aiMOOC

Heizflächen Heizkreise und Wärmeverteilung – Heizungspumpen nach Betriebspunkt beurteilen

QR-Code

Heizflächen Heizkreise und Wärmeverteilung – Heizungspumpen nach Betriebspunkt beurteilen

Einleitung

Ausbildungsbereich: Anlagenmechanik SHK / Versorgungstechnik

Schwerpunkt: Volumenstrom, Förderdruck, Pumpenkennlinie und Betriebspunkt

Lernzeit: ca. 60–90 Minuten einschließlich Übungen

Lernziel: Du kannst den erforderlichen Volumenstrom berechnen, den Betriebspunkt einer Heizungspumpe beurteilen, Störungen systematisch eingrenzen und sicherheitsgerechte Maßnahmen vorschlagen.

Dein Ausbildungsauftrag: In einem dreigeschossigen Wohnhaus werden die oberen Heizkörper nicht ausreichend warm. Im Erdgeschoss rauschen die Heizkörperventile. Ist die Heizungspumpe falsch ausgewählt, falsch eingestellt oder das Rohrnetz nicht hydraulisch abgeglichen?

Du bearbeitest den Auftrag mit einem Gebäudemodell, Anlagenschemata und einer vereinfachten Pumpensimulation.

Wichtige Sicherheitsregel: Dieser Kurs ist eine Planungs- und Diagnoseübung. Verwende ausschließlich Simulationen, Zeichnungen oder drucklose Demonstrationsmodelle. Reale Druckarbeiten, Druckprüfungen und Eingriffe in Heizungsanlagen dürfen ausschließlich nach fachlicher Freigabe und unter qualifizierter Aufsicht erfolgen.

Lerneinheit 1: Den Heizkreis verstehen

Dauer: 7 Minuten

Eine Warmwasserheizung transportiert Wärme über einen geschlossenen Heizkreis.

Wichtige Bauteile:

Wärmeerzeuger: Erwärmt das Heizwasser.
Umwälzpumpe: Erzeugt die notwendige Druckdifferenz und bewirkt die Zirkulation.
Vorlauf: Transportiert warmes Wasser zu den Heizflächen.
Heizkörper: Überträgt Wärme an den Raum.
Rücklauf: Führt abgekühltes Wasser zurück.

Beobachtungsauftrag: Verfolge im ersten Schema den Wasserweg. Erkläre anschließend, weshalb die Raumluft durch einen warmen Heizkörper in Bewegung gerät.

Videoauftrag: Beobachte, weshalb gleiche Pumpenleistung nicht automatisch eine gleichmäßige Wärmeversorgung garantiert.

Volumenstrom und Förderdruck

Begriff	Bedeutung	Einheit
Volumenstrom V̇	Wasservolumen pro Zeiteinheit	m³/h oder l/h
Förderhöhe H	Von der Pumpe erzeugte Druckerhöhung, ausgedrückt als Flüssigkeitssäule	m
Differenzdruck Δp	Druckunterschied zwischen zwei Messpunkten	Pa oder kPa
Druckverlust	Druckabfall durch Rohre, Armaturen, Heizflächen und weitere Widerstände	Pa oder kPa

Für Wasser gilt näherungsweise:

1 m Förderhöhe = 9,81 kPa Differenzdruck.

10 m Förderhöhe ≈ 0,98 bar Differenzdruck.

Merke: Förderhöhe ist bei der Heizungspumpe eine hydraulische Kenngröße und nicht einfach die Gebäudehöhe.

In einem vollständig gefüllten, geschlossenen Heizkreis heben sich die statischen Höhenanteile im Umlauf grundsätzlich auf. Die Umwälzpumpe überwindet hauptsächlich die Strömungswiderstände.

Der statische Anlagendruck bleibt trotzdem für Druckhaltung, Entlüftung, Sicherheit und den sicheren Pumpenbetrieb wichtig.

Mini-Check: Basis

Frage: Ein Gebäude ist zwölf Meter hoch. Muss seine Heizungsumwälzpumpe deshalb mindestens zwölf Meter Förderhöhe liefern?

Hilfe 1: Denke an einen geschlossenen Kreislauf.

Hilfe 2: Vergleiche Aufstieg und Rücklauf des Wassers.

Feedback: Nein. Die Gebäudehöhe bestimmt nicht unmittelbar die erforderliche Pumpenförderhöhe. Entscheidend sind insbesondere die hydraulischen Widerstände des geschlossenen Heizkreises. Die statische Druckhaltung ist getrennt zu beurteilen.

