Hydraulicher Abgleich: Aus der Pflicht wird Kür

Auf Sicht wird sich daher wohl auch im Geschosswohnungsbau der Einsatz von Wärmepumpen durchsetzen – und in der Folge die Installation von Fußbodenheizungen. Die Effizienz dieser Anlagentechnik lässt sich weiter steigern, wenn sich der erforderliche hydraulische Abgleich der Heizkreise dynamisch dem tatsächlichen Wärmebedarf anpasst. Eine solche Regelungstechnik – „Fonterra Heat Control“ – hat Viega speziell für die Einsatzbedingungen in der Wohnungswirtschaft entwickelt.

Lage, Lage, Lage lauteten bislang die drei wichtigsten Kriterien für eine lukrative Vermarktung von Geschosswohnungen aus Sicht von Investoren und Wohnungsunternehmen. Durch die konzertierten Anstrengungen der Europäischen Union und der Bundesregierung, die CO₂-Emissionen im Gebäudesektor zu senken, rückt auf der Prioritätenliste nun jedoch die Energieeffizienz eines Objektes deutlich nach oben. Denn spätestens seit den jüngsten Verwerfungen auf dem Energiemarkt stehen die perspektivischen Heizkosten bei nahezu allen Mietern und letztlich auch Eigentümern an erster Stelle. Aus dieser Gemengelage werden sich elektrische Wärmepumpen als nachhaltige Heiztechnik durchsetzen, da sie einen beträchtlichen Anteil ihrer Leistung – je nach Typ 60 bis 75 Prozent – aus kostenloser Umweltwärme beziehen. Zumal für den Geschosswohnungsbau inzwischen speziell entwickelte, leistungsfähige und wirtschaftliche Aggregate zur Verfügung stehen.

Hydraulischer Abgleich ist Pflicht

Um die Effizienz dieser Wärmepumpen zu erhöhen, ist die Kombination mit Flächenheizungen bekanntermaßen die erste Wahl. Bei niedrigen Vorlauftemperaturen verbreitet der Fußboden eine angenehme Strahlungswärme. Im Vergleich zur Wärmeverteilung über die Konvektion von Heizkörpern ist allein dadurch eine Absenkung der Raumtemperatur um etwa 2 K ohne Komfortverlust möglich. Aus diesem Grund ist eine Flächentemperierung auch beim Anschluss an Nah- oder Fernwärmenetze sinnvoll. Mit entsprechenden Verlegesystemen ist diese effiziente Form der Wärmeverteilung selbst bei Bestandssanierungen möglich (siehe Kasten).

Wie jede Wärmeverteilung, so sind auch Flächentemperierungen hydraulisch abzugleichen. Im Neubau gehört das zum Standard, gemäß der Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen – Teil C (VOB/C). Das GEG setzt den hydraulischen Abgleich außerdem in der Beschreibung der Referenzgebäude voraus. Wird eine Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) in Anspruch genommen, zählt der hydraulische Abgleich ebenfalls bei Sanierungsvorhaben zu den Förderbedingungen.

In hydraulisch abgeglichenen Heizsystemen wird das Heizwasser gleichmäßig auf die Steigestränge und von dort über den Heizkreisverteiler auf die verschiedenen Räume analog der Heizlast verteilt. Das passiert im Steigestrang über Zirkulationsregulierventile und in der Wohneinheit über die Durchflussmengenmesser im Heizkreisverteiler. Maßgabe der Einstellung ist, dass der Volumenstrom in jedem Heizkreis die maximale Heizlast des Raums decken kann. Durch diese exakte Aufteilung des Volumenstroms werden alle Räume gleichmäßig mit Wärme versorgt. Fehlt der hydraulische Abgleich jedoch und ein Raum ist in der Folge unterversorgt, wird oft einfach die Vorlauftemperatur und/oder der Pumpendruck erhöht. Beides ist jedoch reine Energieverschwendung.

Dynamischer Abgleich ist die Kür

Der übliche Abgleich der Volumenströme geschieht über festeingestellte hydraulische Widerstände. Im Heizkreisverteiler sind das die Durchflussmengenmesser. Sie sind für die maximale Wärmeanforderung eines Raums bei sehr tiefen Außentemperaturen berechnet. Doch nur selten besteht dieser hohe Wärmebedarf. Die meiste Zeit des Jahres läuft die Heizung im Teillastbetrieb. Deshalb geht die Regelung „Fonterra Heat Control“ (Hersteller: Viega) einen anderen Weg, der am besten als automatisch-dynamischer hydraulischer Abgleich zu bezeichnen ist. Dabei sind die Durchflussmengenmesser im Vorlauf nicht statisch einreguliert, sondern vollständig geöffnet.

