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Einrohrheizung: Funktion, Probleme und Sanierung

Was ist eine Einrohrheizung? Wie ist sie aufgebaut und wie funktioniert sie? Welche Probleme bringt sie mit sich? Wie hoch ist der zusätzliche Energieverbrauch eines Einrohrheizungssystems? Welche Sanierungsmöglichkeiten gibt es?

Als sogenannte Einrohrheizung bezeichnet man ein Heizungssystem, dessen zugehörige Heizkörper nacheinander vom Heizwasser durchströmt werden. Sie sind somit in einer Art Ringleitung miteinander verbunden. Solche Einrohrheizungen sind sehr verbreitet in Deutschland, sie werden sowohl in Einfamilienhäusern als auch in Mehrfamilienhäusern verbaut. Hierzulande gibt es etwa 1,5 Millionen Einrohrheizungen, die zum Großteil zwischen 1975 und 1985 installiert wurden.

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Unterschiede von Ein- und Zweirohrheizungen

Eine Einrohrheizung ist eine Warmwasserheizung, bei der die Heizkörper in einer Ringleitung (Einrohr) der Reihe nach mit Warmwasser durchströmt werden. In Einrohrheizungen sind die Rohre zu den Heizkörpern typischerweise im Fußboden verlegt. Durch diese Ringleitung zirkuliert permanent warmes Wasser, selbst dann, wenn alle Heizkörper abgestellt sind. Das Wasser fließt dann durch die Bypässe (siehe weiter unten) um die Heizkörper herum. Sind die Ringleitungen nicht oder schlecht isoliert, so wird von der Einrohrheizung auch dann Wärme an den Fußboden abgegeben, wenn die Heizkörperventile geschlossen sind. Diese „Rohrwärme“ kann je nach baulichen Gegebenheiten einen mehr oder weniger großen Heizeffekt ausmachen.

Im Unterschied dazu haben Zweirohrheizungen zwei Rohre, die das Heizwasser zu jedem Heizkörper und wieder von ihm weg leiten: eins für den Vorlauf (erwärmtes Heizwasser), eins für den Rücklauf (abgekühltes Heizwasser). Das Zweirohrsystem braucht selbstverständlich mehr Rohrmeter als das Einrohrsystem, die in Form eines Rings, eines Sterns oder im Mix erfolgen. Diesen Mehraufwand inklusive der daraus resultierenden Kosten rechtfertigt die gleichmäßige Heizleistung, die an jedem einzelnen Heizkörper im Zweirohrsystem erreicht wird, allemal. Zudem sind auch die Übertragungsverluste vergleichsweise gering und können über die Heizkörperthermostate und einen hydraulischen Abgleich geregelt werden.

Bei Einrohrheizungen mit vertikalen Heizkreisen verlaufen die Einrohrstränge ausgehend von einer oberen Verteilung senkrecht nach unten. Die Heizkörper in untereinander liegenden Wohneinheiten sind über Armaturen mit Bypassstrecke in die Stränge eingefügt. Der Volumenstrom in den senkrechten Strangleitungen ist häufig zu hoch. Hohe Pumpenleistungen und Rücklauftemperaturen ermöglichen keinen energieeffizienten Betrieb. (Grafik: energie-experten.org)
Bei Einrohrheizungen mit vertikalen Heizkreisen verlaufen die Einrohrstränge ausgehend von einer oberen Verteilung senkrecht nach unten. Die Heizkörper in untereinander liegenden Wohneinheiten sind über Armaturen mit Bypassstrecke in die Stränge eingefügt. Der Volumenstrom in den senkrechten Strangleitungen ist häufig zu hoch. Hohe Pumpenleistungen und Rücklauftemperaturen ermöglichen keinen energieeffizienten Betrieb. (Grafik: energie-experten.org)
Bei Einrohrheizungen mit horizontalen Heizkreisen sind die Heizkörper über eine Ringleitung verbunden. Hierbei sind die Heizkörper über spezielle Ventile (z.B. Steigrohr- oder Lanzenventile) in die Ringleitung integriert oder sie sind in dieser „reitend“ angeordnet. Jedem Heizkörper ist bei derartigen Anordnungen ein Volumenstromanteil entsprechend der Anzahl der in Reihe geschalteten Heizkörper zugeordnet (z.B. bei 3 Heizkörpern 33%). (Grafik: energie-experten.org)
Bei Einrohrheizungen mit horizontalen Heizkreisen sind die Heizkörper über eine Ringleitung verbunden. Hierbei sind die Heizkörper über spezielle Ventile (z.B. Steigrohr- oder Lanzenventile) in die Ringleitung integriert oder sie sind in dieser „reitend“ angeordnet. Jedem Heizkörper ist bei derartigen Anordnungen ein Volumenstromanteil entsprechend der Anzahl der in Reihe geschalteten Heizkörper zugeordnet (z.B. bei 3 Heizkörpern 33%). (Grafik: energie-experten.org)

Experten-Wissen: Eine sogenannte Perpendikelheizung, die man auch als Umkehrheizung bezeichnet, ist ein Heizungssystem, dessen Flussrichtung im Rohr regelmäßig umgekehrt wird. Der stetige Wechsel von Vorlauf und Rücklauf sorgt dafür, dass über längere Zeit gesehen, jeder Heizkörper auf die gleiche Heizmitteltemperatur kommt. Frei nach dem Motto: Die eben noch zuletzt mit heißem Vorlaufwasser beschickten Heizkörper werden in der Umkehrrunde die ersten sein!

