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Ratgeber
Als Heizungssteuerung bezeichnet man ein System, das die Wärmeabgabe einer Heizungsanlage beeinflusst. Zu diesem Zweck kommen unterschiedliche Komponenten wie Thermostate und Heizventile, aber auch Stellantriebe und Heizpumpen zum Einsatz. In unserem Ratgeber erfahren Sie, welche Arten der Heizungssteuerung es gibt und welche Vorzüge smarte Systeme bieten.
Unter einer Heizungssteuerung versteht man ein System aus Sensoren, Aktoren und Steuergeräten, das dazu dient, die Leistung bzw. Wärmeabgabe einer Heizanlage individuell anzupassen. Die Hauptfunktion einer Heizungssteuerung ist die Wärmeregulierung. Sie sorgt dafür, dass die Wärme in der erforderlichen Menge zur Verfügung steht und optimal verteilt wird. Aus diesem Grund gehört eine Heizungssteuerung zu den wesentlichen Elementen einer effizient arbeitenden Heizungsanlage.
Die Begriffe Heizungssteuerung und Heizungsregelung werden oftmals synonym verwendet, bezeichnen aber nicht dasselbe. Steuerung und Regelung unterscheiden sich im Hinblick darauf, ob der Regelkreis offen oder geschlossen ist. Bei einer Heizungssteuerung misst ein Sensor, etwa ein Temperaturfühler, eine bestimmte Eingangsgröße als Ist-Wert. Ein Ist-Wert kann beispielsweise die aktuelle Außentemperatur sein. Der Ist-Wert wird an das Steuergerät weitergeleitet, das die Information verarbeitet.
Es stellt fest, ob der Ist-Wert vom Soll-Wert abweicht und sendet eine Handlungsanweisung an den Aktor (Heizventil o.ä.), wenn die Werte nicht kongruent sind. Es gibt jedoch keine Rückmeldung an das Steuergerät, ob der Soll-Wert erreicht worden ist. Vereinfacht gesagt wird nicht überwacht, ob die Aktion zum gewünschten Ergebnis führt. In diesem Zusammenhang spricht man von einem offenen Wirkungsweg bzw. einem offenen Regelkreis. Bei einer Heizungsregelung verhält es sich insofern anders, als es hier eine Rückmeldung gibt. Der Soll-Wert wird durch eine Kontrolleinrichtung permanent mit dem Ist-Wert verglichen. Der Regler sendet so lange Handlungsanweisungen an den Aktor, bis der Ist-Wert dem Soll-Wert entspricht.
Der Wirkungsweg oder Regelkreis ist in dem Fall geschlossen. Der Vorteil einer Heizungsregelung gegenüber einer Heizungssteuerung ist der, dass der Einfluss von Störgrößen wie geöffneten Fenstern oder Sonneneinstrahlung beachtet wird. Da es bei einer Heizungssteuerung keine Kontrollinstanz gibt, die den Ist-Wert überprüft, bleiben solche Faktoren unberücksichtigt. Bei einer Heizungsregelung fallen aufgrund des permanenten Abgleichs Abweichungen auf und es wird so lange geregelt, bis der Ist-Wert den Soll-Wert erreicht hat.
Moderne Heizungsanlagen basieren üblicherweise auf Systemen, die sowohl mit einer Heizungssteuerung als auch mit einer Heizungsregelung arbeiten. In vielen Heizkesseln sind daher elektronische Regel- und Steuergeräte verbaut, die Ist- und Soll-Werte kontinuierlich miteinander vergleichen und verarbeiten.
Außentemperaturgeführte Heizungsregelung
Bei der außentemperaturgeführten Heizungsregelung wird die Temperatur des Heizwassers abhängig von der Außentemperatur erhöht oder gesenkt. Zu diesem Zweck wird die Außentemperatur gemessen und die Vorlauftemperatur daraufhin angepasst, indem die Leistung des Wärmeerzeugers entsprechend modifiziert wird. Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur des Heizwassers, das dem Heizsystem zugeführt wird. Demgegenüber bezeichnet die Rücklauftemperatur die Temperatur des Heizwassers, das zum Wärmeerzeuger zurückläuft. Wie hoch die Vorlauftemperatur bei welcher Außentemperatur sein muss, ist in der sogenannten Heizkurve festgelegt. Diese muss bei älteren Heizsystemen manuell eingestellt werden. Digitale Heizungen ermitteln die Werte von selbst und passen sie auf Basis intelligenter Algorithmen automatisch an.
