Wohnungsstationen – EvoFlat 4.0

Das Danfoss Wohnungsstationskonzept „EvoFlat“ beruht auf einer Anlage, bei der in jeder Wohnung Wohnungsstationen, die von einer zentralen Energiequelle versorgt werden, installiert sind. Diese Einheiten beinhalten normalerweise einen kompakten Plattenwärmeübertrager, der bei Bedarf verzögerungsfrei Warmwasser liefert, sowie einen Differenzdruckregler, der den Heizvolumenstrom regelt, mit dem die Heizkörper in der jeweiligen Wohnung versorgt werden.

Der Hauptunterschied zwischen herkömmlichen Heizsystemen und dezentralen Heizsystemen mit Wohnungsstation besteht darin, dass in dezentralen Systemen der Prozess der Trinkwarmwasserbereitung von der zentralen Wärmequelle (herkömmliche Systeme) auf Wohnungsstationseinheiten in jeder Wohnung verlagert wird. In herkömmlichen Systemen kommen fünf Haupt-Steigrohre anstelle von drei in dezentralen Heizsystemen zum Einsatz.

Es gibt zwei typische Anwendungen, die von der Art der Heizungsinstallation in der Wohnung abhängen – Heizkörperheizung und Fußbodenheizung.

Die Wärmequelle des dezentralen Systems kann ein Öl-, Gas- oder Holzkessel, eine Fernwärmeanlage, eine Wärmepumpe oder eine Kombination aus diesen sein. Darüber hinaus kann das System Solarenergie unterstützend einsetzen. Es ist wichtig, dass die Energiequelle(n) in der Lage ist/sind, eine ausreichende Mindestversorgungstemperatur zu erzeugen, damit im Wärmeübertrager in jeder Wohnung akzeptable Trinkwarmwassertemperaturen herrschen. Darüber hinaus beinhaltet die Anlage einen Puffertank.

Durch den Puffertank fällt häufiges Ein- und Ausschalten des Brenners in einer Kesselanlage weg. Dies trägt zur Erhöhung der Lebensdauer des Kessels und zur Reduzierung schädlicher Emissionen durch den Kessel bei. Der Puffertank speichert auch ein ausreichendes Energievolumen für die sofortige Versorgung der Trinkwassererwärmer in jeder Wohnung während Spitzenlastintervallen. Der Puffertank wird dann auf die gewünschte Versorgungstemperatur für das Verteilersystem gefahren. Grundsätzlich wird der Puffertank in sehr vielen Wohnungen nicht benötigt, da das gesamte Rohrsystem und die größeren Kessel ein ausreichendes Puffervolumen bereitstellen, um die großen Laständerungen in der Nutzung von Trinkwarmwasser abzufangen. Der tatsächliche Grenzwert hängt, wie bereits erwähnt, vom Volumen in Rohren und Kesseln ab. Er hängt aber auch von der Kessellast ab.

Im EvoFlat-Konzept für dezentrale Systeme werden die Wärmeübertrager hauptsächlich zur Erzeugung von Trinkwarmwasser eingesetzt. Das Funktionsprinzip der verzögerungsfreien Wassererwärmung bzw. das Durchflussprinzip kann wie folgt beschrieben werden:

• Das Heizwasser wird auf der einen Seite des Plattenwärmeübertragers umgewälzt. Dabei wird Wärme an das auf der anderen Seite durch ihn strömende Kaltwasser übertragen. Das erwärmte Wasser wird dann direkt zu den lokalen Warmwasserhähnen geleitet.
• Zur Regelung der Trinkwarmwassermenge der Einheit wird ein speziell für diesen Zweck entwickeltes, selbsttätiges Regelventil verwendet, das den Flüssigkeitsstrom über beide Seiten des Plattenwärmeübertragers regelt.
• Für Durchlauferhitzer können verschiedene TWW-Regelventile mit Regelprinzipien realisiert werden, die jeweils Vor- und Nachteile haben.

Diese sind in der Regel entsprechend in Gruppen eingeteilt: temperaturgeregelt, druckgeregelt oder temperatur- und druckgeregelt.

Danfoss liefert ein umfassendes Produktsortiment mit Wohnungsstationsvarianten ALLER Regelungsprinzipien.

