Nachrüstung mit moderner Regeltechnik

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1 Armaturen Nachrüstung mit moderner Regeltechnik Armaturen in Heizsystemen März 2008

2 NAchrüstung mit moderner Regeltechnik Energiesparen beginnt beim Heizsystem Heizen ist deutlich teurer geworden. Das merken vor allem Privathaushalte: In ihrem Energiebudget ist die Heizwärme mit einem Anteil von durchschnittlich rund 75 % der dickste Posten. Aber auch in Geschäfts- und Betriebsräumen sind die Heizkosten durch die höheren Energiepreise merklich gestiegen. Dieser Trend wird sich voraussichtlich auf absehbare Zeit nicht ändern im Gegenteil. Deshalb ist es sinnvoll, mit dem Energiesparen bei der Heizung anzufangen. Dabei sollten Sie aber nicht nur den Heizkessel ins Visier nehmen. Wichtig ist, das gesamte System von Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wärmeübertragung zu betrachten also auch die Heizflächen (Radiatoren oder Fußbodenheizung), die Raumtemperaturregelung und den hydraulischen Abgleich der Anlage. Alle diese Komponenten haben Einfluss auf den Heizenergieverbrauch und bieten gute Ansatzpunkte, Energie und Geld zu sparen (so genannte gering investive Maßnahmen). Gleichzeitig verbessern sie den Komfort. Nachholbedarf beim Regelkomfort Seit 1978 müssen zentrale Heizsysteme durchweg mit selbsttätig wirkenden Einrichtungen zur raumweisen Temperaturregelung (= Thermostatventilen) ausgestattet sein. Dies gilt nicht nur für neue Heizungen: Bestehende Anlagen mussten nachgerüstet werden. Allerdings sind viele Thermostatventile inzwischen technisch veraltet, lassen sich nur schwer und ungenau einstellen oder funktionieren nicht mehr richtig. Das heißt: Sie ermöglichen nicht den optimalen Einspar- und Behaglichkeitseffekt. Hinzu kommt, dass ältere Heizkörperarmaturen in der Regel nicht begrenzbar sind. Das bedeutet: Der so wichtige hydraulische Abgleich der Heizungsanlage ist nicht möglich. Kritisch sieht es auch bei vielen Fußbodenheizungen aus. Anlagen, die vor 2002 (das heißt vor dem Inkrafttreten der ersten Energieeinsparverordnung EnEV) errichtet wurden, sind bisher von der Nachrüstpflicht für Einrichtungen zur raumweisen Temperaturregelung ausgenommen. Damals argumentierte man, die Nachrüstung sei zu aufwändig und damit unwirtschaftlich. Diese Argumentation ist bei den heutigen Energiekosten und den heutigen technischen Möglichkeiten (z. B. drahtlose Systeme mit Funkübertragung) nicht mehr zu halten. Entscheidende Voraussetzung für sparsames und komfortables Heizen ist der hydraulische Abgleich der Anlage. Er garantiert, dass die Heizflächen zu jedem Zeitpunkt genau mit der richtigen Menge an aufgeheiztem Wasser versorgt werden, also weder zuviel noch zuwenig Wärme abgeben. Fehlt der hydraulische Abgleich, wird sehr häufig viel zu viel Heizwasser umgewälzt. Das führt zu unnötigen Wärmeverlusten, aber auch zu Komforteinbußen; die Wirkung von Energiesparmaßnahmen kann stark beeinträchtigt werden.

