Von "Hydraulikern" zu "Ego'isten"

Konkrete Praxiserfahrungen mit dem Regelantrieb "Ego".

Unter der Überschrift "Künstliche Intelligenz löst Probleme – Fußbodenheizungen regeln und hydraulisch abgleichen" wurde schon im HeizungsJournal-Sonderheft "Installationstechnik 2018" über den Regelantrieb "Ego" für einen automatischen hydraulischen Abgleich berichtet. Inzwischen hat der Hersteller, die Straub KG, schon über 100.000 Stück dieser Antriebe verkauft und es liegen zudem konkrete Praxiserfahrungen aus der vergangenen Heizperiode 2019/2020 vor, welche der folgende Beitrag wiedergibt. Über die Funktionsfähigkeit des adaptiven hydraulischen Abgleichs wurde des Weiteren ein neutrales Gutachten in Auftrag gegeben.

Beim klassischen hydraulischen Abgleich wird der berechnete Heizwasser-Volumenstrom an einem Abgleichventil fest auf den Auslegungsfall (Heizlast bei Norm-Außentemperatur) eingestellt und danach nicht mehr verändert. Auch in der Übergangszeit werden dadurch zu große Heizwassermengen umgewälzt.

Der Regelantrieb "Ego" passt im Gegensatz dazu den Volumenstrom differenzdruckunabhängig dem momentanen Wärmebedarf des jeweiligen Heizkreises an. Dadurch reagiert er selbsttätig auf sich ändernde Betriebs- und Lastbedingungen im hydraulischen System. Er kann die Heizkreise ohne die Kenntnis von Heizlast- oder Hydraulikdaten abgleichen.

Aufgebaut wie ein herkömmlicher elektrothermischer Stellantrieb, besitzt der "Ego" zusätzlich einen Regelchip und zwei Temperatursensoren, mit denen die Vor- und Rücklauftemperatur des jeweiligen Flächenheizkreises gemessen wird. Auf Basis der Vorlauftemperatur und historischer (gelernter) Daten des Heizkreises errechnet der Regelantrieb einen variablen Sollwert für die Spreizung. Durch präzises Verstellen und Halten verschiedener Ventilpositionen wird die strömende Wassermenge im Heizkreis so begrenzt, dass sich die errechnete Spreizung einstellt.

"Die leichtgängige und kraftsparende Montage auf das Thermostatventil-Oberteil wird durch einen ergonomischen Klapphebel erreicht, mit dem man den Regelantrieb auch manuell öffnen kann, wenn er stromlos geschlossen ist. Der elektrische Anschluss erfolgt, wie bei jedem anderen Stellantrieb auch, an einer handelsüblichen Klemmleiste. Auch beim Raumtemperaturregler bleibt alles beim Alten", so Michael Klemenz, Abteilungsleiter Anwendungstechnik und Mitglied des Entwicklungsteams bei Straub. Jeder handelsübliche 230-V-"Ein-Aus"-Regler sei einsetzbar. Ein Maximaltemperatur-Begrenzer, der den Temperaturwert des Sensors am Vorlauf auswertet, verhindere Schäden an der Flächenheizungskonstruktion. Eine integrierte Spülfunktion öffne außerdem in festgelegten Zeitabständen das Thermostatventil vollständig, um mögliche Schmutzpartikel passieren zu lassen.

Diese Praxisorientierung würdigen denn auch die Anwender aus dem installierenden SHK-Fachhandwerk: "Für mich stellt der »Ego« eine große Erleichterung dar. An den Heizkreisverteilern muss nun nichts mehr eingestellt werden und eine Anfahrt für die Nachjustierung ist nicht mehr notwendig", erklärt Simon Kempa von der Kempa GmbH aus dem oberbayerischen Kösching.

Funktion praktisch – und wissenschaftlich – bestätigt

Mehmet Yildiz, Inhaber der Mytec Gebäudetechnik GmbH aus dem oberbayerischen Pollenfeld, betont: "Mit dem »Ego« kommt es zu weniger Problemen, gerade bei geringen Soll-Volumenströmen, die ich bisher an herkömmlichen Durchflussmessern gar nicht richtig einstellen konnte. Das Nachberechnen der einzelnen Heizkreise bei Bestandsgebäuden entfällt. Das übernimmt jetzt der Regelantrieb für mich."

