Pfeifen, Rauschen, Zischen - welcher Heizungsbauer kennt sie nicht, die lästigen Geräusche in Heizungsanlagen, die dem Kunden wie ein Spuk vorkommen. Häufig werden Thermostatventfle dafür verantwortlich gemacht - allerdings zu Unrecht.

Ursache ist vielmehr ein zu hoher Differenzdruck über dem Thermostatventil. Der Heizkörper wird dabei in Schwingung versetzt und kann als Resonanzkörper wirken. Je nach Bauart verstärkt er die Geräusche. Wie stark diese dann auch in andere Räume übertragen werden, hängt von Material und Ausführung des Rohrnetzes ab.

Das Überströmventil Hydrolux schafft - richtig eingesetzt - schnell Abhilfe bei Geräuschen in der Heizungsanlage

Thermostatventil unter Druck

Bekanntlich werden Heizungsanlagen auf eine Norm-Außentemperatur bei gleichzeitiger Beheizung aller Räume berechnet. Dieser Vollastzustand stellt sich in der Praxis jedoch nur sehr selten ein. Eine Reihe von Einflüssen führt zur Verringerung des Pumpenförderstroms und somit zum Betrieb der Anlage im Teillastbereich. Dazu gehören

• eine höhere mittlere Außentemperatur,
• die Angewohnheit vieler Verbraucher, stets einige Heizkörper abzuschalten,
• sowie die Reaktion einzelner Heizkörperventile auf Fremdwarmeeinflüsse.

Ein zurückgehender Förderstrom bewirkt entsprechend dem Verlauf der Pumpenkennlinie einen Anstieg der Förderhöhe. Zusätzlich verringert sich der Druckverlust im Rohrnetz, so daß es in Teilbereichen der Anlage zu einer Überversorgung und damit zur Überschreitung des zulässigen Differenzdruckes der Thermostatventile kommen kann. Mögliche Folge: Es pfeift, rauscht und zischt.

Um einer Geräuschbildung entgegenzuwirken, ist es daher notwendig, den unerwünscht hohen Anstieg der Förderhöhe zu verhindern. Die einfachste und preiswerteste Möglichkeit ist der Einbau eines Differenzdruck-Überströmventils.

Überströmventil was steckt dahinter?

Betrachtet man die Überströmventile regelungstechnisch, so werden sie als Proportionalregler ohne Hilfsenergie eingestuft. Die Regelgröße ist der Differenzdruck. Auf einer direkt ablesbaren Skala wird der bei Vollast der Heizungsanlage anstehende Differenzdruck eingestellt. Eine eingebaute Feder hält das Überströmventil so lange geschlossen, bis der eingestellte Sollwert erreicht ist. Bei Überschreitung des Sollwertes und weiterem Anstieg des Differenzdruckes öffnet dann das Überströmventil, bis die Auslegungswassermenge erreicht ist.

Dieser notwendige Differenzdruckanstieg, der zum Öffnen des Überströmventils führt, wird als Proportionalbereich (P-Abweichung) bezeichnet. Da sich der eingestellte Sollwert immer um den Betrag der P-Abweichung erhöht, ist es für den optimalen Einsatz eines Überströmventils wichtig, darauf zu achten, daß ein Ventil ausgewählt wird, das einen geringen Proportionalbereich aufweist. Das ist leicht an den flach verlaufenden Kennlinien des Überströmventils zu erkennen.

Hydrolux in der Praxis

Das folgende Beispiel verdeutlicht den Einsatz eines Überströmventils z.B. bei einer Heizungsanlage in einem Dreifamilienhaus. Entsprechend einer angenommenen Heizleistung von 38,4KW ergibt sich bei einer Spreizung von 20K der Volumenstrom mit 1,65m³/h. Die zugehörige Forderhöhe beträgt H=2,0 m. Dieser Betriebszustand stellt sich ein, wenn die Anlage unter Vollast betrieben wird (Punkt A im Kennliniendiagramm). Der Öffnungsdruck des Hydrolux-Überstromventils ist auf 200 mbar (entspr. 2,0 m) eingestellt.

