Symbole, Zeichenerklärung

Um die Funktion und den Aufbau von Haustechnischen Anlagen zu verdeutlichen und zu verstehen, werden Anlagenschematas verwendet. Ein Anlagenschema stellt den Zusammenhang, die Funktion und den Aufbau einer Anlage in vereinfachter Form dar. Innerhalb eines Anlagenschamas werden daher für verschidene Bauteile oder selbständige Funktionseinheiten nur Symbole verwendet um die Übersicht zu vereinfachen. Die Symbole stehen nur zur Vereinfachung für evtl. komplexe Teile oder Funktionen. Das selbe Symbol kann daher in einem Anlagenschema mehrfach vorkommen und unterschiedliche Eigenschaften haben, es stellt nur die prinzipielle Funktion dar. Im Anlagenschema wird im Normalfall die Räumliche oder Örtliche Anordnung nicht berücksichtigt. Es soll hier nur die Funktion der Anlage und die wichtigen Komponenten in anschaulicher Weise dargestellt werden. Auch haben die Größe der Symbole nichts mit deren tatächlichen Dimensionen zu tun und es werden hier nur die zur Funktion relevanten Komponenten dargestellt um die Übersichtlichkeit zu verbessern. 

Rohrleitungen

Rohr-Verbindung

Rohr-Kreuzung

Rohrleitungen werden in Schemazeichnungen allgemein als etwas dickerer durchgehender Strich dargestellt. Aus den Darstellungen ist im Normalfall nicht erkerkennbar um welche Flüßigkeit es sich hierbei handelt. Die Farbe der Rohrleitung gibt im allgemeinen lediglich einen Aufschluss, ob es sich hier um Warme- oder kalte Flüßigkeit handelt. Meist, aber nicht zwangslaufig ist hier Wasser enthalten, allerdings in unterschiedlichem Zustand (Trinkwasser, Heizungswasser, Wasser mit Frostschutzmittel usw.). Rohrverbindungen werden als sich treffende Leitungen dargestellt. Wenn sich Rohre nur kreuzen, ohne dass sie Kontakt, oder gar Verbindung haben, wird dies oft schematisch mit einem angedeuteten Umgehungsbogen dargestellt.

 Pumpe

Pumpe

Das Symbol für eine Pumpe steht generell für eine Pumpe die eine Flüßigkeit pumpt. Dabei ist es zunächt gleichgültig, elcher Art diese Flüßigkeit ist. Es kann einfach nur Wasser in einem Heizungsnetz sein, aber auch jedes andere Medium, z.B. Kraftstoff, Wasser mit Frostschutzmittel, Trinkwasser, Öl, usw. Massgeblich für dieses Symbol ist nur dass die Flüssigkeit gepumpt wird. Hier ist die Spitze des Dreieckes im Symbol die Pumprichtung. Welche Menge und mit welchem Druck die Pumpe das Medium pumpt sagt das Symbil nicht aus. Auch nicht wie die Pumpe angetrieben wird. In der Regel sind Pumpen meistens elektrisch angetrieben, sie können aber auch über Ketten, Riemen oder Zahnräder angetrieben werden.

 Ventilator, Verdichter, Kompressor

Luft-VerdichterDieses Symol stellt eine ähnliche Funktion dar. Nämlich die Druckerzeugung bei gasförmigen Stoffen. Auch hier ist des Medium das verdichtet wird im Symbol nicht erkennbar. Daher wird diese Symbol für jegliche Art der Verdichtung verwendet. Es kann z.B. ein einfacher Ventilator in einer Lüftung oder ein Kompressor für die Verdichtung von Kältemittel in einer Wärmepumpe sein. Auch hier ist die Wirkrichtung an der schmaleren Seite der Symbilstriche erkennbar, aber nicht unbedingt das Medium um das es geht. Die Antriebsart ist meistens elektrisch.

