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Funk-Signal für mehr Effizienz Elektronische Funk-Einzelraumregelsysteme für Heizkörper, Fußbodenheizung und -kühlung

Eine vergleichsweise gering investive Maßnahme zur energetischen Optimierung von bestehenden Heizungsanlagen ist die Montage einer Funk-Einzelraumregelung, die auch im Rahmen eines hydraulischen Abgleichs oder der Modernisierung des Wärmeerzeugers erfolgen kann. Insbesondere in Bestandsgebäuden können die einfach zu montierenden, drahtlosen Regelsysteme für höheren Komfort und gleichzeitig für deutliche Energieeinsparungen sorgen. Neben den bereits etablierten Funk-Reglern für Heizkörper zeigt unsere Marktübersicht auch interessante Lösungen für Flächenheiz- und Kühlsysteme.

Energiesparen leicht gemacht – Funk-Regler kommen ohne Verkabelung aus und sind einfach zu programmieren.

 

Seit Jahren gehört die thermische oder elektrothermische Einzelraum-Temperaturregelung im Neubau zum Stand der Technik. Im Bestand ist jedoch ein verstärkter Nachrüstbedarf für die komfortable und energiesparende Einzelraumregelung deutlich erkennbar. Problematisch gestaltete sich bislang die Nachrüstung bei den Warmwasser-Fußbodenheizungen, die im Bestand oftmals über manuell einstellbare Durchflussregler am Heizkreisverteiler gesteuert werden. Neben fehlendem Komfort bleiben Wärmeeinträge wie Sonneneinstrahlung oder anderer Wärmequellen, wie beispielsweise Kachel- oder Kaminöfen unberücksichtigt, ein entscheidender Nachteil, denn auf diese Weise wird viel Heizenergie unnötig verschwendet.
Moderne Funk-Technologie bietet bei der Nachrüstung der Regler sowohl am Heizkörper als auch in Fußbodenheizsystemen einen entscheidenden Vorteil: Die kostengünstige Montage lässt eine schnelle Armortisation des Regelsystems zu. Darüber hinaus gibt’s für einige Systeme auch Geld aus dem KfW-Sonderprogramm.

EnEV 2009 regelt Anforderungen
...Die Anforderungen an eine Einzelraumregelung definiert die EnEV 2009 in §14:
Heizungstechnische Anlagen mit Wasser als Wärmeträger müssen beim Einbau in Gebäude mit selbsttätig wirkenden Einrichtungen zur raumweisen Regelung der Raumtemperatur ausgestattet werden.... Mit Ausnahme von Wohngebäuden ist für Gruppen von Räumen gleicher Art und Nutzung (z.B. Büros) eine Gruppenregelung zulässig.

Die EnEV formuliert darüber hinaus sogar eine Nachrüstpflicht:
Soweit die geforderten Ausstattungen (witterungsgeführte Regelung, raumweise Regelung ) bei bestehenden Gebäuden nicht vorhanden sind, muss der Eigentümer sie nachrüsten.

Energieeinsparung „vorprogrammiert“
Neben den gesetzlichen Anforderungen dürften insbesondere in Modernisierungsobjekten die erzielbaren Energieeinsparungen durch elektronische Einzelraum-Regelsysteme überzeugen. Sie sind allerdings von einer Vielzahl von Faktoren, wie z.B. dem Wärmeschutz, des Nutzungsprofils und der möglichen Absenkphasen sowie von der Effizienz der Wärmeerzeugung, der Verteilung und der Übergabe abhängig. Studien von Prof. Dr.-Ing. Rainer Hirschberg von der Fachhochschule Aachen zufolge, können mit autarken elektronischen Einzelraumreglern gegenüber einfachen Thermostatventilen Energieeinsparungen von bis zu 11% für durchgehenden Heizbetrieb und bis zu 14% bei intermittierendem Betrieb erzielt werden [1].
Diese energetischen Vorteile begründen sich auf der exakten Einhaltung der Soll-Raumtemperatur, auch bei Einwirken von Störgrößen wie Fremdwärme sowie der damit verbundenen automatischen Reduzierung der Energiezufuhr. In Verbindung mit Zeitprogrammen oder Präsenzmeldern erfolgt eine Beheizung ausschließlich während der effektiven Raumnutzungszeiten. Darüber hinaus wird fehlerhaftes Nutzerverhalten, wie beispielsweise eine dauerhafte Fensteröffnung, erkannt und der Wärmestrom durch Drosselung der Ventile vermieden.