	Betrieb der Anlage ohne Überströmventil Zunächst wird der Kugelhahn in der Bypass-Leitung geschlossen. Die Drosselung der Thermostatventile bewirkt, daß der Volumenstrom reduziert wird, die Forderhöhe der Umwälzpumpe steigt an. Die maximale Förderhöhe (Punkt C im Kennlinien-Diagramm wird erreicht, wenn alle Thermostatventile geschlossen sind. Bereits im Teillastbetrieb besteht die Gefahr, daß die Geräuschgrenze einzelner noch geöffneter Thermostatventile überschritten wird.
	Betrieb der Anlage mit Überströmventil Der Kugelhahn in der Bypass-Leitung wird geöffnet. Unabhängig von der Stellung der Thermostatventile erreicht die Umwälzpumpe ihre maximale Förderhöhe bereits im Punkt B des Kennlinien-Diagramms. Eine Überschreitung der Geräuschgrenze ist nicht möglich.
Anhand der dargestellten Demonstrationsanlage können die Betriebszustände einer Heizungsanlage nachvollzogen werden.	A Betriebspunkt (Offnungspunkt Uberströmventil) B Maximale Förderhöhe mit Überstörnventil C Maximale Forderhöhe ohne Überströmventil (1)    Arbeitsbereich mit Überströmventil (2)     Erweiterter Arbeitsbereich ohne Überströmventil (3)     Geräuschgrenze Thermostatventil

Tips zum Einbau von Überströmventilen

Der Einbau eines Überströmventils ist eine übliche und zugleich preiswerte Möglichkeit, um die Förderhöhe der Umwälzpumpe zu begrenzen. Um eine optimale Funktion zu erreichen, muß man allerdings einige Planungshinweise beachten. Beim Einbau ist zunächst darauf zu achten, daß die Bypass-Leitung strömungsgünstig bzw. druckverlustarm ausgeführt wird. Sie ist möglichst kurz, großzügig dimensioniert und ohne vermeidbare Einzelwiderstände auszuführen, um die Wirkung des Überströmventils nicht nachteilig zu beeinflussen. Als vorteilhaft hat sich die Anordnung des Bypasses als direkte Verbindung zwischen Saug- und Druckseite der Umwälzpumpe herausgestellt.

	Empfehlenswert ist ein Überströmventil immer dann, wenn die maximale Förderhöhe deutlich über dem Auslegungsbetriebspunkt liegt. Dieses ist in den meisten Anlagen der Fall.
	Liegt die maximale Förderhöhe einer Umwälzpumpe unter zwei Metern, ist nicht zu befürchten, daß die Förderhöhe über den zulässigen Differenzdruck der Thermostatventile ansteigt. Ein Überströmventil ist hier also nicht erforderlich, es sei denn, der Wärmeerzeuger erfordert eine Mindest-Umlaufwassermenge.
	Bei Urnwälzpumpen mit flacher Kennline kommt es nur zu einem geringen Anstieg der Förderhöhe. Ist die Differenz zwischen dem Auslegungsbetriebspunkt und der maximalen Förderhöhe kleiner als der Proportionalbereich des Überströmventils, dann ist eine Begrenzung der Förderhohe durch das Überströmventil nicht möglich.
	Liegt der Auslegungspunkt nahe dem Punkt der maximalen Förderhöhe, sind Maßnahmen zur Förderhöhenbegrenzung fast wirkungslos.
	Bei der Auswahl eines Überströmventils ist gemäß den Herstellerangaben zu beachten, daß die Nennweite nicht zu klein gewählt wird. Denn: Zu klein dimensionierte Ventile öffnen bereits bei einem Teilvolumenstrom vollständig. Steigt der durch das Überströmventil geleitete Volumenstrom weiter an, so verhäsich das Ventil wie ein hydraulischer Fest widerstand. Es kommt zu einem Anstieg der Förderhöhe, der weit über dem Sollwert liegt.