Kollektorsystem der Heizung: Verlegeschemata für Privathäuser und Wohnungen

Das Hauptproblem der klassischen Ein- und Zweirohrheizung in privaten Häusern ist die schnelle Abkühlung des Wärmeträgers. Geben Sie zu, dass es nicht schlecht wäre, ein System ohne diesen Nachteil einzurichten.

Möchten Sie in Ihrem Haus eine Heizung realisieren, bei der der Wärmeträger möglichst lange warm bleibt? Wir helfen Ihnen, diese Aufgabe zu lösen – in diesem Artikel wird das Kollektorsystem für die Heizung betrachtet, das in den letzten Jahren sehr beliebt geworden ist. Es ist genau dieses System, das die gewünschte Temperatur im Kreislauf über einen langen Zeitraum halten kann.

In diesem Material haben wir auch untersucht, welche Prinzipien dem System zugrunde liegen und welches Verteilungsschema hinsichtlich der Montage am bequemsten ist. Der Artikel enthält ausgewählte Schemata und thematische Fotos, nützliche Tipps und Videos zu den Besonderheiten des Kollektorsystems und den Nuancen der Heizkörperinstallation.

Aufbau des Kollektorsystems

Die Grundlage des Kollektorheizungssystems und das wichtigste Arbeitselement ist der Verteilerknoten, der im Volksmund als Kamm des Systems bezeichnet wird.

Es handelt sich um eine besondere Art von Sanitärarmatur, die dazu dient, den Wärmeträger auf unabhängige Kreisläufe und Leitungen zu verteilen.

Zum Kollektorgruppe gehören auch: Ausdehnungsgefäß, Umwälzpumpe und Sicherheitsgruppe.

Die Kollektoreinheit für eine Zweirohrheizungsanlage besteht aus zwei Teilen:

• Eingang – Er wird über die Vorlaufleitung an das Heizaggregat angeschlossen, nimmt den auf die erforderliche Temperatur erwärmten Wärmeträger auf und verteilt ihn im Kreislauf.
• Ausgang – Er ist an die Rücklaufanschlüsse der unabhängigen Kreisläufe angeschlossen, sammelt das abgekühlte Rücklaufwasser und leitet es züruck zum Heizkessel.

Der wesentliche Unterschied der Kollektorverteilung zur herkömmlichen Reihenschaltung besteht darin, dass jeder Heizkörper im Haus eine eigene Zuleitung besitzt.

Diese konstruktive Lösung ermöglicht es, die Temperatur jedes Heizkörpers im Haus zu regeln und bei Bedarf sogar vollständig abzuschalten.

Oft wird bei der Heizungsplanung eine gemischte Verteilung verwendet, bei der mehrere Kreisläufe an die Kollektoreinheit angeschlossen werden, die jeweils unabhängig gesteuert werden. Innerhalb des Kreislaufs sind die Heizkörper jedoch in Reihe geschaltet.

Der Verteilerkamm besteht aus einem dicken Rohrabschnitt mit einem Zulauf und mehreren Abgängen, deren Anzahl sich nach der Zahl der angeschlossenen Kreisläufe richtet.

Vor- und Nachteile des Kollektor-Strahlungssystems

Zu den unbestreitbaren Vorteilen der Installation eines Kollektorsystems gehören:

1. Bedienkomfort. Dadurch, dass jedes Element unabhängig gesteuert wird, kann der Nutzer die Temperatur in jedem Raum des Hauses einstellen. Bei Bedarf kann er zudem einen oder mehrere Heizkörper in einem Raum problemlos abschalten, während die Temperatur in den anderen Räumen gleich bleibt.
2. Einsatz von Rohren mit geringem Durchmesser. Da jeder vom Kollektor abgehende Strang nur ein Gerät versorgt, können Rohre mit kleinem Durchmesser verwendet werden, die sich problemlos im Estrich verlegen lassen.
3. Wartungsfreundlichkeit. Bei Störungen lässt sich jeder Rohrleitungsabschnitt einfach abschalten, ohne den Betrieb des gesamten Systems zu unterbrechen.

Um mehrere Kreisläufe mit unterschiedlichen Parametern wie Druckunterschieden oder unterschiedlichen Wärmeträgertemperaturen zu realisieren, werden Verteilerkämme mit der Funktion eines hydraulischen Kompensators eingesetzt.

Die Hydraulikweiche besteht aus einem großvolumigen Rohr, an dessen Ausgänge mehrere Kreisläufe mit unabhängiger Zirkulation angeschlossen sind.