Lerneinheit 2: Volumenstrom berechnen

Dauer: 8 Minuten

Der Volumenstrom hängt von der benötigten Wärmeleistung und der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf ab.

Näherungsformel für Heizwasser:

P_th ≈ 1,16 · V̇ · ΔT

P_th = Wärmeleistung in kW

V̇ = Volumenstrom in m³/h

ΔT = Temperaturspreizung in K

Der Faktor 1,16 berücksichtigt näherungsweise die Wärmekapazität von Wasser und die Umrechnung der Einheiten. Er ist kein universeller Wert für andere Wärmeträgermedien.

Umgestellt:

V̇ ≈ P_th / (1,16 · ΔT)

Ausbildungsfall: Wohnhaus mit drei Geschossen

Fiktive Planungsdaten:

Gebäudebereich	Heizlast	Temperaturspreizung	Soll-Volumenstrom
Dachgeschoss	2 kW	15 K	115 l/h
Obergeschoss	3 kW	15 K	172 l/h
Erdgeschoss	4 kW	15 K	230 l/h
Gesamt	9 kW	15 K	517 l/h

Gebäudemodell:

Gebäudeebene	Hydraulischer Weg	Beobachtung
Dachgeschoss	Vorlauf → Heizkörper → Rücklauf	Teilweise zu kalt
Obergeschoss	Vorlauf → Heizkörper → Rücklauf	Zu geringe Wärmeabgabe
Erdgeschoss	Vorlauf → Heizkörper → Rücklauf	Ventilgeräusche
Technikraum	Wärmeerzeuger → Umwälzpumpe → gemeinsamer Vorlauf	Pumpenauswahl prüfen

Modellannahme: Drei parallele Geschosszweige besitzen eine gemeinsame Heizkreispumpe. Die Heizlast ist vereinfacht je Geschoss zusammengefasst.

Berechnung:

V̇ = 9 / (1,16 · 15)

V̇ ≈ 0,517 m³/h

Ergebnis: rund 0,52 m³/h beziehungsweise 517 l/h.

Die Volumenströme paralleler Heizkreise addieren sich. Ihre Druckverluste werden dagegen nicht einfach addiert. Für die Pumpenauslegung ist insbesondere der hydraulisch ungünstigste Versorgungsweg entscheidend.

Förderdruck im Ausbildungsfall

Die Rohrnetzplanung ergibt für den ungünstigsten Geschosszweig einschließlich der relevanten Armaturen einen erforderlichen Pumpendifferenzdruck von:

Δp = 25 kPa

Die entsprechende Förderhöhe beträgt:

H ≈ 25 / 9,81

H ≈ 2,55 m

Der gesuchte Auslegungsbetriebspunkt lautet somit:

Kenngröße	Auslegungswert
Volumenstrom	0,52 m³/h
Differenzdruck	25 kPa
Förderhöhe	2,55 m

Lerneinheit 3: Pumpenkennlinie und Betriebspunkt

Dauer: 10 Minuten

Eine Pumpenkennlinie beschreibt den Zusammenhang zwischen Förderstrom und verfügbarer Förderhöhe.

Die Anlagenkennlinie zeigt den Förderhöhenbedarf des Rohrnetzes in Abhängigkeit vom Durchfluss.

Der Schnittpunkt beider Kennlinien ist der tatsächliche Betriebspunkt.

Videoauftrag: Erkläre, weshalb der Betriebspunkt nicht allein durch die Einstellung einer Pumpe festgelegt wird.

Simulationsfall: Welche Pumpe passt?

Du vergleichst zwei frei erfundene Modellpumpen. Ihre Kennlinien sind Übungswerte und keine Hersteller- oder Produktdaten.

Für das Rohrnetz gilt näherungsweise:

H_Anlage = 2,55 · (V̇ / 0,52)²

Die Modellpumpen besitzen folgende vereinfachte Kennlinien bei fester Drehzahl:

Pumpe A: H = 4,0 − 5,0 · V̇²

Pumpe B: H = 3,0 − 3,0 · V̇²

Dabei steht V̇ in m³/h und H in m.

Volumenstrom	Anlagenförderhöhe	Pumpe A	Pumpe B
0,40 m³/h	1,51 m	3,20 m	2,52 m
0,50 m³/h	2,36 m	2,75 m	2,25 m
0,52 m³/h	2,55 m	2,65 m	2,19 m
0,60 m³/h	3,40 m	2,20 m	1,92 m

Simulation ohne Druckanlage:

Koordinatensystem: Zeichne den Volumenstrom waagerecht und die Förderhöhe senkrecht.
Anlagenkennlinie: Übertrage die Tabellenwerte und verbinde sie zu einer glatten Kurve.
Pumpenkennlinie: Zeichne die beiden Pumpenkennlinien.
Betriebspunkt: Markiere die jeweiligen Schnittpunkte.

