IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 05/2005, Seite 40 ff.

HEIZUNGSTECHNIK

Verbrauchskosten richtig erfassen

Erfassungsgeräte zur Heizkostenverteilung

Hans Jürgen Engler*

Wird in Mehrfamilienhäusern oder Gewerbebauten die Wärme zentral in einer Heizungsanlage erzeugt oder durch einen Nah- oder Fernwärmeanschluss geliefert, dann ist gemäß Heizkostenverordnung eine individuelle, verbrauchsabhängige Aufteilung der Heizkosten auf die Nutzer erforderlich. Zur Erfassung des Wärmeverbrauchs stehen dafür Heizkostenverteiler und Wärmezähler zur Verfügung, wobei letztere insbesondere zur Bestimmung der Wärmeabgabe von Sonderheizungen wie RLT-Anlagen, Fußboden- oder Solarheizungen eingesetzt werden. Der vorliegende Artikel informiert über die Grundzüge der Heizkostenverordnung und stellt die zur Heizkostenerfassung überwiegend eingesetzten Systeme - Heizkostenverteiler und Wärmezähler - vor.

Als Folge der Energiekrisen in den 70er-Jahren wurden vom Gesetzgeber Maßnahmen zur Energieeinsparung erlassen, die das Land von der damals einseitigen Energieversorgung durch wenige Öllieferländer unabhängiger machen sollten. Grundlegend war die Verabschiedung des Energieeinsparungsgesetzes (Gesetz zur Einsparung von Energie in Gebäuden) von 1976 und nachfolgend die Umsetzung der gesetzlichen Vorgaben in der Wärmeschutzverordung (1977), der Heizungsanlagen-Verordnung (1978) und schließlich 1981 in der "Verordnung über die verbrauchsabhängige Abrechnung der Heiz- und Warmwasserkosten" (Heizkostenverordnung). Am 1. Februar 2002 erfolgte die Zusammenführung von Wärmeschutzverordung und Heizungsanlagen-Verordnung zur Energieeinsparverordnung (EnEV). Die Heizkostenverordnung besteht als eigenständige Verordnung weiter fort.

Heizkostenverteiler nach dem Verdunstungsprinzip.

Grundzüge der Heizkostenverordnung

Kern der Heizkostenverordnung ist die Pflicht des Gebäudeeigentümers zur verbrauchsabhängigen Verteilung der Heiz- und Warmwasserkosten bei Gebäuden mit mehreren Nutzern, wenn die Energie von einer zentralen Heiz- bzw. Warmwasserversorgungsanlage produziert oder über einen Nah- oder Fernwärmeanschluss als eigenständige gewerbliche Lieferung bezogen wird (§ 1 Anwendungsbereich). Diese Pflicht beinhaltet die Ausstattung der versorgten Räume mit geeigneten Erfassungsgeräten (§ 1 - 3 Pflicht zur Verbrauchserfassung), wobei die Auswahl eines geeigneten Erfassungssystems dem Gebäudeeigentümer obliegt. Als geeignete Erfassungsgeräte nennt die Verordnung Heizkostenverteiler und Wärmezähler zur Erfassung des anteiligen Wärmeverbrauchs und Warmwasserzähler zur Registrierung des anteiligen Warmwasserverbrauchs. Die Erfassungsgeräte müssen dabei den anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Für Wasser- und Wärmezähler sind dies die eichrechtlichen Bestimmungen entsprechend dem Eichgesetz in seiner Fassung vom 23. März 1992, das u.a. einen Austausch der Messgeräte nach 5-jähriger Einsatzdauer fordert. Heizkostenverteiler unterliegen als so genannte Messhilfsgeräte nicht dem Eichrecht. Hier erfolgt der Nachweis ihrer Eignung durch Überprüfung der Gerätetechnik in einer "sachverständigen Stelle", die von der zuständigen Landesbehörde bestimmt wird. − Die Verteilung der Kosten für Warmwasser und Heizung erfolgt zu mindestens 50% und höchstens 70% nach dem individuellen Verbrauch der Wohnungsnutzer, wobei der Verteilungsschlüssel in der Verantwortung des Gebäudeeigentümers liegt. Die übrigen Kosten werden nach der Wohn- oder Nutzfläche oder nach dem umbauten Raum verteilt.