Die Vorteile der verzögerungsfreien TWW-Bereitung sind:

• Minimiertes Risiko von Legionellenbildung
• Mehr Komfort durch kontinuierlich hohe Leistung
• Sehr geringer Platzbedarf zur Installation
• Niedrige Rücklauftemperaturen, die den Gesamtwirkungsgrad in Systemen mit Brennwertkesseln, Solarenergie usw. erhöhen
• Betrieb bei sehr niedrigen Versorgungstemperaturen wie z. B. 50–55 °C

Alternativ kann auch ein Trinkwarmwasserzylinder in jede Wohnung eingebaut werden. Diese Lösung bietet jedoch nicht die gleichen Vorteile wie das Flüssigkeitsstromsystem. Die Zylinderlösung kann allerdings nicht aus Gründen der Unwirtschaftlichkeit ausgeschlossen werden, sondern kann auf Wunsch des Kunden in das Konzept integriert werden.

Das EvoFlat-Konzept für das dezentrale System sieht vor, dass der Heizkreis einer Wohnungsstation auf drei Arten konfiguriert werden kann:

• Direkt – nur durch einen Differenzdruckregler geregelt, und optional durch ein Zonenventil, das von einem programmierbaren Raumthermostat angesteuert wird. Dieses Prinzip gilt hauptsächlich für die Heizkörperheizung in Vorlaufsystemen mit maximal PN10.
• Direkt mit Mischkreis – geregelt durch einen Differenzdruckregler und einen Mischkreis. Dieses Prinzip gilt hauptsächlich für die Fußbodenheizung und Systeme mit maximal PN10.
• Indirekt – ein Plattenwärmeübertrager wird durch ein Zweiwege-Thermostatventil geregelt und optional durch ein Zonenventil, das durch einen programmierbaren Raumthermostat angesteuert wird. Dieses Prinzip gilt hauptsächlich für Fußbodenheizung und Systeme mit maximal PN16.

Eine Abschätzung des Trinkwarmwasserbedarfs ist Teil der Gesamtbewertung. Deshalb ist in diesem Zusammenhang der Begriff des Koinzidenzfaktors relevant. Einfach ausgedrückt wird in der Praxis nur ein Teil aller Wasserhähne verwendet. Diese Aussage basiert auf einem 99,9%igen Konfidenzintervall in einer statistischen Wahrscheinlichkeitsverteilung.

In der dänischen Norm für Trinkwarmwasseranlagen, DS439, und den Vorgaben der TU Dresden bildet das Verbrauchsverhalten einer „Standardwohnung“, in der per Definition 3,5 Personen wohnen, die Grundlage für die Faktoren. Abweichungen können auftreten, wenn beispielsweise davon auszugehen ist, dass die Bewohner ein untypisches Verbrauchsverhalten an den Tag legen. Daher muss die Anwendung dieser Faktoren durch eine Einschätzung hinsichtlich der Zusammensetzung der Gebäudebewohner abgesichert werden. Im Auslegungswerkzeug EvoFlat können die folgenden Faktoren ausgewählt werden: Dänische Norm DS439, Danfoss-Redan, schwedischer und deutscher Faktor.

Der Gesamtflüssigkeitsstrom ergibt sich aus dem Heizkreisvolumenstrom und dem Primär-Vorlaufvolumenstrom für die Trinkwassererwärmer, abzüglich des jeweiligen Koinzidenzfaktors und eines Volumenstroms zum Ausgleich anderer Wärmeverluste.

Die Größe der Rohre wird durch die maximalen Volumenströme in jedem Teilabschnitt bestimmt. Anwendbare Kriterien sind in der Regel eine bestimmte Geschwindigkeit und ein bestimmter Druckverlust pro laufendem Meter. Für sichtbare Rohre werden typischerweise v≤1 m/s und <100 Pa/m empfohlen. Für andere Abschnitte und Rohre, die in Schächten abgedeckt sind, können jedoch andere Kriterien für die Auslegung herangezogen werden.

Ja, Danfoss bietet Software für die Auslegung von Wohnungsstationen an. Ihre Bezeichnung lautet „EvoFlat Dimensioning Tool“ (EvoFlat-Auslegungswerkzeug). Weitere Informationen erhalten Sie bei Ihrer Danfoss-Vertriebsstelle vor Ort.

Dieses Maß muss im Zusammenhang gesehen werden, da der Puffertank und die Größe des Kessels/HEX aufeinander abgestimmt werden können, damit der Energiebedarf für Trinkwarmwasser und Heizung gedeckt wird. Eine wesentliche Eigenschaft des Puffertanks ist es, Spitzenbelastungen bei der Trinkwarmwasserbereitstellung aufzufangen und die Anzahl der Kesselstarts und -stopps zu reduzieren. Dies geschieht im Sinne eines wirtschaftlicheren Betriebs. Zu guter Letzt ist ein Puffertank die automatische Wahl, wenn Solarheizung zur Unterstützung der anderen Wärmequellen herangezogen wird. In solchen Situationen wird die Größe der Sonnenkollektorfläche ein Auslegungsfaktor. Es wird empfohlen, separate Berechnungen durchzuführen.