Beurteilung:

Pumpe A erreicht im vereinfachten Modell etwa 0,53 m³/h bei 2,6 m Förderhöhe und liegt damit nahe dem Auslegungspunkt.

Pumpe B erreicht etwa 0,49 m³/h bei 2,3 m und unterschreitet den erforderlichen Auslegungsvolumenstrom.

Ergebnis: Pumpe A ist für den modellierten Auslegungspunkt besser geeignet.

Wichtig: Eine reale Pumpenauswahl erfordert zusätzlich die Herstellerkennlinien, den zulässigen Betriebsbereich, die Regelungsart, Mindestförderströme, elektrische Leistungsaufnahme und weitere Anlagenbedingungen.

Bildauftrag: Suche die beiden Kennlinien und den Schnittpunkt. Diese Abbildung zeigt beispielhaft ein Pumpensystem ohne geometrischen Höhenanteil.

Was geschieht beim Schließen von Thermostatventilen?

Schließen Heizkörperventile, erhöht sich der hydraulische Widerstand des betreffenden Rohrnetzes.

Bei einer ungeregelten Pumpe verschiebt sich der Betriebspunkt häufig zu geringerem Volumenstrom und höherer Förderhöhe.

Bei einer geregelten Heizungspumpe lässt sich der Differenzdruck bedarfsabhängig beeinflussen.

Regelungsart	Typisches Verhalten	Häufiger Einsatzbereich
Δp-v	Differenzdruck-Sollwert sinkt bei kleinerem Förderstrom	Heizkörperkreise mit Thermostatventilen
Δp-c	Differenzdruck-Sollwert bleibt näherungsweise konstant	Geeignete Fußbodenheizkreise
Konstantdrehzahl	Pumpenkennlinie bleibt bei fester Drehzahl bestehen	Sonderfälle nach Anlagenplanung

Diese Zuordnungen sind typische Anwendungen und ersetzen keine Prüfung der konkreten Anlagenhydraulik.

Transfer-Simulation: Widerstand steigt

Angenommen, der hydraulische Widerstandsbeiwert steigt auf das 1,5-Fache.

Neue Modellkennlinie:

H_neu = 1,5 · H_alt

Auftrag: Verschiebe die Anlagenkennlinie in Deiner Zeichnung. Überlege, wohin der Betriebspunkt von Pumpe A wandert.

Hilfe 1: Mehr Widerstand bedeutet bei gleichem Durchfluss einen höheren Druckverlust.

Hilfe 2: Der Schnittpunkt mit der ungeregelten Pumpenkennlinie wandert nach links.

Hilfe 3: Setze beide Gleichungen gleich.

Feedback: Der Betriebspunkt von Pumpe A verschiebt sich näherungsweise auf 0,46 m³/h und 3,0 m. Der Volumenstrom sinkt, während die Pumpenförderhöhe steigt. Bei einer bedarfsgeregelten Pumpe kann sich eine andere Bewegung des Betriebspunktes ergeben.

Lerneinheit 4: Störungen diagnostizieren

Dauer: 8 Minuten

Kundenmeldung: „Unten rauschen die Ventile. Oben bleiben die Zimmer zu kalt.“

Eine höhere Pumpeneinstellung ist nicht automatisch die richtige Lösung.

Beobachtung	Mögliche Ursache	Fachgerechte Prüfidee
Heizkörper oben zu kalt	Zu geringer Teilvolumenstrom, Luft, ungünstige Ventileinstellung	Planwerte, Anlagenzustand und Abgleich prüfen
Ventile unten rauschen	Zu hoher Differenzdruck an Ventilen	Regelungsart und Druckverhältnisse beurteilen
Pumpe nimmt viel elektrische Leistung auf	Ungeeignete Dimensionierung oder Betriebsweise	Kennlinien und Leistungsdaten vergleichen
Wärmeverteilung ist ungleichmäßig	Fehlender oder fehlerhafter hydraulischer Abgleich	Soll- und Ist-Verteilung vergleichen

Diagnoseauftrag: Begründe, weshalb die etwas geringere Fördermenge von Modellpumpe B allein noch nicht beweist, dass sie die kalten oberen Räume verursacht.

Ein hydraulischer Abgleich stimmt die Volumenströme der Teilkreise auf den tatsächlichen Wärmebedarf ab.