3 NAchrüstung mit moderner Regeltechnik Zur richtigen Zeit die richtige Temperatur Ein häufig unterschätztes Potenzial zur Energieeinsparung und Komfortsteigerung bietet die bedarfsgerechte Regelung der Raumtemperaturen, das heißt ihre Anpassung an die Raumnutzung, den Tagesablauf der Bewohner oder die Öffnungszeiten bei Geschäftsräumen. Muss die Heizung die Temperaturen ständig auf dem gleichen Niveau halten (also auch dann, wenn die Räume nicht genutzt werden), geht viel Energie verloren. Denn das ist etwa so, als würde man im Auto vor einer roten Ampel stehen und trotzdem Gas geben. Die Heizung läuft also ohne Grund auf Hochtouren. Eine Alternative wäre, jedes Mal die Armaturen an den Heizflächen von Hand zu verstellen, wenn sich die Raumnutzung ändert also beispielsweise, wenn man morgens aus dem Haus geht oder abends das Büro verlässt. Das macht allerdings kaum jemand, weil es umständlich und aufwändig ist. Wesentlich besser ist der Einsatz moderner Regeleinrichtungen, die automatisch zum gewünschten Zeitpunkt die richtigen Raumtemperaturen einhalten und dafür sorgen, dass Räume nur während der tatsächlichen Nutzungszeit beheizt werden. So lässt sich bequem und ohne Komfortverlust Energie sparen. Moderne Temperaturregelung bietet mehr Die Regelungstechnik für Heizsysteme hat sich in den letzten Jahren ständig weiterentwickelt. Sie ist nicht nur anpassungsfähiger und bedienungsfreundlicher geworden, sondern auch intelligenter: Moderne Einrichtungen zur raumweisen Temperaturregelung können mitdenken und sorgen automatisch für die richtige Raumtemperatur. Sie bieten damit größere Potenziale zur Energieeinsparung und Komfortsteigerung. Welche Raumtemperatur ist richtig? Optimale Raumtemperaturregelung bedeutet: Die richtige Temperatur an der richtigen Stelle zur richtigen Zeit. Als gesund und energiebewusst empfiehlt das Umweltbundesamt folgende Richtwerte: Wohnräume > 20 C Küche > 18 C Schlafzimmer > 17 C Toilette > 16 C Bad (nach Bedarf) > 24 C In der Regel ändert sich der Wärmebedarf im Tagesverlauf. Die folgende Tabelle liefert Anhaltswerte für eine bedarfsgerechte Absenkung bzw. Anhebung der Temperaturen. Wohnen Bad Küche morgens nachmittags abends nachts Allerdings werden Raumtemperaturen individuell sehr unterschiedlich empfunden. Die Bewohner bzw. Nutzer müssen also selbst herausfinden, welche Werte für sie richtig sind. Wichtig ist nur, dass sich die Raumtemperaturen mit Hilfe moderner Regeleinrichtungen zeitnah, flexibel und komfortabel dem jeweiligen Bedarf anpassen. Die Nachrüstung mit moderner Regelungstechnik bringt deshalb viele Vorteile. Die Praxis zeigt, dass sie auch wirtschaftlich sinnvoll ist und sich in relativ kurzer Zeit bezahlt macht. Hinzu kommt, dass sich diese wirksame Energiesparlösung mit geringem Arbeitsaufwand nachrüsten lässt. Der Einbau ist jederzeit auch in bewohnten Räumen möglich; es gibt (vor allem bei funkgesteuerten bzw. kabellosen Systemen) kaum Schmutz und keine zusätzlichen Renovierungsarbeiten.

