Häufige Fragen (FAQ)

Hydraulische Weichen

Wozu dient eine Hydraulische Weiche?

Die wesentliche Funktion Hydraulischer Weichen besteht darin, den Kesselkreis und den –oder die- Verbraucherkreise hydraulisch voneinander zu entkoppeln.

Insbesondere wenn die Volumenströme der Wärmeabnehmer und die des Wärmeerzeugers unterschiedlich groß sind, ist der Einsatz Hydraulischer Weichen die optimale Lösung zur Vermeidung hydraulischer Fehlschaltungen. Ebenfalls wird durch den Einsatz einer Hydraulischen Weiche eine gegenseitige Beeinflussung vom Primär-zu Sekundärpumpen oder Regelventilen vermieden.

Wie lässt sich die Funktion einer Hydraulischen Weiche beschreiben?

Die umgewälzten Volumenströme in den Wärmeerzeuger- und Verbraucherkreisen sind, abhängig vom jeweiligen Betriebszustand, in der Regel unterschiedlich.

Für jede Weiche sind somit drei prinzipielle Betriebszustände vorstellbar.

  1. Volumenstrom des Wärmeerzeugers ist gleichgroß wie der Volumenstrom der Verbraucherkreise.

In diesem Fall ist die Hydraulische Weiche in einer neutralen Situation. Der Volumenstrom des Primärkreises VP und der Volumenstrom des Sekundärkreises VS sind gleich groß. Die Temperaturen (T) im Primärkreis entsprechen denen im Sekundärkreis. Die Wärmemenge (Q) ist ebenfalls gleich.

  1. Volumenstrom des Wärmeerzeugers ist größer als der Volumenstrom der Verbraucherkreise.

Dieser Fall tritt besonders häufig bei Systemen mit ungeregelten Kesselkreispumpen auf. Im Teillastbereich fördert die Kesselkreispumpe entschieden mehr Wasser durch den Wärmeerzeuger als die Verbraucherseite benötigt. In diesem Fall wird der benötigte Volumenstrom dem Rücklaufwasser der Verbraucherkreise über die hydraulische Weiche aus dem Vorlauf des Wärmeerzeugers beigemischt.

  1. Volumenstrom des Wärmeerzeugers ist kleiner als der der Verbraucherkreise

Der Fall, dass der Verbraucher mehr Wasser benötigt, als der Erzeugerkreis zur Verfügung stellt, ist eine Situation, die beispielsweise regelmäßig während

des morgendlichen Anheizens auftritt. Die hydraulische Weiche gleicht die Kreisläufe aus, indem Rücklaufwasser aus den Verbraucherkreisen dem Vorlaufwasser aus dem Primärkreis zugemischt wird. Hydraulische Probleme können so unterbunden werden und es wird sichergestellt, dass sich alle Verbraucher gleichmäßig aufheizen.

Ebenfalls tritt der genannte Betriebszustand regelmäßig nach der der Sanierung von Altanlagen auf. Die heute am Markt erhältlichen Wärmeerzeuger der neuen Heizkesselgeneration haben nur einen sehr geringen Wasserinhalt. Innerhalb weniger Minuten würde der Kessel ohne Wärmeabnahme den Einstellwert erreichen. Nur der Einbau einer hydraulischen Weiche kann unter diesen Umständen ein „Takten“ des Wärmeerzeugers vermeiden.

Durch die Teilmischung unterschiedlich temperierter Volumenströme ist der Einsatz der Hydraulischen Weiche in den Betriebszuständen 2 und 3 selbstverständlich nicht temperaturneutral. Ist der momentane Volumenstrom der Umwälzpumpen auf der Verbraucherseite größer als im Wärmeerzeugerkreis, wird dem Vorlaufwasser der Verbraucherseite eine Teilmenge des eigenen Rücklaufs beigemischt. Hierdurch sinkt die Vorlauftemperatur der Verbraucherseite. Gleiches gilt im Betriebszustand 2 in umgekehrter Weise.

