Dezentrales Pumpensystem
Tipps und Tricks für Planung und Installation
Das Dezentrale Pumpensystem „Wilo-Geniax“ stellt eine besonders komfortable und energiesparende Form der Wärmeverteilung dar. Statt einer zentralen Heizungspumpe ermöglichen hier direkt an den Heizflächen installierte Miniaturpumpen eine bedarfsgerechte Wärmeversorgung. Die Regelung erfolgt über Raumbediengeräte und eine zentrale Steuereinheit. Der folgende Beitrag erläutert, was bei der Planung und Installation des Systems zu beachten ist und liefert Tipps und Tricks für die schnelle und fachgerechte Umsetzung.
Die Einsatzgebiete des „Geniax“-Systems sind vielfältig und reichen vom Ein- oder Mehrfamilienhaus bis zu größeren Bürogebäuden. Es eignet sich für den Neubau und für die Nachrüstung im Bestand. Entwickelt wurde es für konventionelle Zentralheizungen, die aus einem Zweirohrsystem mit Flächen- oder Radiatorenheizungen bestehen – Einrohrsysteme sind nicht geeignet. Es sind Auslegungsmassenströme bis zu 100 l/h pro Heizkreis möglich. Werden in der Wärmeverteilung unterschiedliche Vorlauftemperaturen benötigt, werden diese auf zwei voneinander unabhängige Heizkreise verteilt. Dann steuert der „Geniax“-Server die jeweilige Heizkreistemperatur über Regelventile oder Drei-Wege-Mischer. Der Server ist die zentrale Steuereinheit, in der alle Informationen des Systems gesammelt werden. Daraus errechnet er die Steuersignale für die Pumpen und andere Komponenten wie beispielsweise Motorventile.
Bedarfsgerechte Vorlauftemperaturregelung
Die Art des Wärmeerzeugers ist zwar nicht Voraussetzung für „Wilo-Geniax“, kann dessen Energiesparpotentiale aber unterstützen. Denn wenn dieser über eine 0-10 V-Schnittstelle verfügt, kann der „Geniax“-Server auch die Steuerung der Vorlauftemperatur übernehmen. Sie wird bedarfsgerecht geführt, damit keine unnötige Heizenergie verbraucht wird. Pufferspeicher stellen kein Problem dar. Hier kann der „Geniax“-Server ebenfalls die Vorlauftemperaturoptimierung der Heizkreise durch Drei-Wege-Mischer oder Primärmassenstrom-Drosselventile übernehmen.
Hydraulische Planung
Die hydraulische Planung von Heizungsanlagen mit dezentralen Pumpen ist weitestgehend identisch mit dem Vorgehen bei konventionellen Heizsystemen. Allerdings entfällt die Berechnung der Heizkörperventile, da diese nicht mehr erforderlich sind. Stattdessen muss die übliche Rohrnetzberechnung durchgeführt werden. Bei Radiatorheizungen werden hierzu die Stränge zu den jeweiligen Heizkörpern in Teilstrecken unterteilt, um daraus den Betriebspunkt der zugehörigen Pumpe zu ermitteln. Dabei gilt: Der Gesamtdruckverlust des Strangs muss kleiner sein als die Förderhöhe der Pumpe.
Noch einfacher geht die Auslegung von Fußbodenheizungen, bei denen die Stellantriebe und Regulierventile entfallen. Hierzu haben die „Geniax“-Experten von Wilo folgende Richtwerte ermittelt:
Maximal zulässiger Druckverlust pro Heizkreis 60 bis 80 mbar
Dimension des Fußbodenheizrohrs 17 x 2 mm
Heizkreislänge maximal 100 m
Volumenstrom ca. 100 l/h
Restförderhöhe zur Überwindung der Druckverluste von Zuleitung und Verteiler ca. 20 mbar
Elektrotechnische Planung
Auf die hydraulische Planung folgt die Planung des „Wilo-Geniax“-Bus. Er verbindet den Server mit den Pumpenelektroniken und den Raumbediengeräten bzw. Temperatursensoren. Voraussetzung sind maßstabsgetreue Gebäudepläne. Denn die genauen Leitungslängen werden für die Sicherstellung einer ausreichenden Stromversorgung benötigt. Aus der hydraulischen Planung leiten sich die Montageorte der Pumpen und deren Elektroniken ab. Der Abstand zwischen Pumpe und zugehöriger Elektronik beträgt maximal 1,5 m. Der Installationsort der Raumbediengeräte wird durch die Raumaufteilung bestimmt und erfolgt in der Regel an den Innenwänden. Der Schaltschrank für „Geniax“-Server und Netzteil wird in der Umgebung des Wärmeerzeugers platziert. Darüber hinaus sind je ein Temperaturfühler für die Außentemperatur und die Vorlauftemperatur erforderlich, die ebenfalls auf den Server aufgelegt werden.
