Thermostate im Informationsverbund für den hydraulischen Abgleich

Der hydraulische Abgleich musste bis spätestens zum 30. September 2023 in Gebäuden mit einer Gas-Zentralheizung und mindestens zehn Wohneinheiten (ab sechs Wohneinheiten bis zum 15. September 2024) oder Nichtwohngebäuden ab einer beheizten Fläche von 1.000 Quadratmeter durchgeführt werden, was laut Pressemitteilungen nur zu einem geringen Prozentsatz erfolgte. Das GEG trat am 1. Januar 2024 in Kraft, wobei die GEG-Anforderungen zum hydraulischen Abgleich aufgrund der zeitlichen Überschneidung mit der EnSimiMaV erst ab dem 1. Oktober 2024 gelten. Bis dahin sind in Sachen hydraulischer Abgleich die Angaben der EnSimiMaV zu beachten. Es ist davon auszugehen, dass die Anforderungen für den hydraulischen Abgleich eins zu eins aus der EnSimiMaV in das GEG übernommen werden.

Vom Stand der Technik zur der Regel der Technik

Der Regelungsspezialist blossom-ic hat mit dem digitalen hydraulischen Abgleich (dhb – digital hydraulic balancing) ein System mit Thermostaten im Informationsverbund entwickelt, das den hydraulischen Abgleich sowohl für Konvektorheizungen als auch für Fußbodenheizungen wesentlich vereinfacht und die Energieeffizienz im Heizungsbetrieb weiter verbessert. Die Installation bei Bestandsbauten kann stark vereinfacht und auch während des laufenden Heizbetriebs durchgeführt werden. Damit wird der neue Stand der Technik bestimmt. In diesem Fall ist es üblich, mittels Zertifikat zu belegen, dass der neue Stand der Technik der bisherigen Regel der Technik mindestens gleichwertig ist. Dazu ein kurzer Abriss: Die ersten Zentralheizungen arbeiteten nach dem Schwerkraftprinzip. Hier wurde die Dichtedifferenz von kaltem und warmem Wasser genutzt, um den Kreislauf aufrecht zu erhalten. Dies erforderte ein hochgradig abgeglichenes hydraulisches System. Später wurde das Wasser mittels Umwälzpumpe bewegt, wobei die Hydraulik nur noch grob justiert werden musste. Die Temperatur in den Räumen wurde zunächst mit Handrädern an den Heizkörpern nach Temperaturempfinden des Nutzers und später mit analogen Thermostaten nach Temperaturvorgaben geregelt. Da sich diese Thermostate durch einen niedrigen Preis, lange Haltbarkeit, einfache Bedienbarkeit und Wartungsfreiheit auszeichnen, sind sie immer noch allgemein in Gebrauch.

Die immer dringlichere Notwendigkeit, Energieverschwendung zu vermeiden, führte zur Entwicklung elektronischer Thermostate. Diese ermöglichen die Einstellung von Raumtemperaturprofilen, verbessern durch Temperaturfühler die Behaglichkeit, sind fernbedienbar, sichern durch zyklische Ventilbewegung die Funktionalität der Heizung und besitzen integrierte Bewegungsmelder.

Technologiesprung

Durch blossom-ic wurden die elektronischen Thermostate nunmehr drahtlos mit einem Rechner (Hard- und Softwarekomponenten) verbunden, um damit den automatischen hydraulischen Abgleich durchführen zu können. Die Thermostate informieren den Rechner über ihre Sollraumtemperatur, die gemessene Ist-Temperatur und die Stellung des Ventils. Daraus generiert der Rechner über hinterlegte Algorithmen für den Stellmotor des jeweiligen Thermostats einen Steuerbefehl. Er sorgt dafür, dass sich das Raumheizungssystem in allen Lastzuständen immer im hydraulisch abgeglichenen Zustand befindet. Damit zählt das System von blossom-ic zu den sogenannten temperaturbasierten Verfahren des hydraulischen Abgleichs. Temperaturbasiert deshalb, weil die Regelalgorithmen gemessene Temperaturwerte verwenden. Im Falle einer Raumbeheizung mittels Heizkörper werden die gemessenen Raumtemperaturwerte verwendet. Steigt zum Beispiel in einem Raum bei einem morgendlichen Aufheizvorgang die Temperatur schneller als in den anderen, wird der Stellmotor aktiviert und reduziert über das Ventil des Heizkörpers den Durchfluss. Dies funktioniert auch bei Einrohrheizungen, wobei bei fehlender Wärmeanforderung eines Stranges dieser vollständig geschlossen wird, um eine Rücklauftemperaturanhebung im Ringstrom zu vermeiden. Bei einer Flächenheizung werden die gemessenen Temperaturwerte des Rücklaufs verwendet, um über die Stellmotoren eine gleichmäßige Spreizung in allen Strängen zu sichern.

