Einrohrheizungen praxisgerecht optimieren

Nach wie vor gibt es einen Sanierungsstau bei Bestandsgebäuden. Die Optimierung von Einrohrheizsystemen ist ein Schritt in die richtige Richtung.

Ein Fluss, der durch ein Wohngebiet führt.
Quelle: Benjamin Zweig / https://de.fotolia.com/
Nach wie vor gibt es einen großen Sanierungs- und Optimierungsstau bei Bestandsgebäuden in Deutschland. Insbesondere im Wärmesektor kommt die Energiewende nicht schnell genug voran. Die Optimierung von Einrohrheizsystemen ist deshalb eine gute Maßnahme in die richtige Richtung.

Für die Wohnungswirtschaft sind Einrohrheizsysteme besonders nach energetischer Sanierung ein Problem: Der Betrieb verschwendet Energie und der Wohnkomfort leidet. Bei den Bewohnern führt dies zu Unzufriedenheit mit der Wohnsituation. Der Ersatz der veralteten Technik durch eine Zweirohrheizung wäre aufwändig und teuer.

Abhilfe schafft hier die Lösung "indiControl": Das von der GWG – Gemeinnützige Wohnungsbaugesellschaft der Stadt Kassel mbH (GWG Kassel) entwickelte und patentierte System zur Optimierung von Einrohrheizsystemen setzt auf die Reduzierung der Durchflussmengen in separat regelbaren Teilheizkreisen. Getestet wurde das System in der Heizperiode 2016/2017 unter anderem bei dem kirchlichen Wohnungsunternehmen Joseph-Stiftung. Erste Erfahrungsberichte bestätigen die zuvor prognostizierten Energieeinsparpotentiale.

Lösung für "nicht regelbare" Wärmeabgabe

Energieverschwendung, die bei Einrohrheizsystemen immanent ist, kann sich die Wohnungswirtschaft heutzutage nicht mehr leisten. Das hauptsächliche Problem dieser Technik ist, dass auch bei Nicht-Bedarf Wärme abgegeben wird. Das liegt daran, dass im Falle einer horizontalen Bauweise nur eine Heizungszuleitung durch mehrere Wohnungen verläuft, an der alle Heizkörper wie an einer Perlenkette aufgereiht sind. Im Fall der vertikalen Bauweise führen die Heizungszuleitungen in einem Gebäude senkrecht durch Räume gleicher Nutzung auf unterschiedlichen Etagen. Die Vorlauftemperatur des Heizwassers muss so eingestellt sein, dass auch dem letzten Glied der Kette noch ausreichend Wärme zugeführt wird. Diese Heizungszuleitungen versorgen die Räume ungeregelt mit Wärme, selbst bei überwiegend geschlossenen Thermostatventilen.

Die Folgen: Energie wird verschwendet, die Räume werden überheizt und der individuelle Wohnkomfort leidet.

Je nach eingesetztem Mess- und Ablesesystem kann die über die Heizungszuleitung abgegebene, nicht steuerbare Wärme individuell abgerechnet werden oder muss im Umlageverfahren auf alle Mieter verteilt werden. Das birgt – über die Energieverschwendung und die Komforteinbußen hinaus – viel Potential für Streitigkeiten bezüglich der Nebenkostenabrechnung.

Neben veralteten Heizkesseln sind Einrohrheizsysteme ein wesentliches Problem der stagnierenden Energiewende im deutschen Wärmemarkt. Experten schätzen, dass in Deutschland immer noch in mindestens 1,5 Mio. Wohnungen Einrohrheizsysteme installiert sind. Die wenigsten davon sind bisher optimiert.

Es handelt sich also nicht um ein Randproblem, auch wenn der Fokus der öffentlichen Wahrnehmung eher auf veraltete Heizkessel und Pumpen gerichtet ist. Die energetische Sanierung von Gebäuden verstärkt die genannten Probleme sogar, da gut gedämmte Gebäude bis zu 70 Prozent weniger Wärme nach außen abgeben und im Falle der horizontalen Einrohrheizsysteme der Überheizungseffekt stärker zutage tritt.

Ein Praxistest…

Diese Problematik ist Reinhard Zingler bekannt. Als Vorstandsmitglied der Joseph-Stiftung hat er auch ein Auge auf die ungefähr zehn Prozent der Wohnungen des Bestandes, die mit Einrohrheizsystemen ausgestattet sind. Die Joseph-Stiftung gehört zu den fortschrittlichen Wohnungsunternehmen, die, trotz nahezu Vollvermietung, über den bloßen Erhalt des aktuellen Stands hinaus agieren. Aufbauend auf christlichen Grundwerten, verfolgt die Joseph-Stiftung das Ziel, "eine angemessene und sozial vertretbare Verbesserung der Wohnungsversorgung" zu gewährleisten.