4 NAchrüstung mit moderner Regeltechnik 5 Raumtemperaturregelung: Wie funktioniert das? Grundsätzlich lässt sich die Raumtemperatur (abgesehen vom Öffnen des Fensters) über die Heizwassermenge regeln, die die Heizflächen durchströmt und Wärme abgibt. Im einfachsten Fall wird dabei der Heizwasserstrom über ein Handregulierventil am Heizkörper verringert oder vergrößert. Diese Lösung ist bei Radiatorenheizungen heute nicht mehr zulässig. Bei Fußbodenheizungen kommt sie noch häufig vor, vor allem in selbstgenutzten Ein- und Zweifamilienhäusern. Allerdings ist dieses Regelsystem heute aus Energiespar- und Komfortgründen überholt. Moderne Einrichtungen zur raumweisen Temperaturregelung arbeiten selbsttätig: Ein Temperaturfühler erfasst die Ist-Temperatur im Raum und passt den Heizwasserstrom (durch Öffnen/Schließen eines Ventils) an die eingestellte Solltemperatur an. Nach diesem Prinzip funktionieren herkömmliche Thermostatventile. Sie halten die Raumtemperatur automatisch konstant auf dem eingestellten Wert. Seit einigen Jahren gibt es auch elektronische Thermostatventile. Sie sind programmierbar, können also die Raumtemperaturen nach dem eingegebenen Zeitprogramm bedarfsgerecht anheben und absenken. Manche besitzen sogar eine Erkennungsfunktion für geöffnete Fenster. Noch mehr Möglichkeiten zur Energieeinsparung bieten Raumregelsysteme, die aus einer Zentraleinheit und einzelnen elektronischen Heizkörperreglern oder Raumthermostaten bestehen. Diese erfassen kontinuierlich die Abweichung zwischen Sollwert und aktueller Raumtemperatur und melden sie an die Zentraleinheit, die ihrerseits eine entsprechende Rückmeldung an den Heizkessel gibt. Die Kommunikation innerhalb des Systems kann per Kabel oder drahtlos (Funksignale) erfolgen. Funkgesteuerte Raumregelsysteme können ohne Verlegung von Kabeln usw. installiert werden, lassen sich also besonders leicht nachrüsten. Sinnvolle Nachrüstung für Radiatoren Radiatorenheizungen werden seit Anfang der 70er Jahre mit Thermostatventilen ausgestattet. Gerade hier ist die Nachrüstung mit moderner Regeltechnik sinnvoll. Ältere Thermostatventile bieten keine Möglichkeit der Wassermengenbegrenzung zum hydraulischen Abgleich, sind oft nicht mehr funktionsfähig und lassen sich nur sehr ungenau einstellen. Moderne, insbesondere zeitgesteuerte Thermostatventile bieten eine gradgenaue Regelung und die Möglichkeit zur individuellen Programmierung. Das spart Energie. Erfahrungsgemäß wird der Heizenergiebedarf allein durch den Austausch alter gegen neue Thermostatköpfe um ca. 10 % gesenkt. Durch den Einbau intelligenter (= programmierbarer) Thermostatköpfe lässt sich ein weiteres Potenzial bis ca. 15 % erschließen. Hinzu kommt, dass sich bei neuen Thermostatventilen der Heizwasserstrom begrenzen lässt. Das ermöglicht den hydraulischen Abgleich der gesamten Anlage und damit die bedarfsgerechte Versorgung der einzelnen Radiatoren mit Heizwasser. Die alten Thermostatköpfe lassen sich in der Regel ohne großen Aufwand durch moderne ersetzen; die Hersteller bieten Lösungen für den einfachen Austausch. Im Idealfall wird gleichzeitig das alte Ventil mit einem modernen, begrenzbaren Ventileinsatz nachgerüstet oder ggf. das gesamte Ventil ausgetauscht.

5 6 NAchrüstung mit moderner Regeltechnik Moderne Regeltechnik für Fußbodenheizungen Bei Fußbodenheizungen gibt es in puncto bedarfsgerechte Raumtemperaturregelung meist besonders viel Nachholbedarf. Vor allem ältere Systeme bieten den Nutzern praktisch kaum Eingriffsmöglichkeiten. Dadurch werden Energie und Behaglichkeit verschenkt. Heute stehen für Fußbodenheizungen Systeme zur raumweisen Temperaturregelung zur Verfügung, die sich kostengünstig nachrüsten lassen. Sie ermöglichen bei minimalem Bedienaufwand eine bedarfsgerechte Beheizung der einzelnen Räume. Funk-Regelsysteme sind etwas kostenintensiver als verdrahtete Systeme, ihr Einbau ist jedoch mit einem Minimum an Installations- und Renovierungsaufwand verbunden. Jeder Raum wird dabei mit einem Raumthermostat ausgestattet, der als Sender fungiert. Die Nachrüstung ist auch wirtschaftlich sinnvoll. Untersuchungen zeigen jährliche Energiesparpotenziale von ca. 25 % beim Einbau raumweiser Temperaturregler in bislang ungeregelte Fußbodenheizungen. Die ermittelten Amortisationszeiten lagen für Einfamilienhäuser zwischen vier und sechs Jahren, bei Zweifamilienhäusern zwischen fünf und acht Jahren und bei Wohnungen in Mehrfamilienhäusern zwischen sechs und zehn Jahren. Einbezogen waren Gebäude, die ab 1984 errichtet wurden. Für ältere Gebäude sind um ca. 25 % niedrigere Amortisationszeiten zu erwarten. In der Praxis gibt es häufig Mischanlagen aus Fußboden- und Radiatorenheizung. Typischer Fall: Das Erdgeschoss hat eine Fußbodenheizung, die anderen Geschosse werden mit Radiatoren beheizt. Die Nachrüstung mit moderner Regeltechnik muss das Gesamtsystem einbeziehen, um den optimalen Effekt zu erreichen.

