unterdimensionierung auftritt, obwohl wir es absolut ausgeschlossen haben. Der Wärmetauscher sollte nicht nach der Nennleistung, sondern nach der möglichen erreichbaren Leistung für eine bestimmte Wärmequelle ausgewählt werden.

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Aktualisierung: 11-2024