Statt den Räumen, wie bei der bisherigen Angebots-Heizung, laufend die passende Wärme über das Heizwasser zuzuführen, wird bei der Bedarfs-Heizung dem Wärmeverteilnetz des Gebäudes nur bei Bedarf einzelner Räume Wärme entnommen. Alle ausführlichen Definitionen in diesem Kontext, etwa zur Angebots- und Bedarfs-Heizung, können im „Whitepaper 2023 – Beimisch-Regelung von Fußbodenheizungen“ nachgelesen werden – online verfügbar unter: https://tga.li/b34g
Die Sprunginnovation
Die im Beitrag „Wir (Ingenieure) schaffen das! Aber wann? Auf der Suche nach Lösungen zur Energieeinsparung bei der Fußbodenheizung“ (vgl. HeizungsJournal-Ausgabe 6-2023, Juni, S. 56 - 61) – online verfügbar unter: https://tga.li/cBmr – dargestellten Probleme der Drossel-Regelung einer Speicherheizung als Angebots-Heizung haben also dazu geführt, nach einem Regelsystem zu suchen, das sowohl die Lufttemperatur im Raum als auch die Strahlungswärme an die Raumumschließungsflächen in die „Regelgröße“ mit einbezieht.
Die grundsätzliche Voraussetzung für eine energiesparende Regelung, insbesondere einer Fußbodenheizung (Speicherheizung), ist eine exakte Messung und Darstellung der relevanten Parameter für jeden (!) Heizkreis – etwa Wassermenge, Vor- und Rücklauftemperatur. Nur damit können die Anforderungen an eine „intelligente Regelung“ und die DIN 19226 („Regelungstechnik und Steuerungstechnik“) erfüllt werden.
Um die gewünschte Raumtemperatur zu halten, muss die der Raumheizlast entsprechende Wärmemenge dem Raum laufend über das Heizwasser zugeführt werden. Die Raumheizlast entspricht der Wärmeleistung, die der Raum über Heizung und Lüftung in Abhängigkeit der Außentemperatur an die kältere Umgebung abgibt.
Zur Führungsgröße der neuen Input-Regelung wird das vom Nutzer subjektiv empfundene „Raumklima“. Diese Grö-ße kann wegen ihrer Komplexität physikalisch nicht gemessen werden. Die Lufttemperatur im Raum als ein geringer Teil des „Raumklimas“ kann, wenn die Messung eine verlässliche Aussage darstellt, auch dem Steuergerät zugeleitet werden.
Warum „Input-Regelung“?
Das „Raumklima“ hat einen entscheidenden Einfluss auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und Leistungsfähigkeit der Nutzerinnen und Nutzer. Thermische und physiologische Zustände im Raum beeinflussen das „Raumklima“. Die wichtigsten das „Raumklima“ mit der Fußbodenheizung bestimmenden Parameter lauten: Lufttemperatur, Temperatur der durch Wärmestrahlung aufgeheizten Raumumschließungsflächen (wie Wände, Decke, Fußboden, Fenster), Luftfeuchte und Luftgeschwindigkeit im Raum.
Die Input-Regelung als „Raumklima“-Regelung der Fußbodenheizung regelt die raumweise unterschiedliche Heizwassertemperatur, bevor (!) die dem Raum zuzuführende Wärme in den Fußbodenheizkreis geschickt wird. Alle Warmwasser-Fußbodenheizungen können mit der neuen Input-Regelung und der aus dem nutzerspezifischen „Raumklima“ als Führungsgröße abgeleiteten Heizwassertemperatur ausgestattet werden. Im Bestand betrifft das etwa sechs Millionen sanierungsbedürftige Fußbodenheizungen, täglich kommen noch ungefähr 770 Neubauwohnungen in Deutschland dazu.
Jeder Raum dieser Bedarfs-Heizung ist ein eigener Regelkreis mit Mischventil und Minipumpe (4,5 cm), Durchflussmengenmesser und Temperaturfühlern. Dem Raum wird über das Heizwasser hiermit nur exakt die Wärme-menge zugeführt, die tatsächlich gebraucht wird. Moderne Umwälzpumpen definieren die Wassermenge über die Drehzahl und messen die Wassertemperatur, damit wird die Anlage kompakter.
Das Steuergerät der Regelung muss den Wärmebedarf des Raums (Raumheizlast) rechnerisch genau ermitteln. Das geschieht laufend, in Abhängigkeit der sich verändernden Außenlufttemperatur. Die Heizwassertemperatur als „Regelgröße“ wird laufend mit Werten der Heizkennlinie, der „Messgröße“, verglichen und angepasst. So kann das Gleichgewicht der dem Raum über die Heizung zugeführten Wärme und der an die Außenluft ablaufenden Wärme gehalten werden. Die zugeführte Wärme bzw. Wärmeleistung wird über die Kreis-Wassermenge (kg/h) und die Differenz (K) zwischen Vor- und Rücklauftemperatur genau definiert und geregelt.
Frage zum Artikel
