Einzelraumregelung

Wie benutze ich sie richtig?

Wir meinen hier die mit Raumthermoststaten gesteuerte Einzelraumregelung für Flächenheizungen,
wie sie nach EnEV eingebaut wird.
 
Die heute per EnEV vorgeschriebene Einzelraumregelung bei Flächenheizungen hat viele Nachteile und nur wenige Vorteile.
Die endlosen Diskussionen darüber zeigen meist nur, dass gravierende Fehleinstellungen in der Hydraulik und Vorregelung nicht erkannt worden sind. Eine Energieeinsparung wird so verhindert - die Verordnung bewirkt das Gegenteil.


 

Inhalt

  1. Sinn der Verordnung
  2. Der Selbstregeleffekt
  3. Flächenheizung an Wärmeerzeugern
  4. Abgleich und Komfort
  5. Antriebe und Stromverbrauch
  6. Praxistipps
  7. Mehr Hintergrundinfos
Raumregler
Raumregler oder
Selbstregeleffekt?

Die Einzelraumregelung ist sinnvoll zum Sparen...

...aber die Nutzung ist nicht allen klar:
Es besteht bei den Nutzern oft die irrige Meinung, man könne mit den Raumthermostat die Raumtemperatur regeln.
Das ist nicht so: Man kann sie nur nach oben begrenzen, wenn geheizt wird.
Die Begrenzung über den Raumthermostaten ist keine stetige Regelung, sondern nur ein temperaturabhängiges ein/aus, das auf den Durchfluss des Kreises/Raums wirkt.
Genau gesagt gibt es 3 Regelungen, die abhängig voneinander in Reihe arbeiten:

  1. Die Regelung nach der Außentemperatur(!!) findet zentral statt und hält die Raumtemperatur innerhalb der Heizzzeiten immer um die berechneten 22°, wenn...
  2. der Durchfluss aller Heizkreise stimmt und...
  3. sie nicht durch den Raumthermostaten begrenzt wird.
Im Sommer ist die Beheizung abgeschaltet und die Räume können wesentlich wärmer als 22°C werden.
Der Raumthermostat kann das nicht beeinflussen.
Es gelten die folgenden Statements:
 
  1. Entscheidend ist der passende Einsatz der Einzelraumregelung.
  2. Einzelraumreglung (ERR) bei Flächenheizungen wird durch einen Raumthermostaten erreicht, der nur eine Funktion als Übertemperatursicherung haben kann. Man kann damit nur Raumtemperaturen absenken, nichts anderes!
  3. Der Unterschied zum Thermostatventil (TV) ist, dass das TV die eingebrachte Wärme kontinuierlich vermindern kann - im Gegensatz zu den Klick-Klack-Schaltern an der Wand.
  4. Je besser gedämmt ein Gebäude ist, desto unnötiger ist die Einzelraumregelung, weil kaum noch Unterschiede in den Raumtemperaturen erreicht werden können. Gut gedämmte Räume werden eher durch die nebenliegenden mitbeheizt statt über die Außenwände auszukühlen.
  5. Die thermostatische Einzelraumregelung ist etwas schneller als die Selbstregelung der Flächenheizung.
  6. Räume ohne Fremdwärmeinfluss benötigen keine ERR und sollten auch nicht damit ausgestattet werden.
  7. Die Antriebe der ERR verursachen Mehrkosten beim Stromverbrauch.
  8. Bei der Inbetriebnahme behindert die ERR den hydraulischen Abgleich.
  9. Das Verständnis dieses komplexen Themas gelingt nur, wenn grundlegendes Wissen zur Hydraulik und zur Temperaturregelung vorhanden ist.
  10. In Neubauten sollte die ERR für den hydraulischen Abgleich und bis zum Erreichen einer korrekten Vor-Regelung außer Betrieb genommen werden. Das kann mehr als ein Jahr sein.