Heizkörper und Fußbodenheizung unterscheiden

Ein Mischer kann die Vorlauftemperatur eines Heizkreises verändern.

Ein Heizkreisverteiler verteilt das Heizwasser einer Fußbodenheizung auf mehrere Teilkreise.

Beobachtungsauftrag: Suche auf den Abbildungen Mischer, Verteiler und Durchflussanzeige.

Transfer: Ein zusätzlicher gemischter Fußbodenheizkreis besitzt häufig eigene hydraulische Anforderungen und gegebenenfalls eine eigene Pumpe. Prüfe deshalb zunächst das Anlagenschema, bevor Du Volumenströme unterschiedlicher Pumpenkreise addierst.

Lerneinheit 5: Sicherheit und gespeicherte Energie

Dauer: 7 Minuten

Auch eine abgeschaltete Heizungsanlage kann gefährliche Energie speichern.

Energieform	Gefährdung	Sichere Lernmethode
Gespeicherte Druckenergie	Austritt von Wasser, unkontrollierte Bauteilbewegung	Digitales Druckmodell
Gespeicherte Bewegungsenergie	Nachlauf von Laufrad und Wasserströmung, mögliche Druckstöße	Animierte Strömungssimulation
Thermische Energie	Verbrühung durch heißes Heizwasser	Temperaturmodell ohne heiße Flüssigkeit
Elektrische Energie	Elektrischer Schlag oder unerwarteter Anlauf	Schaltplansimulation

Besonders wichtig: Das Membranausdehnungsgefäß kann durch sein komprimiertes Gas Druckenergie speichern. Auch abgesperrte Rohrabschnitte können weiterhin unter Druck stehen. Ein stillstehendes Pumpenlaufrad oder ein ausgeschalteter Motor bedeutet deshalb nicht, dass die Anlage drucklos und sicher ist.

Bewegungsenergie kann außerdem in nachlaufenden rotierenden Teilen und im bewegten Heizwasser vorhanden sein. Plötzliche Strömungsänderungen können Druckstöße verursachen.

Sicherheitsgrundsatz für reale Arbeiten: Nur fachlich freigegeben und beaufsichtigt handeln. Vor Eingriffen sind unter Verantwortung der befugten Fachkraft eine Gefährdungsbeurteilung, das sichere Trennen der Energiequellen, die Sicherung gegen Wiedereinschalten, das Abkühlen und die überprüfte Druckfreiheit aller betroffenen Anlagenteile erforderlich. Verdeckte oder eingeschlossene Restenergien sind ausdrücklich zu berücksichtigen.

Verbot im Lernkurs: Keine Verschraubungen lösen, keine Entlüfter oder Ventile an realen Druckanlagen betätigen, keine Druckprüfungen durchführen und keine Pumpen elektrisch öffnen.

Druckloses Demonstrationsmodell

Material: Gezeichnetes Anlagenschema, transparente offene Schale, lose Pfeilkarten und Arbeitsblatt.

Durchführung: Stelle die Fließrichtung ausschließlich durch verschiebbare Pfeilkarten dar. Verwende keine Druckquelle, keinen verschlossenen Behälter und keine elektrische Pumpe.

Erkenntnis: Volumenstrom und Druckdifferenz beeinflussen sich. Eine drucklose Darstellung zeigt jedoch nicht die tatsächlichen gespeicherten Energien einer Heizungsanlage.

Lerneinheit 6: Energie- und Hygienefälle

Energiefall: Strombedarf vergleichen

Ein vereinfachter Vergleich:

Annahme	Alte Pumpe	Neue Pumpe
Elektrische Leistungsaufnahme	65 W	14 W
Betriebsdauer	4.000 h	4.000 h
Jahresstrombedarf	260 kWh	56 kWh

Ersparnis im Modell: 204 kWh pro Jahr.

Bei angenommenen 0,30 €/kWh entspricht dies 61,20 € pro Jahr.

Das ist eine Beispielrechnung. Reale Einsparungen hängen von Pumpenauswahl, Leistungsprofil, Regelung und Betriebsstunden ab.

Diagnosefrage: Warum ist eine energiearme Pumpe keine gute Lösung, wenn sie die erforderlichen Volumenströme nicht bereitstellen kann?

Feedback: Energieeffizienz und ausreichende Wärmeversorgung gehören zusammen. Die elektrische Leistungsaufnahme allein erlaubt keine sachgerechte Pumpenauswahl.

Hygienefall: Heizungswasser und Trinkwasser

Situation: An einem Heizungsfüllanschluss ist eine Schlauchverbindung zum Trinkwassernetz zu sehen. Die erforderliche Sicherungseinrichtung ist nicht erkennbar.

