Die Heizgrenze

An irgendeinem warmen Sommertag sagen Sie:
'Jetzt wird die Heizung aber ganz abgeschaltet!'
- Dann ist es zu spät, mit dieser Massnahme noch irgend etwas zu sparen.

Wenn Sie noch eine Frage hatten, was die 'Heizgrenze' denn sein soll - das ist sie: Ganz abschalten, wenn keine Wärme im Gebäude mehr benötigt wird und so abschalten, dass Sie es nicht mal bemerken.
Auf Ihrem Konto oder in Ihrem Öltank bemerken Sie am Jahresende dann ein erheblich höheres Niveau.

Warum eigentlich ganz abschalten?

Es gibt mehrere Gründe, die Totalabschaltung der Heizung im Sommer nicht oder per Hand durchführen zu wollen:

Sie wollen es auf jeden Fall warm haben.
Sie glauben nicht, dass man damit nur einen Liter Öl oder Gas sparen kann.
Sie haben einen Heizungsregler, der so etwas nicht kann.
Sie haben einen Heizungsregler, der so etwas nur bei einer festen viel zu hohen Außentemperatur kann. (Meist sind das 22ºC, bei Viessmann je nach Regelung 31...36° Werks-Voreinstellung.)
Ihr Heizungsmonteur hat es bei Ihnen so eingestellt, dass nicht abgeschaltet wird.
(Er bezahlt sicher nicht Ihre Öl- oder Gaslieferungen...)

Wir haben selber auch lange nicht geglaubt, dass man mit einer Totalabschaltung nur irgend etwas sparen kann - bis wir von den Einsparungen durch einen neuen Regler überrascht wurden. Diese Erfolge wollen wir Ihnen hier vorstellen:

Ausgangspunkt

Die alte Heizungsanlage, die wir 10 Jahre optimierten, können Sie sich ausführlich hier ansehen.
Sie hatte einen analogen Heizungsregler der 1984er-Generation (von Lamberti), der schon eine Totalabschaltung besaß. Diese war durch Widerstände intern fest auf 22ºC Außentemperatur eingestellt.
Es gab darin auch eine minimale Kesseltemperatur, die durch ein Poti einzustellen war. Sie stand bei Auslieferung auf 40ºC. Das heisst, der Kessel wurde immer auf 40ºC gehalten - das ganze Jahr über. Daher kamen auch die hohen Werte der Einschaltungen, die Sie auf der Startseitesseite sehen. (Das sollte Verrostungen im Kessel und Versottungen im Kamin vorbeugen.) Unter anderem hat unsere Missachtung dieser Ängste des Herstellers die rasant fallende Kurve der Einschaltungen und damit der Verbräuche gebracht.

Neue Anlage

Die neue Anlage hat den digitalen Nachfolgeregler der 1999er-Generation desselben Herstellers, allerdings mit stark erweiterten Einstellmöglichkeiten. Hier kann man u.a. die Totalabschaltung bei einer bestimmten Außentemperatur einstellen. Allerdings wirkt die Außenentemperatur nicht direkt, sondern mit einer fest vorgegebenen Mittelwertbildung über 11h auf die Abschaltung des Kessels. (Die Temperatur folgt quasi mit 1/2 Tag Verzögerung und auch der 'Wettererfahrung' dieses Tages.)
Das bewirkt, dass die Abschaltung (bei steigenden Temperaturen) und die Wiedereinschaltung (bei fallenden Temperaturen) immer etwas zu spät kommen. Aber immerhin. Besser als gar nichts, dachten wir und testeten ab 2001 bis 2002 die Abschaltbedingungen.
Inzwischen sind wir mit der Heizgrenztemperatur bei 12ºC gelandet.
Das ist die Heizgrenze des Baus, die mit der zeitverzögenden Mittelwertbildung in etwa übereinstimmt. Leider nicht ganz, denn die Zeitkonstante des Baus ist etwas kleiner.

Unsere Kritik an den Reglerhersteller Lamberti und Auftraggeber Elco-Klöckner:
Man sollte eine Mittelwertbildung einbauen - aber man muss sie in gewissen Grenzen an die Massenträgheit des Baus einstellbar machen! ( Viessmann kann das, ebv kann das.)
Mehr dazu: Wärmekapazität in den Technischen Begriffen.

Was haben wir verglichen?