Eine aufwändige und kostenintensive Umrüstung der Einrohrheizsysteme auf Zweirohrheizsysteme stand – wie auch bei vielen anderen Wohnungsunternehmen – nicht zur Debatte, weil dafür umfangreiche Baumaßnahmen in den vermieteten Wohnungen nötig wären. Eine preiswerte und minimal-invasive Optimierung des bereits vorhandenen Heizsystems wäre eher im Sinne der Joseph-Stiftung.

Reinhard Zingler ist im Rahmen seiner Gremienarbeit auf "indiControl" aufmerksam geworden. Peter Ley, Geschäftsführer der GWG Kassel, hatte das System im Frühjahr 2015 auf einer Veranstaltung präsentiert und war mit der Frage an ihn herangetreten, ob er die Lösung nicht einmal über eine Heizperiode testen wolle. Diese Chance ließ sich Reinhard Zingler nicht entgehen und bereitete mit der Abteilung Energie alles vor, um die Lösung zur Optimierung von Einrohrheizsystemen in einem Gebäude der Joseph-Stiftung zu testen.

Peter Ley
Quelle: GWG Service GmbH
"Die Systemlösung »indiControl« aktiviert die im Gebäude grundsätzlich bereits vorhandenen separaten Teilheizkreise der Einrohrheizung und regelt diese nach individueller Last. So kann wesentlich flexibler auf den individuellen Wärmebedarf der Mieter reagiert werden. Der Einbau kann außerhalb der Wohnungen erfolgen, ohne dass die Mieter beeinträchtigt werden", so Peter Ley, Geschäftsführer der GWG Kassel.

Als Testobjekt wurde ein Wohngebäude mit 24 Wohnungen in der Käsröthe in Forchheim (Oberfranken) ausgewählt. Nach einem ersten Vor-Ort-Termin, bei dem der "indiControl"-Spezialist Heiko Steppan, Teamleiter Gebäudetechnik bei der GWG Kassel, die gesamte Heizanlage analysiert und geprüft hatte, konnte eine Vorplanung zum Einbau von "indiControl" erarbeitet und an die Joseph-Stiftung übermittelt werden.

Daraufhin beauftragte die Joseph-Stiftung ihren Heizungsbauer vor Ort mit dem Einbau der Elemente der Systemlösung. So konnte im Herbst 2016 – rechtzeitig vor der Heizperiode – "indiControl" installiert werden. In Bamberg wurde ein ähnliches Gebäude – ohne "indiControl" – als Vergleichsmöglichkeit gewählt.

…mit Vergleichsmöglichkeit

"Unser Heizungsbauer hat die Ventile getauscht, die Fühler und die Steuereinheit eingebaut. Der »indiControl«-Spezialist und die Techniker von der Kieback&Peter GmbH & Co. KG haben dann die Steuereinheit mit den individuell berechneten Werten programmiert und in Betrieb genommen. Das ging alles reibungslos", so Projektleiter Johannes Heindl.

Auch das Ergebnis überzeugt den bei der Joseph-Stiftung auf Modernisierung und Instandhaltung der Haustechnik spezialisierten und seit 1983 in der Heizungsbranche tätigen gelernten Techniker für Heizung, Lüftung und Sanitär. "In unserem Testobjekt haben wir mit »indiControl« über die Heizperiode 2016/2017 rund 21 Prozent Energie im Vergleich zu dem Objekt ohne »indiControl« gespart."

Deshalb ist die Installation auch in dem Vergleichsobjekt in Bamberg beschlossen. Und auch in weiteren Gebäuden mit Einrohrheizsystemen kann sich Johannes Heindl den Einsatz dieser Lösung gut vorstellen.

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Die Systemlösung "indiControl" aktiviert die im Gebäude grundsätzlich bereits vorhandenen separaten Teilheizkreise und regelt diese nach individueller Last. Nötig sind dafür nur zwei Temperaturfühler und ein motorisches Ventil pro Teilheizkreis sowie eine zentrale Steuereinheit, die alle Teilheizkreise überwacht und einzeln ansteuert. So kann wesentlich flexibler auf den individuellen Wärmebedarf der Mieter reagiert werden. Die Systemelemente sind per Kabel miteinander verbunden. Der Einbau kann außerhalb der Wohnungen erfolgen, ohne dass die Mieter beeinträchtigt werden.

Die Höhe der Einbaukosten relativiert sich, wenn Zuschüsse vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) im Rahmen des 2016 aufgelegten Förderprogramms zur Heizungsoptimierung ("Richtlinie über die Förderung der Heizungsoptimierung durch hocheffiziente Pumpen und hydraulischen Abgleich") beantragt und gewährt werden. Bis zu 25.000 Euro der Nettoinvestitionskosten werden übernommen, auch explizit für Maßnahmen zur Volumenstromregelung. Dies und die Tatsache, dass die Anerkennung der Förderfähigkeit von "indiControl" durch die KfW zu einer Optimierung der Tilgungszuschüsse bei Krediten führt, macht den Einsatz der Systemlösung attraktiv.