Deine Entscheidung: Welche Gefahr besteht?

Hilfe 1: Heizungswasser ist kein Trinkwasser.

Hilfe 2: Denke an ein mögliches Rückfließen in das Trinkwassernetz.

Feedback: Eine ungeeignete Verbindung kann die Trinkwasserqualität gefährden. Eine sachgerechte Heizungsfülleinrichtung benötigt einen für den konkreten Fall geeigneten Rückflussschutz nach den einschlägigen technischen Regeln, insbesondere DIN EN 1717. Fehlende oder nicht erkennbare Schutzmaßnahmen werden einer befugten SHK-Fachkraft gemeldet. Führe selbst keine Füll- oder Prüfhandlungen durch.

Gestufter Lernpfad

Bearbeite jede Aufgabe zunächst ohne Hilfe. Öffne danach bei Bedarf die Hinweise und vergleiche Deine Lösung mit dem begründeten Feedback.

Basisaufgabe: Volumenstrom

Aufgabe: Ein Heizkreis benötigt 6 kW bei 15 K Spreizung. Berechne den Volumenstrom.

Hilfe 1: Die Wärmeleistung beträgt 6 kW.

Hilfe 2: V̇ = P / (1,16 · ΔT)

Hilfe 3: Teile 6 durch 17,4.

Feedback: Rund 0,345 m³/h beziehungsweise 345 l/h sind richtig. Eine höhere Spreizung würde bei gleicher Wärmeleistung einen kleineren Volumenstrom erfordern.

Anwendungsaufgabe: Pumpenauswahl

Aufgabe: Vergleiche die Förderhöhen von Pumpe A und B bei 0,52 m³/h mit der geforderten Anlagenförderhöhe von 2,55 m.

Hilfe 1: Lies die entsprechende Tabellenzeile.

Hilfe 2: Vergleiche 2,65 m und 2,19 m mit 2,55 m.

Feedback: Pumpe A liegt am vorgesehenen Volumenstrom geringfügig über dem benötigten Wert. Pumpe B liegt darunter. Die tatsächlichen Betriebspunkte ergeben sich aus dem Schnitt mit der Anlagenkennlinie.

Transferaufgabe: Wärmeverteilung

Aufgabe: Warum ist es problematisch, die Pumpenförderhöhe bei schlecht versorgten Heizkörpern pauschal zu erhöhen?

Hilfe 1: Vergleiche ausreichend und überversorgte Heizflächen.

Hilfe 2: Denke an Ventilgeräusche und Strombedarf.

Feedback: Mehr Pumpendruck kann bevorzugte Heizkreise weiter überversorgen, Geräusche verstärken und Energie verschwenden. Zunächst sind Anlagenhydraulik, Ventileinstellungen, mögliche Luftprobleme und der hydraulische Abgleich zu beurteilen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Wie entsteht der tatsächliche Betriebspunkt einer Heizungspumpe? (Am Schnittpunkt von Pumpenkennlinie und Anlagenkennlinie) (!Am höchsten Heizkörper des Gebäudes) (!Aus der Gebäudehöhe allein) (!Ausschließlich aus der elektrischen Leistung)

Welche Größe wird in einem üblichen Pumpenkennliniendiagramm waagerecht dargestellt? (Der Volumenstrom) (!Die elektrische Spannung) (!Die Heizwassertemperatur) (!Der statische Fülldruck)

Was beschreibt der Volumenstrom? (Das transportierte Flüssigkeitsvolumen pro Zeiteinheit) (!Den Druckverlust eines einzelnen Ventils) (!Die Gebäudehöhe) (!Die elektrische Leistung der Pumpe)

Was geschieht bei gleicher Wärmeleistung mit dem benötigten Volumenstrom, wenn die Temperaturspreizung größer wird? (Er wird kleiner) (!Er wird grundsätzlich doppelt so groß) (!Er bleibt immer unverändert) (!Er hängt nur noch von der Gebäudehöhe ab)

Welcher Förderhöhe entsprechen bei Wasser ungefähr 25 kPa Differenzdruck? (2,55 m) (!25 m) (!0,25 m) (!255 m)

Warum entspricht die erforderliche Förderhöhe in einem geschlossenen Heizkreis nicht automatisch der Gebäudehöhe? (Weil die Pumpe hauptsächlich die Strömungswiderstände des Umlaufs überwinden muss) (!Weil Wasser keinen Druck übertragen kann) (!Weil Heizkörper immer drucklos sind) (!Weil die Höhe eines Gebäudes keinen Einfluss auf die Druckhaltung hat)

