Regelung der Heizungsanlage

Ungünstiger Fall: Ist für die Raumheizung z.B. ein Kachelofen zuständig, ist keine Temperaturanpassung durch veränderte Wärmeabgabe des Ofens mehr möglich, wenn der Ofen einmal aufgeheizt ist.

Günstigster Fall: Die Raumtemperatur kann durch rasche Änderung der Wärmeabgabe eines oder mehrere Heizkörper nahezu zeitgleich dem Bedarf des Nutzers angepasst werden. Dafür ist eine zentrale, grobe Vorregelung und eine raumweise Feinregelung erforderlich. Eine Vorreglung gelingt, indem die Heizwassertemperatur abhängig von der Außentemperatur nach oben bzw. unten angepasst wird. Dazu erfasst ein optimal auf einer Nordwand angebrachter Temperaturfühler die aktuelle Außentemperatur. Sie wird an die zentrale Regelung gemeldet. Sinkt die Außentemperatur, erfolgt die Steuerung des Wärmeerzeugers oder einer Mischeinrichtung, wodurch eine Temperaturerhöhung (Brenner an)  bzw. Verringerung (Brenner aus) des Heizungswassers möglich wird.

Fachleute nennen das Regelungsprinzip auch "Witterungs- bzw. außentemperaturgeführte Vorlauftemperaturregelung" Es ist das überwiegend eingesetzte Regelungsprinzip bei Heizungsanlagen mit Heizkörpern, Fußboden- oder Wandheizungen. Es folgt der Tatsache, dass bei sinkender Außentemperatur die Heizlast steigt, da mehr Wärme durch die Hüllflächen (Wände, Decken Fester usw.) verloren geht und umgekehrt. Dieser Zusammenhang ist in der Heizkurve hinterlegt, die nur vom Nutzer der Heizungsanlage durch Versuch-Irrtum-Methode richtig eingestellt werden kann. Hinweise und Empfehlungen dazu finden Sie hier.

Eine weitere Form der groben Vorregelung besteht darin, die momentan vorhandene Raumtemperatur an einem repräsentativen Ort der Wohnung zu ermitteln. Diese "Raumtemperaturgeführte Regelung" regelt die Temperatur des Heizwassers auf der Grundlage der Änderungsgeschwindigkeit der Raumtemperatur.  Die Feinregelung, also die exakte Regelung der Raumtemperatur, erfolgt auch bei diesem Regelkonzept überwiegend mit Thermostatventilen am Heizkörper oder mittels elektrisch angetriebenen Thermostaten, die ihren Regelungsauftrag von einem einstellbaren Raumthermostaten erhalten. Eine Heizkurve gibt es hier nicht.

#Temperaturreglung des Heizwassers

Wie bereits dargestellt, muss die Temperatur des Heizungswassers erhöht werden, wenn die Außentemperatur fällt und im umgekehrten Fall abgesenkt werden. Bei einem atmosphärischen Kessel ohne Mischeinrichtung kann dieser Vorgang nur durch das Ein- bzw. Ausschalten des Brenners (Takten) realisiert werden. Regelungsintern wird dafür gesorgt, dass eine Mindesteinschaltdauer nicht unterschritten wird (z.B. 2 min). Einerseits wird damit noch häufigeres Takten unterdrückt (Belastung der Baugruppen, schlechterer Wirkungsgrad durch häufiges „Stop and Go“), andererseits wird damit einer frühzeitigen Korrosion vorgebeugt. Wird allerdings nach Ablauf der zwei Minuten Mindestbetriebsdauer die obere Zieltemperatur (abhängig von der Außentemperatur und der eingestellten Heizkurve) erreicht, wird der Brenner wieder abgeschaltet. Die Umwälzpumpe aber fördert weiter Heizungswasser. Das kühlere, zum Kessel zurückfließende Rücklaufwasser verringert die Temperatur des Wassers im Heizkessel, so dass nach wenigen Minuten die untere Grenztemperatur wieder erreicht wird. Der Brenner wird erneut zugeschaltet. Dieser Vorgang wiederholt sich nun fortwährend und ist im Grunde normal.

Allerdings kann dieses nicht gerne gesehene Takten beeinflusst werden. Häufigeres Takten entsteht u. a. wenn,

• in der Übergangszeit, wenn der Wärmebedarf gering ist, die niedrigste Kesselleistung aber immer noch zu hoch ist,
• das Wasservolumen im Heizkessel und die Durchflussmenge klein ist im Verhältnis zur Brennerleistung
• die möglicherweise einstellbare Hysterese (in der Expertenebene der Heizungsregelung einstellbar) zu schmal eingestellt ist,
• dass gesamte Wasservolumen der Heizungsanlage verhältnismäßig klein ist (bei einer Einrohrheizung ist das Wasservolumen geringer als bei einer Zweirohrheizung) und wenn
• bei teilweise geschlossenen Thermostat- oder Zonenventilen die zirkulierende Wassermenge zurück geht.

Diese Aufzählung ist nicht abschließend, zeigt aber die wesentlichen Einflussfaktoren.

#Modulierende Betriebsweise

Ich rate grundsätzlich dazu, immer einen Wärmeerzeuger auszuwählen, der eine modulierende Betriebsweise zulässt. Diese Betriebsweise ist heute bei Wärmepumpen aber auch für Brennwertkessel der Standard. Bei dieser Betriebsweise ist der Wärmeerzeuger in der Lage seine Wärmeleistung in weiten Bereichen dem aktuellen Wärmebedarf automatisch anzupassen.

Bei einer Wärmepumpe erfolgt die Regelung der Leistungsabgabe durch eine Drehzahlanpassung des Verdichters. Bei einem Brennwertkessel mit Gebläsebrenner wird die Gebläseleistung und die Brennstoffmenge dem Bedarf angepasst. Bei beiden Arten von Wärmeerzeugern gelingt es, die abgegebene Leistung etwa zwischen 20 bis 100% anzupassen. Um auch das Takten bei geringer Leistungsabgabe weitgehend zu vermeiden, sollte insbesondere bei Wärmepumpen keine Überdimensionierung der Leistung erfolgen. Daher ist eine präzise Ermittlung der Heizlast des zu beheizenden Objektes unumgänglich. Die Pi-mal Daumen-Methode zur Abschätzung der benötigten Leistung führt in der Regel zur Überdimensionierung, wodurch das Takten bei geringen Leistungsbedarfen zunimmt. Das belastet die Geräte und verschlechtert die Effektivität.

Bei einer bestehenden Heizungsanlage rate ich

• dazu zu prüfen, ob der Einbau eines leistungsreduzierten und leistungsgeregelten Gas-Brennwertgerätes (modulierende Brennerleistung) wirtschaftlich angezeigt ist,
• zum Einbau einer differenzdruck-geregelten Umwälzpumpe,
• zu prüfen, ob die Heizleistung des vorhandenen Brenners durch vom Hersteller autorisierte Eingriffe reduziert werden kann
• zur moderaten Spreizung der Schalthysterese,
• bei Beibehaltung der jetzigen Konfiguration insbesondere bei einer Wärmepumpe ggf. zum Einbau eines Pufferspeichers (mehrere hundert Liter)