Technikinfo 5

Nicht alles, was schick ist, ist auch sinnvoll...

Sie erinnern sich sicher, wie Heiztechnik vor 40 - 50 Jahren funktionierte: Im Keller werkelte ein Standardheizkessel, der tagein, tagaus auf einer Kesseltemperatur von 70° - 90° gehalten wurde, und die Regelung der Raumtemperaturen erfolgte durch den Nutzer über das Öffnen und Schließen der Heizkörperventile von Hand. Thermostatventile waren noch weitgehend unbekannt, und im Heizungskeller trocknete die Wäsche angesichts der hohen Abstrahlverluste des Kessels angenehm schnell. Heizenergie „gespart” werden konnte nur durch das manuelle Abregeln des Heizwasservolumenstroms während der Nachtstunden oder wenn der Raum nicht genutzt wurde. Bei den üblicherweise völlig überdimensionierten Kessel war die die Leistungsreserve so groß, dass auch ausgekühlte Räume recht schnell wieder auf Temperatur gebracht werden konnten.

In der Folge der Ölkrisen der frühen 70er Jahre kamen dann die ersten Niedertemperaturkessel mit witterungsgeführten Regelungen, die einen gleitenden Betrieb mit abgesenkten Vorlauftemperaturen ermöglichten, und Thermostatventile zur Abregelung des Heizwasservolumenstroms bei anfallender Fremdwärme auf, die den Wirkungsgrad von Heizungsanlagen deutlich steigerten.

Heutzutage stehen Wärmeerzeuger mit breitem Modulationsbereich zur Verfügung, die den Heizwärmebedarf eines Hauses oder einer Wohnung punktgenau bedienen können, ohne Komfortverlust oder überflüssige Leistungsreserve. Im Prinzip könnten solche Wärmeerzeuger im Herbst beim erstmaligen Unterschreiten der Heizgrenztemperatur starten und bis ins Frühjahr im „Dauerlauf” genau den Wärmebedarf der Wohneinheit bereitstellen, den sie bei den variablen Witterungsverhältnissen des Winterhalbjahres braucht, bis wieder die Heizgrenztemperatur überschritten wird. Die Heizkurven müssten dazu auf die individuellen Bedingungen der Wohneinheit und die Komfortansprüche der Nutzer optimiert sein, und die Einzelraumregelungen (ERR) nur dazu verwendet werden, eventuell anfallende Fremdwärme (solare Einstrahlung, Abwärme Hausgeräten und Personen) auszuregeln. Das wäre dann energieoptimiertes Raumheizen par Exzellenz.

Wie sieht aber heute die viel beworbene Praxis des modernen Heizens aus? Einerseits wird der hydraulische Abgleich der Heizwasservolumenströme eingefordert und gefördert, um den Bedarf an elektrischer Hilfsenergie zu senken, andererseits wird es als State of the art angesehen, mit Smartphone und Apps von fern oder nah die Raumtemperatur einzelner Räume beliebig zu steuern. Das beides nicht zusammenpasst und schon gar nicht mit energieeffizientem Heizen in Übereinstimmung steht, wird dabei völlig übersehen. Bedarfsgerechtes Heizen ist vergleichbar mit energiesparendem vorausschauendem Autofahren: kein unnötiger Ballast wird mitgeführt und, wenn erkennbar die nächste Ampel auf rot schaltet, lässt man den Wagen ausrollen. Wenn hingegen die Temperatur in Innenräumen beliebig herauf- und heruntergefahren werden, ist das vergleichbar mit dem Autofahrer, der ständig mit leicht angezogener Handbremse fährt, die er nur hin und wieder mal beim Überholen völlig löst. Energiesparen sieht anders aus. Welche Argumente sprechen gegen diese Philosophie des modernen Heizens?

Bei einer bedarfsgerechten Temperierung der Räume einer Wohneinheit wird jedem Raum mit minimalem Einsatz von elektrischer Hilfsenergie nur genau so viel Wärmeenergie zugeführt, wie er an die Umgebung abgibt. Wird innerhalb einer Wohneinheit hingegen ein Raum abgeregelt, fließt die Wärme aus den beheizten Nachbarräumen durch die nicht gedämmten Innenwände in den unbeheizten Raum, und der hydraulische Abgleich gerät aus den Fugen, weil Volumenströme und Widerstände im Netz sich verändern. Um die Nachbarräume noch auf den gewünschten Temperaturen zu halten, muss ihnen mehr Wärmeenergie zugeführt werden, der Heizwasservolumenstrom und die Vorlauftemperatur müssen erhöht werden. Zugleich steigen die Rohrleitungswiderstände im noch durchströmten Netz. Zum Wiederaufheizen des abgeregelten Raums ist eine Leistungsreserve erforderlich, d.h. der Wärmeerzeuger muss mehr Wärmeenergie bereitstellen. Und zuletzt leidet der Komfort: Behaglichkeit in einem Raum ist nicht das Ergebnis entsprechender Raumlufttemperaturen, sondern auch wesentlich von den Oberflächentemperaturunterschieden innerhalb des Raums abhängig. Bei nicht gleichmäßiger Beheizung sind aber die Oberflächentemperaturen in der Regel deutlich geringer als in gleichmäßig temperierten Räumen, damit gehen als unangenehm empfundene Zugluftbewegungen einher. Nicht zuletzt kann eine unregelmäßige Beheizung zu Taupunktunterschreitungen auf den Oberflächen führen, was bei unzureichender Belüftung zu Schimmelpilzbefall führen kann. In der Praxis wird, um diese Probleme zu mildern, eine höhere Heizkurve an der Heizungsregelung und eine erhöhte Umwälzpumpenleistung eingestellt mit der Folge eines erhöhten Energieverbrauchs und störenden Strömungsgeräuschen in der Heizungsanlage.

Eine weitere Falle stellen die Leistungsanzeigen bei Hocheffizienz-Heizkreispumpen dar: Im Bemühen, einen möglichst geringen Verbrauch an elektrischer Hilfenergie zu realisieren, werden die Pumpen so niedrig wie möglich eingestellt oder im Auto-Adapt-Modus betrieben, obwohl die konkrete Anlagenhydraulik (z.B. bei Fußbodenheizung) große Volumenströme bei definierter Vorlauf-/Rücklauftemperaturdifferenz benötigt, um wie geplant zu funktionieren. Im Ergebnis werden die gewünschten Raumtemperaturen vor allem bei tieferen Außentemperaturen nicht mehr erreicht, weil dann der verringerte Heizwasservolumenstrom nach kurzer Laufstrecke bereits soweit abgekühlt wird, dass danach keine Wärme mehr abgegeben werden kann und dadurch nur ein Teil der Heizfläche tatsächlich zur Verfügung steht. Wenn dann zur Korrektur noch die Heizkurve angehoben wird, lautet das Ergebnis: Ein wenig Strom gespart, dafür aber deutlich mehr Brennstoff verschwendet.

Wir empfehlen, Heizungsanlagen grundsätzlich mit möglichst weit geöffneten Stellgliedern (Themostatventil, ERR) zu betreiben, die Leistungseinstellung von Umwälzpumpen soweit zurückzunehmen, dass eine sinnvolle Vorlauf-/Rücklauftemperaturdifferenz in allen Betriebszuständen eingehalten wird, ohne dass der Wärmeerzeuger in einen ineffizienten Taktbetrieb fällt, und die Heizungsregelung auf die niedrigstmögliche Heizkurve zu optimieren. Nur so ist eine energieeffiziente Raumbeheizung zu realisieren.