Folgende Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen lassen sich anführen:

• Das Wohnungsstationskonzept kann sowohl in Neubauten als auch im Rahmen einer Renovierung/Sanierung umgesetzt werden.
• Das System ist unabhängig von der Energieversorgung – Gas, Öl, Fernwärme, Wärmepumpe, Biomasse oder Solar.
• Individuelle und gerechte Heizkostenabrechnung für jede einzelne Wohnung oder jedes Mietverhältnis sind möglich.
• Das System ermöglicht die Fernüberwachung des Energieverbrauchs jeder Wohnung mit dem passenden Energiezähler.
• Im Gebäude werden nur drei Steigrohre benötigt – Kaltwasser, Vor- und Rücklaufheizung.
• Minimaler Platzbedarf für die Montage der Einheit in der Wohnung – inklusive des möglichen Einbaus in die Wandkonstruktion.
• Individuelle Einstellung der Raumtemperatur über die Zeit hinweg und unabhängige Trinkwasserbereitung sind möglich.
• Bakterienfreie Trinkwasserbereitung nach dem Durchflussprinzip – minimiertes Legionellenrisiko.
• Zusätzlicher Trinkwarmwasserkomfort im Vergleich zu herkömmlichen gasbefeuerten Trinkwassererwärmern (35–80 kW gegenüber 22 kW).
• Verbesserte Energieeffizienz durch verbesserten Betrieb der Kessel- oder Fernwärmeinstallation und durch möglichst niedrige Betriebstemperaturen.
• Weniger Wärmeverlust im Verteilungsnetz im Vergleich zur herkömmlichen Lösung, da die Warm- und Trinkwasserzirkulationsleitung entfallen.
• Äußerst geringer Wartungsbedarf in den Wohnungen dank der einfachen Technik.
• Relativ sicheres System, da elektrische Kurzschlüsse und Gasleckagen nicht auftreten können.
• Aufgrund der niedrigen Rücklauftemperaturen der Anlage für den Betrieb mit Brennwertkesseln und Solarenergie geeignet.

Schaltet das TWW-Regelventil die Wärmezufuhr für die Heizkörper/Fußbodenheizung mechanisch ab, kann von 100%igem TWW-Vorrang ausgegangen werden. Werden Regelventile für TWW ohne mechanische Umschaltfunktion verwendet, muss berechnet werden, ob TWW-Vorrang als gegeben gelten kann (hydraulischer Vorrang).

Wenn ΔpTWW < Δp Heizen, kann für die Einheit von TWW-Vorrang ausgegangen werden.

Wenn ΔpTWW ≥ Δp Heizen, kann für die Einheit nicht von TWW-Vorrang ausgegangen werden.

Der Sommer-Bypass ist bei den NC-TWW-Reglern – PM2+P, PTC2+P und TPC+M – einsetzbar. Bei Montage der Einheiten mehr als zwei bis drei Meter von den Hauptsträngen entfernt empfiehlt sich ein thermostatischer Bypass (FJVR). Im Sommer hält der Bypass Vorlaufrohre warm und ermöglicht verzögerungsfreie Warmwasserentnahme – dies gewährleistet bestmögliche Effizienz und Wirtschaftlichkeit im Sommer, wenn das Heizsystem im reduzierten Betrieb läuft. Der Bypass kann vor oder nach einem Wärmemengenzähler angebracht werden.

Wenn die Einheit in großem Abstand von TWW-Entnahmestellen angebracht ist, wird TWW-Rezirkulation empfohlen. Dies steigert den Kundenkomfort, da die Wartezeit bei der Warmwasserzapfung sinkt. Als Zubehör für Wohnungsstationen sind TWW-Rezirkulationssets erhältlich.

Um den Kundenkomfort entsprechend den Auslegungsparametern zu gewährleisten, wird die Montage eines Durchflussbegrenzers am TWW-Austrittsrohr empfohlen.

Es gibt zwei Möglichkeiten zur Installation der Danfoss Wohnungsstationen:

• Die Einheit wird direkt an der Wand montiert (OnWall-Montagekonzept).
• Die Einheit wird mit Unterputzgehäusen (InWall-Montagekonzept) in die Wand eingelassen montiert.

Die Stationen können in Schächten angebracht werden; dennoch wird immer eines der oben genannten Konzepte verwendet. Weitere Informationen erhalten Sie bei Ihrer Danfoss-Vertriebsstelle vor Ort.