Bedarfsgeführte Raumtemperaturregelung am Heizkörper. Am zentral zu bedienenden Regler können die Absenkzeiten für einzelne Raumzonen eingestellt werden.

„Drahtlose“ Kommunikation mit dem Wärmeerzeuger
Autarke elektronische Einzelraumregler wie „CM Zone“ von Honeywell, das von einer zentralen Stelle aus bedient werden kann, arbeiten drahtlos und sind einfach einstell- und erweiterbar. Sie sind besonders für Nutzer geeignet, die in ihrem Haus bzw. ihrer Wohnung zwei unterschiedliche Heizzonen wünschen – beispielsweise ein extra warmes Badezimmer früh am Morgen und normale Temperaturen in den Wohnräumen.
Dazu stehen im Honeywell-Bediengerät zwei unabhängige Zeitprogramme zur Verfügung. Die Bedienzentrale kommuniziert mit den Heizkörperreglern, die sich mit wenigen Handgriffen auf das Heizkörperventil aufschrauben lassen. Darüber hinaus kann das System den Raumwärmebedarf über ein Funkempfängerrelais an den Wärmeerzeuger weiterleiten.
Die Regler eignen sich besonders zur Nachrüstung in Wohnhäusern oder Büros.
Dabei sind sie auch für Mieter geeignet, denn durch die Verwendung von Funktechnologie finden keine baulichen Veränderungen statt. Bei einem eventuellen Wohnungswechsel kann das Regelsystem dann sogar mit umziehen.

Fußbodenheizung clever geregelt
Die Unterversorgung einzelner Fußbodenheizkreise wird in der Praxis der Einfachheit halber oftmals durch Erhöhung der Pumpenleistung oder durch eine steilere Heizkurve ausgeglichen. Die Folge: eine unnötige Erhöhung der Heizkosten verbunden mit Komfortverlust. Hinzu kommt, dass die große Speichermasse des Heizestrichs und der Rückgriff auf die Raumlufttemperatur als Sollwert zu einem trägen und damit ineffizienten Regelverhalten führen.
Effizienz- und Komfortverbesserungen für Fußbodenheizungen im Bestand schaffen Funk-Einzelraumregler, indem auf die vorhandenen Verteilerventile passende funkgesteuerte Stellantriebe montiert werden. Die meisten Anbieter auf dem Markt bieten hierfür eine große Anzahl von Adaptern für die gängigen Ventilfabrikate an.
Der Funkempfänger, die zentrale Regeleinheit, wird in der Nähe des Fußbodenverteilers montiert und benötigt eine Spannungsversorgung von 230V. Die Raumsender arbeiten meist mit handelsüblichen Batterien, sodass sie an einem geeigneten Platz, ohne Zugluft- oder Wärmequelleneinflüsse, etwa 1,50m über dem Fußboden montiert werden können.

Funkfrequenzen und Reichweite
Die eingesetzte Funktechnologie ist gegen Beeinflussung anderer Funksysteme im Wohnbereich, wie etwa schnurlose Telefone, DSL-Router oder Funk-Lautsprecher geschützt. So arbeiten die Funksender im Bereich des sogenannten ISM-Bandes (Industrial, Scientific and Medical Band), einem Frequenzbereich für Hochfrequenz-Sendegeräte. Die Daten zwischen Raumsender und Empfänger werden im 868-MHz-Band übertragen. Probleme bei der Signalübertragung per Funk können große Entfernungen zwischen Sender und Empfänger oder stahl­armierte Bauteile im Gebäude bereiten. Für die Reichweite gilt die Faustregel „3 Wände plus 1 Decke entsprechen 30m“. Ob die Funkverbindung stabil ist, verrät bei vielen Funklösungen der Selbsttest bei der Installation.
Signalverstärker sind dann sinnvoll, wenn mehrere massive Wände, stahlarmierte Decken oder Metallobjekte die Funkübertragung abschwächen. Für den Fall, dass der Funkempfänger in einem Metall-Verteilerkasten installiert wird, bieten die Hersteller externe Antennen an.

Uponor rechnet für die Modernisierung von Fußbodenheizungen mit einem Marktpotenzial von rund 1,8 Mio. Anlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern. Über 50% der Fußbodenheizungen seien ohne Einzelraumregelung in Betrieb.