Vom Server aus werden die Linien des „Geniax“-Bus geplant. Bei Verzweigungen sind Buskoppler mit Netzteil vorzusehen. Diese Verstärkereinheiten teilen das gesamte System in mehrere Segmente auf. Dadurch lassen sich komplexere Busnetze realisieren, wie sie in vielen Großobjekten vorkommen. Außerdem kommen sie bei größeren Leitungslängen zum Einsatz, um eine ausreichende Stromversorgung zu gewährleisten. Zum Abschluss der Elektroplanung wird ein Topologieplan mit allen Busteilnehmern und Leitungswegen erstellt.
Installation
Die Installation von „Wilo-Geniax“ gliedert sich in eine Roh- und Fertiginstallationsphase. Während der Rohinstallationsphase werden alle hydraulischen Komponenten montiert. Dazu zählen auch die Adapter für die Miniaturpumpen und Rückflussverhinderer in den Ausführungen Durchgang, H-Block Durchgang oder H-Block Eck. Allerdings werden in dieser Phase noch nicht die Pumpen und Rückflussverhinderer eingesetzt.
Achtung: Die „Geniax“-Pumpe wird immer im Rücklauf und der Rückflussverhinderer immer im Vorlauf montiert!
Parallel dazu wird auch die Elektroinstallation vorbereitet. Die Arbeiten umfassen das Setzen der Unterputzdosen für Raumbediengeräte und Pumpenelektronik sowie das Verlegen sämtlicher Kabel. Da Pumpe und Regelung mit Schutzkleinspannung (SELV) betrieben werden, können die Elektroarbeiten auch von einer elektrotechnisch unterwiesenen Person ausgeführt werden.
Tipp: Bei Unterputzinstallationen sollte die Verkabelung der Gerätedosen vor dem Anbringen der Heizkörper abgeschlossen sein, denn diese verdecken ggf. die zulässige Installationszone.
Außerdem werden der „Geniax“-Server, das Netzteil sowie eventuelle Buskoppler im Schaltschrank positioniert. Die „Geniax“-Buskabel werden vom Server zu den jeweils ersten Unterputzdosen der angeschlossenen Linien verlegt. Auch alle übrigen Komponenten wie Temperatursensoren oder Steuerkabel werden an den Server angeschlossen. Die Raumbediengeräte werden leicht zugänglich und gut ablesbar installiert. Dabei ist darauf zu achten, dass sie nicht von einer Wärmequelle oder Sonneneinstrahlung beeinflusst werden, da jedes Bediengerät mit einem Temperatursensor ausgestattet ist.
Achtung: Bevor Pumpen und Rückflussverhinderer endgültig installiert werden, muss die gesamte Anlage fachgerecht gespült, befüllt und entlüftet werden!
Montage und Anschluss der Miniaturpumpen
Die Montage der Miniaturpumpen kann bei gefüllter Anlage ohne Wasserverlust ausgeführt werden. Hierzu werden sie an der markierten Position in den Adapter eingeführt und durch Verdrehen arretiert. Für diese Arbeit stellt Wilo das „Geniax-Tool“ zu Verfügung, eine Montagehilfe für Pumpen und Rückflussverhinderer. Zangen und ähnliche Werkzeuge sollten zum Schutz der Installationskomponenten nicht verwendet werden. Die Pumpenachse wird immer horizontal installiert.
Danach werden die Pumpenelektroniken verdrahtet und in die Unterputzdosen eingesetzt. Zuletzt werden alle Pumpen an die dazugehörigen Elektroniken und den „Geniax“-Bus angeschlossen.
Tipp: Das Kabel zur Verbindung von Pumpe und Pumpenelektronik ist 1,5 m lang. Wird nicht die gesamte Länge benötigt, muss es nicht gekürzt werden. Stattdessen wird der unbenötigte Teil einfach an einer dafür vorgesehenen Stelle in der Abdeckung der Pumpenelektronik aufgewickelt.
Auch die Zentral- und Raumbediengeräte sowie Raumtemperatursensoren werden
in der letzten Installationsphase mit den vorkonfektionierten Kabeln mit Steckeranschluss verbunden und in die Unterputzdosen gesetzt.
Die gebäudespezifische Konfiguration des „Geniax“-Systems wird über eine Konfigurationssoftware erstellt. Hier wird die Objektbeschreibung – bspw. Gebäudedaten und Zahl der beheizten Räume – hinterlegt und eine Zuordnung der Komponenten des Dezentralen Pumpensystems vorgenommen. Das Programm berechnet die grundlegenden Systemparameter und erstellt eine Konfigurationsdatei für den „Geniax“-Server. Diese wird auf einer SD-Karte abgelegt und im Server eingelesen, damit dieser das Gesamtsystem regeln und steuern kann.
Bei der Inbetriebnahme werden alle Bediengeräte und Pumpenelektroniken initialisiert, d.h. den projektierten Räumen und Heizflächen zugeordnet. Dabei führt das Dezentrale Pumpensystem den Installateur Schritt für Schritt. Nach der Inbetriebnahme können verschiedene Testfunktionen zur Überprüfung aufgerufen werden.