Die Abschaltung über die Außentemperatur kann natürlich nur wirksam sein, wenn die Temperaturen draußen oder die Sonneneinstrahlung selbst eine genügende Menge an Wärme mitbringen, dass wir ohne Heizungsunterstützung unsere gewünschte Innentemperatur erreichen.
Diese Temperatur ist bei jedem Haus unterschiedlich - eben abhängig von Winddichtigkeit, Fenstergröße, Außenmauern, Isolierung, Nutzern,....

Die Monate, in denen ein Vergleich einer Totalabschaltung wirksam werden kann, sind eben die, in den es Tage gibt, an denen es schon angenehm warm werden kann. Bei uns sind das März, April und Mai. In diesen Monaten ist die Zahl der Heiztage hier eben nicht mehr gleich der Monatslänge wie in den kalten Monaten vorher.
Wegen des Einbaus der neuen Heizanlage konnten wir die Wirksamkeit der automatischen, reglergeführten Totalabschaltung über 6 Jahre vergleichen. Die Ergebnisse zeigen, dass in diesen 'abschaltintensitiven' Monaten 30-40% des früheren Verbrauchs eingespart werden können - man muss sich nur die Mühe machen, die Heizgrenze herauszufinden...

Anlagentypen März April Mai

Mittelwerte von 1998 + 1999 + 2000
(alte Anlage) 229,29 117,24 80,98

Mittelwerte von 2001 + 2002 + 2003
(neue Anlage) 166,77 67,32 48,97

Ersparnis % 27,3 42,6 41,0

Legende:
1998-2000: Alte Anlage - Regler mit fester Totalabschaltung bei 20°C.
2001-2003: Neue Anlage (mit LAS ab 2002) und Annäherung an Heizgrenze.
Die Verbrauchswerte sind die auf die echten gemessenen Gradtagszahlen normierten Mittelwerte Liter Öl, die in den Monaten verbraucht wurden. Die Gesamttabelle ist hier von 1990 ab veröffentlicht.

Beispiel aus der Übergangszeit im Herbst:

Im Oktober 2006 folgten kalte und warme Nächte dicht auf einander. Diese Grafik zeigt, dass schon bei einer statischen Heizgrenze von 12°C alle morgendlichen Brennerstarts in den Tagen 18.10. bis 23.10.2006 hätten gespart werden können, ohne dass die Innentemperatur unter 21° abgesunken wäre, weil die Sonneneinstrahlung danach genügend Heizenergie lieferte.
Eine statische und eine dynamische Heizgrenze in Steuerungen sind heute Stand der Technik, um das Verschwendungspotenzial bei geringen Heizleistungen in der Übergangszeit zu vermindern: deswegen müssen 10 Jahre alte Regler ausgetauscht werden!

Innentemperatur = magenta, Außentemperatur = grau, Rücklauftemperatur und Brennerstarts = blau, Sonneneinstrahlung = grün.
[Quelle: Eigene Messungen. Hier war eine Fehlprogrammierung der Steuerung die Ursache. Bei dieser Rücklaufsteuerung sind das nur 3 Starts, bei einer konventionellen vorlaufgeführten Mischerregelung wären das ~30 Starts mit einem permanent heißen Kessel.]

Ermittlung der Heizgrenze aus Baujahr und Typologie eines Hauses

[Quelle: Energiedepesche 1/2007 Ermittlung der Heizgrenze... ]

Wer keinen modernen Regler hat, braucht mit Heizgrenzexperimenten erst gar nicht anzufangen: er erntet nur Ärger. Der Regler sollte aus diesem Jahrtausend sein, damit man aus den gleitend gebildeten Mittelwerten der Außentemperatur seine Heizgrenze einstellen kann. Das Abschalten sollte dann eine Totalabschaltung sein.

Als Anregung zum Selbstausrechnen hier der Link auf den Artikel der Energiedepesche 1/2007, mehr Links am Seitenende.

Grafische Kontrolle mit dem Monatsverbrauch

Sehr einfach ist die optische Erfolgskontrolle einer Optimierung, wenn man seine monatlichen Verbräuche mit einem Tabellenkalkulationsprogramm prozentual zum Jahresverbrauch grafisch sichtbar macht. Das kann jeder, der jedes Monatsende den Verbrauch misst!
Als Beispiele unsere Verbräuche aus 1996 und 2002. Eine gute Reglereinstellung heisst, dass man in den warmen Monaten 7,8,9 auf Null (oder den Warmwasserverbrauch) kommt. Dieser Basisverbrauch durch Warmwasserbereitung ist übrigens 2% jeden Monat. Das war auch der Grund, die Tabellen zu erstellen.