Raumtemperaturgeführte Heizungssteuerung
Bei der raumtemperaturgeführten Heizungssteuerung ist die Raumtemperatur entscheidend. Zunächst wird gemessen, ob eine Differenz zwischen der tatsächlichen Raumtemperatur und der angestrebten Raumtemperatur besteht und wie groß diese ist. Aus der Differenz wird eine Vorlauftemperatur ermittelt.
Liegt die Ist-Raumtemperatur unter der Soll-Raumtemperatur, wird die Leistung des Wärmeerzeugers angehoben und die Vorlauftemperatur erhöht. Liegt der Ist-Wert über dem Soll-Wert, wird die Leistung gedrosselt und die Vorlauftemperatur abgesenkt. Generell besteht die Möglichkeit, beide Arten der Temperaturregelung miteinander zu kombinieren. Das wird dann als außentemperaturgeführte Heizungsregelung mit Raumaufschaltung bezeichnet.
Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur
Eine dritte Möglichkeit ist die Heizungsregelung auf Basis der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur. In dem Fall messen Sensoren die Temperatur des zugeführten Heizwassers und die Temperatur des zurücklaufenden Heizwassers. Weichen die Werte kaum bis gar nicht voneinander ab, kann man daraus schlussfolgern, dass nur wenig Wärme über die Heizflächen abgegeben wird und der Raum warm genug ist.
Die Vorlauftemperatur wird demzufolge gesenkt. Weichen die Temperaturwerte dagegen stark voneinander ab, ist das ein Indikator dafür, dass mehr Wärme abgegeben wird und ein Heizbedarf besteht. Der Raum scheint zu kühl zu sein und die Vorlauftemperatur wird demzufolge erhöht. Diese Art der Temperaturregelung hat den Vorteil, dass sie ein bedarfsgerechtes Heizen ermöglicht, ohne dass Einstellungen an der Heizkurve vorgenommen werden müssen.
Geräte zur Heizungssteuerung und -regelung
Zum Zweck der Heizungssteuerung kommen in so gut wie jedem Heizsystem Thermostate zum Einsatz. Sie sind mit Sensoren ausgestattet, die die Umgebungstemperatur erfassen und diese mit der Soll-Temperatur abgleichen. Ermitteln sie eine Differenz, lösen sie einen Aktor aus.
Raumthermostate und Einbauthermostate
Raumthermostate funktionieren vom Prinzip her genauso, werden aber nicht unmittelbar am Heizkörper installiert, sondern an der Wand angebracht oder als Stand-Alone-Lösung frei im Raum platziert. Unterschieden werden kabelgebundene Raumthermostate, die teils noch in Verbindung mit älteren Gasetagenheizungen zu finden sind, und solche, die per Funk kommunizieren.
Für Funk-Raumthermostate sind an Heizkörpern Stellantriebe integriert, die die Daten der Thermostate per Funk empfangen und ebenso Informationen zurücksenden. Auf diese Weise ist eine Fernsteuerung möglich. Für den Einbau in Geräten der Heiz-, Klima- und Lüftungstechnik werden Einbauthermostate angeboten, die die Temperatur innerhalb eines Systems überwachen.
Heizkörperthermostate
Abhängig vom Installationsort können Heizkörperthermostate und Raumthermostate unterschieden werden. Heizkörperthermostate werden unmittelbar am Heizkörper angebracht.
Sie bestehen aus einem Ventil und einem drehbaren Kopf, an dem die Wunschtemperatur eingestellt werden kann. Elektronische Ausführungen haben ein Display und Tasten zum Einstellen.
Heizkörperthermostate reagieren auf die Raumtemperatur und öffnen oder schließen das Ventil des Heizkörpers abhängig davon, ob es zu kalt oder zu warm ist.
Heizungspumpen und Brauchwasserpumpen
Moderne Heizungspumpen und Brauchwasserpumpen können ebenfalls eine Steuerungsfunktion übernehmen. Heizungspumpen zählen zu den wichtigsten Komponenten einer Heizung. Sie sorgen dafür, dass das erwärmte Heizwasser vom Heizkessel zum Heizkörper und das erkaltete Wasser vom Heizkörper zurück zum Heizkessel befördert wird. Elektronisch geregelte Heizpumpen passen ihre Leistung automatisch an die Einstellung des Thermostats und an die Außentemperatur an. Heutzutage werden im Prinzip nur noch Hocheffizienzpumpen verbaut, die stufenlos regelbar sind und ihre Drehzahl auf den Heizbedarf abstimmen.