Das vom Kessel erhitzte Wasser gelangt in das Innere der Hydraulikweiche. Während es im Inneren des Geräts zirkuliert, wird das Wasser in unterschiedlichen Abständen von den Anschlüssen entnommen und auf die Kreisläufe verteilt.

An den Anschlusspunkten jedes Kreislaufs hinter der Hydraulikweiche werden eigene Werte für Druckdifferenz und Trägertemperatur eingestellt

Dadurch, dass der erhitzte Wärmeträger die Wärme mit geringeren Verlusten zu den Heizkörpern bringt, erhöht sich der Wirkungsgrad des Systems. Dies ermöglicht es, die Kesselleistung zu reduzieren und dabei Brennstoff zu sparen.

Eine Heizungsanlage, deren Hauptelement der Kollektor ist, ist nicht frei von Nachteilen.

Dazu gehören:

• Rohrverbrauch. Im Vergleich zur Reihenschaltung ist der Rohrverbrauch bei der Verlegung einer Kollektoranlage zwei- bis dreimal höher. Der Kostenunterschied wird durch die Größe der genutzten Fläche bestimmt.
• Notwendigkeit des Einsatzes von Umwälzpumpen. Die Installation unabhängiger Kreisläufe kommt ohne den Einbau von Umwälzpumpen nicht aus. Dies verursacht zusätzliche Kosten.

Das schwache Glied der Kollektoranlage ist ihre Energieabhängigkeit. Selbst bei laufendem Kessel bleiben die Rohre bei einem Stromausfall kalt. Aus diesem Grund wird empfohlen, solche Systeme nicht in Gebieten einzusetzen, in denen Stromausfälle häufig vorkommen.

Die Umwälzpumpe sorgt für die erzwungene Bewegung des Wärmeträgers in einem System aus Rohren mit kleinem Durchmesser, in dem der gesamte hydraulische Widerstand einen hohen Wert aufweist.

Bei der Verlegung von Kreisläufen im Estrich ist zu beachten, dass jede Verbindung eine potenzielle Leckstelle darstellt. Im Falle eines Defekts müsste der monolithische Beton zur Behebung geöffnet werden. Dies ist eine sehr mühsame und kostspielige Angelegenheit.

Daher werden die Verbindungen des Kollektorsystems ausschließlich oberhalb des Fußbodenniveaus angeordnet. Meistens sind sie dem Kollektorschrank zugeordnet.

Prinzipien der Erstellung von Verteilungsschemata

Es gibt keine einheitlichen Planungsstandards für die Erstellung von Verteilungsplänen einer Kollektoranlage. Die Ausrüstung wird auf die spezifischen Aufgaben abgestimmt.

Doch Fachleute sind sich in einer maßgeblichen Meinung einig, dass ein solches System keineswegs für die Beheizung von Wohnungen geeignet ist. Dies liegt an der Komplexität der Umsetzung, da in der Wohnung in der Regel zwei oder mehr Steigleitungen vorhanden sind.

Eine der zwingenden Voraussetzungen für die Umsetzung des Schemas ist die Notwendigkeit, alle Heizkörper an eine Steigleitung anzuschließen.

Für Sie könnte auch die Information nützlich sein, wie ein Heizkörper angeschlossen wird.

Um in einer Wohnung eine Kollektorverteilung zu realisieren, muss man nur einen Wärmekanal belassen und die anderen vorher verschließen – dieser übernimmt dann die gesamte Last.

Wenn man alle anderen Wasserzulaufkanäle verschließt, damit ein Steigrohr die gesamte Last übernimmt, entsteht ein geschlossener hydraulischer Kreislauf innerhalb einer Wohnung. Alle weiter oben am Steigrohr befindlichen Heizkörper werden dann vom System abgeschnitten und erhalten keine gewünschte Wärme.

Die oberhalb wohnenden Bewohner werden früher oder später die Ursache dieses Phänomens erkennen, und die Anordnung muss zwangsweise wieder umgebaut werden, wobei ein nicht unerheblicher Betrag zu zahlen ist.

Eine Kollektorheizungsverteilung darf in neueren Mehrfamilienhäusern installiert werden, sofern bereits in der Bauphase zusätzliche Ventile zum Anschluss von Kreisläufen unterschiedlicher Konfiguration eingebaut wurden.

Bei der Einrichtung eines Kollektorsystems sind eine Reihe wichtiger Punkte zu beachten, die auch für andere Systemtypen charakteristisch sind.

Das Kollektorsystem eignet sich hervorragend für Privathäuser.