Energieeffizienz

Der Wechsel von konventionellen zu elektronischen Thermostaten ermöglicht die Einstellung von Temperaturprofilen entsprechend der Raumnutzung. Abwesenheit oder Nachtabsenkungen können so berücksichtigt werden und den Eintrag von nicht benötigter Wärme in den Raum vermeiden. Der hydraulische Abgleich als Neujustierung der Massenströme in der Raumheizung bewirkt allein keine Energieeinsparung, schafft aber die entscheidende Voraussetzung, um die Systemtemperaturen (Heizkurve) auf den optimalen Wert zu senken und so Energieverschwendung zu vermeiden.

Hier sind die digitalen Systeme gegenüber den konventionellen Systemen im Vorteil, da sie den optimalen Wert in allen nutzer- und wetterbedingten Lastsituationen sichern können. Energieeinsparungen in der Größenordnung von 30 Prozent sind damit durch den Einsatz von Thermostaten im Informationsverbund durchaus erreichbar.

Zertifikat

Bis der Stand Technik zur Regel Technik geworden ist, stützt sich blossom-ic auf Zertifikate für die Systeme Avalon und Hera. Diese Zertifikate bestätigen die Funktion des digitalen hydraulischen Abgleichs, das Erkennen der Abweichung der Dimensionierung eines Heizkörpers von der Raumlast und die Größe der möglichen Absenkung der Heizkurve (Zertifikat ITG Dresden: „Avalon“ und „Hera“ System gleichwertig Verfahren B, Stand Mai 2024).

Installation

Entsprechend Verfahren B muss auch für Bestandsgebäude eine aufwendige Nachberechnung der benötigten Raumlast durch Fachkräfte und der Vergleich mit dem installierten Heizsystem erfolgen. Auf dieser Basis wird die Voreinstellung für jedes Heizkörperventil ermittelt und eingestellt. Sind keine voreinstellbaren Ventile vorhanden, sind diese gegen voreinstellbare Ventile auszutauschen, was wiederum eine Entleerung und Befüllung der Anlage erfordert. Dieser Vorgang gestaltet sich insbesondere in Objekten wie Hotels, öffentlichen Gebäuden oder Beherbergungsbetrieben während des laufenden Betriebs als herausfordernd, wenn nicht sogar unmöglich. Im Gegensatz dazu bietet der digitale hydraulische Abgleich eine zeit- und kostensparende Alternative, die ohne Unterbrechung des Betriebsablaufs eine präzise Anpassung des Heizsystems ermöglicht. Bei dem blossom-ic Verfahren wird der hydraulische Abgleich ohne großen Aufwand vorgenommen: Der Zustand der Heizungsanlage wird überprüft und die zentrale Steuereinheit mit dem Rechner, das sogenannte Gateway, angeschlossen. Daraufhin werden die erforderlichen Anlagenkomponenten installiert und auf dem Gateway registriert. Sobald dies geschehen ist, gleicht das System die Heizungsanlage permanent vollautomatisch hydraulisch ab. Nach Durchlaufen des Algorithmus bekommt der Nutzer Informationen über unterdimensionierte Heizkörper, die getauscht werden müssen und die optimale Justierung der Heizkurve. Bei Anschluss des Gateways an einen Router lassen sich alle Einstellungen zusätzlich per Smartphone vornehmen.