6 NAchrüstung mit moderner Regeltechnik 7 Nachrüstung macht sich bezahlt: Die Vorteile im Überblick Moderne Raumregelsysteme sorgen automatisch für die Anpassung der Raumtemperatur an den Bedarf: Die richtige Temperatur im richtigen Raum zur richtigen Zeit. In den Nichtnutzungszeiten werden die Raumtemperaturen sinnvoll reduziert. Es besteht auch die Möglichkeit, Wohnungen in Zonen (= Raumgruppen mit ähnlichen Temperaturanforderungen) einzuteilen und die Beheizung für jede Zone temperatur- und zeitabhängig zu regeln. Zeitprogrammierbare Regeleinrichtungen passen die von den Heizkörpern abgegebene Wärme automatisch den individuellen Komforttemperaturen im Tages- und Wochenablauf an. Der Heizkessel muss nur arbeiten, wenn tatsächlich Wärme benötigt wird. Die Regelung synchronisiert die Wärmeanforderung so, dass der Betrieb des Wärmeerzeugers optimiert wird. Bei Wohngebäuden gilt: Je individueller das Nutzerverhalten (z. B. je mehr Bewohner tagsüber außer Haus sind), desto sinnvoller ist die Nachrüstung mit moderner Regeltechnik, die in diesen Zeiten automatisch die Raumtemperaturen absenkt. Intelligente Regeltechnik kann sehr viel. Sie lässt sich aber trotzdem einfach bedienen. Untersuchungen haben z. B. gezeigt, dass ganz unterschiedliche Zielgruppen in der Alltagspraxis gut mit der elektronischen Einzelraumregelung umgehen können. (Mehr darüber auf den nächsten Seiten.) Energiesparmaßnahmen im Vergleich für ein typisches Modernisierungsbeispiel Einfamilienhaus, Baujahr 1973, freistehend, zweistöckig, DG nicht ausgebaut Wohnfläche: 150 m 2, Energieverbrauch pro Quadratmeter und Jahr: 212 kwh Brennstoffverbrauch pro Jahr: l Heizöl (1 l Heizöl = 1 m 3 Erdgas) Energiekosten: 0,06 /kwh Aus den ermittelten Zahlen ergeben sich folgende Werte: Investitionen je % Energieeinsparung Einsparung in Ct je investiertem Maßnahme Einzelkosten Gesamtkosten Jährliche Energieeinsparung pro Quadratmeter insgesamt in % Erneuerung der Heizung (Brennwertkessel) kwh/m a kwh 21,2 % 280 6,8 Dämmung oberste Geschossdecke 30 /m 2 Deckenfläche kwh/m a kwh 9,0 % 250 7,6 Dämmung Fassade 85 /m 2 Fassadenfläche kwh/m a kwh 25,0 % 600 3,1 Dämmung Kellerdecke 20 /m 2 Deckenfläche kwh/m a kwh 8,0 % ,2 Erneuerung Fenster 350 /m 2 Fensterfläche kwh/m a kwh 4,2 % ,8 Zum Vergleich: Bei der Nachrüstung mit moderner Regeltechnik (Thermostatventile mit Zeitsteuerung bzw. funkgesteuerte Einzelraumregelung für Fußbodenheizung) lässt sich in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus schon mit Investitionen von ca bis eine Energieeinsparung von ca. 25 % erreichen (siehe dazu die Beispiele in der folgenden Tabelle). Das bedeutet: Je Prozent Energieeinsparung müssen in einem solchen Fall nur ca. 40 bis 64 Euro investiert werden. Quelle: Finanztest, Ausgabe 9/2007