Heizkreis

Allgemein als Heizkreis wird die Summe aller Wärmeverbraucher an einem Rohrstrang bezeichnet. Dabei ist es gleichgültig ob es sich um einfache Heizkörper, Fußbodenheizungen, Flächenheizungen oder andere Heizungsarten handelt. Es kann daher Symbolhaft für mehrere Heizkörper, oder gar ganze Wohnungen stehen. Die einzelnen Elemente solten nur gleiche Eigenschaften haben. Auch sagt das Symbol nichts über die Leistung oder die Anzahl der einzelnen Verbraucher aus, sondern lediglich, dass sie sich an dem selben Rohrsystem befinden. Dieses Symbol wird eigentlich nur als Vereinfachung in der Darstellung in komplexen Anlagen verwendet, um die Übersicht zu vereinfachen und nicht alle Verbraucher einzeln darstellen zu müßen.

Fühler, Sensoren, Messgeräte

Sensoren, MessfühlerIn der Haustechnik ist es erforderlich die unterschidlichsten Zustände von Medien zu erfassen. Wir unterscheiden zunächst das erfassen eines Analogwertes. Hierbei kann der erfasste Wert des Mediums jeden belibigen Wert innerhalb der physikalischen Grenzen des Sensors liegen. Dies hängt natürlich von dem Messelement und der Bauart des Fühlers ab.  Bei Fühlern die in elektronischen Regeleinrichtungen verwendung finden werden hier oft variable elektrische Widererstände eingesetzt, so z.B. Pt1000 (Widerstand auf Platin-Basis mit 1000 Ohm bei 0°C). Die Widerstandswerte ändern sich in Abhängigkeit der Temperatur des Mediums, mit dem sie in Berührung kommen. Die Regeleinrichtungen haben dann ihrerseits wieder eine Anzeigeeinrichtung für die erfassten Werte. Es gibt aber auch Fühler die über Federkraft und Bewegungsenergie Werte erfassen und der Messeinrichtung zur Verfügung stellen, z.B. Druckfühler. In der modernen Regelungstechnik kommen aber immer vermehrt auch Fühler (Sensoren) auf den Markt, die auf Halbleiterbasis aufgebaut sind und integrierte Sensoren dann analoge Werte digital, z.B. als Impulswerte kodiert an die zugehörigen elektronischen Einrichtungen übertragen.
Die andere Art der Erfassung ist die Digitale Erfassung von Werten. Hier gibt es nur 2 Zustände, nämlich Ein oder Aus, bzw. unterhalb eines deffinierten Wertes oder oberhalb. Diese Fühler werden oft auch als Grenzwert-Schalter oder Grenzwert-Geber bezeichnet und haben in der Regel einen einstellbaren Wert, der den Schaltpunkt des Fühlers deffiniert.
An der Darstellung des Fühlers ist deren Eigenschaft erkennbar. Der Buchstabe gibt an, was erfasst wird (T =Temperatur, P = Druck, H = Feuchte usw.), die Umrahmumg die Erfassungsart (rund = analoger Wert, eckig = digitaler Wert ein/aus) und die weiteren Angaben, lassen den Einsatzort erkennen (keine Angabe = allgemein, Strich = Sensor der in ein Mdeium hineinragt Tauchfühler, Wandsymbol = Aussenfühler auf Wand montiert). Wenn ein Pfeil in Symbol eingezeichnet ist, so soll das auf einen Fühler hinweisen, der optisch direkt ablesbar ist (Zeigerinstriment).