Ausstattung zur Verbrauchserfassung

Zur Erfassung der Heizkosten werden üblicherweise Heizkostenverteiler und Wärmezähler eingesetzt. Wärmezähler werden vor allem zur Abrechnung von Fußbodenheizsystemen eingesetzt, aber auch in Systemen, wo für einzelne Wohnungen ein einzelner Heizkreis vorhanden ist, beispielsweise bei horizontaler Einrohrheizung. In der Regel ist allerdings der Einsatz eines Wärmezählers technisch nicht möglich - wenn beispielsweise eine Wohnung über mehrere Heizstränge versorgt wird - oder unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht zu vertreten ist. In diesen Fällen erfolgt die Erfassung der Wärmeabgabe jedes Heizkörpers mit Heizkostenverteilern, die nach dem Verdunstungsprinzip oder - heute zeitgemäß - nach elektronischen Messprinzipien arbeiten.

Elektronischer Heizkostenverteiler.

Heizkostenverteiler nach dem Verdunstungsprinzip

Heizkostenverteiler nach dem Verdunstungsprinzip sind die am bekanntesten und weit verbreitetsten Heizkostenverteiler. Die weite Verbreitung resultiert aus ihrem einfachen Aufbau und - im Vergleich zu Wärmezählern - niedrigen Preis. Die Geräte bestehen im Wesentlichen aus

Heizkostenverteiler werden auf dem Heizkörper gut wärmeleitend montiert. Als optimaler Befestigungspunkt wird in der für Heizkostenverteiler gültigen DIN EN 835 als Befestigungsort 75% der Heizkörperhöhe empfohlen. Die in der Ampulle befindliche Flüssigkeit verdampft an diesem Ort in Abhängigkeit von der Temperatur der Messflüssigkeit und der Dauer der Temperatureinwirkung. Da die Heizkörperleistung von der Übertemperatur des Heizkörpers abhängig ist, stellt die Abnahme des Flüssigkeitsspiegels unter Berücksichtigung verschiedener Korrekturfaktoren, die beispielsweise die Heizkörpergröße sowie die Flüssigkeitsmenge, die auch im unbeheizten Raum verdunstet (Kaltverdunstung), berücksichtigt, ein Maß für die vom Heizkörper abgegebene Wärmemenge dar.

Elektronische Heizkostenverteiler

Seit Anfang der 80er-Jahre stehen elektronische Heizkostenverteiler zur Verfügung. Diese Geräte erfassen den zeitlichen Verlauf der Heizkörpertemperatur über einen im Gerät integrierten Temperaturfühler. In einem Rechenwerk erfolgt anschließend die Signalumwandlung und Auswertung der Messwerte. Die Anzeige der berechneten Verbrauchswerte erfolgt üblicherweise auf einem LCD-Display.

Bei elektronischen Geräten wird zwischen Ein- und Zweifühlersystemen unterschieden. Einfühlersysteme verfügen über einen heizkörperseitigen Temperaturfühler. Bei der Berechnung der Temperaturdifferenz zwischen Heizkörper und Umgebung, die in Beziehung zur Wärmeleistung des Heizkörpers steht, wird bei einem Einfühler-Heizkostenverteiler die Raumtemperatur mit einem konstanten Wert angenommen. Zweifühlersysteme ermitteln über einen zusätzlichen Raumlufttemperaturfühler zusätzlich die Umgebungstemperatur.

Elektronische Heizkostenverteiler weisen gegenüber Heizkostenverteilern nach dem Verdunstungsprinzip folgende Vorzüge auf:

WS-Woltmanzähler für horizontale Einbaulagen.