Die Hauptsache ist, bei der Planung der Verteilung die grundlegenden Empfehlungen von Fachleuten zu beachten:

1. Vorhandensein eines Entlüfters. Das automatisierte Ventil wird direkt an den Vor- und Rücklaufkollektoren angebracht.
2. Vorhandensein eines Ausdehnungsgefäßes. Sein Volumen sollte mindestens 3 % des gesamten Wärmeträgervolumens betragen. Es ist jedoch auch die Verwendung von Geräten mit größerem Volumen zulässig.
3. Standort des Ausdehnungsgefäßes. Es wird am Rücklauf installiert, vor der Umwälzpumpe in Flussrichtung des Wassers. Weitere Details zur Installation finden Sie in unserem anderen Artikel.
4. Installation von Umwälzpumpen in jedem Kreislauf. Ihr Standort ist nicht entscheidend, aber aufgrund der niedrigen Betriebstemperatur entfalten sie ihre maximale Effizienz im Rücklauf.

Falls ein mit einem hydraulischen Kompensator ausgestatteter Verteiler verwendet wird, wird das Ausdehnungsgefäß vor der Hauptpumpe installiert, die für die Wasserbewegung im kleinen Kreislauf sorgt.

Durch die Platzierung des Ausdehnungsgefäßes vor der Pumpe kann das Risiko einer Beschädigung des Geräts durch Wasserturbulenzen erheblich verringert werden.

Die Umwälzpumpe wird so befestigt, dass die Welle streng horizontal ausgerichtet ist. Andernfalls führt die erste Luftblase dazu, dass das Aggregat ohne Schmierung und Kühlung bleibt.

Weitere Informationen zur Auswahl der Umwälzpumpe finden Sie in diesem Artikel.

Wenn im Heizsystem zusätzliche Verteilereinheiten vorhanden sind, dürfen diese nicht miteinander verbunden sein.

Auswahl der Systemkomponenten

Bei der Planung der Heizung ist es am besten, Verteilerkästen aus werksseitiger Fertigung zu erwerben.

Dank der großen Auswahl an Kollektoren ist es einfach, einen für bestimmte Heizparameter auszuwählen und so die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten.

Im Handel sind fertige Kollektorblöcke erhältlich, die Vor- und Rücklaufeinheiten sowie Thermostatventile und automatische Entlüfter kombinieren.

Die wichtigsten Parameter bei der Auswahl von Rohren für Heizkreise sind Korrosionsbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und hohe Berstfestigkeit. Darüber hinaus müssen die Rohre über die nötige Flexibilität verfügen, damit sie in jedem Winkel verlegt werden können.

Bei der Auswahl der Produkte sollten Rohre bevorzugt werden, die in Rollen angeboten werden. Die Verwendung durchgehender Rohre ermöglicht es, Verbindungen in der Verteilung zu vermeiden, was besonders bei der verdeckten Verlegung im Estrich wichtig ist.

Rohre für private Einfamilienhäuser

Bei der Planung der Heizung in privaten Häusern ist zu beachten, dass der Druck im System etwa 1,5 Atmosphären beträgt und die Temperatur des Wärmeträgers erreichen kann:

• für Heizkörper – 50-70 Grad;
• für Fußbodenheizung – 30-40 Grad.

Für autonome Heizsysteme mit ihren vorhersehbaren Parametern ist es nicht zwingend erforderlich, Edelstahl-Wellrohre zu erwerben. Viele Hausbesitzer begnügen sich mit dem Kauf von Rohren aus vernetztem Polyethylen der Kennzeichnung «PEX».

Polyethylenrohre für Heizkreise werden in 200-Meter-Rollen verkauft; sie können Drücke bis zu 10 kgf/cm² standhalten und bei Temperaturen bis zu 95 °C betrieben werden.

Solche Rohre werden mit Spannfittings verbunden, wodurch unlösbare Verbindungen erzielt werden können.

Neben den hohen Betriebsparametern ist der Hauptvorteil von vernetztem Polyethylen das Formgedächtnis des Materials. Wenn man also das Rohrende mit Kraft aufweitet und einen Stutzen in den entstandenen Spalt einführt, umschließt das Rohr diesen fest und sorgt für eine dauerhafte Verbindung.

Bei der Verwendung von Metallverbundrohren wird die Verbindung mittels Überwurfverschraubungen mit Klemmmuttern hergestellt. Dies ergibt eine lösbare Verbindung, die gemäß SNiP nicht einbetoniert werden darf.

Für Sie könnte auch die Information nützlich sein, welche Rohre für die Heizung am besten geeignet sind, wie hier erläutert.

