Hydraulischer Abgleich einfach "nachinstalliert"

Wie eine Flächenheizung in einer Wohnanlage mit einem hydraulischen Abgleich optimiert wurde.

Flächenheizungen sind eine zweifellos energiesparende und komfortable Variante der Wärmeübergabe. Wenn bei Altanlagen im Bestand aber beides nicht mehr stimmt, gibt es akuten Handlungsbedarf. Wie in einer aus fünf Objekten bestehenden Wohnanlage des Vereins "Lebenshilfe" in Oschatz. Durch die "intelligente" Einzelraumregelung "Fonterra Smart Control" konnte dort aber der für Komfort und Energieeinsparung entscheidende hydraulische Abgleich trotz fehlender Anlagendokumentation ohne großen Aufwand gewissermaßen "nachinstalliert" werden.

Die Wohnanlage des Vereins "Lebenshilfe" in Oschatz wurde vor rund 20 Jahren errichtet. Sie bietet als anerkannte Pflegeeinrichtung insgesamt 60 Plätze, davon etwa die Hälfte für Schwerstpflegebedürftige. Das Thema "komfortable Raumtemperatur" hat also in diesem Objekt einen wesentlich höheren Stellenwert, als dies beispielsweise in Wohnhäusern für Menschen ohne Beeinträchtigungen der Fall ist.

Genau mit dieser angenehm-gleichmäßigen Wärmeverteilung bzw. -übergabe aber haperte es nach zwei Jahrzehnten Betriebsphase gravierend, und zwar in jedem der fünf durch überdachte Gänge verbundenen Einzelgebäude. Heimleiter Roland Steuer: "In den vergangenen Jahren hat es immer wieder Um- und Ausbauten sowie Nutzungsänderungen gegeben. So wurden beispielsweise ursprünglich als Lager geplante Räume zu Einzelbüros umfunktioniert."

Das verbesserte zwar die Betriebsabläufe, in Fragen der Wärmeverteilung führte es aber zu einer insgesamt eher verworrenen Gemengelage: Einzelne Heizkreise sind im Zuge der Umbauten komplett stillgelegt worden, andere mussten auf einmal zwei Räume versorgen und ursprünglich nur als "haptische Begleitheizung" gedachte Radiatoren sollten plötzlich komplette Flure mit mehreren Metern Länge versorgen.

"Thermisch", so Dipl.-Ing. (BA) Philipp Schneider vom gleichnamigen Fachhandwerksunternehmen aus Oschatz, "ging das Ganze damit überhaupt nicht mehr auf. Und energetisch ebenso wenig, denn um wirklich alle Räume, alle Objekte bis in den letzten Flur zumindest auf 20 °C aufzuheizen, mussten die zentrale Heizungsanlage und das angeschlossene Blockheizkraftwerk (BHKW) im Prinzip Volllast fahren."

Die Wärmeverteilung und -übergabe über einen einfachen hydraulischen Abgleich nachträglich wieder zu optimieren, lag als Idee nahe. Tatsächlich aber war sie vor Ort nicht praktikabel. Zum einen fehlte jegliche Anlagendokumentation, typisch für Bestandsobjekte. Zum anderen hatte an den etwa zwei Dutzend Heizkreisverteilern schon der Zahn der Zeit genagt und fast alle Stellventile außer Gefecht gesetzt.

Sanierungsaufwand mit Augenmaß

Um solch eine Anlage wieder in den Griff zu bekommen, ist üblicherweise eine detaillierte Aufnahme des Gesamtsystems, der Austausch sämtlicher Heizkreisverteiler und ausgehend vom vollen Volumenstrom anschließend das manuelle Einregulieren jedes einzelnen Heizkreises notwendig. Philipp Schneider: "Bei annähernd 200 Heizkreisen hätte das aber eine wochenlange, kostenintensive Sisyphusarbeit bedeutet."

Für Heimleiter Steuer wiederum war es mindestens genauso wichtig, die dadurch ebenfalls wochenlangen, unumgänglichen Eingriffe in die Betriebsabläufe zu verhindern, da ja während des Einregulierens einzelne Räume deutlich überhitzt, andere wiederum nicht ausreichend beheizt wären: "Das ist den meisten unserer Bewohner nicht zu vermitteln. Ein zeitweises Leerziehen von Räumen oder Gebäudetrakten war aber ebensowenig machbar."

Mit der Einzelraumregelung "Fonterra Smart Control" für die Flächentemperierung konnte Systemanbieter Viega jedoch einen praxisgerechten Lösungsansatz bieten, der mit vergleichsweise minimalinvasiven Eingriffen in die Installation zu signifikanten Verbesserungen im kompletten Wärmeverteil- bzw. Wärmeübergabesystem führte: Statt eines statischen Abgleichs stellt "Fonterra Smart Control" die einzelnen Heizkreise dynamisch und vollautomatisch ein. Dazu misst die nachrüstbare Regelung nicht nur die Vorlauftemperatur am Verteiler und die aktuellen Raumtemperaturen, sondern auch die Rücklauftemperatur jedes einzelnen Heizkreises.