Einsatzgrenzen für Heizkostenverteiler

Die Einsatzgrenzen für Heizkostenverteiler werden entsprechend DIN EN 834/835 von der Auslegungstemperatur des Heizsystems bestimmt. Für jede Bauart ist aufgrund der DIN oder einer individuellen Zulassung eine untere und eine obere Temperatur-Einsatzgrenze festgelegt. Es handelt sich dabei um die mittlere Auslegungs-Heizmediumtemperatur tA. Neben der Auslegungs-Heizmediumtemperatur ist zudem die Ausführung des Heizsystems zu berücksichtigen (Tabelle 1).

Wärmezähler

Wärmezähler sind Messgeräte zur physikalisch exakten Bestimmung der Wärmemenge. Sie errechnen aus dem gemessenen Volumen und der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf die von einer Heizfläche abgegebene Wärmemenge nach der Formel: Q = k · V · (tV - tR). Dabei ist V das gemessene Volumen, tV und tR die Wassertemperatur im Vor- und Rücklauf und k ein gleitender Wärmekoeffizient, der die temperaturabhängige Dichte und Wärmekapazität des Heizungswassers berücksichtigt. Entsprechend diesem Funktionsprinzip besteht ein Wärmezähler aus den drei Funktionsgruppen Rechenwerk, Temperaturfühler und Volumenmessteil.

Vorverteilung der Heizkosten aufgrund unterschiedlicher Geräteausstattung.

Das Rechenwerk verarbeitet die vom Volumenmessteil und den Temperaturfühlern erzeugten Signale unter Berücksichtigung des temperaturabhängigen Wärmekoeffizienten und zeigt das Messergebnis in gesetzlich zugelassenen Einheiten (beispielsweise kWh) auf einem Display an. Zusätzlich kann ein modernes Rechenwerk eine Vielzahl von zusätzlichen Informationen erfassen, speichern und bei Bedarf anzeigen, wie etwa den aktuellen Durchfluss, die Wärmeleistung oder die akkumulierte Wärmemenge zu monatlichen Stichtagen.

Die Erfassung der Wassertemperaturen im Vor- und Rücklauf des Heizkreises erfolgt bei fast allen Wärmezählern über Platin-Widerstandsthermometer, wobei Ausführungen mit fest angeschlossenen Leitungen im Kleinwärmezählerbereich und Ausführungen mit plombierbarem Anschlusskopf im Großwärmezählerbereich eingesetzt werden.

Zur Volumenmessung kommen hauptsächlich Turbinen-Durchflussmesser (Geschwindigkeitszähler) zum Einsatz. Diesen Volumenmessteilen - zu denen die in der Wärmemesstechnik weit verbreiteten Ein- und Mehrstrahlzähler sowie Woltmanzähler gehören - ist gemeinsam, dass sie das Volumen mittels der durchflussproportionalen Umdrehungen einer Turbine erfassen. Beim Einstrahlzähler wird das Heizwasser über einen Einströmkanal nahezu senkrecht auf die flachen Paletten des Flügelrades geführt und verlässt danach das Messgerät über einen Ausströmkanal. Einstrahlzähler zeichnen sich durch kleine Anlaufwerte (etwa 1,5 l/h) sowie einen geringen Druckabfall aus. Aufgrund kleiner Abmessungen finden Durchflusssensoren dieser Bauart überwiegend in so genannten Kompaktwärmezählern Verwendung, die zur Erfassung der Heizenergie in Wohnungen eingesetzt werden. Demgegenüber wird beim Mehrstrahlzähler das einströmende Wasser durch einen so genannten Flügelbecher, der mehrere Einströmkanäle aufweist, in Teilströme zerlegt, die dann gleichmäßig - über den gesamten Umfang verteilt - auf die Flügelradpaletten auftreffen.

Mehrstrahlzähler, die hauptsächlich in Nennweiten zwischen DN 15 und DN 40 hergestellt werden, produzieren aufgrund der mehrfachen Umlenkung des Wasserstrahles einen höheren Druckabfall als Einstrahlzähler. Von Vorteil ist der im Vergleich zum Einstrahlzähler geringere mechanische Verschleiß, da die Lagerung des Flügelrades durch die Aufteilung des Wasserstroms in mehrere Teilströme gleichmäßiger belastet wird.