Zirkulationssteuerungen
In viele Heizsysteme sind zusätzlich Umwälzpumpen integriert, die das Warmwasser ständig in Bewegung halten. Zur Regelung dieses Vorgangs kommen Zirkulationssteuerungen zum Einsatz.
Zirkulationssteuerungen sind in der Lage, Umwälzpumpen nur bei Bedarf einzuschalten und beispielsweise in der Nacht komplett zu deaktivieren.
Mit ihrer Hilfe werden die Zirkulationszeiten begrenzt, um Energie und in der Folge Strom- und Heizkosten zu sparen.
Fußbodenheizungen
Fußbodenheizungen nehmen unter den Heizsystemen gewissermaßen eine Sonderstellung ein, weil sie aufgrund ihrer Architektur spezielle Lösungen zur Steuerung erfordern. Fußbodenheizung-Steuerungen sind komplexe Systeme, die aus einem Sensor, einem Regler und einer Schaltlogik bestehen, die die einzelnen Fußbodenheizung-Stellantriebe öffnet oder schließt. Als praktisch erweisen sich Systeme mit Zeitprogrammen wie einer Nachtabsenkung oder Urlaubsschaltung. So besteht die Möglichkeit, energieeffizient und bedarfsgerecht zu heizen.
Eine smarte Heizungssteuerung bietet maximalen Komfort und ermöglicht es, den Verbrauch besser zu kontrollieren und effektiv Energie zu sparen. Die meisten smarten Heizungssteuerungen sind als Funk-Heizungssteuerungen realisiert, die mit intelligenten Thermostaten arbeiten.
Dabei handelt es sich in vielen Fällen um WLAN-Thermostate, die in Smart-Home-Systeme eingebunden werden können und sich beispielsweise via App oder Sprachbefehl steuern lassen. Im Regelfall benötigen WLAN-Thermostate ein Gateway (auch Hub oder Bridge genannt) und einen Router zur Kommunikation. Die Steuerung via App ist dann von überall aus möglich, sofern eine Internetverbindung besteht.
Eine Smart-Home-Heizungssteuerung bietet zahlreiche Einstellungsmöglichkeiten und Funktionen. Es können zum Beispiel Heizpläne erstellt werden, in denen festgelegt wird, zu welchen Tageszeiten geheizt werden soll. Viele intelligente Thermostate sind in der Lage, Informationen von Wetterdiensten in die Heizplanung einzubeziehen. Darüber hinaus besteht oftmals die Möglichkeit, für einzelne Räume individuelle Raumtemperaturen zu bestimmen. Ein manuelles Hoch- und Herunterregeln ist nicht mehr nötig, denn die smarten Thermostate regeln alles von allein.
Intelligente Heizungssteuerungen können aber noch mehr nützliche Features liefern. Via Geofencing beispielsweise erkennen smarte Thermostate, ob jemand im Haus anwesend ist oder nicht, und passen dementsprechend die Temperatur an. Ebenfalls vorteilhaft ist eine Fenster-Offen-Erkennung. In Zusammenarbeit mit Tür- und Fenstersensoren registrieren Thermostate, wenn eine Tür oder ein Fenster offensteht, und schließen daraufhin das Heizventil, damit keine Wärme verlorengeht.
Eine gute Heizanlagensteuerung zeichnet sich durch hohe Präzision, vielfältige Regelungsoptionen und eine einfache Bedienbarkeit aus. Hocheffiziente Steuerungssysteme gibt es für Heizanlagen auf Basis von Öl, Gas, Wärmepumpen, Pellets, Holz, Solarthermie, Brennstoffzellen, für Blockheizkraftwerke und Hybridheizungen. Vom Heizsystem und dessen Anforderungen hängt ab, welche Komponenten konkret erforderlich sind und auf welche Faktoren beim Kauf zu achten ist.