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Sinn der Verordnung

Die ursprüngliche Intention des Verordnungsgebers (EnEV) war, eine Überheizung mit Heizkörpern zu verhindern, wenn Fremdwärme (Sonne, Geräte, Personen) genügend Wärme einbringen um den Raum zu beheizen. So wird man nicht das Fenster öffnen um die Überschüsse wegzulüften und einen Spareffekt erzielen.
Ergebnis war das kontinuierlich arbeitende Thermostatventil als Nachregelung der außengeführten Heizungsregelung.
Diese Verordnung ohne Nachdenken auf die Flächenheizungen zu übertragen, ist sicher auf den Einfluss der Lobby zurückzuführen. Denn bei richtig betriebenen Flächenheizungen kommen zwei neue spürbare Effekte hinzu: Die Regelträgheit und der Selbstregeleffekt.
Der Selbstregeleffekt ist bei niedrigen Versorgungstemperaturen gut zu spüren.
 
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Der Selbstregeleffekt

Die Fußbodenheizung verfügt über einen natürlichen bzw. physikalisch begründeten Selbstregeleffekt.
Vor allen regeltechnischen Einrichtungen greift bei einem Heizsystem mit niedrigen Heizflächentemperaturen, z. B. Fußbodenheizungen, ein physikalischer Effekt, der die Leistungsabgabe reguliert.
 
Die Leistungsabgabe einer Heizfläche in den Raum erfolgt nahezu proportional zur Temperaturdifferenz zwischen Heizflächentemperatur und Raumtemperatur.
 
In einem nach gültiger Energieeinsparverordnung gedämmten Wohngebäude liegt die Fußbodentemperatur bei einer Fußbodenheizung im Mittel während der Heizperiode bei ca. 23°C.
Da die Temperaturdifferenz zwischen der Oberfläche des Fußbodens und des Raumes sehr gering ist, reduziert sich die Leistungsabgabe der Fußbodenheizung im erheblichen Maße bei einem Anstieg der Raumlufttemperatur.
Steigt z. B. die Raumlufttemperatur bei einer Fußbodenoberflächentemperatur von 23°C aufgrund der Sonneneinstrahlung im Raum von 20°C auf 21°C, so reduziert sich die Wärmeabgabe um ein Drittel.
 
Umgekehrt hat die Absenkung der Raumtemperatur einen Anstieg der Leistungsabgabe zur Folge.
 
(Quelle: Bundesverband Flächenheizung e.V.)

Die Höhe der Leistungsabgabe einer Flächenheizung ist ist also nur eine Funktion der Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Raumlufttemperatur.
Flächenheizungen können Leistungen bis zu 100 W/m² abgeben - abhängig von den Systemtemperaturen und Auslegungen. Da heute Neubauten nach EnEV nur noch 25...40W/m² an Heizlast haben dürfen, können Sie mit fehlerhaften Einstellungen der Vorregegelung die Räume gnadenlos überheizen.
      Eine ERR verhindert das, indem sie den Heizkreis abklemmt. Sparen können Sie so nichts. Der Boden wird nur ungleichmäßig warm. Zuerst müssen Sie also dafür sorgen, dass die Versorgungstemperaturen der Flächenheizung ohne Raumthermostat annähernd stimmen.
Der einzige Vorteil des Raumthermostaten nach dem Abgleich:
Er ist etwas schneller als die Selbstregelung und kann durch Totalabschaltung weitere Überheizung bremsen - verhindern kann er sie bei Fremdwärmeainfluss nicht.
 
Die Regelträgkeit
Die große Masse eines Bodens oder Betonkerns reagiert erst nach Stunden, deshalb haben sich bei der Bodenheizung diese Zeiteinstellungen der Steuerung als sinnvoll herausgestellt:
  • Der Nachheizeffekt beim Abstellen der Beheizung lässt erst nach einer Stunde merkbar nach.
  • Bis eine Bodenheizung einen Raum von 19 auf 21°C erwärmt hat, können 3 Stunden vergehen.
Nach einer Abschaltung fängt man also 3 Stunden vorher an zu heizen und kann schon eine Stunde vor Nutzungsende abstellen.

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Flächenheizung an Wärmeerzeugern

Flächenheizung ist die einzige Beheizung, die niedrige Temperaturen (z.B.) aus Wärmerückgewinnungen ohne Zusatzenergie direkt zur Raumerwärmung ermöglicht. Flächenheizungen sind Boden- oder Wandheizungen.
 