Resultierend aus diesen Messwerten wird dann über eine entsprechende Elektronik und elektrische Stellantriebe permanent ein dynamischer hydraulischer Abgleich gefahren. In Kombination mit per Funk aufgeschalteten Raumthermostaten werden dabei automatisch auch externe Temperatureinflüsse, beispielsweise durch Lüften oder Sonneneinstrahlung, berücksichtigt und so verhindert, dass sich diese auf das Heizverhalten auswirken.

"Dieses System setzt natürlich die Anlagenhydraulik als solche nicht außer Kraft", betont Philipp Schneider: "Deswegen haben wir auch zum Beispiel vorab neue Heizkreisverteiler installiert, die generelle Funktion der Heizkreise überprüft und ihre Zuordnung zu den einzelnen Räumen dokumentiert. Der anschließend noch notwendige Aufwand des Einregulierens war dann aber mit »Fonterra Smart Control« in einem Bruchteil der sonst üblichen Zeit erledigt."

Einfache Nachrüstung

Hinzu kam aus Sicht der installierenden Fachhandwerker die "bemerkenswert einfache Montage des Gesamtsystems", so Elektromeister Falk Heier von Schneider Bad und Heizung: "Die Montage des Verteilers mit den notwendigen Sensoren und Aktoren war ohnehin selbsterklärend. Genauso wie die Anbindung der steckerfertigen Steuerungseinheit in der Nähe des Verteilers oder die Installation der funkbasierten Raumthermostate. Wirklich neu war also nur noch die Programmierung der einzelnen Heizkreise – und selbst die ließ sich mit dem WLAN-Modul an der Steuerungseinheit und Voreinstellungen am Laptop ausgesprochen komfortabel erledigen."

Dabei wurde einmal mehr deutlich, wie wichtig eine angemessene Raumtemperatur in solchen Einrichtungen ist. In enger Abstimmung mit der Leitung des Pflegedienstes sollte zum Beispiel jedem Raum gezielt eine bestimmte Wohlfühltemperatur zugeordnet werden, für die letztlich immer das individuelle Temperaturempfinden der Bewohner den letzten Ausschlag gab, erklärt Heimleiter Roland Steuer: "Für unsere Bewohner sind ein oder zwei Grad Temperaturunterschied in ihrem Zimmer ein direkter Eingriff in die persönliche Lebensqualität. Deswegen haben wir sehr genau darauf geachtet, dass sich jetzt jeder mit seinem spezifischen Temperaturprofil wirklich wohlfühlt."

Trotzdem besteht aber über die Einstellung am digitalen Raumthermostat nach wie vor die Möglichkeit, die Raumtemperatur innerhalb einer vordefinierten Spreizung zumindest zeitweise händisch zu beeinflussen. Sollte das jedoch über Gebühr strapaziert werden, könnte mit geringem Aufwand ein neuer Grenzwert programmiert werden.

Energieeinsparung plus Förderung

Im Ergebnis war die Sanierung im Wohnkomplex der "Lebenshilfe Oschatz" durch diese Vorgehensweise binnen zehn Tagen abgeschlossen, von der ersten Bestandsaufnahme bis zur finalen Inbetriebnahme. SHK-Fachhandwerker Schneider geht davon aus, dass sich in der Folge allein durch diese Maßnahmen der Energieverbrauch in den Objekten um etwa zehn bis 20 Prozent verringern wird. Nach einigen Wochen Betriebszeit ist es zudem möglich, über die Analysefunktion von "Fonterra Smart Control" zu überprüfen, inwieweit die Vorlauftemperatur zur tatsächlichen Wärmeabnahme passt. Unter Umständen kann dann die Leistung der Wärmeerzeuger in der Anlage gedrosselt werden, um weitere Energie zu sparen.

Diesen energetischen Einspareffekt hat im Übrigen auch das BAFA anerkannt und fördert den hydraulischen Abgleich mit "Fonterra Smart Control" als Heizungsoptimierung von Anlagen im Bestand. Die Förderhöhe beträgt dabei 30 Prozent der förderfähigen Nettoinvestitionskosten – und zwar bis zu 25.000 Euro. Weitere Zuschüsse sind darüber hinaus über die KfW-Bank und ihre Förderprogramme "Energieeffizient Sanieren" (Programm 430 als Zuschuss bzw. 151/152 als Kredit) sowie "Energieeffizient Bauen" (Programm 153 als Kredit) möglich.