FAQ – Wärmezähler und Kältezähler auslegen und montieren

Die Installation und Dimensionierung von Wärme- und Kältezählern verdient mehr Beachtung. Denn falsch montierte oder überdimensionierte Zähler verfälschen das Messergebnis und machen eine Energiekostenabrechnung rechtlich angreifbar. Der folgende Fachbeitrag beantwortet die häufigsten Fragen – FAQ: Frequently Asked Questions – und gibt einen Überblick der aktuellen Regelungen.

Warum sind Wärme- und Kältezähler ein aktuelles Thema?

Die gültige Heizkostenverordnung (HKVO) schreibt für Gebäude mit zentraler Warmwasserversorgung seit 31. Dezember 2013 einen Wärmezähler vor, der den Energieanteil für die Trinkwassererwärmung genau misst.

Früher wurde dieser Energieanteil rechnerisch mit einer Formel ermittelt. Jetzt ist der rechnerische Weg nur noch dann zulässig, wenn der Einbau des Wärmezählers einen "unzumutbaren hohen Aufwand" darstellt, etwa bei Kompaktheizkesseln, die Warmwasser und Heizwärme in einer bauartzugelassenen Einheit erzeugen. Im Neubau werden Wärmezähler – unter anderem wegen des Trends zu Flächenheizsystemen – immer öfter eingesetzt.

Auch Kältezähler spielen eine immer größere Rolle, weil der Anteil der Gebäudekühlung an den gesamten Energiekosten steigt und Kälte zunehmend nach Verbrauch abgerechnet wird. TGA-Fachplaner und Installateure müssen deshalb die speziellen Planungs- und Montagerichtlinien für Kältezähler kennen und umsetzen.

Wo ist der Einbau von Kälte- und Wärmezählern geregelt?

Es gelten die Vorgaben der Richtlinie der Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt (PTB) K9, der Eichordnung, der DIN EN 1434-6 (2015) und die Angaben der Gerätehersteller.

Welches sind die wichtigsten Vorgaben für die Wärme- bzw. Kältezähler-Planung und -Montage?

Gleichkreisregelung:

Laut PTB-Richtlinie TR K9 sowie DIN EN 1434-6 müssen Fachhandwerker den Vor- und Rücklauftemperatursensor sowie den zugehörigen Durchflusssensor (Volumenmessteil) immer im gemeinsamen hydraulischen Regelkreis anordnen.

Wird diese Gleichkreisregelung eingehalten, stimmt die Energiebilanz im jeweiligen hydraulischen Regelkreislauf in jedem Fall. Der Einbau von Temperatursensoren in Mischtemperaturzonen ist dabei aber nicht zulässig.

Einbaulagen und Einbauort:

Der Durchflusssensor gehört im Standardfall für Wärme- und Kältezähler in die Rücklaufleitung, in der Kältetechnik ist das der wärmere Strang. Er darf aber nie an einem Hochpunkt dieser Leitung sitzen, weil mögliche Luftansammlungen im Gerät zu Fehlmessungen führen.

Die zulässigen Einbaulagen sind den Unterlagen des Geräteherstellers zu entnehmen und bedeuten "H = horizontal", "V = vertikal", "H und V = wahlweise horizontal oder vertikal", das heißt, beliebiger Einbau.

Wichtig zu wissen ist, dass diese Angaben sich auf die Ausrichtung des Durchflusssensors oder des Ziffernblattes beziehen und nicht auf den Verlauf der Rohrleitung.

Beispiel:

Ein Messgerät mit der ausschließlich zugelassenen Einbaulage horizontal (H) wird in eine horizontale Rohrleitung eingesetzt. Das Ziffernblatt muss bei diesem Zähler nach oben zeigen und darf nicht um 90° zur Seite (nach vorn) gedreht werden. Dies entspricht der vertikalen Einbaulage (V).

Ein schräger Einbau ist in der Regel nicht zugelassen und der Überkopfeinbau ist nur in Ausnahmefällen möglich. Es gibt hierfür nur vereinzelt Zulassungen, welche in den Herstellerunterlagen erwähnt sein müssen. Fachplaner, Architekten und Heizungsfachfirmen müssen die Einbauorte so festlegen bzw. installieren, dass marktübliche geeichte Messgeräte in zulässiger Einbaulage eingebaut werden können.

Die richtige Ablesung der Zähler muss ebenso möglich sein wie der problemlose Ausbau zur Durchführung einer amtlichen Befundprüfung und zur Umsetzung des Eichaustausches.

Die vereinfachte Anordnung von Messstellen in Außenbereichen, wie zum Beispiel vor Heiz- oder Kühlregistern von Lüftungsanlagen auf Gebäudedächern, ist falsch. Für Messgeräte und insbesondere elektronische Rechenwerke sind Mindestumgebungstemperaturen von +5 °C sicherzustellen. Diese verbindliche Einbaubedingung der Gerätehersteller kann im Freien ganzjährig nicht gewährleistet werden.

