Inhaltsverzeichnis

Heizkostenausfälle verhindern: Erforderliche Betriebsänderungen in Einrohrheizungsanlagen

Tipps für den praktischen Umgang mit Einrohrheizungen.

Weiße Rohrleitungen.
Quelle: Life-Of-Pix / https://pixabay.com
Während in Zweirohranlagen das messtechnische Problem die Erfassung der kleinen Durchflüsse ist, ist bei der Einrohrheizung die Erfassung von kleinsten Temperaturdifferenzen die wesentliche Schwierigkeit.

Da eine Korrektur der nicht erfassten Wärmeabgabe von Rohrleitungen nach der VDI 2077 Blatt 3.5 für nicht freiliegende Leitungen nicht mehr zulässig ist, drohen bei zu niedrigem Verbrauchswärmeanteil eine Pauschalabrechnung mit Kürzung oder nicht eintreibbar unplausible, hohe Abrechnungen einzelner Nutzer.

Eine Auswirkung des BGH-Urteils* zur Abrechnung von nicht erfasster Raumwärme bei nicht freiliegenden Rohrleitungen ist daher die Notwendigkeit von Betriebsänderungen der betroffenen Heizungsanlagen, um durch einen höheren Anteil der Wärmelieferung über die Heizkörper Ausfälle von Heizkostenzahlungen zu vermeiden.

Heizkostenverteiler werden auf die Heizflächen montiert und erfassen an einem repräsentativen Ort die Temperatur der Heizkörperoberfläche als Kennwert für die Wärmelieferung. Die Wärmeabgabe der Rohre wird nicht erfasst. Hinzu kommt eine zweite Wärmequelle – nur im Vorlauf wird der Heizkörper abgesperrt und das Heizwasser fließt dann am offenen Rücklaufanschluss vorbei (s. Abb. 1).

Abb.1: Schematischer Aufbau einer horizontalen Einrohrheizung.
Quelle: Joachim Wien
Schematischer Aufbau der horizontalen Einrohrheizung.

Durch die thermischen Unterschiede sowie die Turbulenzen in der Rohrleitung ergibt sich eine Strömung innerhalb des Rücklaufanschlusses, die Heizwasser in den Heizkörper transportiert. Aufgezeigt wurde dieser Effekt durch die Zählung elektronischer Heizkostenverteiler bei abgestellten Heizkörpern. Die Thermographie einer Platte zeigt die großflächige Erwärmung durch das durch Rezirkulation in die Heizplatte eingetragene Heizwasser.

Die Messung für ein Gutachten vom Institut für Erhaltung und Modernisierung von Bauwerken e.V. (IEMB), Berlin [2], ergab, dass die bei voll geöffnetem Lanzenventil erreichte Leistung von 316 W bei geschlossenem Ventil noch mit 101 W zu fast einem Drittel vorhanden war. Messungen mit Wärmezählern in Einrohrheizkreisen ermitteln die bei abgestellten Heizkörpern noch abgenommene Leistung, die aufgrund ihrer Höhe nicht von der Ringleitung in der Wohnung allein geliefert werden konnte. Gemessen wurden Werte, die über 50 Prozent höher als die Normleistung der vorhandenen Rohrleitungen waren – dieser Anteil wurde von den durch Rezirkulation erwärmten Heizkörpern geliefert [5]. Bei den westdeutschen Einrohranlagen liegen die Rohrleitungen in den Wohnungen zu über 98 Prozent im Estrich und damit nicht freiliegend.

Auswirkungen von ungemessener Wärmelieferung bei Anwendung von Heizkostenverteilern

Durch den hohen Anteil der nicht erfassten Wärmelieferung wird eine Kostenverzerrung verursacht – durch den erhöhten Einheitenpreis zahlt ein Vielverbraucher einen Teil der Heizkosten der Niedrigverbraucher.

Im Fall dieser ausgewerteten Anlage beträgt der Einheitenanteil (E) des Nutzers 18: 50 E Heizkörper und 930 E Rohrwärme. Bei Nutzer 28 hingegen ergibt sich folgendes Bild: 4.500 E Heizkörper und 1.500 E Rohrwärme (s. Abb. 2).