In eine ähnliche Richtung geht auch das Feedback von Michael Laykamm von der Industrievertretung Gärtner aus Diepersdorf bei Nürnberg: "Jeder kennt die Anrufe seiner Kunden, die über eine ungleichmäßige Wärmeverteilung am Fußboden bis hin zu unzureichender Erwärmung der Räume auch im Neubau klagen. Mit dem Regelantrieb »Ego« können wir hier Abhilfe schaffen. Das Produkt überzeugt mit Technik und einfacher Handhabung. Dass die Lösung über das BAFA förderfähig ist, ist ein weiterer Vorteil."

"Zu Beginn der Markteinführung gab es aber natürlich auch Handwerker, die dem »neuartigen Stellantrieb« skeptisch gegenüberstanden und an seiner Funktionsweise zweifelten", gibt Michael Klemenz offen zu und ergänzt: "Darum hat die Straub KG im Herbst 2019 die Funktion und Arbeitsweise des adaptiven hydraulischen Abgleichs seiner Regelantriebe vom ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung, Dresden, überprüfen lassen." Die Messungen dafür wurden an der Technischen Universität Dresden durchgeführt und das ITG bestätigte in seinem Gutachten vom Januar 2020, "dass der hydraulische Abgleich von Flächenheizkreisen mit dem Regelantrieb »Ego« über die Möglichkeiten des konventionellen statischen hydraulischen Abgleichs hinausgeht, weil er sich selbsttätig dem jeweiligen Betriebszustand anpasst."

Michael Klemenz kommentiert das Studienergebnis: "Diese Bewertung wird auch von inzwischen über 180.000 aufgezeichneten Betriebsstunden aus verschiedensten Bauvorhaben bestätigt. In diesen Feldtests wurden neben den Daten der Heizumgebung auch die Regeldaten der montierten »Egos« ausgelesen. Ein zweites unabhängiges Messsystem wurde jeweils zusätzlich zur Verifizierung der vom Regelantrieb gemessenen Daten mit installiert und ausgewertet. Auch für die Weiterentwicklung der Software sind diese realen Daten aus Heizungssystemen hilfreich."

Entwickelt und hergestellt in Deutschland

Der Firmengründer Hans Straub, Pionier in Sachen Edelstahlverteiler, hatte schon vor vielen Jahren die Vision eines automatischen hydraulischen Abgleiches an seinen Heizkreisverteilern. Seinen Söhnen Philipp und Thomas Straub ist es in den vergangenen vier Jahren, gemeinsam mit einem Team von Ingenieuren, Handwerkern und Professoren, gelungen, aus dieser Vision Realität werden zu lassen. In Zusammenarbeit mit der Hochschule Esslingen wurden 2016 die Grundalgorithmen erarbeitet. In zahlreichen Simulationen unterschiedlicher Gebäude- und Heizungstypen wurden diese Regeln immer weiter verfeinert und präzisiert, bis schließlich die ersten Prototypen in realen Gebäuden verbaut werden konnten. Die praxisbedingte Dynamik der Testsysteme führte zu weiteren Anpassungen und Verbesserungen der Algorithmen – im August 2019 erfolgte dann die Markteinführung des "Ego".

Der Regelantrieb wird im Straub-Werk in Gotha hergestellt. Die Elektronik wird von Lieferanten aus der Region gefertigt und geliefert.

"Wir legen großen Wert darauf, alle Komponenten selbst vor Ort zu programmieren, zu montieren und auch zu testen. Jeder »Ego« wird nach erfolgter Montage einem Test unterzogen. Dabei werden unter anderem die Schließkraft, die Hublänge, das interne Wegemesssystem und die Temperatursensoren vollautomatisch überprüft", unterstreicht Michael Klemenz nicht ohne Stolz.