Absperrungen und Beruhigungsstrecken:

Auf beiden Seiten des Durchflusssensors und beidseitig der Temperaturmessstellen ist jeweils eine Absperrung einzusetzen. Vor und nach dem Zähler müssen Hand­werker eine Beruhigungsstrecke einrichten, die der jeweiligen Gerätezulassung entspricht. Eine pauschale Angabe ist nicht möglich.

Als allgemeine Empfehlung sollten diese störungsfreien Rohrabschnitte einlauf­seitig mindestens 5xDN und auslaufseitig mindestens 2xDN der Zählerdimension betragen.

Alle Bestandteile des Zählers müssen zum Schluss verplombt werden, um sie vor Manipulationen zu schützen.

Was ist neu bei der Montage der Temperatursensoren?

Temperatursensoren von MID-Messgeräten dürfen beim Neubau oder Austausch eines Rohrabschnittes nur noch direkttauchend – also ohne Tauchhülsen – eingebaut werden. Gemäß PTB TR K9 als anerkannte Regel der Technik gilt diese Installationsanforderung inzwischen für alle Zähler bis zu einer Größe von einschließlich qp = 6 m³/h beziehungsweise für Rohrleitungen ≤ DN40.

Ideal geeignet für den direkttauchenden Einbau sind Kugelhähne mit integriertem Fühleranschluss M10x1, weil sie die erforderliche Absperrvorrichtung und die Temperaturmessung in einem Bauteil vereinen.

Die Fühler müssen tief genug eintauchen (Fühlerspitze knapp über der Rohrachsenmitte). Alternativ können entsprechende Einbau­adaptersets in T-Stücke eingesetzt werden. Sie ermöglichen ebenfalls eine Temperaturmessung ohne Tauchhülse. Doch ist es in diesen Fällen besonders wichtig, auf beiden Seiten der Temperaturmessstelle Absperrarmaturen einzubauen.

Was bedeutet die Inbetriebnahme von Wärme- und Kältezählern nach PTB TR K9?

Normalerweise versetzt der Installateur einen neu montierten oder ausgetauschten Wärmezähler direkt in den Betriebszustand. Seit 2012 ist zusätzlich eine Inbetriebnahme nach PTB TR K9 durchzuführen.

Die Richtlinie und ein Muster des Prüfprotokolls lassen sich unter www.ptb.de kostenfrei herunterladen.

Da der Gebäudeeigentümer bzw. Wärmelieferant nach AVB Fernwärme für die Messausstattung verantwortlich ist, muss er einen Fachplaner, Fachhandwerker oder den zuständigen Messdienstleister mit dieser zusätzlichen Dokumenta­tion beauftragen. Das Ergebnis ist ein einheitliches und umfangreiches Prüfprotokoll, mit dem der Eigentümer bei Streitfällen die ordnungsgemäße Inbetriebnahme des Messgerätes nachweisen kann.

Welche Vorgaben gibt es speziell für die Kältemessung?

Neu montierte oder ausgetauschte Kältezähler benötigen seit 1. Januar 2009 eine Zulassung nach PTB K 7.2. Fachplaner müssen die Abmessungen der Messstrecken so vorgeben, dass die entsprechend geeigneten Messgeräte installiert werden können. Kältezähler sind immer rücklaufseitig und nur in den volumenvariablen hydraulischen Regelkreis einzusetzen.

Dadurch wirkt sich Kondenswasser weniger auf den Durchflusssensor aus und die Messstelle kann meistens ohne zusätzliche Maßnahmen an der Anlageneinstellung innerhalb der zugelassenen Temperaturdifferenzen der Rechenwerke (Standard ΔΘ mindestens 3 K) betrieben werden. Werden für größere Zählerdimensionen weiterhin Tauchhülsen verwendet, so sind diese mit der Öffnung schräg nach unten einzusetzen. So kann sich kein Kondenswasser in der Tauchhülse ansammeln und Fehlmessungen werden verhindert.

Damit die hohen Anforderungen für Tieftemperaturkälteanlagen erfüllt sind, muss ein Fachunternehmen die Messstrecke mit dem Kältezähler und Temperaturmessstellen nach dem Zählereinbau diffusionsdicht isolieren. Die Einbaustellen des Zählers sowie der Tauchhülsen sollten aber verhältnisgemäß einfach zugänglich bleiben, um zu vermeiden, dass bei jedem Eichaustausch zu hohe Kosten für eine Neuisolierung entstehen. Die Identifikations- und Eichkennzeichen sowie Verplombungsstellen der Temperatursensoren sollten frei zugänglich bleiben.

Für den allgemeinen Einbau und die Inbetriebnahme gelten bei Kältezählern die gleichen Regeln (PTB TR K9, DIN EN 1434-6) wie für Wärmezähler. In Wasser-Glykol-Gemischen ist bisher keine eichfähige Messung möglich. Dies ist bei der Planung eines Kälteabrechnungskonzeptes zu beachten.