Schema einer Einrohrheizung ohne
Quelle: GWG Service GmbH
Hier die Einrohrheizung ohne "indiControl".

Schema einer Einrohrheizung mit
Quelle: GWG Service GmbH
Optimierung einer Einrohrheizung mit "indiControl".

Die schematische Darstellung zeigt, wie die
Quelle: GWG Service GmbH
Die Messdaten der Temperaturfühler werden konstant mit einem anlagenspezifischen Referenzwert (hier z.B. 8 K) abgeglichen. Daraus berechnet die "indiControl"-Steuereinheit die notwendigen Impulse für das motorische Ventil.

Die Grafik zeigt einen Fall, bei dem die von
Quelle: GWG Service GmbH
Ist die gemessene Temperaturdifferenz größer als der jeweilige Referenzwert (hier z.B. 12 K), wird also mehr Wärme abgenommen, gibt die Steuereinheit das Signal zur Erhöhung des Volumenstroms an das Ventil weiter.

Die Grafik zeigt einen Fall, bei dem
Quelle: GWG Service GmbH
Sinkt die Temperaturdifferenz (hier z.B. 4 K), reduziert das Ventil den Volumenstrom um bis zu 80 Prozent.

Einsparungen von 20 bis 42 Prozent

Bei der GWG Kassel sind von den insgesamt 2.200 Wohnungen mit Einrohrheizung bislang 1.000 Wohnungen auf das neue System umgestellt worden. In ihren eigenen Liegenschaften konnte die GWG Kassel den Energieverbrauch durch den Einsatz von "indiControl" im Schnitt um 27,2 Prozent senken und gleichzeitig den Wohnkomfort verbessern. Mit großer Zufriedenheit wurden auch die ersten Messwerte aufgenommen, die die Wohnungsbaugenossenschaft >Wiederaufbau< eG in Braunschweig nach ersten Messungen zum 31. März 2017 gemeldet hatte. Die Auswertungen lassen, laut GWG Kassel, eine Energieeinsparung von 42 Prozent erwarten.

Aktuell bereiten weitere Wohnungsunternehmen den Einbau der Systemlösung "indiControl" vor. Entscheidend dabei ist, dass das Einrohrheizsystem ganzheitlich betrachtet wird. Durch jede individuelle Anlagenanalyse ergeben sich auch weitere Optimierungspotentiale zum Beispiel bei den Heizungspumpen, bei den Einstellungen oder auch bei den Fernwärmeübergabestationen. Für viele Unternehmen erweist es sich als Vorteil, dass ein Gebäudetechnikspezialist gemeinsam mit dem Heizungsbauer des Vertrauens die Anlage in einen optimierten Modus bringt. So seien große Einsparpotentiale möglich.

In vielen Gesprächen mit Wohnungsunternehmen, speziell in den neuen Bundesländern, kristallisiert sich ein weiterer Knackpunkt des Einrohrheizsystems heraus. Die Rücklauftemperatur aus den Gebäuden ohne relevante Regelungstechnik ist vielen Energieversorgern zu hoch und im Extremfall werden Strafen erhoben.

"indiControl" entschärft auch diesen Konflikt, da die Systemlösung minutiös den Volumenstrom regelt, um immer den voreingestellten Referenzwert der optimalen Temperaturdifferenz zu erreichen.

Des Weiteren führt – nach Einbau von "indiControl" – der durch die Heizungszuleitungen reduziert fließende Volumenstrom zu einer Verlagerung der Wärmeabgabe auf die Heizkörper. Die bei vielen Bewohnern durchgehend geschlossenen Thermostatventile an den Heizkörpern werden nun verstärkt aktiviert, um die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen.

Erfolgte die Wärmeübergabe vormals schwerpunktmäßig durch Abstrahlung der Heizungszuleitungen und nur zu einem geringen Anteil über die Heizkörper, so kehrt sich das Verhältnis mit Hilfe von "indiControl" um. Die ungeregelt abgegebene Wärme der Heizungszuleitungen sinkt deutlich und hat zur Folge, dass der Anteil der Wärmeabgabe über die Heizkörper steigt.

Der Vermieter profitiert von höheren Erfassungsraten und die Mieter profitieren neben den reinen Einspareffekten durch die Effizienzsteigerung des Heizungssystems auch von der Komfortsteigerung durch die Möglichkeit, am Bedarf orientiert zu heizen.

Fazit

"indiControl" ermöglicht auch eine genauere Verbrauchsabrechnung. Ungerechtigkeiten in der Nebenkostenabrechnung durch die Verteilung und Berechnung nicht benötigter Wärmezufuhr werden so vermieden. Früher gab es in den Liegenschaften der GWG immer mal wieder den einen oder anderen Mieter, der sich übervorteilt sah. Seitdem dort "indiControl" eingesetzt wird, kann das Unternehmen dort viel besser nach dem tatsächlichen Verbrauch abrechnen.

Mittwoch, 03.04.2019