Brennwertkessel oder Wärmepumpe mit Flächenheizung sind eine ideale Paarung.
  • Flächenheizungen erzeugen bei Brennwertkesseln (ohne Mischer!) immer eine ausreichend geringe Temperatur im Rücklauf und ermöglichen eine permanente Brennwertnutzung. Aus Gründen der Wasserchemie sollten aber AL-SI-Kessel und Wärmeabnehmer durch einen Wärmetauscher getrennt sein. Ausnahme: Kessel aus VA-Material.
  • Wärmepumpen sind Niedrigtemperaturerzeuger, weil sie bei geringen Temperaturanhebungen den besten Wirkungsgrad haben. Siehe: Wärmepumpen und Raumthermostate
  • An Fernheizungen können Flächenheizungen die gleichen niedrigen Rücklauftemperaturen erreichen und die 40°C-Vorgaben des Fernwärmelieferanten weit unterschreiten. Wenns hydraulisch richtig gemacht wird, geht das selbst bei der Warmwassernachheizung.

Mit Flächenheizung kühlen

Man kann mit Flächenheizungen kühlen, es gelten jedoch diese Grundsätze:
  • Die minimal zulässige Bodentemperatur ist 19°C.
  • In Barfußbereichen (Bad) ist der Boden generell nicht zu kühlen.
  • Flächenkühlung nur bis kurz vor den Kondensationspunkt - eine Luftfeuchteüberwachung ist also unerlässlich.
  • Im unbeheizten Zustand nimmt der Wärmeträger die Temperatur der Raumes an. Das sind im Sommer etwa 21...26°C.
  • Man kann im EFH an ganz heißen Tagen die Heizungspumpe ohne Wärmeeintrag laufen lassen, um die Unterschiede zwischen den Geschossen etwas zu nivellieren. Bei einem heißen Dachgeschoss und einem kalten EG kann man so die Differenzen zwischen +26° oben und +22° unten vermitteln. Dazu muss die Abschaltung über die Raumthermostate aufgehoben werden, um den Durchfluss zu erlauben.
Die erweiterte Form der Flächenheizung ist die Betonkernaktivierung.
Hier sollte man jedoch eine vorausschauende Regelung mit Wetterverhersage einsetzen.
Mehr zu den kommenden Regelungen hier.
 
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Abgleich und Komfort

Bodenheizungen haben durch den direkten Kontakt mit der Fußsohle einen ganz eng nutzbaren Komfortbereich.
Wandheizungen können eher in Richtung einer Strahlungsheizung benutzt werden.
 
Der Komfortbereich der Bodenheizung ist gut untersucht:
Nebenstehend das Ergebnis der Untersuchung von Fanger ('Unzufriedene in Abhängigkeiten der Oberflächentemperaturen eines Fußbodens'), dargestellt in einem Artikel von Michael Günther.
Im Abo sind wir zum Abgleichen der Bodenheizung im EFH darauf näher eingegangen.
 

 
Durchfluss und Spreizung
Man kann also die Raumtemperatur in geringen Grenzen (der Auslegung) erhöhen oder erniedrigen, indem man dem Raum mehr oder weniger Durchfluss gewährt. Damit wird auch die Spreizung verringert oder erhöht. Die Verweilzeit des Wärmeträgermediums im Boden erhöht oder verringert die Bodentemperatur. (Alles klar?)
Man nennt das auch hydraulischen Abgleich - er hat eben diesen Effekt.
Unzufriedene bei Bodenheizung

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Antriebe und Stromverbrauch

Sie finden hier eine typische Situation in einem Neubau-Etagenverteilerschrank:
5 Antriebe auf dem Vorlauf mit den Einstell- und Anzeigeelementen im Rücklauf.
 
FBH-Verteilerschrank
An den Verfärbungen der Rohre erkennen Sie genau, welche Kreise benutzt werden und welche nicht:
  • Unbenutzt: Kreis 1 und 3
  • Benutzt: Kreis 2, 4 und 5
Erkennbar ist, dass zwei Kreise sind fast immer durch Raumthermostaten abgesperrt sind, weil die Versorgungstemperaturen der Heizung so hoch eingestellt sind, dass die Heizleistung der beiden Kreise schon ausreicheit. Im Sommer sind dann alle zu. Sinnvollerweise arbeitet die Steuerung so, dass die die gesamte Versorgung (samt Pumpe) bei Erreichen der Heizgrenze komplett abgestellt wird oder wenn die Rücklauftemperatur höher als die Solltemperatur wird, die Pumpe nur noch intervallweise arbeitet. Das muss man ausprobieren.
 
