Der Heizkreislauf stellt dem Fluss- und Ultrafiltrationssystem temperierte (und entgaste) Dialysierflüssigkeit zur Verfügung.
Das System besteht aus einem mit dem Zulauf verbundenen Heizgefäß V1, von dem eine Entgasungspumpe, das zugeführte osmosegefilterte Wasser durch das Entgasungsgefäß VE in das Heizgefäß V2 fördert. Dieser Entgasungsfluss J1 ist wesentlich höher als der V2 entnommene Dialysatfluss JD, die Differenz fließt über den Überlauf nach V1 zurück, vgl. Abb.

Die Zulaufmenge wird über einen Zweipunktregler reguliert, der das Zulaufventil (Zulaufstrom J0) beim Erreichen des Minimalwasserstandes VN ein-und beim Erreichen des Maximalwasserstandes VX ausschaltet. Ein Vorheizer regelt das Wasser in V1 auf eine Vorlauftemperatur T1, wobei hier sowohl eine Welligkeit des Temperaturverlaufs als auch eine stationäre Temperaturdifferenz zum Sollwert in Kauf genommen wird. Die gewünschte Dialysattemperatur wird dann mit dem Heizer in Gefäß V2 realisiert, dessen Regler integrierendes Verhalten zeigt (PI). Die Heizleistung wird dabei abhängig von der Temperaturdifferenz in V2 und der Temperatur direkt vor dem Dialysator reguliert. Letztere wird aufgrund der erheblichen Totzeit - Fließzeit vom Ausgang V2 bis zum Dialysator - mit entsprechend geringer Verstärkung berücksichtigt; Die Forderung an die Stationarität des Dialysatflusses werden durch die entstehende geringe Dynamik etwas verschärft.
Die Modellierung des Systems erfolgt auf der Basis der Energie- und Massenbilanz. Das Gesamtsystem zeigt bzgl. Temperatur näherungsweise pT1-Verhalten; die Stabilitätsuntersuchungen zum Heizkreis erstrecken sich dabei auf dieses System (V1+VE+V2).

Die Kreislaufstruktur eignet sich insbsondere zur Realisierung der Entgasungsfunktion über die Entgasungsdrossel zwischen V1 und VE, der Restgasgehalt der Dialysierflüssigkeit wird relativ grob über den Entgasungsfluss bzw. die Drehzahl der Entgasungspumpe gesteuert; die Forderungen an den Regler sind relativ unkritisch, sind allerdings auch bei sich periodisch änderndem Streckenverhalten (Kompressibilität, abhängig vom Restgasgehalt) einzuhalten.

Zum Hauptspülstrom, dessen Fluss im FUF-System geregelt wird, werden über Taumelkolbenpumpen basische bzw. Säureelektrolyte getrennt zugemischt, aufgrund des geringen Leitfähigkeitsanteils (ca. 20%) zuerst die basische Komponente.
Verwirbelungsprozesse nach dem Mischen machen es erforderlich, dass die entstehende Leitfähgkeit erst nach einer gewissen Totzeit stromab gemessen werden kann (Totzeit vom Dialysatfluss abhängig), zusätzlich ist eine Mittelwertbildung über ein Zeitintervall von ca. 1s notwendig (sowohl Totzeit als auch Zeitintervall der Mittelwertbildung sind Mehrfache der Abtastperiode).
Das bedeutet, dass die Reglerdynamik weit reduziert werden muss, was die Anforderungen an die Stationarität des Dialysatflusses erhöht (vgl. Heizungsregler). Im Stellglied ist zu berücksichtigen, dass das Fördervolumen der verwendeten Mischpumpen (Keramik-Taumelkolbenpumpen) abhängig vom Drehwinkel ist (Abbildung des drehzwinkelabhängigen Fördervolumens auf die Schrittperiode, Schrittmotorsteuerung).