Was sind hydraulische Widerstände in einer Heizungs- oder Warmwasseranlage?

✅ Das Phänomen des hydraulischen Widerstands in einer Wasserinstallation - z.B. Heizung oder Warmwasser

Hydraulische Widerstände sind ein Phänomen, das in hydraulischen, also einfach in Wasserinstallationen auftritt. Es besteht im Druckverlust der Flüssigkeit, die durch verschiedene Elemente des Systems fließt. Hydraulische Widerstände werden durch die "Reibung" der Flüssigkeit an den Rohrwänden sowie durch Richtungsänderungen der Strömung, Verengungen, Ventile, Bögen, Wärmetauscher, Speicher, Filter, Verteiler, Heizungsweichen und andere Geräte verursacht. Mit anderen Worten – die meisten Geräte oder Installationselemente beeinflussen den allmählichen Druckabfall, der durch das Auftreten von hydraulischem Widerstand entsteht.

Hydraulischer Widerstand in der Praxis

In der Praxis bedeutet der hydraulische Widerstand, dass die Umwälzpumpe mit ausreichender Leistung arbeiten muss, um diesen Widerstand zu überwinden und den Fluss des Mediums (meist Wasser oder ein Wasser-Glykol-Gemisch) im gesamten System zu gewährleisten. Andernfalls funktioniert unser Heizsystem nicht mehr effizient, und es kommt zu unterkühlten Stellen.

Hauptquellen des hydraulischen Widerstands

Jedes Element, sogar ein einfaches Rohr, kann einen gewissen hydraulischen Widerstand verursachen. Die wichtigsten Quellen sind jedoch z.B. Verengungen oder spezifische Geräte. Auf sie kann nicht verzichtet werden, wenn unser Heizsystem funktionsfähig sein soll. Hydraulische Widerstände sind ein untrennbarer Begleiter des Wasserflusses. Zu den wichtigsten Quellen gehören:

• Länge und Durchmesser der Rohre,
• innere Rauheit der Leitungen,
• Installationselemente: Ventile, Filter, Verteiler, Wärmetauscher,
• Richtungsänderungen des Flusses (z.B. Bögen, T-Stücke),
• Strömungsgeschwindigkeit.

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Zu hohe hydraulische Widerstände können zu ... führen

Natürlich sollte die Installation so geplant werden, dass unnötige Verengungen vermieden werden, wo sie nicht benötigt werden, aber gleichzeitig sollte kein zu großer, energieintensiver Wasserkreislauf entstehen. Falsch ausgeführte Installationen mit zu vielen Bögen, Richtungsänderungen und Verengungen können sogar zu folgenden Problemen führen:

• Leistungsschwäche der Pumpen,
• verminderte Effizienz des Heiz- oder Kühlsystems,
• Probleme mit gleichmäßiger Beheizung (z.B. bei Fußbodenheizungen).

Hydraulischer Widerstand - Druckabfall und die Auswahl des Wärmetauschers

Ein separates Thema sind die prognostizierten Druckabfälle bei der Auswahl bestimmter Wärmetauscher, insbesondere Plattenwärmetauscher. Hier geht es natürlich um die Prognose der hydraulischen Widerstände für einen bestimmten Wärmetauscher (immer bei einem konkreten Durchflusswert – denn der Widerstand steigt mit zunehmendem Flüssigkeitsdurchfluss). In anspruchsvolleren Systemen werden die Druckabfallprognosen berechnet, um Pumpen auszuwählen – aber in einfacheren Systemen, oft in Einfamilienhäusern, muss man nicht so akribisch vorgehen. Ein solcher Bedarf entsteht bei größeren Objekten.

Grundsätzlich lohnt es sich zu wissen, dass größere hydraulische Widerstände durch zu kleine Wärmetauscher im Verhältnis zur Installation entstehen. Aus diesem Grund ist eine zusätzliche Überdimensionierung der Wärmetauscher eine gute Idee, um eine übermäßige Belastung der Pumpen zu vermeiden.

Probleme mit dem Durchfluss nach der Montage bestimmter Geräte

Manchmal treten nach der Installation einiger zusätzlicher Komponenten im Heizungs- oder Warmwasser­system Probleme mit dem Druck und generell mit dem Durchfluss (oder dessen Ausbleiben) in der Anlage auf. Die Ursache sind dabei natürlich die entstehenden hydraulischen Widerstände – dennoch ist davon auszugehen, dass jedes zum Einsatz zugelassene Gerät diese nicht in einem solchen Ausmaß verursachen sollte, dass das ordnungsgemäße Funktionieren des Systems verhindert wird.

Tritt daher nach der Montage eines Wärmetauschers, eines Schmutzabscheiders, eines Wasserenthärters oder eines anderen beliebigen Geräts dieses unerwünschte Phänomen auf, sollte stets mit der Überprüfung der Flussrichtung begonnen werden. Ein Teil dieser Geräte hat eine eindeutig vorgegebene Durchflussrichtung, und deren Nichtbeachtung führt zu Luftansammlungen oder Verstopfungen in der Anlage. Das Symptom ist eine verminderte Heizleistung im Gebäude.

Einige Geräte, wie die genannten Wärmetauscher, erfordern zudem eine bestimmte Einbaulage – bei einem Plattenwärmetauscher ist dies die vertikale Position. Eine Montage in falscher Lage kann das gesamte System blockieren und dessen Funktionalität sogar um mehrere Dutzend Prozent einschränken. Daher sollte die Behebung solcher Störungen immer mit der Kontrolle der korrekten Montage der zuletzt installierten Komponenten beginnen.

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