Welche Förderhöhe liefert Modellpumpe A ungefähr bei 0,52 Kubikmetern pro Stunde? (2,65 m) (!1,00 m) (!5,50 m) (!0,20 m)

Was geschieht typischerweise bei einer ungeregelten Pumpe, wenn der Rohrnetzwiderstand zunimmt? (Der Volumenstrom sinkt und der Betriebspunkt verschiebt sich) (!Der Volumenstrom steigt unbegrenzt) (!Die Anlage verliert automatisch ihren statischen Druck) (!Der Volumenstrom bleibt immer gleich)

Welche Differenzdruckregelung eignet sich häufig für Heizkörperkreise mit Thermostatventilen? (Variabler Differenzdruck) (!Ausschließlich maximale Konstantdrehzahl) (!Regelung allein nach der Gebäudehöhe) (!Dauerhaft maximaler Pumpendruck)

Welche Vorgehensweise ist bei einer Ausbildungsübung zu gespeicherter Druckenergie zulässig? (Eine Simulation oder ein druckloses Modell verwenden) (!Eine Heizungsverschraubung unter Druck lösen) (!Eine Druckprüfung ohne Aufsicht durchführen) (!Ein Ausdehnungsgefäß ohne Freigabe öffnen)

Memory

Finde die zusammengehörenden Fachbegriffe und Bedeutungen.

Volumenstrom	Flüssigkeitsvolumen pro Zeit
Förderhöhe	Druckerhöhung als Flüssigkeitssäule
Anlagenkennlinie	Rohrnetzwiderstand in Abhängigkeit vom Durchfluss
Pumpenkennlinie	Zusammenhang zwischen Förderstrom und verfügbarer Förderhöhe
Betriebspunkt	Schnittpunkt der hydraulischen Kennlinien
Hydraulischer Abgleich	Bedarfsgerechte Verteilung der Teilvolumenströme
Systemtrenner	Schutz vor Rückfließen in das Trinkwassernetz

Drag and Drop

Ordne Ursachen, Folgen und fachliche Begriffe zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Schließende Thermostatventile	Steigender Rohrnetzwiderstand
Überhöhter Pumpendifferenzdruck	Mögliche Ventilgeräusche
Fehlender hydraulischer Abgleich	Ungleichmäßige Wärmeverteilung
Geeignete Systemtrennung	Schutz des Trinkwassers
Restdruck im Rohrnetz	Gespeicherte Druckenergie
Nachlaufendes Pumpenlaufrad	Gespeicherte Bewegungsenergie

Kreuzworträtsel

Heizkreis	Wie heißt das Rohrleitungssystem zur Verteilung des Heizwassers?
Betriebspunkt	Wie heißt der Schnittpunkt von Pumpenkennlinie und Anlagenkennlinie?
Volumenstrom	Welche Größe beschreibt ein Flüssigkeitsvolumen pro Zeit?
Förderhöhe	Welche hydraulische Pumpengröße wird in Metern angegeben?
Pumpenkennlinie	Welche Kurve beschreibt das Förderverhalten der Pumpe?
Systemtrenner	Welche Sicherungseinrichtung verhindert ein gefährliches Rückfließen zum Trinkwasser?

LearningApps

Lückentext

Ein Heizkreis transportiert Wärme durch ein zirkulierendes

.

Die Heizungspumpe erzeugt eine

zur Überwindung der hydraulischen Widerstände.

Der transportierte Wasserinhalt pro Zeiteinheit heißt

.

Die hydraulische Druckerhöhung einer Pumpe wird häufig als

angegeben.

Der Schnittpunkt der beiden hydraulischen Kennlinien heißt

.

Die gemeinsame Fördermenge paralleler Heizkreise ergibt den

.

Die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf heißt

.

Im Ausbildungsfall beträgt die gesamte Heizlast

Kilowatt.

Der erforderliche Gesamtvolumenstrom beträgt ungefähr

Liter pro Stunde.

Die geforderte Förderhöhe liegt bei ungefähr

Metern.

Von den beiden Modellpumpen eignet sich Pumpe

besser für den Auslegungspunkt.

Der hydraulische

unterstützt die bedarfsgerechte Versorgung der Heizflächen.

Ein Membranausdehnungsgefäß kann gespeicherte

enthalten.

Nachlaufendes Heizwasser besitzt

.

Beim Befüllen muss das

wirksam gegen Rückfließen geschützt werden.