Das Diagramm zeigt die Einheitenverteilung in einer Einrohrheizungsanlage.
Quelle: Joachim Wien
Abb.2: Einheitenverteilung in einer Einrohrheizungsanlage.

Es ergibt sich ein Kostenunterschied nach der Anzeige der Heizkostenverteiler am Heizkörper von 1:90. Dieser Kostenunterschied ist so unplausibel, dass die Abrechnung nicht klagefähig ist. Der Kostenunterschied nach der VDI-Korrektur mit dem gesamten Wärmeanteil von 980 E zu 6.000 E beträgt aber nur 1:6 und entspricht dem realen Verhältnis der Wärmeverbräuche der beiden Nutzer. Bei einem Überwiegen der unbeeinflussbar gelieferten ungemessenen Wärme kann zudem zivilrechtlich eine Pauschalabrechnung gefordert werden [3].

Maßnahmen zur Reduzierung der ungemessenen Wärmelieferung – Heizkurvenabsenkung

Sowohl für die Reduzierung der Wärmeabgabe der Heizkörper als auch für den Eintrag von Wärme durch Rezirkulation in den Heizkörper ist die Absenkung der Vorlauftemperaturkurve entscheidend. Bei einer Heizungsanlage mit einer Mischerregelung ist dies durch eine Änderung der Einstellung wie in Abb. 3 zu erreichen – optimal durch eine frei programmierbare Regelung (z.B. Samson-"Trovis", Kieback&Peter) [4].

Das Diagramm zeigt die Kennlinie einer Heizungsregelung für eine Einrohrheizung.
Quelle: Joachim Wien
Abb.3: Kennlinie einer Heizungsregelung für eine Einrohrheizung.

Ergänzend ist eine Sommerabschaltung ab 18 °C Außentemperatur sowie eine Nachtabsenkung, die im Sommer nachts eine Abschaltung liefert, erforderlich, damit nicht bei nächtlich kühlen Temperaturen von beispielsweise 16 °C geheizt wird und dadurch die Wohnung nach dem Tag mit 24 °C Raumtemperatur nicht abgekühlt.

Im Fall der Anlage aus Abb. 2 wird durch eine Heizkurvenabsenkung mit Folge einer Halbierung der Anteile der ungemessenen Wärme der Kostenunterschied nach Heizkörperanzeige auf 1:10 reduziert und ist damit näher dem realen Unterschied – bei Halbierung der Rohrwärme hat Nutzer 18 in Summe 980 E (515 E Heizkörper und 465 E Rohrwärme) und Nutzer 28 in Summe 6.000 E (5.250 E Heizkörper und 750 E Rohrwärme). Damit kann dann noch eine Abrechnung ohne die Korrektur mit der VDI 2077 erfolgen.

Eine Sonderform der Regelung für horizontale Einrohrheizungen ist das Regelungssystem indiControl (Patent der GWG Kassel). Es stellt eine Mindesttemperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklaufleitung sicher und variiert den Durchfluss durch den Einrohrkreis lastabhängig anhand der Temperaturdifferenz. Diese Regelung hat hohe Einsparungen in Pilotanlagen erreicht.

Sonderfall: Heizkurvenregelung über Brennersteuerung mit Warmwasserbereitung

Ein vereinfachtes Konzept zur Vorlauftemperaturregelung ist die Regelung ohne Mischer durch die Steuerung der Brennerlaufzeit zur Herstellung der gewünschten Vorlauftemperatur für die Raumheizung (s. Abb. 4).

Eine Heizungsanlage mit Warmwasserbereitung und Brennerregelung.
Quelle: Joachim Wien
Abb. 4: Heizungsanlage mit Warmwasserbereitung und Brennerregelung.