7 8 NAchrüstung mit moderner Regeltechnik Die Möglichkeiten zur Nachrüstung sind sehr flexibel: Es gibt unterschiedliche technische Varianten, Lösungen für die modulare Erweiterung der Regeleinrichtungen und andere Optionen. Moderne Heizkörperarmaturen sind begrenzbar. Das ermöglicht den hydraulischen Abgleich der gesamten Anlage und damit die bedarfsgerechte Versorgung der einzelnen Radiatoren mit Heizwasser. Selbst bei Gebäuden mit gutem Wärmeschutz (entsprechend dem EnEV-Standard) können mit intelligenten Regelkonzepten hohe Einsparpotenziale erschlossen werden. Besonders wichtig: Die Modernisierung der Regeltechnik ist eine vergleichsweise kostengünstige Energiesparmaßnahme mit attraktiven Amortisationszeiten. Das zeigen die beiden Tabellen auf dieser Seite. Außerdem können diese Maßnahmen im Rahmen des KfW-Programms Wohnraum Modernisieren mitfinanziert werden. Hydraulischer Abgleich und moderne Regeltechnik Aufwand und erzielbare Einsparung Voraussetzung: Maßnahmen finden im Zusammenhang mit weiteren Maßnahmen an der Heizungsanlage statt; Anlage ist enleert Investitionen: Material Listenpreise unahängig von der Objektgröße, Lohnkosten durchschnittlich für Deutschland Erstmaliges Einbauen von Thermostatventilen (Massenstrombegrenzung in Ventil oder Rücklaufverschraubung) Austausch von veralteten Thermostatköpfen (älter als 15 Jahre) Aufwand Energieeinsparung Einsparung in Ct in % kwh/a je investiertem Thermostatventile mit Zeitsteuerung (Massenstrombegrenzung in Ventil oder Rücklaufverschraubung) Fußbodenheizung: erstmaliger Einbau einer Einzelraum-Funkregelung Einfamilienhaus Wohnfläche 110 m 2 ; 12 Heizkörper; spezifischer Heizwärmebedarf: 150 kwh/(m 2 a) Zweifamilienhaus Wohnfläche 170 m 2 ; 25 Heizkörper; spezifischer Heizwärmebedarf: 150 kwh/(m 2 a) Quelle: VDMA, Fachverband Armaturen

8 NAchrüstung mit moderner Regeltechnik 9 Effizientere Regelung höherer Wohnwert Mieter erwarten heute ein modernes, komfortables Heizsystem. Gleichzeitig achten sie bei ihrer Entscheidung für eine Wohnung immer mehr auf die Nebenkosten. Bei dieser 2. Miete bilden die Heizkosten den größten Einzelposten. Deshalb verbessert ein sparsames Heizsystem mit effizienter Regelung die Vermietbarkeit. Das bedeutet: Mit verhältnismäßig geringem Aufwand lässt sich die Attraktivität der Wohnung erhöhen und die Zufriedenheit der Mieter langfristig sichern. Stichwort Energieausweis Ab 2008 schreibt die Energieeinsparverordnung (EnEV) auch für bestehende Gebäude einen Energieausweis vor, der die energetische Qualität des Objekts bewertet. Bei der Vermietung bzw. beim Verkauf werden künftig Gebäude mit hoher Energieeffizienz Vorteile haben. Durch den Einbau moderner Heizungs- und Regeltechnik lässt sich die energetische Qualität des Gebäudes gezielt verbessern. Feldtest zeigt Einsparpotenziale Wie viel Energie lässt sich in der Praxis durch den Einbau einer modernen, zeitgesteuerten Einzelraumregelung sparen, und wie kommen unterschiedliche Zielgruppen mit der Bedienung zurecht? Aufschlussreiche Erkenntnisse dazu lieferte ein Feldtest der Stadtwerke Wuppertal. Aus mehr als 200 Bewerbungen wählte man zehn Haushalte mit unterschiedlichen Ausgangssituationen (Single-, Familien- und