Schlechte Einstellung

Die Spitzenverbräuche in den Monaten 1 und 12 erreichen nur 15% des Jahresverbrauchs.
Man merkt nicht, dass der Februar kälter war als der Januar.
In den abschaltintensiven Monaten 3,4,5 und 9,10 sind starke Schwankungen zu sehen.
Der Verbrauch in den warmen Monaten 7,8,9 geht nicht gegen Null.

Absoluter Jahresölverbrauch:
2563,8 Liter, klimabereinigt: 2186 Liter

Bessere Einstellung

Die Spitzenverbräuche in den Monaten 1 und 12 erreichen 20% des Jahresverbrauchs.
In den abschaltintensiven Monaten 3,4,5 und 9,10 geht die Kurve stetig nach unten: gut!
Der Verbrauch in den warmen Monaten 7,8,9 geht gegen Null oder WarmWasser.

Absoluter Jahresölverbrauch:
1461,7 Liter, klimabereinigt: 1571 Liter

Bewertung und Fazit:

Die Tabelle ist eindeutig: steigende Ersparnisse im April und Mai gegenüber der alten Heizungs- und Regleranlage zeigt deutlich, dass

Ersparnisse nicht nur mit dem einfachen Einbau neuer Kessel erreicht werden können...
Weil damit immer neue Regler eingebaut werden, kann keiner genau sagen, woher die Ersparnisse (oder auch Mehrverbräuche) eigentlich kommen!
Nachdenken und Probieren der Einstellungen ist ebenso nötig!

Praxis	Theorie
In den 'hohen' Außentemperaturbereichen (über Null) finden etwa 63% der Jahres-Heizarbeit statt. Deshalb haben wir uns mal mal die Mühe gemacht, die Zahl der Spar-Tage auch über 15º Aussentemperatur bis 20ºC in den DIN-Klassen für Sie darzustellen. Seit 1995 fortlaufend:	Als Grundlage zum Verständnis der Nutzung können Sie sich hier die 'theoretische' DIN-Bewertung ansehen, die das Heizjahr in 6 Temperaturklassen teilt. Nur 7% Heizarbeit sind im Bereich +10º...+15ºC nötig. Da aber kaum eine Anlage hier rechtzeitig abschaltet, entstehen hier auch die meisten Verluste: man kann also einfach und viel sparen.
Die Verteilung der Heiztage (bis 15ºC) und die Spartage (Totalabschaltung ab 15ºC) für die Jahre sehen Sie hier.

Andere Arbeiten

Gerald Gamperl, FH Gebäudetechnik Pinkafeld, Österreich, KEK-Bericht 30, Juli 2003: 4. Bei Niedrigenergiehäusern und Passivhäusern sinkt der Einfluss der Außentemperatur mit der Qualität der thermischen Gebäudehülle. Die wichtigste Einflussgröße wird dann die solare Einstrahlung. Das bedeutet, dass eine Temperaturbereinigung ohne Berücksichtigung der solaren Einstrahlung nicht zielführend ist. Bei Nullenergiehäusern ist der Einfluss der Außentemperatur, bei für uns üblichen Wintermonaten, gleich null, folglich gibt es keine Heizgradtage und damit auch keine Bereinigung der Energieverbräuche.; 5. Die Temperaturbereinigung der Energieverbräuche ohne Berücksichtigung der solaren Erträge hat in der Niedrigenergiebauweise an Bedeutung verloren, anwendbar und sinnvoll ist diese nur bei konventionellem Baustandard und im Altbau.
In dem Vortrag 'Auswirkungen der EnEV 2001 ...' auf dem 22.velta kongress 2000 erwähnte Prof. Dr. Dieter Wolff:: In gleichem Maße verkürzen sich mit zunehmendem Dämmstandard und erhöhter Dichtigkeit der Gebäude die Heizzeiten. So kann man davon ausgehen, dass Niedrig(heiz)energie-Häuser nach Standard Energiesparverordnung 2000 nur noch etwa 160 bis 200 Heiztage bei einer Heizgrenztemperatur von 9º bis 12ºC aufweisen, wenn alle technischen Möglichkeiten eines optimierten Betriebes eingehalten werden und der Nutzer ein sparsames Verhalten zeigt. Ein standardmäßiger Einsatz von Regler-Funktionen zur In-/ Außerbetriebnahme der Heizungs- und Lüftungsanlagentechnik in Abhängigkeit einer 'gedämpften' Heizgrenztemperatur könnte dies wesentlich unterstützen.

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