 Ventile, Mischer

Durchgangs und 3-Wege-Ventile / Mischer3-Wege-Ventil linear3-Wege-DrehventilEin wichtiges Bauteil in der Haustechnik sind Ventile und Mischeinrichtungen. Sie sorgen dafür, dass das flüßige Medium (in der Regel Wasser) gezielt im vorgesehenen Verhältnis gemischt oder getrennt wird. Bauartbedingt sind Ventile daher nur für die Durchströmung in eine Richtung konzipiert. Es gibt Durchgangsventile, mit 2 Anschlüßen und Misch- oder Verteilventile mit 3 Anschlüßen, wobei derjenige Anschluss, der immer die Gesamtmenge (100%) deinhaltet anders markiert ist, meistens hell. An den Pfeilsymbolen ist hier die Strömungsrichtung erkennbar und die Bauform. Natürlich gibt es diese Ventile auch für den Einsatz auf / zu, also Digital. Diese werden oft als Umschaltventile bezeichnet. Die Antriebsart dieser Ventile ist meistens rein elektrisch, mit sogenannten Stellantrieben. Je nach Erfordernis werden diese Ventile im Heizungsnetz verbaut und oft als Stellglied bezeichnet. Die Antriebe von Ventilen ist meistens elektrisch. Oft werden die motorischen Antriebe der Übersichlichkeit halber gar nicht dargestellt. Je nach Bauform können diese Ventile mit drehbaren oder mit linearen Stellelementen aufgebaut sein. Der Stellmotor muss daher natürlich entsprechend aufgebaut sein.

 Ansteuerung

3-Punkt / analoge AnsteuerungEs gibt verschidene Arten von Ansteuerungen, vor allem bei Ventilen und Mischern, um einen gewünschten Stell-Zustand zu erreichen.
Die analoge Ansteuerung ist eine Möglichkeit. Hier wird ein bestimmert Wert direkt an den Stellantrieb des Ventiles/Mischers übertragen. Meistens handelt es sich hier um eine Gleichspannung von 0 bis 10V, die einem Stell-Zustand von 0 bis 100% entsprechen. Dazu muss aber der Stellantrieb zusätzlich mit Energie (Versorgungsspannung) versorgt werden. Der Stellantrieb wird äquivalent der Steuerspannung verstellt und meistens per Federkraft zurückgestellt, wenn das Signal kleiner, oder zu Null wird. Solche Stellantriebe sind meitens relativ teuer.
Eine in privaten Anwendungen oft verwendete Ansteuerung ist die 3-Punkt-Ansteuerung. Hierzu werden 2 Steuereingänge verwendet. Über den einen Eingang wird der Stellantrieb in die eine Richtung und über den anderen Eingang in die andere Richtung bewegt, und zwar nur so lange, wie das Signal ansteht., Daher werden Solche Ansteuerungen auch als Impuls-Ansteuerungen bezeichnet. (3-Punkt wegen der 3 Zustände: Auf, keine Ansteuerung und Zu). Dadurch wird das Ventil/Mischer gezielt in eine Richtung verstellt. Natürlich ist sicherzustellen, dass nicht beide Signale gleichzeitig anstehen. Solche Stellantriebe sind relativ einfach. Wenn keines von beiden Signalen ansteht, bleibt der Stellantrieb unverändert. Bei Anlagen mit solchen 3-Punkt Ansteuerungen muss allerdings beim Ausschalten der Anlage dafür gesorgt werden, dass der Zu-Zustand erreicht wird. Die Regler, die solche Stellantriebe ansteuern, sorgen daher dafür, dass der Zu-Befehl anstehen bleibt, wenn die Anlage ausgeschaltet wird. Ob die Auf, bzw. Zu- Steuerung eine links oder rechts-Bewegung macht hängt von der Ausführung und der Einbauart des Ventiles/Mischers ab. 3-Punkt Stellantriebe werden in der Regel über die Ansteuerungen mit Energie versorgt (meist 230V~), brauchen daher keine Hilfsenergie und sind meistens günstiger als analoge Stellantriebe. Allerdings ist der aktuelle Stand nicht am Ansteuerungs-signal erkennbar.