Wo wird bei einer Hydraulischen Weiche senkrechter Bauart der Vorlauf angeschlossen?

Wird die Hydraulische Weiche in einem Heizungsnetz installiert, so muss der Primär,- und Sekundärvorlauf jeweils oben an der Weiche angeschlossen werden, der Primär,- und Sekundärrücklauf dann konform dazu im unteren Bereich der Weiche.

Dies hat damit zu tun, dass sich bedingt durch den Dichteunterschied das wärmere Wasser im oberen Bereich der Weiche sammelt. Bei in Heizungsanlagen, fälschlicherweise unten angeordneten Vorläufen, kann es durch diesen Dichteunterschied, und das daraus nach oben steigende Warmwasser zu einer ungewollten Rücklauftemperaturanhebung kommen. Ebenfalls sollte darauf geachtet werden, dass Hydraulische Weichen niemals im Kreuzstrom angeschlossen werden, da durch die hierdurch entstehenden Verwirbelungen die Weichenfunktion komplett außer Kraft gesetzt wird.

Kann eine Weiche auch für Pumpenkaltwasser-Systeme verwendet werden?

Ja, aber auch hier ist das wärmere Medium (der Rücklauf) oben anzuschließen. Generell ist darauf zu achten, dass entsprechend den Systemtemperaturen die Dämmung auszuwählen ist. In vielen Fällen ist sie diffusionsundurchlässig auszuführen. Bei abweichenden Dämmungen kann es sonst zu Taupunktunterschreitung und dadurch zu „Schwitzwasserbildung“ kommen.

Dies bedeutet, dass die durchnässte Dämmung ihre Dämmeigenschaften verliert.

Wo ist der Fühler der Regelung anzubringen?

In den meisten Fällen wird die Temperatur am sekundären Vorlauf gemessen, da dieser die Heizkreise versorgt und auch bei zugemischtem Rücklaufwasser die notwendige Energiemenge bereitzustellen hat. So wird sichergestellt, dass nicht die reine Kesselvorlauftemperatur gemessen wird sondern die –im Bypassbetrieb- zur Anlage gehende Mischwassertemperatur aus Kesselvorlauf- und beigemischter Rücklauftemperatur. Dieses ist die gängigste Regelungsart. Allerdings gibt es bestimmte Fälle, in denen ebenfalls die Rücklauftemperatur berücksichtigt werden muss. D.h. im Normalfall Fühler zur Vorlauftemperaturerfassung im Kernstrom zur Anlage, in Sonderfällen sollte die Fühlerposition mit dem Kessel- oder Regelungshersteller abgesprochen werden.

Wofür ist eine Hydraulische Weiche mit sechs Anschlüssen?

Diese Weiche kommt zum Einsatz wenn zwei Heizkessel in eine Heizungsanlage eingebunden werden. Zum einen wird hierdurch eine optimale hydraulische Entkopplung des Kessel- zum Verbraucherkreis gewährleitet, zum anderen wird durch den Einsatz der Weiche sichergestellt, dass jeder Heizkessel immer und in jeder Betriebssituation die ausreichende Wassermenge zur Verfügung gestellt bekommt.

Diese Hydraulische Weiche kann auch in Kombination mit einem Wärmetauscher betrieben werden.

Gibt es Hydraulische Weichen in unterschiedlichen Bauformen?

Am weitesten verbreitet sind Hydraulische „Rund“ und Hydraulische „Kompakt“ Weichen. Diese unterscheiden sich –bei richtiger Auslegung- einzig durch die Form des einsetzten Profilrohres (Rund oder Eckig). Darüber hinaus gibt es die Verteiler- Weichenkombination „HydroFixx“. Sie vereint die Montagefreundlichkeit des Kompaktverteilers und die Funktion einer Hydraulischen Weiche in einem Bauteil und stellt derzeit die einzig betriebssichere Kombinations-Lösung am Markt dar.

Kann der Hydrofixx, wie eine Hydraulische Weiche, in jeder Anlage eingesetzt werden?