Ringleitung als Reihen- und Bypass-Schaltung

Mit Hilfe einer sogenannten Umwälzpumpe realisiert man den Wasserumlauf in einer Einrohrheizung. Die Pumpe hilft, dass das Heizwasser sämtliche Widerstände im System überwindet, die durch die nötige Druckdifferenz entstehen. Im einfachsten Fall besteht eine Einrohrheizung aus einzelnen Heizkörpern, die in Reihe geschaltet sind, so dass sie nacheinander vom Heizwasser erreicht und durchströmt werden, wobei sich die einzelnen Heizkörper nicht regeln lassen. Das als Rücklauf aus dem Heizkörper abfließende abgekühlte Wasser trifft im Rohr auf teilweise noch heißes Vorlaufwasser, das somit ebenfalls kühler wird.

Weiterentwickelte Einrohrheizungen zweigen für jeden Heizkörper ab, so dass diese - jeder für sich, quasi in Form einer hydraulischen Parallelschaltung - an das System angeschlossen und reguliert werden können. Diese Bauweise nennt man auch Bypass-Schaltung. Herkömmliche Einrohr-Ventile sind mit einer festen Bypass-Strecke ausgestattet. Unabhängig von der Wärmeanforderung am Heizkörper ist der Heizkreisvolumenstrom daher immer gleich.

Ob einfach in Reihe oder hydraulisch parallel geschaltet – beide Reihen-Bauweisen können mit senkrechter oder waagerechter Verrohrung umgesetzt werden.

Experten-Wissen: Bei starker Wärmeabnahme durch die vorderen werden die hinteren kaum noch versorgt, gleichzeitig kommt es zu einer starken Temperaturspreizung. Prinzipiell sinkt in Einrohr-Heizungsanlagen die Vorlauftemperatur von Heizkörper zu Heizkörper. Eine verlässliche Spreizung zwischen Vor- und Rücklauftemperatur lässt sich aber nicht ableiten. Stattdessen liegt je nach Wärmeabnahme die Rücklauftemperatur häufig sogar deutlich über der Auslegungstemperatur.

Ganz wichtig bei einer Einrohrheizung: Da das Heizwasser zunehmend an Wärme verliert, während es von Heizkörper zu Heizkörper fließt, muss man dem Wärmeverlust effizient begegnen. Am besten, indem man die Heizkörper größer werden lässt. Das heißt, je weiter entfernt ein Heizkörper im Einrohrsystem von der Wärmequelle (Heizkessel) entfernt ist, desto größer sollte er sein, um den Raum auf die gewünschte Temperatur zu heizen. Andernfalls ließe die Temperatur in den betreffenden Räumen ebenfalls nach.

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Temperatur- und Hydraulik-Probleme bei der Heizungsregelung

Einrohrheizungen besitzen von Haus aus eine geringe thermische Trägheit. Aufgrund ihrer Funktionsweise sind sie ohne großen Aufwand beschafft und installiert. Da die bereits erwähnte Umwälzpumpe mit Elektrizität betrieben wird, ist man mit dem Einrohrheizungssystem vom Strom abhängig. Und wenn ein Heizköper Probleme macht, dann wirken sich die Probleme auf die komplette Einrohrheizung aus, da die Heizkörper in Reihe angeordnet sind. Selbst wenn man regulierend auf einen Heizkörper zugreift, zum Beispiel, um ihn abzuschalten, wirkt sich der Eingriff auf die gesamte Anlage aus.

Wer eine Einrohrheizung mit einer recht hohen Vorlauftemperatur betreibt, also sie mit sehr heißem Heizwasser beschickt, der erwärmt das Haus häufig schon über die Rohrleitungen, die davon stetig durchströmt sind. Das ist insofern von Nachteil, als dass sich keine sinnvolle Regulierung der Temperatur über die an den eigentlichen Heizkörpern installierten Thermostatventile mehr ergibt.

