IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 20/2000, Seite 38 ff

HEIZUNGSTECHNIK

Einzelraum-Temperaturregelung

Schnittstelle zwischen Heizflächen und Raum

Dipl.-Ing. Heinz-Werner Schnietka*

Vom klassischen DIN-Radiator über Röhrenradiatoren haben sich die Heizflächen zum Designelement eines Raumes entwickelt. Mit Einführung der Fußboden- und Wandheizung sind in vielen Wohnhäusern und anderen Objekten überhaupt keine sichtbaren Heizflächen mehr anzutreffen. Den Schnittstellen zwischen Heizflächen und Raum, der Einzelraum-Temperaturregelung, wurden in der Vergangenheit relativ wenig Beachtung geschenkt. Aber nur hier hat der Nutzer die Möglichkeit, seine Temperaturansprüche und damit auch den Energieverbrauch vor Ort zu beeinflussen.

Aussagen der Heizungsanlagenverordnung

Unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung wurde dieser Sachverhalt, die zentralbeheizten Anlagen mit selbsttätig wirkenden Regeleinrichtungen in jedem Raum auszustatten, bereits festgeschrieben. Davon sind seit 1994 mit in Kraft treten der novellierten Heizungsanlagenverordnung alle Räume und auch alle Arten von Heizflächen betroffen. Mit dieser Verordnung bestehen auch Nachrüstverpflichtungen, vorhandene Anlagen mit entsprechenden Regeleinrichtungen auszustatten. Welche Regeleinrichtungen zur Anwendung kommen - Thermostatventile, elektronische Heizkörperventile, Thermostatschaltuhren oder elektronische Regelsysteme - hat der Gesetzgeber aus gutem Grund dem marktwirtschaftlichen Kräftespiel und den Innovationen der Industrie überlassen.

Thermostatventile

Bei Heizkörpern, wie Radiatoren der unterschiedlichsten Art, und Plattenkonvektoren in verschiedenen Designformen, haben sich Thermostatventile zur Standard-Ausrüstung etabliert.

Hauptsächlich in Wohnräumen angeordnet, sind sie jedem bekannt, wenn es um die Einstellung der gewünschten Raumtemperatur geht. Hier jedoch stellt sich die Frage, ob der Nutzer auch wirklich seine Raumtemperaturen bekommt, die er sich wünscht. Unter Fachleuten ist man sich einig, dass die wenigsten Nutzer das Thermostatventil wirklich als Regelventil erkannt haben.

Konsequente Energiesparer stellen sicherlich sehr bald fest, dass sich der Dreh am Thermostatventil lohnt und man die Heizkosten damit auch beeinflussen kann. Was man dann jedoch auch feststellt ist, dass man Komforteinschränkungen hinnehmen muss. Stellt man energiebewusst die Thermostatventile beim Verlassen der Räume für mehrere Stunden niedriger bzw. ab, sinkt massiv die Raumtemperatur. Kommt man nach Hause, stellt man alle Ventile möglichst hoch, damit sich baldmöglichst wieder Komforttemperaturen einstellen. Das Fazit aus dieser Erfahrung ist leider, dass man zu Gunsten des Komforts durchheizt und auf das Energiesparen verzichtet. Muss das so sein und bleiben? Nein, denn wir leben im Zeitalter der Elektronik, und die hat bezüglich Einzelraum-Temperaturregelung einiges zu bieten.

Bild 1: Beispiel für ein vom Nutzer individuell einstellbares Sparprogramm.

Elektronische Heizkörperregler

Elektronische Heizkörperregler können beides: Energiesparen und Komforttemperaturen bereitstellen. Und das ganz individuell in jedem Raum und zu den gewünschten Zeiten. Die Elektronik sorgt dafür, dass exakt die Temperatur konstant gehalten wird, die der Nutzer als Wunschtemperatur eingestellt hat. Das faszinierende daran ist jedoch die automatische Anpassung der Komfort- sowie Spartemperaturen ganz individuell nach Nutzerwunsch (Bild 1). Dafür sorgt die Tages- und Wochen-Schaltuhr, mit der elektronische Heizkörperregler ausgestattet sind.

Erfahrungen aus der Praxis

Elektronik am Heizkörper ist nicht zu kompliziert und nicht des Guten zu viel. Schon die Geräte der ersten Generation haben viele zufriedene Nutzer gefunden, die der Technik aufgeschlossen waren und die bereit waren, umweltbewusst mit Heizenergie umzugehen.

In Anbetracht des großen Thermostatventil-Marktes ist der Anteil für elektronische Heizkörper-Regler bisher noch relativ klein. Gründe dafür sind:

Ein neues Konzept

Für elektronische Heizkörperregler ist ein erhebliches Marktpotenzial vorhanden, da sie leicht und ohne großen Aufwand auf vorhandene Thermostatventile nachrüstbar sind. Zwei Merkmale sind besonders erwähnenswert:

Bild 2: Eine leichte Temperatureinstellung erlaubt der Drehknopf, wie ihn der Nutzer vom Thermostatventil her kennt.

Die Bedienung

Je nach Ausführung steht dem Nutzer der bekannte Drehknopf für die Einstellung der Raumtemperatur zur Verfügung (Bild 2). Damit ist das naheliegende Bedürfnis, spontan die Temperatureinstellung zu verändern, sehr leicht und ohne Programmveränderungen möglich.

Neben einem werkseitig eingestellten Grundprogramm lassen sich aber auch individuelle Schaltzeiten für jeden Wochentag sowie die gewünschten Temperaturen einstellen. Ein Wechsel von einer Betriebsart in die andere ist möglich. Einstell- und Bedienschritte sind in dem Anzeigedisplay sichtbar (Bild 3).

