GEG erfüllt
Diese laufende, verzögerungsfreie Messung und Anpassung der beiden Größen für jeden Raum sind die Voraussetzung für eine Regelung mit geschlossenem Wirkkreis und Rückkopplung nach DIN 19226. Damit werden die Forderungen des GEG § 63 („Raumweise Regelung der Raumtemperatur“) und GEG § 61 („Verringerung und Abschaltung der Wärmezufuhr…“) mit einer Armatur erfüllt. Die Abb. 1 zeigt einen vom Verteiler/Sammler abgehenden Heizkreis (Raum) in Form einer Beimisch-Regelung der Bedarfs-Heizung. Die Temperatur des Heizwassers ist bereits vor (!) dem Eintritt in den Heizestrich geregelt – deswegen auch der Begriff Input-Regelung.
Diese Input-Regelung muss wegen der großen Potentiale und Marktchancen der Bestandssanierung von den geometrischen Abmessungen her der alten Fußbodenheizungs-Verteilung im Verteilerkasten entsprechen. Zu den Armaturen kommen die Signalleitungen oder Funk-Verbindungen, die alle relevanten Informationen (z. B. Kreiswassermengen, Vor- und Rücklauftemperaturen, Außenlufttemperatur, Wetterbericht, Abwesenheitskennung) dem Steuergerät zuführen. Die hier errechneten Werte und Informationen werden an die Regelarmaturen exportiert.
Die spätere Wärmeübergabe an den Raum zwischen Konvektion und Strahlung ist von vielen Faktoren abhängig, für diese energieeffiziente Regelung jedoch nicht relevant. Die Temperatur des Heizwassers, das in den Heizkreis ge-schickt wird, ist von der Außenlufttemperatur abhängig. Dadurch, dass die Außentemperatur in die Input-Regelung mit einbezogen ist, kann die zentrale außentemperaturgeführte Gebäuderegelung (§ 61 GEG) entfallen. Beim heutigen Stand der Installationstechnik mit dezentralen Frischwasserstationen im Wohnungsbau kann auch bei Wärmepumpenbetrieb auf den zweiten geregelten Heizkreis für Fußbodenheizung verzichtet werden. Der Verteiler wird direkt über den ungeregelten Heizkreis für die Trinkwassererwärmung versorgt.
Nutzer im Fokus
Im Diagramm (Abb. 2) sind auf der x-Achse die spezifische Heizlast des Raumes (W/m2) und auf der y-Achse die Außentemperatur (ta min) dargestellt. Die obere waagerechte Achse stellt die mittlere Heizwassertemperatur (tm in °C) dar, die für dieses Beispiel in Abhängigkeit der spezifischen Heizlast im Steuergerät für diesen Raum hinterlegt ist. In diesem Beispiel wird mit der spezifischen Raumheizlast von 52 W/m2 von der Steuerung die mittlere Heizwassertemperatur von 37 °C bei Auslegungstemperatur -16 °C errechnet.
Die beiden für jeden Raum hinterlegten Heizkennlinien (vgl. Abb. 2) haben unterschiedliche Funktionen: Die Heizkennlinie 1, die „Basiskennlinie“ oder „Referenzkennlinie“, entspricht der nach DIN EN 12831 errechneten spezifischen Raumheizlast. Die Heizkennlinie 2 dagegen wird als „Raumklimakennlinie“ oder „Komfortkennlinie“ definiert. Denn hier fließen, neben der Raumheizlast, weitere spezifische Daten mit ein, beispielsweise: Raumnutzung, Raumtemperatur, Raumfläche, aktuelle Außenlufttemperatur, Wetterbericht, Absenkbetrieb, Abwesenheitserkennung. Des Weiteren gibt es die Möglichkeit einer individuell justierbaren, dem subjektiven (!) „Raumklima“ entsprechenden Komforteinstellung.
Im Beispiel von Abb. 2 wünscht sich der Nutzer einen höheren Wärmeeinsatz, der hier einer spezifischen Raumheizlast von 65 W/m2 entspricht. Das Steuergerät errechnet für den Raum mit der hinterlegten Spreizung und dem Volumenstrom die dazugehörige mittlere Heizwassertemperatur von 42 °C und die Vorlauftemperatur, die zur „Messgröße“ wird. Diese „Messgröße“ wird vom Temperaturfühler im Heizwasser, der Norm entsprechend, laufend gemessen, mit der „Regelgröße“ verglichen und zeitgleich angepasst. Den nominellen Unterschied zwischen den beiden Kennlinien, der von der Außenlufttemperatur abhängig ist, kann der Nutzer laufend abfragen. Ein psychologischer Energieeinsparanreiz entsteht demnach durch die Information zum laufenden Mehrverbrauch aus dem Unterschied zwischen den beiden Einstellungen. Die Steuerung der Input-Regelung errechnet und verwertet die Tabellenwerte aus Abb. 3 bei der Außentemperatur (ta min) zwischen +20 °C und -16 °C für diesen beispielhaften Raum: Bei -16 °C (ta min) und 52 W/m2 entspricht beispielsweise die mittlere Heizwassertemperatur 37 °C (tm) bei 42 °C Vorlauftemperatur (tv) und 10 K Spreizung. Die Temperatur der Bodenoberfläche (t Ofl) liegt bei 24,9 °C.
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