Optimierung der Heizungsanlage

Jeder, der eine Gas-Heizung jünger als 20 Jahre betreibt. Bei einem Neubau, in größeren Mehrfamilienhäusern oder im Rahmen von Förderungen ist der hydraulische Abgleich sogar Pflicht. Nur so erreichen Sie die optimale Energie-Effizienz der Heizung.
proKlima fördert schon lange erfolgreich die Heizungsoptimierung inklusive hydraulischem Abgleich. Doch noch immer sind die meisten Heizungsanlagen nicht hydraulisch optimiert. Die Folgen: Energie-Einsparpotenziale bleiben ungenutzt! Es rauscht in der Heizung oder Heizkörperventile pfeifen. Vom Heizkessel weit entfernte Heizkörper werden nicht richtig warm, nahegelegene zu heiß.

Der hydraulische Abgleich sorgt dafür, dass das Heizungswasser seine Wärme optimal über die Heizkörper abgeben kann. Die geringe Rücklauftemperatur erhöht den Brennwerteffekt und hilft dem Kessel sein Nutzungsgradversprechen einzulösen.

Das warme Wasser in einer Heizungsanlage geht immer den Weg des geringsten Widerstands. Deshalb werden Heizkörper, die sich weit von der Heizungspumpe entfernt befinden, schlechter mit Wärme versorgt als Heizkörper, die in der Nähe der Pumpe angeordnet sind (Abb. 1).

In der Vergangenheit wurde dieses Problem oft damit gelöst, dass an der Pumpe ein höherer Druck und gleichzeitig eine viel zu hohe Temperatur am Heizungsregler eingestellt wurden (Abb. 2).

Diese Behelfslösung führte zwar in der Regel zu einer „Verbesserung“ der Wärmeversorgung des Gebäudes, allerdings auch zu einem dauerhaft erhöhtem Energieverbrauch. Außerdem erkennt man die Behelfslösung häufig daran, dass durch den zu großen Pumpendruck lästige Strömungsgeräusche an den Heizkörpern entstehen (Abb. 3).

Mit Hilfe eines hydraulischen Abgleichs werden dem Wasser alle Wege zu den einzelnen Heizkörpern „gleich günstig“ bzw. „gleich ungünstig“ gemacht (Abb. 4). Dies geschieht durch den Einbau sogenannter voreinstellbarer Thermostatventile. Diese Thermostatventile lassen nur die Menge an Wärme in die Heizkörper passieren, die für die gewünschte Beheizung der Räume benötigt wird. Der Wert, auf den diese speziellen Thermostatventile eingestellt werden, kann mit Hilfe von Computerprogrammen berechnet werden.

Alle gängigen Verfahren haben das Ziel, die Voreinstellung des Thermostatventils am Heizkörper bzw. die Durchflussmenge am Heizkreis bei Fußbodenheizungen zu ermitteln. Je genauer die Annahmen zur Berechnung der Einstellwerte getroffen werden, desto zuverlässiger ist das Ergebnis.
Jede Heizungsanlage sollte hydraulisch abgeglichen sein. Der Staat und einige lokale Förderinstitutionen bezuschussen die Durchführung des hydraulischen Abgleichs, weil dadurch Energie eingespart werden kann. Grundsätzlich gilt: je effizienter der Heizwärmebedarf bereitgestellt werden soll, desto höher ist der Aufwand und umso höher ist die Fördersumme.
Die Durchführung des hydraulischen Abgleichs wird für die KfW Bankengruppe und für das BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) mit einem Formblatt des VdZ (Spitzenverband der Gebäudetechnik) bestätigt. Hier wird zwischen den Verfahren A und B unterschieden.

• Das Näherungsverfahren A kann zum Beispiel mit einem Datenschieber unter der Annahme einer Raumheizlast oder Heizkörperleistung angewandt werden. Die damit eingestellte Heizfläche wird mit überschlägig ermittelten Einstellwerten des Wärmeerzeugers und der  Heizkreislaufpumpe bedient.
• Im Berechnungsverfahren B, üblicherweise Software-basiert, werden die Raumheizlast und die Heizflächenleistung berechnet. Im Vergleich zum Schätz-Verfahren A liefert das berechnete Verhältnis von Raumheizlast zur Heizflächenleistung optimierte Systemeinstellungen. Vereinfacht gesagt: je größer die Heizflächenleistung im Verhältnis zur Raumheizlast (häufig der Fall), desto geringer die notwendige Heizflächentemperatur.

Zusatzanforderungen für die Förderjahre 2018-2020:

Optimierte Systemauslegung mit folgenden Anforderungen im Auslegungsfall:

• höchstens 60 °C Vorlauftemperaturmindestens
• mindestens 15 °C Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf
• Zur Gewährleistung einer guten Regelbarkeit darf ein Heizkörper-Volumenstrom von 10 l/h nicht
  unterschritten werden. Hiervon ausgenommen sind Räume mit kleiner Heizlast von höchstens 300
  W (z. B. Flur, Gäste-WC).

Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser! proKlima fördert den hydraulischen Abgleich angelehnt an das präzisere Berechnungsverfahren B und spricht hier von einer Heizungsoptimierung. Neben der angepassten Hydraulik werden auch die Systemtemperaturen so optimiert, dass die maximale Effizienz der Heizungsanlage erreicht werden kann. Die Heizungsoptimierung wird von proKlima auf Plausibilität geprüft. Die Fördermittel von KfW/BAFA und proKlima sind kombinierbar.

