- Stufe: Übergang Heizwasser ⇒ Blech
- Stufe: Leitung Blech
- Stufe: Übergang Blech ⇒ Raumluft (= Heizfläche, HFL 1, Konvektion 80%)
Die hauptsächlich konvektiv aufgeheizte Raumluft beeinflusst das Thermostatventil (TV, Abb. 1). Hier ist eine garantierte Luftbewegung im Raum zu erwarten, das Thermostatventil ist immer im Luftstrom.
Die Heizkörperheizung als Drossel-Regelung entspricht einer echten Regelung nach DIN 19226 („Regelungstechnik und Steuerungstechnik“), mit geschlossenem Wirkkreis und Rückmeldung. Bei der Fußbodenheizung wiederum gibt die Bodenfläche (nicht Heizfläche!) die Wärme des „warmen Körpers Heizestrich“ aber hauptsächlich über elektro-magnetische Strahlung an die angestrahlte Umgebung ab (vgl. Abb. 2):
- Stufe: Übergang Heizwasser ⇒ Kunststoffrohr
- Stufe: Leitung Rohrwandung
- Stufe: Übergang Rohroberfläche ⇒ Estrich (= Heizfläche, HFL 1)
- Stufe: Leitung Estrich
- Stufe: Übergang Estrich ⇒ Oberboden/Bodenbelag
- Stufe: Leitung Bodenbelag Bodenoberfläche = Abstrahlfläche (AFL 2) ≠ Heizfläche!
- Stufe: Übergang Bodenoberfläche ⇒ Abstrahlung (undefiniert – Quantenmechanik)
- Stufe: Emission der Strahlung von der Oberfläche der Abstrahlfläche (AFL 2) an die Raumumschließungsflächen (undefiniert – Quantenmechanik)
- Stufe: Absorption der Strahlung durch Umschließungsflächen des Raumes (undefiniert – Quantenmechanik).
- Stufe: Übergang Oberfläche der Umschließungsflächen ⇒ Raumluft durch senkrechte und waagerechte Konvektion. Diese aufgeheizte Raumluft (etwa 20%) sollte vom Raumfühler (RF, Abb. 2) gemessen werden.
Die Drossel-Regelung der Fußbodenheizung ist keine Regelung, sondern eine 2-Punkt-Steuerung. Diese Raumtemperatur-Regelung entspricht weder der genannten DIN 19226 noch dem GEG 2020, §63 – es ist kein geschlossener Wirkkreis mit Rückmeldung vorhanden. Die Energiefluss-Diagramme in Abb. 3 zeigen überschlägig die Art und Größenordnung der Wärmeabgabe an den Raum. Beim Heizkörper wird die Raumluft, die dem Hauptteil der Wärmeabgabe (Konvektion etwa 80%) entspricht, direkt neben dem Heizkörper immer an der gleichen Stelle gemessen.
Bei der Fußbodenheizung dagegen wird nur ein geringer Teil der Wärmeabgabe über Konvektion an die Raumluft (etwa 20%) über den Raumthermostaten gemessen. Diese etwa 20 Prozent stellen also die „Regelgröße“ dar. Der Hauptteil der Wärmeabgabe an den Raum über Strahlung (etwa 80%) kann so aber gar nicht erfasst und geregelt werden! Der Raumfühler (vgl. Abb. 2) liegt oft nicht oder nur teilweise im Luftstrom, sofern vorhanden, der sich konvektiv aufgeheizten „bewegenden Luftwalze“.
Aufstellung von 14 Thesen zur Problemanalyse der Fußbodenheizung
1. Die geforderte Regelgröße „Raumtemperatur“ ist nur die Lufttemperatur des Raumes.
Die operative Raumtemperatur besteht aus der Lufttemperatur und der Temperatur der Raumumschließungsflächen. Mit einem Raumfühler kann nur die über Konvektion erwärmte Luft gemessen werden, das sind bestenfalls etwa 20 Prozent. Der Strahlungsanteil des Fußbodens (Quantenmechanik) liegt bei etwa 80 Prozent. Die Temperatur der über Strahlung aufgeheizten Raumumschließungsflächen kann nicht gemessen und als Regelgröße dargestellt werden.
2. Die Drossel-Regelung der Fußbodenheizung entspricht nicht dem GEG.
Auszug aus GEG 2020, §63: „Die heiztechnische Anlage […] muss jeder Raum mit einer selbsttätig wirkenden Einrichtung zur raumweisen Regelung der Raumtemperatur ausgestattet sein“. In dieser Forderung des GEG fallen zwei Begriffe auf, die mit der Drossel-Regelung der Fußbodenheizung nicht zu realisieren sind:
- Raumtemperatur,
- Regelung.
2a. Das GEG verlangt eine Raumtemperatur-Regelung und keine Lufttemperatur-Regelung. Die konvektiv aufgeheizte Luft macht bestenfalls 20 Prozent der dem Raum zugeführten Wärme aus. Die Temperatur der Raumumschließungsflächen wird nicht berücksichtigt. Die Wärmestrahlung kann nicht gemessen werden.
Frage zum Artikel