Im Gegensatz zum Flügelradzähler liegt beim Woltmanzähler das mit gekrümmten Paletten versehene Flügelrad in Flussrichtung. Damit ist ein relativ geringer Druckverlust verbunden, der eine Verwendung von Woltmanzählern als Volumenmessteile für Großwärmezähler mit einem Nenndurchfluss von 15 bis 250 m3/h ermöglicht. Woltmanzähler werden in zwei Bauarten (WP und WS) produziert, die sich in der Anordnung der Messflügelachse zur Rohrleitungsachse unterscheiden.

Vorverteilung der Heizkosten bei unterschiedlichen Gebäude- und Nutzungsarten.

Wärmezähler, die im geschäftlichen Verkehr eingesetzt werden, unterliegen in Deutschland der Eichpflicht. Dies bedeutet, dass ausschließlich geeichte beziehungsweise von einer staatlich anerkannten Prüfstelle beglaubigte Wärmezähler installiert werden dürfen. Damit ist sichergestellt, dass nur Messgeräte mit einer ausreichenden Erfassungsgenauigkeit im geschäftlichen Verkehr Verwendung finden. Der Gesetzgeber schreibt in der Eichordnung vom 12. 08. 1988 eine Messgenauigkeit von 5 - 8% in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf vor. Diese Fehlergrenzen, die als Eichfehlergrenzen bezeichnet werden, haben Gültigkeit für neuwertige Wärmezähler unter Laborbedingungen. Im eingebauten Zustand gelten für Wärmezähler die so genannten Verkehrsfehlergrenzen, die den doppelten Wert der Eichfehlergrenzen betragen. Erst wenn das Messgerät die Verkehrsfehlergrenzen nicht mehr einhält, ist es zur Abrechnung von Kosten nicht mehr zugelassen.

Die Messgenauigkeit eines Wärmezählers ergibt sich aus der Genauigkeit seiner Teilkomponenten Rechenwerk, Temperaturfühler und Volumenmessteil, wobei letzteres in der Praxis maßgeblich durch die Zählerdimensionierung bestimmt wird.

Dimensionierung von Wärmezählern

Tabelle 3 gibt Richtwerte zur Bestimmung der Nenngröße eines typischen Wärmezählers mit mechanischem Ein- oder Mehrstrahlzähler als Durchflusssensor in Abhängigkeit vom Auslegungs-Volumenstrom, der sich aus der Wärmebedarfsrechnung ergibt. Grundlage dieser Tabelle ist der typische Druckabfall eines Wärmezählers der jeweiligen Nenngröße in Abhängigkeit von der Durchflussmenge, wobei der Druckabfall in den technischen Unterlagen eines Wärmezählers generell in Form eines Diagramms angegeben ist. Eine überschlägige Bestimmung der Nenngröße in Abhängigkeit vom maximalen Wärmebedarf unter Berücksichtigung der gewünschten Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf ermöglicht Tabelle 4.

Die Dimensionierung der Wärmezähler erfolgt bei der Planung des Gebäudes. Liegt diese schon geraume Zeit zurück, dann sind die installierten Verbrauchserfassungsgeräte mit großer Wahrscheinlichkeit überdimensioniert, da der Wärmebedarf älterer Gebäude aufgrund gesetzlicher Vorschriften zur Energieeinsparung mit erheblichem Aufwand reduziert wurde, eine Anpassung der Wärmezähler an die neuen wärmetechnischen Gegebenheiten in der Regel jedoch nicht erfolgt ist. Eine Überprüfung der Dimensionierung bietet sich in diesem Zusammenhang besonders dann an, falls Wärmezähler in den Nenngrößen Qn 1,5 oder 2,5 zur wohnungsweisen Verbrauchserfassung installiert sind, da hier in den meisten Fällen ein Wärmezähler der kleinsten Nenngröße Qn 0,6 ausreichend ist, der beispielsweise bei einer Heizkörperheizung mit einer Temperaturspreizung von 20 K zwischen Vor- und Rücklauf für bis zu 190 m2 im Neubau - ab Erstellungsjahr 1996 - geeignet ist.