4-Wege Mischer

4-Wege-MischerEine Sonderart von Ventilen ist der "4-Wege-Mischer". Er ist im Prinzip ein Ventil mit 4-Anschlüßen, ist aber anders aufgebaut, meist als drehbarer Mischer, der einen Trennsteg hat, der um 90° gedreht werden kann und somit die Strömungsverhältinsse innerhalb der Mischkörpers verändert. Diese Bauart wird heute kaum noch verwendet, sondern hat eher historische Hintergründe (Altbestand). Bei dieser Bauart wurde sowohl der Vorlauf, als auch der Rücklauf des Heizkreises durch den Mischer geführt. Dabei wurde nicht nur das Mischverhältnis im Vorlauf beeinflusst, sondern auch die Wassertemperatur, die zu Wärmeerzeuger zurück fliest. Altere Wärmeerzeuger waren nämlich empfindlich gegen kalte Wasserstömungen in das Gerät, da hierbei Kondenswasser in der Brennkammer entstehen konnte, die einen erhöhten Verschschleiß des Wärmeerzeugers nach sich zogen. Moderne Wärmeerzeuger hingegen sind meisten sogar eher auf kalte Rückströmung angewiesen, um die Kondensations-Wärme auszunutzen (Niedertemperatur Wärmeerzeuger). Daher finden 4-Wege-Mischer heute kaum noch Anwendung.

 Speicher

Speicher werden in Schematas meist als Rechteck, mit gerundeten Kanten dargestellt. Dabei ist es zunächst gleichgültig, was für Medium im Speicher enthalten ist. Die Farbe im innern gibt im allgemeinen Aufschluss über das Medium oder die Eigenschaft des Inhaltes. Oft wird hier ein Kompromiss gebildet, entweder Medium oder Temperaturniveau. Hier werden Trinkwasserspeicher meistens hellblau dargestellt, als Hinweis auf kritisches Medium, und Heizungswasser-Speicher mit der Darstellung des Temperaturniveaus. Bei größeren Pufferspeichern stellt sich meistens nach kurzer Ruhezeit ein Temperaturgefälle von oben nach unten ein, ausser wenn der Speicher komplett heiß oder komplett kalt ist. Dieses Temperschichtung in den danach benannten Schicht-Speichern wird oft mit dem Farbverlauf von rot=warm nach kalt=blau verdeutlicht. Natürlich entsteht auch in den reinen Trinkwasserspeichern eine Temperaturschichtung statt, aber oft wird hier der die Mediums-Art (hygienisch sauberes Trinkwasser) verdeutlicht.

 Wärmetauscher

Dieses Bauteil kommt in der Haustechnik häufig und in unterschiedlichen Varianten vor. Oft wir hier nur die vereinfachte Darstellung verwendet, vor allem bei Wärmetauschen zwischen zwei gleichartigen Medien, wie Heizungs-Wasser und speziellem Wasser. Die Variente mit einer Rohrschlange innerhalb eines Behälters, in dem eine der beiden Flüßigketen enthalten ist, ist die klassische Art eines Wärmetauschers. Die beiden Flüssigkeiten sind voneinander getrennt, lediglich die Temperatur der beiden Flüssigkeiten können sich angleichen. Im Behälter kann sich bei ensprechnder Dimension dann ein Temperaturgefälle ergeben, da wärmere Füssigkeit langsam nach oben steigt. Man spricht in diesem Fall auch von einem Schichtspeicher mit Wärmetauscher. Hier gibt es natürlich die unterschiedlichsten Ausführungen, auch mit mehreren getrennten Wärmetauschern in einem Behälter.

KLappe

Lüftungs-Klappe mit StellantriebEine Klappe wir in der Lüftungstechnik dort eingesetzt, wo man Luftkanäle absperren oder den Luftstrom beeinflussen will. An den Ein- und Auslässen von Lüftungskanälen derden diese meitens zum schließen des Luftkanales im Ruhezustand eingesetzt. Wenn man die Luftströme verändern will werden aber auch Klappen eingesetzt um die Luftströme komplet umzuschalten, oder um eine gezielte Mischung von Luftströmen zu erreichen. Klappen zum absperren oder umschalten von Luftstömen kennen eigentlich nur den Zustand Auf und Zu und sind meist dichtschließend. Klappen zur Luftmischung werden kontinuierlich angesteuert und können jeden Zustand zwischen 0 und 100% Öffnung einnehmen. In Anlagenschematas werden die Klappen oft ohne den zugehörigen Antriebsmotor dargestellt um die Übersichtlichkeit zu verbessern.