Auf einen Blick: Zur Korrosion
Schon nach einem Jahr Betrieb hat das Wärmeträgermedium hier eine rostige Farbe angenommen.
Das deutet auf heftigen Abbau von Eisenteilen im Heizungswasser hin. Irgendwo muss mindestens eine Eisenteil eingebaut sein, was durch die dauernde Aufnahme von Sauerstoff durch die Kunststoffrohre dünn-korrodiert wird.

Das Thema hier soll allerdings der Stromverbrauch der Antriebe sein:
Pro Antrieb meist 2,5...3 Watt an 230V - das macht bei einem permanent geschlossenem Kreis 26,3kWh* 0,3W/kWh = 7,90 € pro Jahr. Als Antrieb wird meist einer benutzt, der im stromlosen Zustand geschlossen ist. (NC)
In diesem Fall kann man also pro Etage rechnen:
  • 2 * 0 € für Kreis 1 und 3, weil immer zu.
  • 3 * 7,9 € *1/2 Jahr für Kreis 2,4, und 5
  • Summe 11,85 € pro Etage und Jahr, die unötig sind.
Dazu kommen diverse Händi-Netzteile, die vergleichbar viel kosten.
Energiesparen kostet eben Strom und Geld :-)
 
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Praxistipps

Wie setze ich jetzt die Einzelraumregelung so gekonnt ein, dass sie den Komfort erhöht?

Die Praxis hat bisher gezeigt, dass aus Unwissenheit oder Faulheit mit der Einzelraumregelungen die gesamte Regelung gemacht wird:
Die Kesselregelung wird 'genügend hoch' eingestellt und die in Folge geschaltete Raumregelung klemmt die Stränge durch Auf-Zu Regelung ab: Der Sinn der Verordnung wird mit dem Raumregler ins Gegenteil verkehrt!
      Die Folge ist ein hoher Energieverbrauch, weil der Kessel nutzlos mit roten Backen dasteht, die Pumpe gegen hauptsächlich geschlossene Ventile drückt und der Bewohner merkt, dass nur Teile seiner Heizflächen warm werden. Dann werden diese aber so warm, dass man sie nicht betreten kann und der Rest bleibt kalt.
      Das ist der typische Zustand einer fehlerhaften 'Inbetriebnahme'. Die richtige kostet etwas Zeit.
Systematisch nach dem unten stehenden Schema vorzugehen bringt einen dauerhaften Komfort mit den geringsten Energiekosten.
 