Rentnerhaushalte) und Nutzergewohnheiten (z. B. regelmäßige An-/ Abwesenheit der Bewohner) aus. In jeder Wohneinheit wurde ein elektronisches Raumtemperaturregelsystem eingebaut. Dabei handelte es sich je zur Hälfte um Einfamilienhäuser mit Zentralheizung und Wohnungen in Mehrfamilienhäusern mit Etagenheizung. Das Gebäudealter betrug im Durchschnitt 50 Jahre, die Hälfte der Gebäude war innerhalb der letzten 25 Jahre saniert worden. Nach dem Einbau der zeitgesteuerten Regler wurde der Heizenergiebedarf der Haushalte über eine Heizperiode (Sept bis Mai 2005) erfasst und mit den vorherigen Verbrauchswerten verglichen. Der Test brachte folgende Ergebnisse: Grundsätzlich gab es in jedem Haushalt Energiesparpotenziale. Sie lagen in Abhängigkeit von der Berufstätigkeit der Bewohner zwischen 10 und 30 %. Durch die Energieeinsparung hatte sich der Einbau der Regeleinrichtungen im Durchschnitt nach vier Jahren amortisiert, bei Nutzungsprofilen mit höherer Abwesenheit bereits nach zwei Jahren. Bei den Bewohnern war durchweg eine hohe Akzeptanz der modernen Regeleinrichtungen zu verzeichnen; es gab keine Probleme mit der Bedienung. Steuerspartipp Schönheitsreparaturen oder kleine Ausbesserungsarbeiten in selbstgenutzten Wohnungen können als haushaltsnahe Dienstleistungen von der Einkommensteuer abgesetzt werden: Nach 35 a Abs. 2 Einkommensteuergesetz sind 20 % der Arbeitsaufwendungen (exklusive Material) absetzbar, bis maximal 600 Euro pro Jahr. Der Nachweis ist durch Vorlage der Handwerkerrechnung und des entsprechenden Überweisungsbeleges zu erbringen.

9 10 NAchrüstung mit moderner Regeltechnik Energiesparen mit System Um den optimalen Effekt zu erzielen, muss die Heizungsmodernisierung als Gesamtsystem betrachtet werden, bei dem verschiedene Faktoren ineinander greifen (Wärmeerzeugung, -verteilung, -übergabe) und aufeinander abgestimmt werden müssen. Die bedarfsgerechte Einzelraumtemperaturregelung ist dabei ein wichtiger Baustein. Sie kann wesentlich dazu beitragen, die Heizkosten zu senken und gleichzeitig die Behaglichkeit zu steigern. Darüber hinaus profitiert nicht zuletzt die Umwelt von dieser Maßnahme, da Energieeinsparung stets auch Reduzierung von Emissionen bedeutet. Unerlässlich ist die Abstimmung des Gesamtsystems durch den hydraulischen Abgleich. Sie ermöglicht z. B. die optimale Brennwertnutzung, also die Nutzung von Abgaswärme für das Heizsystem. Moderne Regelungstechnik kann nur dann optimal funktionieren, wenn die Heizungsanlage hydraulisch abgeglichen ist! Wichtigster Ansprechpartner für die Heizungsmodernisierung mit System ist der SHK-Fachbetrieb. Der Fachmann kann eine maßgeschneiderte Modernisierungslösung empfehlen und umsetzen. Als entscheidender Beitrag zur effizienten Heizungsmodernisierung ist der hydraulische Abgleich ausdrücklich in den Förderkatalog der KfW (CO 2 -Gebäudesanierungsprogramm) aufgenommen worden. Weitere Informationen dazu finden Sie unter Industriepartner

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