Der Einbau eines neuen Wärmeerzeugers ist die beste Gelegenheit, um den hydraulischen Abgleich gleich mit durchzuführen. Erst damit lassen sich die vom Hersteller angegebenen Nutzungsgrade und Energieeinsparungen tatsächlich erreichen.
Berechnungen, die für die Auswahl des neuen Heizkessels sowie für die neue Heizungspumpe im Vorfeld ohnehin erforderlich sind, bilden bereits die Grundlage zur Ermittlung aller Einstellwerte. Lediglich an den Heizkörpern müssen möglicherweise noch neue Thermostatventile eingebaut werden.
Aber auch, wenn zum Beispiel Dämmmaßnahmen am Haus oder der Einbau neuer Fenster die benötigte Heizlast deutlich verringert haben, gewährleistet erst der hydraulische Abgleich, dass die erreichbaren Einsparpotenziale voll ausgeschöpft werden.

Der hydraulische Abgleich ist wesentlicher Bestandteil der proKlima-Heizungsoptimierung nach proKlima-Standard. Der Leistungsumfang der Optimierung der Heizungsanlage bei proKlima ist fest definiert und beinhaltet folgende Schritte:

Vor Ort oder anhand von Planunterlagen:

• Bestimmung jedes einzelnen Raumwärmebedarfs über Raumaußenflächen und Lüftungsverluste
• Heizkörperdaten aufnehmen und berechnen
• Heizungsrohrnetz ermitteln/abschätzen
• Nach unten genannter Berechnung: Einstellung des Heizsystems inklusive Nutzereinweisung

Mit Hilfe eines Computerprogramms:

• Festlegung der für das Heizsystem optimalen Temperaturen
• Berechnung der Heizwasser-Umlaufmengen
• Einstellung der Regelungsart bzw. Kennlinie der Heizkreislaufpumpe(n)
• Auslegung der Heizkörper-Thermostatventile und Berechnung der Thermostatventil-Voreinstellung

Mit dieser geringinvestiven Maßnahme können Heizungsbetreiber einfach und zuverlässig den Energieverbrauch zum Heizen und für den Pumpenstrom senken. Studien von CO2-online und der Verbraucherzentrale belegen die Einsparung.

Wichtig ist die Qualität des hydraulischen Abgleichs. Der Leistungsumfang und die Umsetzung können unterschiedlich sein. Deshalb setzt proKlima auf einen hohen Standard in der Leistungserbringung und der Dokumentation in Anlehnung an das Verfahren B des VdZ. Damit erreichen wir die bestmöglichen Voraussetzungen für den effizienten Betrieb der optimierten Heizung.

Viele Heizkörper im Bestand können mehr leisten, als der Raum abverlangt. Das heißt, sie sind überdimensioniert.

Die Heizleistung eines bestehenden Heizkörpers kann häufig durch eine Temperatur- und Durchflussmengen-Anpassung optimiert, das heißt, abgesenkt werden.

In vielen Heizsystemen gibt es aber auch Heizkörper, deren Norm-Leistung (Oberfläche) zu klein ist, um auch bei geringerer Temperatur im Heizkreislauf den Raum ausreichend zu beheizen.

Um dennoch die gewünschte Raumtemperatur mit niedrigerem Temperaturniveau zu erreichen, kann entweder die Raumheizlast durch zusätzliche Dämmung der Gebäudehülle herabgesenkt oder der bestehende Heizkörper durch einen leistungsstärkeren ersetzt werden. Auch eine Kombination dieser Maßnahmen ist denkbar.

Durch den Austausch von unterdimensionierten Heizkörpern steigt die Effizienz und die Regelbarkeit wird verbessert.

1. Komfortgewinn durch

• Gleichmäßige Wärmeabgabe
• Reduzierung von lästigen Strömungsgeräuschen
• Bessere Regelbarkeit

2. Geringere Kosten durch

• Reduzierten Brennstoffverbrauch
• Bessere Ausnutzung der Brennwerttechnik
• Gesenkten Stromverbrauch bei optimaler Pumpenleistung

3. Schonung der Umwelt durch

• Verringerung des CO2-Ausstoßes
• durch Brennstoffeinsparung beim Wärmeerzeuger
• durch Stromeinsparung bei der Heizkreisumwälzpumpe

Die höchste Einsparung wird in (nachträglich) gedämmten Häusern erzielt. Dort sind die Heizkörper im Vergleich zum Raumwärmebedarf großzügig dimensioniert, was zur Absenkung der Systemtemperaturen führt.

Grundsätzlich wird beim hydraulischen Abgleich davon ausgegangen, dass jeder beheizbare Raum auch zumindest auf 16°C durchgängig temperiert wird. Der Energieeinsatz wurde daraufhin optimiert. Dies beugt auch einer eventuellen Schimmelbildung vor.

Bitte optimieren Sie Ihr Heizverhalten so, dass Sie die Thermostate nur bei Stoßlüftung ganz zu drehen und sonst eine mittlere Einstellung (häufig zwischen 2 und 4)  wählen. Richtiges Lüften hilft Heizkosten zu sparen. Lüften Sie lieber kurz und kräftig und vermeiden Sie lange Kipplüftung.

Im Heizkörper ist eine deutliche Temperaturschichtung möglich. Vielleicht fühlt er sich nicht mehr so heiß an wie vorher. Ein Indiz für die effiziente Betriebsweise ist das kalt zurückrücklaufende Heizwasser.