Die Umschaltung zur Warmwasserbereitung erfolgt über eine Pumpenansteuerung – bei einer Anforderung von Wärme für Warmwasser wird die Raumheizungspumpe abgeschaltet und die Pumpe für die Warmwasserbereitung eingeschaltet. Der Heizkessel fährt die Temperatur für die Warmwasserbereitung auf über 65 °C hoch. Nach Abschluss der Warmwasserbereitung ist aber der Heizkessel samt Wasserinhalt auf 65 °C erwärmt. Nach dem Umschalten auf die Betriebsweise "Raumheizung" wird damit eine nicht benötigte, hohe Heizwassertemperatur in das Einrohrheizsystem gedrückt und erzeugt so eine hohe Rohrwärmeabgabe. Dies erfolgte bei der Aufzeichnung der Warmwasserbereitung nach Abb. 5 aber 18-mal pro Tag – bei einer kleinen Schalthysterese der Warmwassertemperatur durch Zirkulationsverluste auch häufiger.

Das Diagramm zeigt die Aufzeichnung der Warmwasserbereitung über einen Tag.
Quelle: Joachim Wien
Abb. 5: Aufzeichnung der Warmwasserbereitung über einen Tag.

Um den Betrieb ordnungsgemäß mit ausreichend kleinem Rohrwärmeanteil für die Heizkostenabrechnung herzustellen, ist die Nachrüstung einer Mischerregelung mit einer frei programmierbaren Regelungselektronik erforderlich, die gleichzeitig über ein Relais auch die Pumpe abschalten kann.

Einsatz von Wärmezählern in Einrohranlagen zur Erfassung der Rohrwärmeabgabe

Die teuerste Lösung ist eine Wärmezählermessung in einer horizontalen Einrohrheizung mit geschlossenen Heizkreisen je Nutzeinheit (s. Abb. 6).

Wärmezähler für eine Einrohrheizung.
Quelle: Joachim Wien
Abb. 6: Wärmezähler für eine Einrohrheizung.

Durch die Wärmezählermessung wird die gesamte Wärmeabgabe in der Wohnung erfasst – also auch vollständig die nicht über die Heizkörper abgegebene Wärmemenge sowie die Heizkörperwärmeabgabe unter der Ansprechgrenze von Heizkostenverteilern.

Während in Zweirohranlagen, durch den variablen Volumenstrom, das messtechnische Problem die Erfassung der kleinen Durchflüsse (häufig unter 6 l/h) ist, ist bei der Einrohrheizung die Erfassung von kleinsten Temperaturdifferenzen die wesentliche Schwierigkeit. Wie in Abb. 1 erkennbar ist, fließt Heizwasser auch ohne Abnahme von Wärme über die Heizkörper durch die Ringleitung. Erfahrungsgemäß ist bei waagrechten Einrohrheizungen der Volumenstrom bei geschlossenen Heizkörperventilen mindestens 50 bis zu 70 Prozent so groß wie der Volumenstrom bei voll geöffneten Ventilen. Dadurch sind die Werte des Volumenstroms immer innerhalb des optimalen Messbereichs der Wärmezähler und der Einsatz von kostengünstigen mechanischen Wärmezählern ist problemlos möglich.

Durch diese hohen Durchflussmengen können bei fehlender Wärmeabnahme durch die Heizkörper kleine Temperaturdifferenzen unter 3 K entstehen, die nicht mehr im Arbeitsbereich der Wohnungswärmezähler liegen. Messkapselzähler mit einer schlechteren Temperaturdifferenzmessung unter 3 K sollten nicht verwendet werden. Wärme-zähler haben in dem Bereich unter 3 K generell keine ausreichend geprüfte Messgenauigkeit mehr und bei der Eichung wird der Bereich nicht geprüft.

Über die jährliche Energiemenge und das dazugehörige Heizwasservolumen lässt sich die mittlere Temperaturdifferenz berechnen (vgl. [1], S. 647). Für innenliegende Wohnungen, die fast nur über die Rohrwärme beheizt werden, ergeben sich auch für die volle Heizperiode oft nur mittlere Temperaturdifferenzen unter 3 K.

Montag, 11.03.2019

Von Joachim Wien
Sachverständiger für Messung und Abrechnung von Wärme- und Kältelieferung und Heizkostenabrechnung, seit 1996 für die Gruppe Minol/Brunata/Zenner tätig