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Thema: Regelung von Heizungsanlagen

Der Kesselthermostat regelt die Anlagen- bzw. die Vorlauftemperatur. Durch Öffnen oder Schließen des Heizkörperventils oder Fensters wird versucht, die Raumtemperatur zu regeln.

Der Kesselthermostat regelt die Vorlauftemperatur, die Thermostatventile die Raumtemperatur.

Die Vorlauf- bzw. die Anlagentemperatur wird durch die Regelung in Abhängigkeit der Außentemperatur verändert. In den Räumen übernehmen Thermostatventile die Regelung der Raumtemperatur.

 

Bis ca. 1970 erfolgte die Gebäude- bzw. Raumtemperaturregelung vorwiegend über die fest eingestellte Kesseltemperatur mit Vorlauftemperaturen von bis zu 90°C. Überschüssige Wärme wurde häufig weggelüftet. Heute unterliegen Heizungsregelungen grundsätzlich anderen Vorgaben. Kesselanlagen werden außentemperatur-, raumtemperatur- sowie zeitgesteuert betrieben. Vorlauftemperaturen über 45°C werden möglichst vermieden. Die Einstellmöglichkeiten bereits einfacher Heizungsregelungen sind vielfältiger Art. Das Bedienen und Einstellen erfolgt mithilfe von Drehknöpfen sowie Drehschaltern. Diese können auf der allgemeinen Betriebsebene frei oder unter Abdeckungen für den Kunden unzugänglich angeordnet sein.


Das Lesen und Einarbeiten in die Einbau- und Bedienungsanleitung ist oft schwierig und zeitaufwendig. Aufgrund der Vielzahl von Anlagenvarianten, die mit der verwendeten Regelung betrieben werden können, kommt manchmal eine gewisse Unsicherheit auf. Durch die digitale Revolution der vergangenen Jahre sind Heizungsregelungen zudem viel leistungsfähiger und universeller einsetzbar geworden. Für den Anfänger ist es sinnvoll, sich grundsätzlich mit dem Thema elektronische Regelungen, insbesondere Heizungsregelungen, zu beschäftigen.


Einfache Regelanforderungen
Zunächst soll eine Heizungsanlage die Räume eines Gebäudes nach nutzungsbedingten Vorgaben auf Temperatur bringen. Die Pumpe verteilt das Kesselwasser über den Heizungsvorlauf zu den einzelnen Heizkreisen.
Die Räume erwärmen sich in Abhängigkeit der Kessel- bzw. der Vorlauftemperatur und Heizleis­tung des vorhandenen Heizkörpers. Bei Anstieg der Außentemperatur werden sich die Raumtemperaturen entsprechend erhöhen. Durch Nachstellung der Kesseltemperatur könnte bei jeder Änderung der Temperatur eine Korrektur erfolgen. Dies wäre sicherlich eine unzumutbare Aufgabe.
Raumseitig können Regeleinrichtungen wie Thermostatventile eingesetzt werden. Dies ermöglicht die Bedienung im Raum und unterschiedliche Raumtemperaturen, die +/-2°C eingestellt werden können. Die hohe Kesseltemperatur bliebe jedoch erhalten. Dies führt zu Komfort- und Wärmeverlusten der Anlage.