Rohre für Mehrfamilienhäuser

Wenn das Kollektorsystem in einem Mehrfamilienhaus installiert wird, ist zu beachten, dass der Betriebsdruck darin 10-15 Atmosphären beträgt und die Temperatur des Wärmeträgers etwa 100-120 °C erreichen kann. Es ist zu bedenken, dass die Einrichtung einer Kollektorheizung nur im Erdgeschoss möglich ist.

Die optimale Lösung für die Installation des Systems in einem Mehrfamilienhaus ist die Verwendung von Wellrohren aus Edelstahl.

Ein anschauliches Beispiel dafür sind die Produkte des koreanischen Unternehmens Kofulso. Die Rohre dieser Marke können bei einem Betriebsdruck von 15 Atmosphären arbeiten und Temperaturen von etwa 110 °C standhalten. Der Berstdruck der Kofulso-Rohre erreicht 210 kgf/cm².

Dank der hervorragenden Flexibilität der Rohre, bei der der Biegeradius gleich dem Rohrdurchmesser ist, eignen sich die Produkte besonders gut für die Verlegung von Fußbodenheizungen.

Die Montage der Rohrverbindungen mit solchen Elementen ist unkompliziert. Das Rohr wird einfach in das Fitting eingeführt und durch Aufschrauben der Mutter befestigt, die die metallische Wellrohr-Oberfläche mit einer elastischen Silikondichtung umschließt.

Besonderheiten der Systemmontage

Die Installation des Kollektorsystems für die Heizung eines Einfamilienhauses sollte bereits in der Bauphase erfolgen. Denn nach dem Verlegen oder Gießen des Fertigfußbodens wäre die Installation eines solchen Systems wirtschaftlich nicht mehr sinnvoll. Die einzige Möglichkeit besteht dann in der offenen Verlegung der Leitungen.

Installation des Verteilerkamms

In Etagen von Häusern mit horizontaler Heizungsverteilung ist zur Unterbringung des Kollektors, der Umwälzpumpe und der Regeleinrichtung ein geschlossener Kasten – ein Kollektorschrank – zu installieren.

Der geschlossene Kasten schützt die Ausrüstung und die Absperrarmaturen vor äußeren mechanischen Einwirkungen und verleiht dem Raum ein ästhetischeres Erscheinungsbild.

Der Kollektorschrank wird in separaten, vor Feuchtigkeit geschützten Nischen der Räume installiert. Meistens wird dafür ein Platz im Flur, in der Garderobe oder in der Speisekammer vorgesehen.

Bei der Planung der Heizung eines zweistöckigen Gebäudes müssen zwei Kollektorgruppen installiert werden: eine im Erdgeschoss und eine im Obergeschoss. Zusätzliche Verteilereinheiten ermöglichen eine annähernd gleiche Kreislauflänge.

Als Variante kann man ein Schema zugrunde legen, bei dem die erste Gruppe für die Wärmeverteilung auf die einzelnen Kreisläufe zuständig ist und die zweite Gruppe als Schlüsselkomponente bei der Einrichtung der Fußbodenheizung fungiert.

Der erwärmte Wärmeträger gelangt aus dem Raum mit dem Heizkessel über die Hauptleitungen zu den etagenweise installierten Kollektoren.

Die Anzahl der Ein- und Ausgänge des Kollektors entspricht immer der Anzahl der Heizelemente auf der Etage: Heizkörper oder Fußbodenheizkreise. Für jeden Raum wird ein separater Strang verlegt, der mehrere Heizgeräte verbindet und ein Parallel- oder Einrohrsystem realisiert.

Um die Kosten für den Anschluss von Heizkörpern zu reduzieren, wird das «Durchgangsschema» verwendet.

Beim «Durchgangsschema» wird das Thermoventil nur am ersten Heizkörperkreislauf installiert; wodurch der Wasserdurchfluss an allen nachfolgend angeschlossenen Geräten geregelt wird.

Bei einem «Durchgangssystem» werden mehrere in Reihe geschaltete Geräte als ein Element betrachtet.

Optionen für die Rohrverlegung

Bei der Kollektorverteilung wird meistens die Methode der Rohrverlegung im Betonestrich angewendet. Dessen Dicke variiert zwischen 50 und 80 mm, was für die «Einbetonierung» der innerhäuslichen Heizungsverteilung völlig ausreicht.

Aber laut SNiP ist es nur zulässig, durchgehende Verbindungen in Beton zu verlegen.

