Lernhilfe
Hydraulische Schaltungen
Interaktive Simulation hydraulischer Grundschaltungen in der Heizungstechnik – Durchflüsse, Temperaturen und Leistungen in Echtzeit. Ventile und Pumpen per Schieberegler regeln.
Beimischschaltung
Ein 3-Wege-Mischventil kombiniert heisses Primärwasser (Erzeuger) mit dem kühleren Rücklauf aus dem Verbraucher. Damit wird die Vorlauftemperatur zum Verbraucher geregelt, während die Sekundärpumpe den Durchfluss konstant hält.
- Das 3-Wege-Mischventil vereint heissen Primärvorlauf und kühlen Verbraucher-Rücklauf.
- Die Sekundärpumpe hält den Volumenstrom QV zum Verbraucher konstant.
- Bei Ventilstellung y = 100 % fliesst nur Primärwasser zum Verbraucher (max. Heizleistung).
- Bei y = 0 % zirkuliert nur Rücklauf (Bypass-Betrieb, keine Wärmeübertragung).
- Der Primärdurchfluss QE variiert mit der Ventilstellung: QE = y · QV
QE = y · QV
Q̇ [kW] = QV [m³/h] × 1.163 × ΔT [K]
Umlenkschaltung
Ein 3-Wege-Umlenkventil lenkt einen Teil des Primärvolumenstroms an den Verbraucher, den Rest in einen Bypass. Die Vorlauftemperatur am Verbraucher bleibt unverändert – nur der Durchfluss wird geregelt.
- Die Primärpumpe fördert konstant QE durch den Erzeuger.
- Das 3-Wege-Umlenkventil leitet y · QE zum Verbraucher und (1−y) · QE in den Bypass.
- Die Vorlauftemperatur TVV am Verbraucher ist gleich TVE – nur der Volumenstrom ändert sich.
- Im Bypass kühlt das Wasser nicht ab, daher erwärmt sich der Rücklauf zum Erzeuger durch die Beimischung.
- Bei y = 0 % geht der gesamte Volumenstrom in den Bypass (kein Wärmetransport).
TVV = TVE (unverändert)
TRL = y · TRV + (1−y) · TVE
Q̇ [kW] = QV × 1.163 × ΔTV
Bypass-Schaltung
Ein Bypass-Ventil überbrückt den Verbraucher direkt. Durch Öffnen des Ventils nimmt der Volumenstrom durch den Verbraucher ab – das Wasser wählt den Weg des geringsten Widerstands.
- Der Bypass liegt parallel zum Verbraucher zwischen Vorlauf und Rücklauf.
- Ein 2-Wege-Bypass-Ventil regelt, wie viel Volumenstrom den Verbraucher umgeht.
- Bei y = 0 (Bypass geschlossen): gesamter Volumenstrom fliesst durch den Verbraucher.
- Bei y = 100 % (Bypass voll offen): nahezu kein Fluss mehr durch den Verbraucher.
- Der Mischrücklauf an den Erzeuger erwärmt sich, wenn heisses Vorlaufwasser im Bypass fliesst.
Qby = y · QE
TRL = (QV · TRV + Qby · TVL) / QE
Q̇ [kW] = QV × 1.163 × ΔTV
Druckbehafteter Verteiler
Zwei Verbraucherkreise hängen parallel an einem hydraulischen Verteiler. Der verfügbare Druck der Pumpe verteilt sich auf den Verteiler-Druckverlust und den Kreis-Druckverlust. Durch unterschiedliche Widerstände entstehen verschiedene Volumenströme in den Kreisen.
- Beide Kreise liegen parallel – sie haben gleichen Druck zur Verfügung (ΔpKreise).
- Der Volumenstrom eines Kreises ergibt sich aus: Q = ΔpKreise / RKreis.
- Der Verteiler-Druckverlust reduziert das verfügbare Δp für die Kreise: ΔpKreise = ΔpPumpe − ΔpVerteiler.
- Bei RVerteiler = 0 (druckloser Verteiler) haben beide Kreise das volle Pumpendifferenzial zur Verfügung.
- Ein hoher Verteiler-Widerstand benachteiligt beide Kreise gleichmässig.
Qges = Q1 + Q2
ΔpVerteiler = RVerteiler · Qges
ΔpKreise = ΔpPumpe − ΔpVerteiler