 Filter, Heizregister, Kühlregister, Befeuchter, Schalldämpfer, Luftkanal

Lüftungs.StrangIn der Lüftungstechnik werden zur Luftaufbereitung verschidene Komponenten eingesetzt, hier von links nach rechts dargestellt:
Filter, zur Filterung von Staub hauptsächlich in der Aussen-Luft.
Heiz-Register, zur Erwärmung der Luft. Wird von einer Heizquelle mit Warmwasser, oder anderweitig mit Energie (Wärme) versorgt. Im Prinzip ist ein Heizregister eigentlich auch ein Wärmetauscher, nur hier zwischen dem Heizungswasser und durchströmenden Luft.
Kühl-Register, zur Kühlung der Luft. wird von einer Kältequelle mit Kaltwasser versorgt oder ist als Verdampfer einer Wärmepumpe ausgeführt. Auch ein Kühlregister ist ein Wärmetauscher, hier zwischen dem kalten Wasser und der Luft, die hindurchströmt.
Befeuchter, hier als Sprüh-Befeuchter ausgeführt, um die Luft direkt zu befeuchten. Kann aber auch als Dampfbefeuchter ausgeführt sein, in dem Wasserdampf eingelassen wird. Am Luftaustrtt des Befeuchters sind "Wasserabscheide-Bleche" angeordnet, die Tropfen in der Luft abfangen, damit möglichst nur Wasser in Dampf-Form in dem Luftkanal weitergeleitet wird.
Schalldämpfer, dieser soll nur die Geräusche die der Ventilator erzeugt und die Strömungsgeräusche in den Registern und Kanälen reduzieren. Schalldämpfer sind daher immer am Ende einer Luft-Strecke angebracht und dienen nur dem Komfort. Schalldämpfer werden oft bei den Anlagenschematas weggelassen, da sie nicht zur Luftbehandlung beitragen, sondern nur zum Schallschutz.
Der Luftkanal wird in Anlagenschematas meistens nur als dickerer Strich dargestellt. Er dient eigentlich nur als Hilfsmittel, um den Luftstrom zu verdeutlichen. Hier werden schematisch nur die für die Funktion relevanten Komponenten im Luftstrom dargestellt. Der Abstand der einzelnen Komponenten ist hier unrelevant, sondern lediglich die Reihenfolge bezogen auf die Luftrichtung.

Regler

Regler allgemeinUm Haustechnische-Anlagen überhaupt zielorientiert einsetzen zu können ist eine gezielte Beeinflussung von Eigenschaften erforderlich. Dies wird allgemein als Regelung bezeichnet. Hierfür ist ein Regler erforderlich. Ein Regler bestehen im Prinzip aus folgenden Komponenten. Den Eingangswerten Sollwert "W" sowie Istwert "X" und dem Ausgangswert Stellwert "Y". Dazwischen liegt die eigentliche Reglereigenschaft. Die Reglereigenschaft setzt sich zusammen aus Vergleicher (Istwert zu Sollwert) und Verstärker, die dann den Ausgangswert Stellwert ergeben. Zusätzlich kann man meistens noch über Hilfsgrößen "H" die Eigenschaft des Reglers beeinflussen. Die Differenz zwischen Sollwert und Istwert, nennt man Reglerabweichung. Das ist der Wert, um den der Istwert vom Sollwert abweicht. Die Reglerabweichung ergibt zusammen mit den Reglereigenschaften (Regler-Parameter) die Ausgangsgröße, den Stellwert. Mit dem Stellwert wird dann wiederum Einfluss auf die zu Regelnden physikalischen Größen genommen. Hilfsgrößen können z.B. Zeitprogramme, oder Anpassung der Reglereigenschaften auf geänderte Rahmenbedingungen wie Aussentemperatur sein.