Der Hydrofixx kann in nahezu jeder Anlage eingesetzt werden, wo eine hydraulische Weiche zum Tragen kommen soll, wenn beachtet wird, dass die hydraulische Weiche unmittelbar unter dem Verteiler liegt und nicht noch eine zusätzliche Weiche mit installiert wird.

Ist der Einsatz Hydraulischer Weichen heute immer sinnvoll und zeitgemäß?

Wahrscheinlich mehr denn je, zwar wird die Pumpen- und Regelungstechnik immer besser und man hat heutzutage viele Möglichkeiten den hydraulischen Abgleich einer Heizungsanlage vorzunehmen, aber kann man nie hundertprozentig zu jedem Zeitpunkt und in jeder Betriebssituation das Verhalten einschätzen.

Ebenso sind die Wasserinhalte heutiger Kessel teilweise so gering, dass eine Hydraulische Weiche zwingend eingesetzt werden sollte, um ein Takten der Anlage oder gar ein „trocken laufen“ zu vermeiden.

Darf man Hydraulische Weichen waagerecht einbauen?

Die wesentliche Funktion der Hydraulischen Weiche in Heizungsanlagen besteht darin, den Kesselkreis und den Verbraucherkreis hydraulisch voneinander zu entkoppeln. Insbesondere, wenn die Volumenströme der Wärmeerzeuger und der Wärmeabnehmer unterschiedlich groß sind, ist der Einsatz Hydraulischer Weichen die optimale Lösung zur Beseitigung hydraulischer Fehlschaltungen. 

In senkrecht eingebauten Hydraulischen Weichen bildet sich aufgrund des Temperatur- und Dichteunterschiedes eine entsprechende Temperaturschichtung. Dieser Zustand hält solange wie keine –gravierende- Beimischung stattfindet. Diese Situation tritt in Heizungsanlagen quasi nur im Volllastbetrieb auf.

Heutzutage wird beim Einsatz von Brennwertkesseln generell dem Sekundärvorlauf ein Teil des Rücklaufwassers beigemischt wird um die Kesselrücklauftemperatur- zur Ausnutzung des Kondensationseffekts- niedrig zu halten. Daher werden die Hydraulischen Weichen stets im –Bypassbetrieb- wodurch sich keine thermische Schichtung ausbilden kann. Aus diesem Grund ist es heutzutage nicht mehr zwingend erforderlich hydraulische Weichen senkrecht zu positionieren, da dort die Kraftfelder (Auftriebs- und Gravitationskraft) aufgrund der gewollten Beimischung, gegen die Strömungskraft nicht wirken können.

Kann man Hydraulische Weichen überdimensionieren?

Im Normalfall nicht. Ist die Weiche zu klein dimensioniert funktioniert Sie oft nicht, da es aufgrund des zu geringen Volumens- oder der zu hohen Geschwindigkeiten sehr schnell zu Turbulenzen kommen kann.

Zu groß stellt daher kein Problem da die Geschwindigkeiten im inneren dann auf jeden Fall im laminaren Bereich liegen und Turbulenzen vermieden werden. Eine zu große Überdimensionierung führt jedoch zu unnötig hohen und vermeidbaren Kosten.

Wie lege ich eine Hydraulische Weiche aus?

Grundsätzlich ist der größere der beiden (Primär oder Sekundär) Volumenströme bei Volllast zur Auslegung anzusetzen.

Das Ergebnis dieses maximal Volumenstromes bei einer Geschwindigkeit von <0,2m/s definiert die Querschnittsfläche die die Weiche haben darf und daraus lässt sich der Durchmesser ableiten. Die Geschwindigkeiten in den Anschlussstutzen sollten, je nach Rohrleitungsberechnung, um 0,7 bis 1,2 m/s (entsprechend der Größe) liegen. Die Höhe der Weiche definiert sich über den Abstand zwischen Primär und Sekundär Anschlussstutzen dieser sollte min. 2,5 x dem Durchmesser, bzw. im Kleinleistungsbereich 10x der Anschlussnennweite entsprechen.

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