Wärmezähler zur Vorverteilung der Heizkosten

Bei größeren Wohneinheiten tritt oft der Fall ein, dass der Wärmeverbrauch der einzelnen Wohnungen mit unterschiedlichen Erfassungsgeräten bestimmt wird. Die Anzeigeergebnisse der Erfassungsgeräte sind dann untereinander nicht vergleichbar. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn bei einem zentral versorgten Gebäude einzelne Gebäudeteile über Radiatoren beheizt werden und andere Gebäudeteile mit Fußbodenheizungen ausgestattet sind. In derartigen Fällen ist eine Vorerfassung der einzelnen Heizgruppen erforderlich, d.h. sämtliche Fußbodenheizungen des gesamten Gebäudes werden zusammengefasst und ihr Verbrauch zentral mit einem Wärmezähler erfasst. Der Verbrauch sämtlicher Radiatorheizungen wird ebenfalls mit einem zweiten Wärmezähler gemessen. Anschließend kann die Aufteilung der Heizkosten auf die einzelnen Wohnungen entsprechend der Anzeige der dort installierten Geräte erfolgen.

Wenn ein Heizungssystem unterschiedliche Gebäudearten versorgt oder ein Gebäude unterschiedliche Nutzungsarten aufweist, ist eine Vorerfassung der Heizkosten mit Wärmezählern sinnvoll. Unterschiedliche Gebäudearten sind gegeben, wenn beispielsweise ein Mehrfamilienhaus und ein Gewerbebetrieb von einer gemeinsamen Heizungsanlage versorgt werden. Unterschiedliche Nutzungsarten liegen vor, wenn ein Gebäude Nutzer mit normalem Wärmebedarf und Nutzer mit geringer Wärmeabnahme (z.B. Metzgerei) oder sehr hoher Wärmeabnahme (z.B. Sauna) aufweist.

Internetinformationen:
www.brunata-metrona.de
www.heizkostenverordnung.de

* Hans Jürgen Engler,Metrona Wärmemesser Union GmbH, München

B i l d e r :  Brunata Wärmemesser GmbH & Co. KG

L i t e r a t u r :
[1] Mügge, G.: Heizkostenerfassung nach gültiger Verordnung und Normung, IKZ-HAUSTECHNIK, Oktober 2000
[2] Kuppler, F., Adunka, F., Hesslinger, H.: Heizkosten richtig erfassen und verteilen, Expert-Verlag, Renningen, 1993
[3] Göttling, D., Kuppler, F.: Heizkostenverteilung, Verlag C. F. Müller, Karlsruhe
[4] Adunka, F.: Wärmemengenmessung, Vulkan-Verlag, Essen, Januar 1984
[5] Lange, D.: Einbau von Wärmezählern, Die Heizkostenabrechnung, Dezember 1988
[6] Lange, D.: Aufgaben der Planung beim Einsatz von elektronischen Wärmezählern, Die Heizkostenabrechnung, Februar 1990
[7] Eckert, H. D.: Wärmezähler-Handbuch, 2. überarbeitete Ausgabe, März 1994
[8] Europäische Norm DIN EN 835, Heizkostenverteiler für die Verbrauchswerterfassung von Raumheizflächen - Geräte ohne elektrische Energieversorgung nach dem Verdunstungsprinzip, Beuth-Verlag, Berlin, April 1995
[9] Europäische Norm DIN EN 834, Heizkostenverteiler für die Verbrauchswerterfassung von Raumheizflächen - Geräte mit elektrischer Energieversorgung, Beuth-Verlag, Berlin, November 1994
[10] Europäische Norm EN 1434 (Teil 1 - 6), Wärmezähler, Beuth-Verlag, Berlin, April 1997
[11] Eichordnung vom 12. 08. 1988
[12] Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung - EnEV), veröffentlicht im Bundesgesetzblatt Nr. 59 am 21. November 2001
[13] Erfassungsgeräte zur Heizkostenerfassung, Landesgewerbeamt Baden-Württemberg, 2. Auflage, Februar 1985

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