In Einrohrheizungen mit den bereits erwähnten Bypass-Schaltungen kommt es zudem zu folgendem Nachteil: Das Heizungswasser strömt auch hier stetig durch die Rohre. Ist ein Heizkörper nicht zugeschaltet, sprich: sein Ventil geschossen, so dass er kalt bleibt, kommt zu heißes Wasser als Rücklauf zurück. Im Fachjargon spricht man dann von einer zu geringen Temperaturspreizung (Vorlauf: heiß, Rücklauf: abgekühlt). Sie führt mitunter zu Problemen mit der Wärmeabnahme durch den Heizkessel. Moderne Komponenten, zum Beispiel Brennwertgeräte, kommen mit hohen Rücklauftemperaturen auch schlecht klar. Ebenso wenig wie Heizungspumpen, die sich selbst regulieren können: Da ein einfaches Einrohrsystem, das nicht optimal reguliert ist, durchgehend unter Hochdruck gefahren wird (maximale Pumpenleistung).

Ganz abgesehen davon, dass die Heizkreispumpe buchstäblich ständig unter Strom ist, der in diesem Fall unsinnigerweise verbraucht würde, da er das Heizwasser an den Heizkörpern vorbei drückt.

Vergleich des Heizenergieverbrauchs von Ein- und Zweirohrheizung

Heute ist die Zweirohrheizung gebräuchlicher als die Einrohrheizung. Der thermische Mehraufwand einer Einrohrheizung im Vergleich zur Zweirohrheizung wird auf etwa 20 Prozent, der elektrische auf 70 Prozent beziffert. Das heißt, man benötigt mit dem Einrohrheizsystem ein Fünftel mehr Heizenergie und fast Dreiviertel mehr Strom. Das macht sich im Geldbeutel bemerkbar.

Tabelle: Beispiele für die Mehrkosten pro Jahr bei unterschiedlichem Modernisierungsgrad einer Einrohrheizungen
Einrohrheizung ohne Modernisierung mit hydraulischem Abgleich und zusätzlicher Rohrdämmung und mit zusätzlicher, neuer Umwälzpumpe Mögliche Gesamtersparnis bei Sanierung
Geschätzter Mehrverbrauch (im Vergleich zur Zweirohrheizung) 25% 20% 15% 10% 0%
Altbau-Wohnung mit 100 m2 6.000 € 5.700 € 5.415 € 5.144 € 1.500 €

Möglichkeiten zur Sanierung einer Einrohrheizung

Einrohrheizungen sind zu Recht aus der Mode gekommen: Sie sind schlecht regulierbar und teuer im Betrieb. Sie verbrauchen sowohl Brennstoff als auch Strom in zu großen Mengen, als dass diese noch als umweltfreundlich betrachtet werden können. Daher ist eine Sanierung einer Einrohrheizung sinnvoll.

Neben einer Komplettsanierung des Einrohrheizsystems gibt es aber auch sinnvolle Alternativen, die auch eine spürbare Heizkostenersparnis erbringen. Hier sind zum Beispiel 

  • ein hydraulischer Abgleich und eine korrekte Einstellung der Vorlauftemperatur unbedingt erforderlich.
  • Zusätzlich sollten auch die Heizungsrohre der Einrohrheizung selbst gedämmt werden. Dies kann sogar selbst übernommen und die Dämmmaterialien im Baumarkt eingekauft werden. So kann der thermische Mehraufwand einer klassischen Einrohrheizung im Vergleich zu einer Zweirohrheizung von rund 20 Prozent spürbar reduziert werden.
  • Zudem lohnt sich auch der Austausch einer alten Umwälzpumpe mit einer modernen, hocheffizienten Umwälzpumpe.

Alle Maßnahmen zusammen können daher helfen, die Heizkosten eines Einrohrheizsystems ohne eine komplette Sanierung deutlich zu reduzieren.

Experten-Tipp: Mit dem druckunabhängigen Regel- und Einregulierventil TA-Compact-P von IMI Hydronic Engineering lassen sich Einrohr-Heizungsanlagen automatisch hydraulisch abgleichen. Das Ventil wird einfach in den Einrohrringen eines bestehenden Systems nachgerüstet. Es übernimmt dabei die Funktion eines automatischen Durchflussreglers und sorgt dafür, dass sämtliche Ringe exakt die für die Versorgung der angeschlossenen Heizkörper benötigte Wassermenge erhalten. Komplexe Berechnungen oder detaillierte Kenntnisse des Rohrleitungssystems sind hierzu nicht erforderlich. » "Automatischer hydraulischer Abgleich in Einrohr-Heizungen"

Das druckunabhängige Regel- und Einregulierventil TA-Compact-P wird zur Realisierung eines automatischen hydraulischen Abgleichs in bestehenden Einrohr-Heizungsanlagen nachgerüstet. (Grafik: IMI Hydronic Engineering Deutschland GmbH)
Das druckunabhängige Regel- und Einregulierventil TA-Compact-P wird zur Realisierung eines automatischen hydraulischen Abgleichs in bestehenden Einrohr-Heizungsanlagen nachgerüstet. (Grafik: IMI Hydronic Engineering Deutschland GmbH)

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"Einrohrheizung: Funktion, Probleme und Sanierung" wurde am 28.08.2018 das letzte Mal aktualisiert.