Dynamisches Energie-Management (DEM)
Ein schnelleres und genaueres Regelverhalten für eine bedarfsgerechte Wärmeverteilung und -übergabe an den Raum will Uponor mit dem neuen Regler „C56“ erreichen. Gegenüber seinem Vorgänger ist er mit einem neuen selbstlernenden Regelbaustein ausgestattet: der sogenannten DEM-Technologie. Dabei werden mithilfe von Impulsbreiten-Modulation die Stellantriebe 4-mal so häufig getaktet, als bei herkömmlichen Reglern. Mit der höheren Taktung werde eine exaktere Anpassung an die Solltemperatur erreicht. Darüber hinaus entfällt nach Angaben des Herstellers jegliche Einregulierung für einen hydraulischen Abgleich.
Das Marktpotenzial für DEM im Bereich der Modernisierung von älteren Fußbodenheizungen sieht Georg Goldbach, Vertriebs- und Marketingleiter bei Uponor, bei rund 1,8 Mio. Einheiten im Segment der Ein- und Zweifamilienhäuser sowie Mehrfamilienhäuser. Das Gros liege dabei klar mit rund 1,3 Mio. bei den Ein- und Zweifamilienhäusern. Insgesamt haben 53% der Modernisierungsobjekte keine Einzelraumregelung. Für elektronische Einzelraumregelungen wird das Marktpotenzial in Deutschland insgesamt auf rund 5,5 Mio. Wohneinheiten geschätzt.

Vom selbstadaptierenden Regler bis zur Homeautomation
Eberle Controls, Hersteller von Regelungs- und Steuerungstechnik aus Nürnberg, hat ganz aktuell den funkgesteuerten Einzelraumregler „INSTAT 868“ für Nachrüs­tungen in Altbauten oder Neuinstallationen auf den Markt gebracht.
Bei diesem selbstadaptierenden Regler wird die gewünschte Raumtemperatur mithilfe der Funktion „Optimum-Start“ zur eingestellten Zeit erreicht, da die Mikroprozessorsteuerung selbstständig „lernt“, wie lang die Vorlaufzeit zur Erreichung der gewünschten Raumtemperatur ausfällt. Diese Funktion spare gerade in der Übergangszeit erheblich Heizenergie ein, erklärt der Hersteller.
Eine Lösung für Gebäude, bei denen die Räume zeitlich sehr unterschiedlich genutzt werden, hat Theben entwickelt. Mithilfe der Präsenzmelder „compact office“, die an der Decke montiert werden, kann nicht nur die Beleuchtung bei Betreten des Raumes eingeschaltet werden, die Raumtemperaturregler „RAMSES 832 u. 833“ können in Verbindung mit dem Präsenzmelder auch die Raumtemperatur steuern. Per Infrarot erfasst das System, in welchen Räumen sich Personen aufhalten.
Auch Siemens verfolgt bei seinem Regelsystem „Synco living“ den gewerke­übergreifenden Systemansatz, sodass auch hier Beleuchtungs- und darüber hinaus Sicherheitsfunktionen, bis hin zum kompletten Home-Automationssystem, implementiert werden können.

KfW-Sonderförderung für Funk-Hausregelungssysteme
Kunden, die jetzt in die Optimierung der Wärmeverteilung bestehender Heizungsanlagen investieren, kommen in den Genuss einer Sonderförderung im Rahmen des Förderprogramms „Energieeffizientes Sanieren“ der KfW Bankengruppe. Inwieweit die Förderung für die einzelnen, in der Marktübersicht vorgestellten Systeme gewährt wird, kann auf den Internetseiten der Hersteller nachgelesen werden. Der Zuschuss der Förderbank beträgt 25% der Kosten für die Optimierungsmaßnahme. Dabei erfolgt die Antragstellung einfach nach Einbau der Geräte durch Einreichen der Rechnung. Allerdings muss der Antrag spätestens sechs Monate nach Rechnungsstellung bei der KfW vorliegen.

Fazit
Energieeinsparungen sind ohne Komfortverlust realisierbar. Egal ob Mieter oder Eigen­tümer, für beide sind moderne dezentrale Regeleinrichtungen im Raum eine Möglichkeit, Energiekosten dauerhaft zu senken. Sie stellen daher besonders in Zeiten stetig steigender Energiekosten eine Chance für die SHK-Branche dar, zusätzliches Marktpotenzial zu erschließen.

Literatur:
[1] Hirschberg, R, Richter, W, Knabe, G: „Ener­gieeffizienz regelungstechnischer Einrichtungen von Pumpen-Warmwasserheizungen“, HLH, Bd. 24(2003), Nr. 11.

pdf "FP1004_014-015_Tabelle.pdf" hier herunterladen.

padf "FP1004_016_Tabelle.pdf" hier herunterladen.

 


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