Bild 3: Display und Einstellknöpfe schaffen die Voraussetzung für eine leichte Bedienung.

Die Installation

Elektronische Heizkörperregler eignen sich sowohl für Neuanlagen als auch zur Umrüstung bestehender Anlagen mit Heizkörpern. Es ist nur wenig Installationsaufwand notwendig, da sie wie ein Thermostatkopf auf Heizkörperventile aufschraubbar oder über entsprechende Adapter montierbar sind (Bild 4). Die stetige Regelung über den kleinen Ministellmotor und Versorgung der Elektronik geschieht über Batterien. Die Installation ist also mit wenigen Handgriffen durchführbar.

Die Regelelektronik

Die Elektronik hat die Aufgabe, einen komfortablen und sparsamen Heizbetrieb mit den Wunschtemperaturen des Benutzers bereit zu stellen. Damit sie dieser Aufgabe gerecht werden kann, muss sie feinfühlig auf alle Temperatureinflüsse im Raum reagieren. Plötzlich auftretende Fremdwärmequellen, aber auch die unterschiedlichen Heizflächen mit großen oder kleinen Wasserinhalten, sind Störfaktoren, die einen hohen Anspruch an das Regelverhalten stellen.

Bild 4: Ob Neubau oder Nachrüstung: Die Installation eines elektronischen Heizkörperthermostaten ist nicht zeitaufwendiger als bei einem normalen Thermostatventil.

Ein bisher zur Raumtemperatur-Regelung noch nicht angewandtes Regelverfahren ist die Fuzzy-Logik. Ausgestattet mit einem speziellen Adaptionsverfahren ist diese modifizierte Fuzzy-Logik in der Lage, sich selbstlernend an die Temperaturdynamik eines Raumes mit seinen Heizflächen optimal anzupassen. Praxiserfahrungen einer kompletten Heizperiode haben alle Vorhersagen aus Labor- und Feldtests bestätigt.

Raumtemperatur-Regelung mit Flächenheizung

Die am weitesten verbreitete Flächenheizung ist die Fußbodenheizung. Mehr und mehr kommen jedoch auch Wandheizflächen zum Einsatz. Thermostatventile kommen aus diesem Grund und bedingt durch die Anordnung der Armatur auf einem Verteiler außerhalb des Raumes nicht zur Anwendung. Bisher standen zur Raumtemperaturregelung solchen Flächenheizungen überwiegend nur Raumthermostate zur Verfügung, die durch Ansteuerung von Thermoantrieben im Auf-Zu-Verfahren arbeiteten. Mit der sogenannten Pulsbreiten-Modulation erreicht man ein quasi-stetiges Regelverhalten, was zu einer nahezu konstanten Raumtemperatur führt.

Solche Thermostat-Schaltuhren arbeiteten bisher jedoch hauptsächlich drahtgebunden. Netzanschluss und Kabel zwischen Thermostat und Antrieb erschwerten die Nachrüstung erheblich. Neuerdings gibt es Funkthermostate, die eine Nachinstallation erheblich erleichtern. Mit der Funktechnologie zur Einzelraum-Regelung ist auch der Aufbau eines kompletten Einzelraum-Regelsystems ohne großen Installationsaufwand möglich. Zu den sogenannten stand alone Einheiten (wie z.B. Thermostat-Regler) gibt es nun Alternativen, die zu einem System zusammengefasst sind. Das Besondere daran ist: Dezentrale Regelung mit individuellen Temperaturen in jedem Raum, aber zentrale Bedienung mit ebenso individuellen Zeitprogrammen für jeden einzelnen Raum. Den Einsatz solcher Systeme begünstigt hauptsächlich die drahtlose Funktechnologie. Damit lassen sich auch alle bestehenden Fußbodenheizungen mit komfortabler Einzelraum-Regelung nachrüsten.

Bild 5: Funkgesteuerte Einzelraumtemperatur-
regelung bei Wand- und Fußbodenheizung.

Solche Regelsysteme sind natürlich auch für die neuerdings immer häufiger eingesetzten Wandheizflächen bestens geeignet. Auch Kombinationen von Fußboden- und Wandheizflächen, die über einen gemeinsamen Verteiler versorgt werden (Bild 5), lassen sich entsprechend allen Komfort- und Temperaturansprüchen des Kunden ganz individuell und energiesparend regeln.

Fazit

Der Mussbedarf zur Einzelraumtemperatur-Regelung wird heutzutage bei Heizkörpern hauptsächlich von Thermostatventilen gedeckt. Eine echte Alternative zur individuellen Einzelraumtemperatur-Regelung mit Energiesparprogramm bieten elektronische Heizkörperregler. Für Flächenheizungen kamen bisher hauptsächlich Thermostat-Regler bzw. Thermostat-Schaltuhren zum Einsatz. Die Funktechnologie bietet sowohl im Neubau, aber auch zur Nachrüstung neue Möglichkeiten für Einzelraum-Regelsysteme. Zentrale Bedienung und Eingriffsmöglichkeit bei dezentraler und individueller Raumregelung sind hier die Hauptmerkmale. Solche Systeme gewinnen gerade jetzt bei Niedrigenergiehäusern immer mehr an Bedeutung. Und sie werden auch richtungsweisend sein bei der Umsetzung von Regelkonzepten nach der zu erwartenden Energiesparverordnung.

*  Dipl.-Ing. Heinz-Werner Schnietka, Leiter Vertriebsmarketing bei Centra Regelungstechnik, Honeywell AG, Schönaich

* B i l d e r :   Centra Regelungstechnik, Honeywell AG, Schönaich

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