Es müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein, um den Komfort der Flächenheizung im Mehrfamilienhaus voll zu nutzen:
  1. Der hydraulische Abgleich muss so erfolgt sein, dass bei voller Leistungsabnahme der Heizung alle Wohneinheiten von der Pumpe mit dem berechneten Volumen versorgt werden. Das nennt man den Auslegungsfall.
  2. Bei der Inbetriebnahme behindert die ERR den hydraulischen Abgleich, also müssen -wie oben beschrieben- alle Raumthermostate außer Funktion sein: Aufdrehen!
  3. Nur wenn dann in jeder Wohneinheit das errechnete Volumen erreicht wird, weiß man, dass die Pumpe die korrekten Mengen auch liefern kann. In MFHs ist die Konstant-Druckregelung sinnvoll: dP-c.
  4. Dann muss die außentemperaturgeführte Vor-Regelung ohne Nachtabsenkung(!) so eingestellt sein, dass in allen Räumen nach 1-2 Monaten die Wunschtemperatur erreicht wird. Das werden meist 22°C sein, im Bad ~24.
  5. Das ist meist nur mit Nachregeln der Volumenströme zu erreichen, denn jede Berechnung kann immer nur annähernd sein. Bei diesem Punkt ergeben sich dann diese Möglichkeiten, die mit der Hydraulik gelöst werden müssen und nicht mit den Raumthermostaten!
    • Es ist in einem Raum bei bedecktem Himmel zu warm. Lösung: Am Verteiler die Wassermenge halbieren.
    • Es ist in einem Raum bei bedecktem Himmel zu kalt. Lösung: Am Verteiler die Wassermenge um 50% erhöhen.
    • Das führt man iterativ solange durch, bis die Wunschtemperatur etwa erreicht wird. Meist reichen 2 Änderungen im Verteilerschrank. Alle Änderungen protokollieren!
    • Warten Sie mindestens 3 Heiztage zwischend den Einstellungen. Laufen Sie mit nackten Füßen durch die Wohnung und Sie werden auch die kleinsten Differenzen bemerken.
    • Sollte es überall zu kalt oder zu warm sein, muss die Heizkurve der Vor-Regelung nachjustiert werden. Das geht am Besten per Fernbedienung. Dann 3 Tage warten und nichts tun.
    • Wenn jetzt noch Änderungen nötig sind, wieder am Verteiler drehen.
  6. Dann (und erst jetzt!) kann man seinen Thermostat in den sonnenexponierten Räumen so einstellen, dass z.B. ab 23° die Bodenheizung abgeschaltet wird.
  7. Der Rest der Räume benötigt keine nachgeschaltet Raumregelung, weil die Selbstregelung bei den jetzt angepassten Versorgungstemperaturen das von selbst macht. Diese Antriebe auf den Verteilern solten zum Stromsparen abgeklemmt werden. (Idealzustand, wenn Sie denn im MFH jemals so weit kommen...)
  8. Weiterhin sind jede beliebige Art Fehler denkbar: Es ist unklar, ob die Zuordnungsketten
    • => Raumthermostat => Antrieb im Verteiler => richtiger Kreis auf dem Verteiler
    stimmen! Die Überprüfung sollte jeder Bewohner selbst machen, in dem er durch Abschalten am Raumthermostaten (auf Null) überprüft, ob nach 2 Tagen wirklich der *richtige* Raum kalt geworden ist.
  9. Danach kommt die Kür der Regelungseinstellung: Heutige EnEV-Gebäude benötigen ab ca. 11°C Außentemperatur keine Heizenergie mehr. Man sollte dann diesen Punkt herausfinden und die Gesamtbeheizung abschalten. Zum Wiedereinschalten gibt es ausgetestete Routinen der Reglerhersteller. Sie können auch gerne uns beauftragen.

 
Im Einfamilienhaus geht der Abgleich sicher einfacher und schneller, aber im Prinzip genauso.
 
Mit einem etagenweisen Übertemperaturschutz (Etagenregelung) kann man auch ältere EFHs mit Bodenheizung sehr komfortabel betreiben, wenn die Kreise des Ober- und Untergeschosses an einer zugänglichen Stelle getrennt werden können.
  1. Man installiert einen Raumthermostaten (meist im Flur des OG), weil sich das bei Sonne zuerst erwärmt.
  2. Man installiert in der Zuleitung ein passendes Ventil mit Antrieb, der vom Thermostaten im OG bedient wird.
  3. Die Etagenregelung wird bei passender Einstellung eher eine Überheizung verhindern.

Immer etwas Durchfluss
Bei den oben beschriebenen Lösungen haben Sie sicher bemerkt, dass nur wenige Räume per Raumregler von der Versorgung abgespert werden und der Rest immer am Netz bleibt. Das ist wichtig, um der Regelung immer eine Rückmeldung über die Höhe der Rücklauftemperauren zu geben. Sind nicht mindestens 20% des Nennvolumenstroms möglich, kann die Vorregelung nicht mehr korrekt arbeiten. Das gilt auch für Heizkörperheizungen.
Schon aus diesem Grund sind Raumthermostate in allen Räumen planerischer Unsinn und Geldverschwendung.
 
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Mehr Hintergrundinfos:

http://www.bosy-online.de/Selbstregeleffekt.htm [Dank: Christian Bierschbach war der Initiator, eine solche Zusammenfassung zu erstellen.]
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Seite erstellt am 4.7.2016, letzte Änderung 12:13 15.11.2016, Dienstag