Der Anschluss eines beliebigen Heizkörpers oder Konvektors an den Kollektor erfolgt über zwei Rohre: den «Vorlauf» und den «Rücklauf», daher werden die Rohre paarweise im Bodenextrich verlegt.

Dafür werden häufig Mehrschichtverbundrohre mit einem Durchmesser von 16 mm verwendet. Da sie sich leicht biegen lassen, ist es bequem, die Rohrleitung unter dem Boden zu verlegen.

Wenn Sie nach der Druckprüfung der Anlage planen, die Mehrschichtverbundrohre mit Betonestrich zu umgießen, müssen Sie diese vorher mit Wärmedämmung umwickeln.

Eine solche Zwischenschicht ermöglicht es, das Risiko einer Beschädigung der Rohre durch Wärmeausdehnung zu minimieren, da sie in diesem Fall nicht am Beton, sondern an der Isolierung «reiben».

Beim Verlegen der Rohre im Estrich müssen die Verbindungen gemäß den Anforderungen des SNiP zugänglich bleiben, indem sie daher oberhalb des Fußbodenniveaus platziert werden.

Über den Estrich wird Sperrholz gelegt, das mit dem endgültigen Bodenbelag: Linoleum oder Parkett, abgedeckt wird.

Die Rohre können auch seitlich oder von oben zu den Heizkörpern geführt werden, zum Beispiel: im Raum der abgehängten Decke.

Einige Handwerker ziehen es vor, die Rohre außen zu verlegen, indem sie sie entlang der Wände anbringen und hinter dekorativen Sockelleisten verstecken. Aber diese Montageart führt unweigerlich zu einer Verlängerung der Rohrleitung.

Es wird nicht empfohlen, die Rohrleitung durch Türöffnungen zu verlegen. Dies kann dazu führen, dass beim Einbau der Türschwelle einer Innentür beim Bohren das Rohr beschädigt wird.

Falls die Rohrleitung durch eine Wand verlegt werden muss, um eine Beschädigung durch Setzung des Gebäudes zu verhindern, sollte die Öffnung in der Wand mit einer Hülse ausgestattet werden.

An jeden vom Verteilerkamm abgehenden Hydraulikkreislauf wird ein separates Absperrventil installiert.

Um die in der Anlage angesammelte Luft ablassen zu können, werden montiert:

• am Verteilerknoten – Entlüftungsventile;
• an den Heizkörpern (sammelt sich an den höchsten Punkten) – Entlüftungsventile nach Majewski.

Dadurch, dass jeder nach den Verteilern kommende Hydraulikkreis ein eigenständiges System ist, eignet er sich gut für die Erstellung von Fußbodenheizungen.

Der Hauptvorteil eines Verteilersystems in Bodenausführung ist, dass die Wärmeströme gleichmäßig auf dem Boden verteilt werden.

Bei der Installation der Bodenversion erfolgt die Luftzirkulation auf natürliche Weise.

Bei der Umsetzung eines solchen Systems werden die Metallverbundrohre auf eine Wärmedämmung verlegt, wobei ein Muster in Form einer Schlange oder Spirale gebildet wird. Der Rohrdurchmesser und der Verlegeabstand werden gemäß Berechnungen bestimmt. Eine Bedingung ist, dass die Länge eines Kreislaufs 90 Meter nicht überschreiten darf.

Die verlegten Kreisläufe werden an die Verteileinheit angeschlossen, und nach der Prüfung der Dichtheit der Verbindungen werden sie mit Betonmörtel vergossen. Die Höhe der Estrichschicht beträgt 70-90 mm.

Nach dem gleichen Prinzip wird sowohl das Verteilersystem eines zweistöckigen Hauses als auch eines Wohngebäudes mit vielen Stockwerken montiert.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Prinzip der Systemplanung:

Wie die Montage richtig durchgeführt wird:

Wenn Sie in Ihrem Haus ein Verteilersystem für die Heizung installieren, erhalten Sie die Möglichkeit, die Betriebsmodi der Geräte individuell einzustellen.

Die zusätzlichen Kosten für die Verlängerung der Rohre werden durch die Verringerung ihres Durchmessers und die Vereinfachung der Systemmontage ausgeglichen.

Haben Sie zu Hause ein Verteilersystem für die Heizung? Oder planen Sie gerade dessen Installation und informieren sich noch? Haben Sie vielleicht eine Frage zur Erstellung eines Verteilerplans? Stellen Sie Ihre Fragen, teilen Sie Ihre persönlichen Erfahrungen mit der Heizungsinstallation in Ihrem Haus, indem Sie einen Kommentar unter diesem Artikel hinterlassen.