Witterungsgeführte Regelung
Bei witterungsgeführten Regelungen stellt sich die Vorlauftemperatur (tVL) abhängig von der Außentemperatur (tA) ein.
Die Regelung ermittelt über den Außenfühler (AF, 1) die Außentemperatur und über den Kesselfühler (2) die Kesseltemperatur. Je nach Aufbau der Anlage ist die Kesseltemperatur auch die Vorlauftemperatur oder die Vorlauftemperatur wird mithilfe eines Mischers (3) bedarfsgerecht erhöht oder gesenkt. Hierzu ist in der Regelung eine Heizkurve hinterlegt.
Heizungskennlinie
Eine Heizkurve (Heizkennlinie) kennzeichnet den Zusammenhang zwischen der Außentemperatur und der für einen Heizkreis erforderlichen Vorlauftemperatur. Die Heizflächen sind mit Heizwasser entsprechender Temperatur zu durchströmen, damit die Räume auf ein kontinuierliches Temperaturniveau erwärmt und auf diesem gehalten werden können. Der Verlauf der Heizkurve ist leicht gekrümmt, da die Wärmeabgabe der Heizflächen nicht linear zu unterschiedlichen Temperaturen verläuft.
Da jedoch jedes Gebäude seine spezifischen Wärmeverluste bzw. Wärmebedarf hat, ist die entsprechende Heizkurve für jedes Gebäude zu ermitteln bzw. einzustellen. Gut gedämmte Gebäude haben einen geringeren Wärmebedarf – die Kennlinie (blau) verläuft flach. Schlecht gedämmte Gebäude haben einen hohen Wärmebedarf, wodurch die Kennlinie (rot) steiler wird. Dazwischen liegen eine Vielzahl von möglichen, einstellbaren Kennlinien.

Steigungskennlinie
Grundsätzlich besteht dieser Zusammenhang: Fällt die Außentemperatur, muss die Vorlauftemperatur steigen, um die Raumtemperatur konstant zu halten. Durch Variation der möglichen Einstellparameter Steigung und Niveau kann die Kennlinie den Erfordernissen des Gebäudes und der Heizflächenauslegung angepasst werden.
In einem Gebäude können aufgrund der Ausführung, z.B. Fußboden- und Heizkörperkreis, unterschiedliche Heizkurven erforderlich sein. In solchen Fällen werden die Heizkreise hydraulisch getrennt und mit verschiedenen Vorlauftemperaturen betrieben.

Bedienelemente
Zur Programmwahl und Einstellung der Regelung sind Bedienelemente vorhanden. Die Betriebsart ist meist an einem einfachen Drehschalter einstellbar. Beispiele: Hand-, Regel-, Frostschutz-, Automatikbetrieb und Trinkwassererwärmung. Darüber hinaus lassen sich Nutzungszeiten (Heizung, Brauchwasser), Sollwerttemperaturen, Nachtabsenkung, Systemzeiteinstellung, Schaltzeiten (Wochen, Tage, Urlaub) u.a. einstellen. Zur Einstellung ist meist eine weitere Bedienebene vorhanden. Diese wichtigen Einstellungen sind bei der Inbetriebnahme durchzuführen und dem Fachmann vorbehalten. 

Einstellung Heizkurve
Die Einstellung einer Heizkurve erfolgt in der Konfigurierungsebene. In Abhängigkeit des Reglers wird die eingestellte Kennlinie auf einem Display gezeigt, durch eine Abkürzung (z.B. CO1<F04-1) benannt oder auf einer Analogskala abgelesen. Nur mit einer angepassten Kennlinie kann der Sollwert für den Tag- und Nachtbetrieb zufriedenstellend für das entsprechende Gebäude wirksam werden.<br />Sollten die einstellbaren Kennlinien nicht ausreichen bzw. ist eine besondere Kennlinie erforderlich, kann mithilfe einer 4-Punkte- Kennlinie eine eigene Kennlinie ermittelt werden. Hierzu sind 4 Wertepaare zur Anlage festzulegen.
Die Werte sind im Schaubild darstellbar. Durch Verbinden der Punkte entsteht die neue Kennlinie.
Mit der Vorgabe wird die maximale (Tagbetrieb) sowie minimale (Nachtabsenkung) Vorlauftemperatur festgelegt. Für die übliche Absenkung der Raumtemperatur um 5°C für den Nachtbetrieb kann die Vorlauftemperatur auch z.B. um 5 bis 10°C abgesenkt werden. Für die Frostschutzfunktion wird die reduzierte Mindest-Vorlauftemperatur (gepunktete Linie) festgelegt. In diesem Fall sind es 20°C. Durch Bestätigung der Eingaben muss das Programm der Regelung mit der neuen Kennlinie angepasst werden. Durch Abrufen im Infostatus kann die erfolgreiche Neuprogrammierung und damit die eingestellte Ausführung abgerufen werden.

 


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