Die Regelung im Heizkreisverteiler verarbeitet die Temperatureinstellung am Raumthermostat, die Vorlauftemperatur sowie die Rücklauftemperatur jedes Heizkreises über einen speziellen Algorithmus. Besteht im Raum Heizbedarf, sind die Stellantriebe im Rücklauf ebenfalls vollständig geöffnet. Ist der Wärmebedarf gedeckt, wird der Stellantrieb des entsprechenden Heizkreises vollständig geschlossen. So ergibt sich ein hydraulischer Abgleich der Heizkreise, der sich permanent den tatsächlichen Gegebenheiten anpasst. Daraus ergeben sich mehrere energetische Vorteile. Unter anderem:

– Die bedarfsgerechte Aufteilung der Volumenströme auf die Heizkreise senkt den Energiebedarf um bis zu 20 Prozent.

– Die Leistungsaufnahme der Heizkreispumpe sinkt, denn unnötige Druckverluste durch feste hydraulische Widerstände entfallen.

– Die Aufheizphase im typischen Teillastbetrieb ist deutlich kürzer und somit effizienter, da die Durchflussmengenmesser vollständig geöffnet sind.

Darüber hinaus ist „Fonterra Heat Control“ förderfähig gemäß den Richtlinien der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG).

Abgeglichen mit Wohnungswirtschaft

 „Fonterra Heat Control“ ist eine Variante der innovativen „Fonterra Smart Control“, die seit Jahren als Einzelraumregelung in modernen Gebäuden zum Einsatz kommt. Den Gewinn an Komfort und Energieeffizienz, die mit dem automatischen und dynamischen Abgleich aller temperierten Flächen verbunden sind, hat Viega mit „Fonterra Heat Control“ auf die Rahmenbedingungen der Wohnungswirtschaft übertragen. Abgeglichen wurden vor allem wirtschaftliche und technische Forderungen von Gesellschaften und Unternehmen. Dazu zählt eine einfache Planung und kostengünstige Montage.

Planungsunterstützung bietet das übersichtliche Online-Tool „Heat Control Assistant“. Damit lassen sich bis zu zwölf Heizkreise sechs verschiedenen Raumthermostaten frei zuordnen. Die Kombination kann auf einen USB-Stick gespeichert und in die Basiseinheit der „Fonterra Control“ eingelesen werden. Im Geschosswohnungsbau mit vielen identischen Wohneinheiten ist damit das Einrichten besonders schnell erledigt – hydraulischer Abgleich der Fußbodenheizung inklusive. Denn das aufwendige Einregeln der Volumenströme über jeden Durchflussmengenmesser entfällt. Die Basiseinheit von „Fonterra Heat Control“ wird im Heizkreisverteiler installiert. Die thermischen Stellantriebe und Temperaturfühler sind per Plug-and-Play vom Heizungsmonteur einfach anzubringen und per Stecker mit der Basiseinheit zu verdrahten. Eine klare Trennung zum Elektrogewerk ist auch gegeben: Die 230-Volt-Schaltkontakte der verschiedenen Raumthermostate legt der Elektriker in der Basiseinheit auf. Der entsprechende Verdrahtungsplan für die richtige Belegung gibt der „Heat Control Assistant“ ebenfalls aus. 

Welche Raumthermostate zur Verwendung kommen, kann das Wohnungsunternehmen selbst wählen. Ist ein bestimmtes Schalterprogramm eingeführt, können daraus Raumthermostate installiert werden. Alternativ stellt Viega ein Thermostat zur Verfügung, das in der Unterputzvariante mit den Schalterprogrammen der gängigsten Markenhersteller kompatibel ist. Zimmer ohne Raumthermostat können über einstellbare Leistungsstufen geregelt werden. Auch die Anbindung eines Handtuchheizkörpers im Bad ist möglich.

Komfortable Zusatzfunktionen

Ein Phänomen, das in Effizienzhäusern häufig zu Beanstandungen der Mieter führt, sind unangenehm kalte Fußböden trotz optimaler Raumtemperatur. Der Effekt ist einfach erklärt: Durch die geringen Wärmeverluste gut gedämmter Häuser schaltet die Fußbodenheizung für einen gewissen Zeitraum ab, wenn die Raumtemperatur erreicht ist. „Fonterra Heat Control“ bietet die optionale Funktion „Temperaturerhalt Boden“, die dem entgegenwirkt: In regelmäßigem Abstand wird jeder Heizkreis geöffnet und die Rücklauftemperatur gemessen. Im Vergleich mit dem geforderten Temperaturniveau durchströmt das Heizwasser kurzzeitig die Kreise und verhindert so fußkalte Böden.

Zwei weitere nützliche Regelfunktionen sind ein Estrichaufheizprogramm für die Bauphase und eine Sommer-/Winterumschaltung im Betrieb. Die automatische Umschaltung in den Stand-by-Modus im Sommer hilft, ohne aktiven Eingriff Energie zu sparen.

Fazit

Der hydraulische Abgleich von Fußbodenheizungen ist für die Effizienz und den Komfort der Wärmeverteilung entscheidend. Doch der konventionelle Abgleich der Volumenströme mit festen Einstellungen der Durchflussmengenmesser ist sehr aufwendig und verschenkt ein großes Einsparpotenzial. Dieses Potenzial erschließt die Regelung „Fonterra Heat Control“. Die Hydraulik der Heizkreise wird analog der tatsächlichen Wärmeanforderung permanent abgeglichen und senkt so den Energiebedarf um bis zu 20 Prozent.