Offene Aufgaben

Arbeitsregel: Alle Beobachtungen, Berechnungen und Experimente erfolgen mit vorgegebenen Daten, Bildmaterial, Simulationen oder drucklosen Modellen. Keine eigenständigen Arbeiten an realen Heizungsanlagen.

Leicht

Heizkreis: Zeichne ein einfaches Anlagenschema mit Wärmeerzeuger, Pumpe, Vorlauf, Heizkörper und Rücklauf. Kennzeichne die Fließrichtung.
Umwälzpumpe: Beschrifte auf einem freigegebenen Foto einer Heizungspumpe die erkennbaren Bauteile und erkläre ihre Funktion.
Volumenstrom: Gestalte drei Lernkarten zu m³/h, l/h und Förderhöhe. Füge jeweils ein praktisches Beispiel hinzu.
Arbeitssicherheit: Entwirf ein Warnplakat über gespeicherte Druckenergie, gespeicherte Bewegungsenergie, heißes Wasser und elektrische Gefährdungen.

Standard

Heizlast: Berechne die Volumenströme der drei Geschosse und kontrolliere den Gesamtwert.
Pumpenkennlinie: Zeichne die Kennlinien von Pumpe A und B sowie die Anlagenkennlinie. Bestimme die Betriebspunkte grafisch.
Hydraulischer Abgleich: Erstelle einen einminütigen Erklärfilm oder eine Bildfolge, weshalb ein nicht abgeglichenes Rohrnetz Heizkörper ungleichmäßig versorgen kann.
Trinkwasserhygiene: Gestalte eine Diagnosekarte für einen Heizungsfüllanschluss mit fehlender oder nicht erkennbarer Rückflusssicherung.

Schwer

Differenzdruckregelung: Vergleiche Δp-v und Δp-c für Heizkörper und Fußbodenheizung. Begründe geeignete Anwendungen und Grenzen.
Energieeffizienz: Erstelle eine Kalkulation zum Pumpenstrombedarf mit unterschiedlichen Wattzahlen, Betriebsstunden und Strompreisen. Beschreibe die Grenzen Deiner Annahmen.
Fehlerdiagnose: Verfasse einen fachlichen Prüfbericht zur Kundenmeldung. Ordne mögliche Ursachen nach Plausibilität und beschreibe eine sichere Prüfstrategie.
Wärmeverteilung: Entwickle für ein Gebäude mit getrenntem Heizkörperkreis und gemischtem Fußbodenheizkreis ein Anlagenschema. Beurteile, wo getrennte Pumpenbetriebspunkte benötigt werden könnten.

Lernkontrolle

Bearbeite die Aufgaben ohne Quizhilfe. Begründe Deine Schlussfolgerungen anhand der Planungsdaten und hydraulischen Zusammenhänge.

Betriebspunkt: Beurteile, warum die Pumpe mit dem größten maximalen Förderdruck nicht automatisch die wirtschaftlichste Wahl ist. Berücksichtige ausreichenden Durchfluss, Regelung und elektrische Leistung.
Hydraulischer Abgleich: Entwickle zwei unterschiedliche Ursachenmodelle für die Kombination aus kalten oberen Heizkörpern und rauschenden unteren Ventilen. Erkläre, welche zusätzlichen Informationen die Modelle unterscheiden.
Anlagenkennlinie: Prognostiziere die Verschiebung des Betriebspunkts, wenn mehrere Thermostatventile schließen. Vergleiche eine ungeregelte mit einer differenzdruckgeregelten Pumpe.
Heizflächen: Erkläre, weshalb Heizkörper und Fußbodenheizungen unterschiedliche Temperaturspreizungen und hydraulische Anforderungen besitzen können. Übertrage dies auf die Pumpenauswahl.
Energieeffizienz: Entscheide anhand eines angenommenen Gebäudebetriebs, ob ein Pumpentausch, eine bessere Pumpeneinstellung oder ein hydraulischer Abgleich Vorrang erhalten sollte. Begründe die Entscheidung und ihre Unsicherheiten.
Arbeitssicherheit: Beurteile eine Situation, in der eine Pumpe ausgeschaltet wurde, der Heizkreis aber weiterhin unter Druck steht. Entwickle ein Sicherheitskonzept auf Planungsebene, das gespeicherte Druck- und Bewegungsenergie ausdrücklich berücksichtigt.

Bewertungskriterien:

Kriterium	Erwartete Leistung
Fachliche Richtigkeit	Größen, Einheiten und hydraulische Zusammenhänge stimmen
Begründung	Entscheidungen werden mit nachvollziehbaren Ursachen erklärt
Transfer	Wissen wird auf veränderte Anlagenbedingungen übertragen
Sicherheit	Gefahren und Zuständigkeiten werden korrekt berücksichtigt
Dokumentation	Annahmen, Berechnungen und Unsicherheiten sind erkennbar

Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis erstellst Du eine kurze technische Dokumentation zum Ausbildungsfall.

