Optimierung Schritt 3

Nur dann und dort heizen, wo es notwendig ist 

Nachdem die Heizungsanlage nun hydraulisch abgeglichen ist, möchte ich am Beispiel des Regelungssystems Danfoss Link zeigen, wie einfach der nächste "Energiesparschritt" ist. Ich wähle aus einem ganz wichtigen Grund gerade dieses System, denn in der Praxis ist gerade die vielfach vorkommende Kombination

oft vorzufinden. Es gilt also unterschiedlich dynamische Verteilsysteme miteinander zu kombinieren, was gerade unter dem Aspekt der Zeitsteuerung bei Fußbodenheizungen eine (kleine) Herausforderung ist - und deshalb oft nicht gemacht wird. Mit dem Link System ist dies möglich und einfach umzusetzen.  Wichtig! Auch bei der Fußbodenheizung gilt: Erst der hydraulische Abgleich, dann die Regelung mit Zeitsteuerung! ok?   Beachten Sie hierzu unbedingt Paragraph 14 der EnEV: Eine Fußbodenheizung MUSS auch mit einer automatischen, raumweisen Regelung nachgerüstet werden, wenn diese am 1.2.2012 oder später installiert wurde! Der Anlagennutzer ist ganz wichtig! War bis jetzt der Fachmann für die Optimierung der Anlage zuständig, so ist ab jetzt auch der Anlagenbetreiber gefragt, individuell nach seinen Bedürfnissen den Energiebedarf zu reduzieren.



Eine elektronische Regelung (Beispiel: Danfoss Link mit APP-Steuerung) für Heizkörper und Fußbodenheizung

Es geht jetzt eigentlich nur darum, sich Gedanken darüber zu machen, wann und wo man heizen muss - oder möchte!

Ein Beispiel: Wenn Sie in den Keller gehen, dann machen Sie das Licht ja auch nur dann an, wenn Sie es benötigen – und wieder aus, wenn Sie es nicht mehr benötigen. Zugegeben, mit elektrischer Energie verhält es sich aus regelungstechnischer Sicht etwas einfacher: Schalter an: Licht an – Schalter aus: Licht aus. So einfach geht es mit einem „trägen“ System der Heizungsanlage nun doch nicht.


Es ist immer sinnvoll, nur dann und dort zu heizen wo man Wärme benötigt.

 
Zu einem gewissen Teil wird dies durch die zentrale Heizungsregelung auch gewährleistet. Die zentrale Absenkung der Vorlauftemperatur ist der globale Energiesparmodus für die Nachtstunden. Ist dies in einem Einfamilienhaus noch im Ansatz machbar (z.B. Absenkzeit von 23:00 – 5:00), so ist in einem MFH kaum durchzuführen. Der „letzte“ Bewohner möchte es um 1:00 noch warm haben, der „erste“ steht um 4:00 auf, weil er zur Arbeit muss.

Aber auch in einem Einfamilienhaus gibt es für jeden Raum ein Nutzungsprofil, das aufzeigt, in welchen Zeiträumen ein Raum die gewünschte Temperatur haben soll und wann nicht.

Deshalb ist es sinnvoll eine raumweise Betrachtung der benötigten Heizlast durchzuführen, eben um dieses "Nutzungsprofil" der einzelnen Räume zu erstellen. Am Beispiel einer 4-Zimmer Wohnung, die von einer Familie mit 2 Kindern an Werktagen genutzt wird, lässt sich dies leicht aufzeigen:

  • Kinderzimmer: Heizen 13:00 – 21:00 (Schulzeit)
  • Wohn-/Esszimmer: Heizen von 6:00 – 8:00 und von 13:00 – 23:00 
  • Bad: Heizen von 6:00 – 8:00, 1 Stunde am Mittag und von 18:00 – 21:00

Im Bad steht der Komfort im Vordergrund, während in den beiden Kinderzimmern und dem Wohn-/Essraum nur dann geheizt werden soll, wenn die Räume auch wirklich genutzt werden. Die Kinder sind vormittags außer Haus, ein Elternteil geht halbtags arbeiten.

Folgende Grafik zeigt das gesamte Nutzungsprofil während der Werktage

Man sieht hier auf den ersten Blick, wie hoch das Einsparpotential (blaue Balken) durch eine zeitliche Absenkung der Raumtemperatur am Tag ist. Denn in der Praxis wird oft schlicht und einfach vergessen, bei Nichtbenutzung des Wohnraumes den Thermostaten auf eine niedrigere Temperatur einzustellen. Macht man es dann doch, hat der Raum bei der Benutzung nicht die gewünschte Temperatur.

Bei modernen Regelsystemen (oder auch einzelnen eThermostaten) kann die Absenktemperatur variabel eingestellt werden. Ich empfehle max. eine Temperaturabsenkung von 3K.Oft wird dann die Frage gestellt: Reicht die Absenktemperatur denn aus? Oder: Ist es nicht besser noch weiter abzusenken? Hierzu folgende Grafik.

3 K Absenkung reichen in der Praxis vollkommen aus

Die Grafik zeigt deutlich, dass eine eingestellte Absenktemperatur von 3 K vollkommen ausreicht. Bei einem Gebäude leichter Bauart und einer Außentemperatur von -10°C beträgt die Auskühlung gerade etwas mehr als 3 K. Nur: Wann haben wir denn eine konstante Außentemperatur von -10 °C? Können Sie sich daran erinnern? Bei einer mittelschweren oder schweren Bauart ist die Auskühlung schon wesentlich geringer. Eine individuelle oder variable Einstellung ist zwar "nice to have", aber aus energetischer Sicht für die Praxis relativ unbedeutend. Noch Fragen?