Präferieren Sie eine Smart-Home-Lösung, haben Sie die Möglichkeit, bestehende Heizungen smart nachzurüsten. Zahlreiche Hersteller bieten intelligente kabelgebundene oder Funk-Thermostate an, die sich sehr einfach installieren lassen. Dabei ist darauf zu achten, dass nur Thermostate des gleichen Typs ausgetauscht werden können. Das heißt, man kann ein bestehendes Heizkörperthermostat nur mit einem smarten Heizkörperthermostat ersetzen und ein bestehendes Raumthermostat nur mit einem smarten Raumthermostat. Sollten Sie mehrere Geräte verwenden, sollten diese vom gleichen Anbieter stammen, um eine einwandfreie Funktionalität sicherzustellen. Beim Einsatz mehrerer Funk-Raumthermostate bzw. Funk-Heizkörperthermostate ist zu beachten, dass diese auf demselben Standard funken.
Möchten Sie eine Heizungssteuerung ins Smart Home einbinden und per Sprachassistenz steuern, ist auf Kompatibilität zu achten. Nicht alle smarten Heizkörperthermostate und Raumthermostate lassen sich in jedes Smart Home integrieren oder funktionieren mit allen Sprachservices. Zwar können die meisten smarten Thermostate via Amazon Alexa oder Google Assistant sprachgesteuert werden, Apples Siri wird dagegen seltener unterstützt. Ebenso wichtig ist die Kompatibilität mit dem Betriebssystem des mobilen Endgeräts, wenn Sie Ihre Heizung via Smartphone-App steuern möchten. Viele Hersteller bieten Apps sowohl für Android als auch für iOS an, allerdings ist die Anzahl der Apps, die mit Android funktionieren, höher. Kompatibilität spielt auch eine Rolle, wenn es um die Anschaffung von Zubehör geht. Das betrifft Ventile, Adapter und anderes Zubehör für Heizkörper genauso wie Zubehör für Heizkörperthermostate und Zubehör für Raumthermostate, etwa Anschlussverschraubungen und Sensoren.
Smart Home Ratgeber
Das Angebot an Smart Home-Systemen ist riesig: Ihnen stehen viele unterschiedliche Hausautomationssysteme zur Auswahl.
In unserem Smart Home Ratgeber finden Sie nützliches und interessantes Wissen rund um alle Anwendungsgebiete zu Thema Smart Living.
Wir erklären Ihnen worauf Sie bei der Auswahl eines Smart Home-Systems achten müssen und welche Möglichkeiten und Vorteile ein intelligentes Zuhause bietet.
Unser Praxistipp: Vernetzte Heizungssteuerung nutzen und Wärmemanagement optimieren
Vernetzte Heizungssteuerungen bieten umfangreiche Komfortfunktionen und ermöglichen es, das Wärmemanagement in Haus, Wohnung oder Unternehmensgebäude zu optimieren. Sie lassen sich smart bedienen, beispielsweise über eine PC-Software oder via App auf dem Smartphone oder Tablet. Jede Person, die sich im Raum befindet, kann jederzeit in den Betrieb eingreifen und die Wärmeabgabe anpassen. Für Beschäftigte im Facility Management ist diese Lösung ebenfalls vorteilhaft, da sie die Heizung zentral steuern können.
Welche Smart-Home-Anbieter haben intelligente Heizungssteuerungen im Programm?
Das Thema Smart Home ist quasi allgegenwärtig. So gut wie jeder Smart-Home-Anbieter, der allumfassende Lösungen zu finden versucht, um jeden häuslichen Bereich abdecken, hat smarte Thermostate zum Zweck der intelligenten Heizsteuerung im Portfolio. Dazu zählen Magenta, Bosch, HomeMatic, HomeMatic IP, Honeywell Evohome und viele mehr.
Was sind die Nachteile einer Heizungssteuerung per App?
Ein Nachteil einer Heizungssteuerung per App besteht im potenziellen Sicherheitsrisiko, was den Schutz persönlicher Daten und unbefugte Zugriffe von außen betrifft. Empfehlenswert ist es, bei App-gesteuerten Lösungen auf deutsche oder europäische Hersteller zurückzugreifen, da diese aktuell an strengere Datenschutzvorschriften gebunden sind.
Mein Heizkörper-Thermostat passt nicht aufs Ventil am Heizkörper. Was tun?
In vielen Fällen können Adapter weiterhelfen. Dabei handelt es sich meist um einfache Kupplungen, die zwischen Heizkörper-Thermostat und Ventil angebracht werden.