Anlagenschema: Kennzeichne Heizkreis, Pumpenposition und Fließrichtung.
Berechnungsblatt: Ermittle Volumenstrom, Differenzdruck und Förderhöhe einschließlich Einheiten.
Kennliniendiagramm: Stelle die beiden Pumpenkennlinien und die Anlagenkennlinie mit ihren Betriebspunkten dar.
Diagnoseprotokoll: Erkläre mindestens zwei mögliche Ursachen der ungleichmäßigen Wärmeversorgung.
Begründete Entscheidung: Empfiehl eine Modellpumpe und eine sinnvolle Regelungsstrategie.
Sicherheitsnachweis: Beschreibe gespeicherte Druck- und Bewegungsenergie sowie die Grenzen zulässiger Lernhandlungen.
Reflexion: Erkläre, weshalb eine berechnete Pumpenauswahl ohne Betrachtung des Gesamtsystems unvollständig bleibt.

Der Lernnachweis enthält keine praktischen Druckarbeiten und keine Eingriffe in reale Anlagen.

OERs zum Thema

Wikipedia: Umwälzpumpe (Heiztechnik)

Wikipedia: Hydraulischer Abgleich

Fachquellen und weiterführendes Material

Die folgenden Quellen wurden als fachliche Grundlagen herangezogen. Frei zugängliche Herstellerdokumente und Fachinformationen sind nicht automatisch offene Bildungsressourcen.

Wilo: Grundlagen der Pumpentechnik – Pumpenfibel – insbesondere Förderstrom, Förderhöhe, Pumpenkennlinie, Anlagenkennlinie und Betriebspunkt.
Wilo-Brain für Auszubildende – Experimente, Ausbildungsfälle und hydraulische Modellversuche.
Wilo: Differenzdruckregelung Δp-v – Einsatz und Regelverhalten.
VdZ: Fachregel Optimierung von Heizungsanlagen im Bestand – Grundlagen zum hydraulischen Abgleich.
Umweltbundesamt: Umwälzpumpe optimieren und Heizkosten sparen – Energieeffizienz und hydraulischer Abgleich.
DGUV/IFA: Sicherer Umgang mit hydraulischen Anlagen – allgemeine Sicherheitsprinzipien einschließlich gespeicherter Energien. Die konkrete Heizungsanlage erfordert eine eigene Gefährdungsbeurteilung.
DVGW: Heizungsraum – Heizungsfülleinrichtung und Systemtrenner.
DIN EN 1717:2026-08 – Schutz des Trinkwassers vor Verunreinigung durch Rückfließen.

Mediennachweise und Nutzungsrechte

Wikimedia-Commons-Abbildungen:

Umwaelzpumpe.jpg – Cschirp; CC BY-SA 3.0.
Heizkreis Schema.svg – -donald- und MatthiasDD; CC BY-SA 3.0.
Radiator-convection.svg – SVGguru; CC BY-SA 4.0.
Pump curve and system curve.png – Toomey usf; CC BY-SA 4.0.
Bomba x Sistema2a.svg – GMRodrigues; gemeinfrei.
Heizkreis Schema Dreiwegemischer.svg – MatthiasDD; CC BY-SA 4.0.
Heizkreisverteiler.jpg – Tetris L; CC BY-SA 3.0.
Fußbodenheizung Heizkreisverteiler Variotherm Durchflussmessgerät.jpg – Best Tech Nick 25; CC0 1.0.

Für die Abbildungen gelten die jeweiligen Lizenzbedingungen auf den verlinkten Commons-Dateiseiten, insbesondere Namensnennung und gegebenenfalls Weitergabe unter gleichen Bedingungen. Hier werden unveränderte Dateien eingebunden; die selbst erstellten Tabellen und Modellkennlinien sind keine übernommenen Herstellerabbildungen.

YouTube-Videos:

Meine Heizung kann mehr: So funktioniert der hydraulische Abgleich – co2online.
Pumpenkennlinie, Anlagenkennlinie der Heizung – Jörn Loviscach.

Die Videos werden ausschließlich über ihre YouTube-Verweise eingebunden. Eine freie Nachnutzungs- oder Bearbeitungslizenz wird für sie nicht behauptet. Die Videos dürfen nicht ohne entsprechende Rechte kopiert oder neu veröffentlicht werden.