Eine Frage: Wie sieht es denn mit der Oberflächentemperatur der Umschließungsflächen bei zu langen Absenkzeiten aus? Auch hier ist es (gerade bei älteren Gebäuden / schlechtere U-Werte) wichtig nicht zu weit abzusenken, denn zu niedrige Oberflächentemperaturen erfordern höhere Raumlufttemperaturen für ein behagliches Wohngefühl (Thema operative Temperatur). Dann passiert es schnell, das die Raumtemperatur über einen längeren Zeitraum überhöht wird  - und der Spareffekt ist dahin.
Deshalb wird es immer wichtiger, aus der Sicht einer Schnellaufheizung (Neu- und Altbau) sich mehr und mehr um eine notwendige Innenisolierung je Raum (auch die Innenwände ) Gedanken zu machen. Hierzu könnte man locker mehrere Doktorarbeiten schreiben. Zur Info: Die TU Dresden ist hier sehr aktiv 

Und denken Sie Sie bitte an das immer mehr diskutierte Thema im Altbau: "Schimmelbildung" an zu kalten Oberflächen während oder nach zu langen Absenkphasen! Hierzu auch der wichtige Hinweis zum Thema: Richtig lüften 
Im Neubau: Kein Thema - da gibt es keinen Schimmel (ordentliche Arbeit vorausgesetzt) - eher viel zuwenig Feuchtigkeit!

Ob ein System z.B. in einer Eigentumswohnung mit 7 Heizkörpern oder in einem 2-Familienhaus mit Heizkörpern und einer Fußbodenheizung zum Einsatz kommt oder nur einzelne Räume mit eThermostaten bestückt werden ist schlussendlich egal. 

Für den Anfang: Ein elektronischer Fühler als Einzellösung


Beispiel: eThermostat (Danfoss Eco) mit Zeitsteuerung via APP / Bluetooth 

Das folgende Beispiel zeigt die Möglichkeiten von elektronischen Reglern bzgl. der Abbildung eines persönlichen "Nutzerprofils" Wie die Programmierung erfolgt können Sie aus der Bedienungsanleitung ersehen:

 

Fühler tauschen - Heizprofil einstellen - fertig !

Der Fühlertausch erfolgt ganz einfach zunaächst mit der Montage des passenden Adapters. Adapter "RA" für Danfoss Ventile, Adapter "K" für Fremdfabrikate mit Anschluss M 30 x 1,5

Und wie sieht es mit den Kosten aus ? Wieviel kann man sparen ?
Natürlich möchten Sie sparen, Energie und Geld. Ein Einsparpotential in absoluten Zahlen aufzuzeigen ist aufgrund des unterschiedlichen Nutzerverhaltens und der bauphysikalischen Gegebenheiten nicht einfach aufzuzeigen. Aber ein kleines Rechenbeispiel sollte zumindest die Größenordnung aufzeigen.

Allgegenwärtig ist die Aussage: 1K Temperaturabsenkung im Raum reduziert den Wärmeverlust um ca. 6 %.

Regelabweichung nur 0,2K!
Geht man davon aus, dass die "normalen" Thermostate mit einem Auslegungsproportionalbereich von 1K (=optimal berechnet) ausgelelegt sind, so ergibt sich aus dem oben aufgezeigten Zusammenhang ein Einsparpotential nur durch den elektronischen Regler von ca. 5% 
Wichtig: Auch bei einem elektronischen Fühler ist der hydraulische Abgleich zwingend notwendig!

Zeitsteuerung
Ich gehe von einer mittleren Raumtemperaturabsenkung über die Heizperiode in den „Sparphasen“ von 1,5 K – 2 K aus. Daraus ergibt sich ein Einsparpotential von ca. 9 - 12 %. Wenn 75 - 80 % der Wohnfläche mit einer zeitlichen Temperaturabsenkung betrieben werden, liegen wir bei ca. 7 – 10 %.
Eine weitere Annahme ist das Verhältnis der Zeit: Heizen (Normtemperatur) / Sparen (Absenktemperatur). Ich gebe hier von 40% aus, d.h. das z.B. in einem Wohnraum, der 18 Stunden beheizt werden kann (24 h – 6 h zentrale Nachtabsenkung) insgesamt 6 – 8 h im „Sparbetrieb“ geheizt wird. Somit ergibt sich rechnerisch ein Einsparpotential von 3 – 4 % für eine Wohneinheit. Nutzt man auch noch die zeitliche Absenkung über eine manuelle Temperaturreduzierung, z.B. am Wochenende, so ergibt sich in diesem Systembeispiel ein Einsparpotential von ca. 5 %

Nicht viel – aber auch nicht wenig! Denn der finanzielle Aufwand ist nicht hoch und Sie erhöhen gleichzeitig den Wohnkomfort. Ich kenne keine Investition in Sachen Energiesparen, bei der Sie mit „kleinem“ Geld so viel Energie sparen können!

Eine „Spende“ für den Umweltschutz – Nachhaltigkeit inklusive.

Aber man kann auch anders „rechnen“. Bei diesen geringen Beträgen muss nicht jede Investition unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten gesehen werden. Schon eher als ein Beitrag zum Energiesparen und Umweltschutz. Und diesen Beitrag kann jeder leisten, sofort, ohne große Investitionen in die Anlagentechnik inklusive Komfortgewinn und dem guten Gewissen, nicht unnötig viel Energie zu verschleudern. 

Weitere Informationen zu den Komponenten von Danfoss Link erhalten Sie hier


Das war der dritte Schritt, und der vierte folgt sogleich … (zu Schritt 4 - Optimierung der Heizkurve im Betrieb).

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