Nein, das ist nicht immer möglich. Befolgen Sie die Montageanweisungen genau oder bitten Sie Ihre Danfoss-Vertriebsstelle vor Ort um Unterstützung.

Ja, dies ist möglich. Weitere Informationen und Unterstützung erhalten Sie bei Ihrer Danfoss-Vertriebsstelle vor Ort.

Die Produktbezeichnungen der EvoFlat-Serie sind wie folgt:

• EvoFlat FSS 1/2/3 – eine kompakte und einfach zu bedienende Wohnungsstation für die Direkt-Heizkörperbeheizung und verzögerungsfreie Trinkwarmwasserbereitung mit einem innovativen, selbsttätigen TPC-M-Regler zur Regelung der Heizungs- und TWW-Temperatur. Die Ziffer hinter dem Namen gibt den HEX-/Wärmeübertrager-Typ an:
  • Typ 1 für XB06H-1 26 (bis zu 35 kW) • Typ 2 für XB06H-1 40 (bis zu 35 kW) • Typ 3 für XB06H+ 60 (bis zu 55 kW)
  
  
• EvoFlat MSS 1/2/3 – eine kompakte und einfach zu bedienende Wohnungsstation für die Direktbeheizung mit Mischkreis und verzögerungsfreier Trinkwarmwasserbereitung mit einem innovativen, selbsttätigen TPC-M-Regler zur Regelung der Heizungs- und TWW-Temperatur. Die Ziffer hinter dem Namen gibt den HEX-/Wärmeübertrager-Typ an:
  • Typ 1 für XB06H-1 26 (bis zu 35 kW) • Typ 2 für XB06H-1 40 (bis zu 35 kW) • Typ 3 für XB06H+ 60 (bis zu 55 kW)

Beide Produkttypen bieten bis zu 15 kW für die Heizung.

Die Hauptkomponenten sind:

• Flüssigkeitsstrom-Stellantrieb
• Differenzdruckregler (HE + TWW)
• Zonenventil
• Regelventil mit Thermostat und Temperaturfühler
• Entlüfter

Folgendes Zubehör ist für EvoFlat-Einheiten erhältlich:

• Raumthermostat
• Sicherheitsventile
• Kugelhähne (60 mm)
• Kugelhähne mit Anschluss für Manometer ¾” (120 mm)
• Montageschiene für Aufputzgehäuse
• Unterputzgehäuse für Einbauvariante inkl. Montageschiene
• Isolier-Abdeckhaube

Die Hauptvorteile der EvoFlat-Stationen sind:

• Reduzierter Wärmeverlust durch Isoliergehäuse, isolierte Rückwand und weniger abstrahlende Flächen im Inneren der Station.
• Kein erneutes Festziehen nach einem Transport oder anderen Vibrationen durch die neuen Klick-Anschlüsse.
• Kein Leckagerisiko und zuverlässig bei Druckstößen durch die Klick-Anschlüsse.
• Höhere Energieeffizienz, niedrigere Rücklauftemperatur und geringere Wärme- und Druckverluste durch den Einsatz von MicroPlate-Wärmeübertragern.
• Ausgelegt auf eine niedrige Versorgungstemperatur.
• Innovativer und energiesparender Mehrzweck-TCP-(M-)Regler in Kombination mit einem Hochleistungswärmeübertrager für bedarfsabhängige Trinkwassererwärmung ohne Leerlaufverluste.
• Rohre und Wärmeübertrager aus AISI 316-Edelstahl.
• Minimaler Platzbedarf für die Installation.
• Unterputz- oder Aufputz-Ausführung.
• Minimiertes Risiko von Kalkablagerungen und Bakterienbildung.

Der patentierte Fühlerakzelerator beschleunigt das Schließen des Danfoss AVTB-Ventils und schützt den Wärmeübertrager vor Überhitzung und Kalkablagerungen. Der Wärmeübertrager kühlt das FW-Wasser sehr effizient und sorgt so für eine sehr gute Wirtschaftlichkeit.

Der Fühlerakzelerator und das AVTB-Ventil fungieren auch als Bypass, der die Haus-Versorgungsleitung warm hält. Dadurch verkürzen sich die Wartezeiten im Sommer, wenn das Heizsystem im reduzierten Betrieb läuft.

Der Fühlerakzelerator trägt dazu bei, eine konstante Warmwassertemperatur ungeachtet wechselnder Lasten, Vorlauftemperaturen und Differenzdrücke zu gewährleisten, ohne dass das Ventil nachgestellt werden muss.