Die Auswahl der passenden Regulierventile wird idealerweise anhand von kV-Werten entsprechend Formel (9) durchgeführt. Dieser Wert beschreibt die Durchflusskapazität eines Ventils und dient zum Vergleich sowie zur Auslegung von Ventilen
Bei der darauffolgenden Auswahl der statischen Regulierventile sind folgende Hinweise zu beachten:
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Führt der Hersteller den berechneten kV-Wert nicht auf, so ist der nächstgrößere kV-Wert zu wählen. Ist der berechnete kV-Wert zu groß für ein gewünschtes Ventil, muss die nächstgrößere Dimension ausgewählt werden.
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Ist der kV-Wert zu klein für das gewählte Ventil, muss die nächstkleinere Dimension ausgewählt werden, um den berechneten kV-Wert zu erreichen.
Der fachgerechte Abgleich des Systems durch die Ermittlung und Einstellung notwendiger Druckverluste ist unverzichtbar und sorgt für einen sicheren Betriebszustand. Die berechneten Druckdifferenzen innerhalb der Stränge sorgen dafür, dass an jeder Stelle des Systems die zum Abtransport der eingetragenen Wärme benötigten Volumenströme fließen. Die Ungleichverteilung der Volumenströme in diesem Diagramm ist auf verschieden große Wärmemengen zurückzuführen, die aufgrund variierter Auslegungsparameter auf die Installation einwirken. Zusätzlich enthält die Abbildung einen Temperaturverlauf, welcher die Wassertemperatur an den Knotenpunkten des Kaltwasser- und Zirkulationssystems aufführt.
An dieser Stelle bezeichnet der Vorlauf das Kaltwassersystem, während mit dem Rücklauf die zurückführende Zirkulationsleitung gemeint ist. Entsprechend des Fließweges wird zunächst der Temperaturverlauf des Kaltwassernetzes (grün) von links nach rechts gelesen, bis der Knotenpunkt erreicht ist. Von dieser Stelle wird anschließend der Temperaturverlauf des Zirkulationssystems (blau) vom Knotenpunkt ausgehend nach links verfolgt. Liegt die Systemtemperatur am Punkt vor Wiedereintritt in den Wärmeübertrager unter der zu Beginn festgelegten Auslegungstemperatur, so kann das System als hydraulisch abgeglichen und funktionstauglich betrachtet werden.
Praktische Umsetzung anhand eines Beispiels
Um die Frage nach den Betriebsparametern von Umwälzpumpe und Regulierventilen, sowie Wärmeübertrager und Kältekreislauf zu beantworten, wird im Folgenden die Dimensionierung eines Kaltwasser-Zirkulationssystems durchgeführt. Für die schrittweise Berechnung wird ein fiktives Pflegeheim mit 128 Sanitärobjekten, verteilt auf 5 Obergeschosse und 1 Kellergeschoss, verwendet. Dieses Gebäude ist für die demonstrative Berechnung insofern geeignet, als dass es einen hohen hygienischen Anspruch an das Trinkwassersystem fordert, der für Objekte dieser Art üblich ist. Zudem lassen sich durch das mäßig verzweigte Trinkwassernetz mögliche Einsatzgrenzen für ein Kaltwasser-Zirkulationsnetz feststellen.
Für die Dimensionierung der Zirkulationsanlage wird davon ausgegangen, dass alle Sanitärobjekte im Kellergeschoss, Erdgeschoss und den Obergeschossen 1 bis 3 über Ringleitungen versorgt werden. Im letzten Geschoss werden alle Sanitärobjekte über eine Reihenleitung versorgt, wodurch an der letzten Teilstrecke ein Anschluss an die geplante Zirkulationsleitung möglich wird. Die Steigstränge 1 und 10 sind gemeinsam mit warmgehenden Leitungen verlegt (6 W/m), während die Steigstränge 2 bis 9 in separaten Schächten verlegt werden (4 W/m). Die im Keller verlegten Teilstrecken sind mit 2 W/m in der Aufstellung berücksichtigt. Die rechnerisch ermittelten Wärmelasten der Steig-, Verteil- und Sammelleitungen können Abbildung 5 entnommen werden.
Mit einer Kaltwassereintrittstemperatur von 17 °C und einer Höchsttemperatur von 25 °C ergibt sich ein rechnerischer Wärmeeintrag von 3.751 W. Davon entfallen 3.645 W auf die Steigstränge und 106 W auf die Leitungen des Kellergeschosses. Dieser enorme Unterschied in der Verteilung ist zum einen auf die an den jeweiligen Orten herrschende Temperaturdifferenz gegenüber dem Kaltwasser und zum anderen auf unterschiedliche Leitungslängen zurückzuführen. Die anschließende, differenzierte Rohrnetzberechnung liefert die Rohrgrößen DN 12 bis DN 20, welche, abhängig von der Fließgeschwindigkeit ausgewählt, einen Gesamtdruckverlust von 103 hPa ergeben. Mit den bis dahin ermittelten Daten kann im Anschluss eine Umwälzpumpe (Biral „AX 20-4 120 Blue“) ausgewählt werden, die den erforderlichen Volumenstrom von 0,4 m3/h aufbringt und den im System entstehenden Differenzdruck für den hydraulisch ungünstigsten Fließweg von 256 hPa überwindet.
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