Wie werden Wärme- und Kältezähler richtig dimensioniert?

Oft werden Wärme- und Kältezähler zu groß dimensioniert. Das führt speziell bei einem Einbau in den volumenvariablen Regelkreislauf dazu, dass sie geringe Volumenmengen bis hinein in den Bereich der Mindestanlaufmengen nicht ausreichend genau erfassen. Zu große Zähler sind aber auch teurer und treiben die Folgekosten für den Eichaustausch alle fünf Jahre unnötig in die Höhe.

Typ und Größe der Wärmezähler werden über den erforderlichen Nenndurchfluss qp (m³/h) abgeleitet. Da die Heizlastberechnung genügend Reserven enthält und maximale Durchflüsse sehr selten und relativ kurzzeitig vorkommen, gelten für die Dimensionierung folgende Regeln als erste Richtwerte:

Wärmezähler sind so aus­zulegen, dass im Normalbetrieb der Anlage beim Einbau in den volumenvariablen Regelkreis folgende Volumenströme an der Messstelle registriert werden können:

- 70 bis 85 Prozent von qp bei mecha­nischen Volumenmessteilen,

- 80 bis 120 Prozent von qp bei statischen Volumenmessteilen (Ultraschallzähler etc.),

- 50 bis 65 Prozent, max. 80 Prozent von qp beim Einbau in den volumenkon­stanten Regelkreis (80 Prozent gelten nur für mess­stabile Zähler, wie z. B. Ultraschall- oder Woltmanzähler).

Diese Angaben sind Empfehlungen. Der Fachplaner muss sie anlagenbezogen prüfen.

Welche Wärmezähler eignen sich am besten zur Messung des Energie­anteils für die Trinkwassererwärmung?

Zu empfehlen ist ein Ultraschallwärmezähler, wie der Minol-Ultraschallwärmezähler "Minocal C5-IUF", wenn sich der Heizwasserdurchfluss für die Warmwasserbereitung nicht genau bestimmen lässt oder wenn im Heizkreis mit einem schnell schwankenden Wärmeverbrauch zu rechnen ist.

Dies betrifft beispielsweise Wohnungsstationen, bei der Plattenwärmeübertrager das Trinkwasser erwärmen. Ultraschallzähler arbeiten auch bei Überlast sicher und können auf sprunghafte Änderungen der Heizwassertemperatur, wie sie für diese Plattenwärmeübertrager typisch sind, schnell reagieren. Der gewählte Zählertyp muss für diese Einbausituationen für eine schnelle Temperaturmessung ≤ 8 Sekunden programmiert sein.

Was ist beim Einbau von Wärmezählern in Heizungsanlagen mit solarthermischer Unterstützung zu beachten?

Seit 1. August 2016 regelt die neue Technische Regel VDI 2077 Blatt 3.3 die Wärmemesstechnik für Heizungsanlagen mit solarthermischer Unterstützung. Wie auch bei konventionellen Heizungsanlagen, muss der Energieanteil für die Trinkwassererwärmung mit einem Wärmezähler gemessen werden, wenn eine Heizkostenabrechnung nach gültiger Heizkostenverordnung erstellt werden soll. Die VDI 2077 Blatt 3.3 regelt neben den Berechnungsmethoden für solare Deckungsgrade auch die korrekte Anordnung dieses Wärmezählers im Anlagenkonzept.

Was ist beim Einbau von Wärmezählern in Heizungsanlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung (BHKW) zu beachten?

Laut HKVO dürfen Eigentümer nur die Kosten für thermische Energie auf die Hausbewohner umlegen. Die VDI 2077 Blatt 3.1 beschreibt Methoden, um von den gesamten Erzeugungskosten jene für Strom zu trennen.

Dabei unterscheidet man zwischen geprüften und ungeprüften Anlagen, je nachdem ob die Wirkungsgrade und Kennlinien des Blockheizkraftwerks (BHKW) hersteller­unabhängig geprüft sind und ein Prüfzertifikat vorliegt.

Für ungeprüfte BHKW-Anlagen ist ohnehin eine vollständige Messausstattung vorgeschrieben. Das heißt, alle Verbrauchswerte für die Kostenberechnung werden ausschließlich über Messgeräte (Stromzähler, Brennstoffzähler und Wärmezähler für das BHKW) ermittelt.

Bei geprüften modulierenden oder auch nicht modulierenden BHKW-Anlagen können alternativ Leistungsparameter zum thermischen und elektrischen Wirkungsgrad der Anlage in die Berechnung einfließen. Ein Wärmezähler nach dem BHKW ist in diesen Fällen nicht unbedingt gefordert. Um die jährliche Kostenermittlung zu vereinfachen, empfiehlt Minol jedoch auch den Betreibern von geprüften und modulierenden BHKW-Anlagen die vollständige messtechnische Lösung. Betreibt ein gewerblicher Wärmelieferant die KWK-Anlage, ist diese von der VDI 2077 Blatt 3.1 nicht betroffen.