Pumpenregelung

Die Erwartungen an die Wärmeabgabe des Heizungssystems sind starken Schwankungen unterworfen. In der Übergangszeit sind nur wenige Heizkörper in Betrieb. Bei minus 14 °C müssen eventuell alle Heizkörper heizen. Dementsprechend unterschiedlich ist auch der Bedarf an umgewälzter Heizwassermenge. Die Leistung≡Leistung≡
Die Leistung ist die pro Zeiteinheit umgesetzte oder verbrauchte Energiemenge (Wärme oder Strom). Die Einheit der Leistung ist das Watt (Kurzzeichen W, 1000 W = 1 kW - ein kiloWatt). Die in Anspruch genommene oder abgegebene Leistung ergibt sich, indem die verbrauchte Energiemenge (angegeben in kWh) durch die Zeit (in Stunden h) dividiert wird. Ein Heizgerät mit einer Leistung von 2 kW (Heizkörper, Elektrokonvektor o.ä.) verbraucht bei ununterbrochenem Betrieb in einer Stunde 2 kWh Wärme ab und verbraucht dabei auch 2 kWh Energie. der Umwälzpumpe≡Umwälzpumpe≡
Die Umwälzpumpe ist eine elektrisch angetriebene Pumpe zum Transport von Heizungswasser, Sole- oder Solarflüssigkeit. Der Elektroenergieverbrauch einer Umwälzpumpe ist vor allem deshalb nicht zu unterschätzen, weil sie oft zu groß (Anschlussleistung) dimensioniert wird. Bei modernen Umwälzpumpen (Hocheffizienzpumpen) passt sich das Fördervolumen und damit die elektrische Leistung dem Wärmebedarf an. Voraussetzung für den Einsatz solcher optimierterPumpen ist ein hydraulischer Abgleich. ist aber in den meisten Anlagen konstant. Dann bleibt bei geringer Wärmeabnahme der Stromverbrauch der Pumpe genauso hoch wie bei Volllast. Durch eine Drehzahlreglung der Umwälzpumpe passt sich der Stromverbrauch dem Wärmebedarf≡Wärmebedarf≡
Der Wärmebedarf ist jene Nettowärmemenge in kWh, die zur Beheizung eines Raumes bzw. eines Gebäudes oder/und zur Warmwasserbereitung benötigt wird. Der Wärmebedarf ergibt sich aus dem Produkt der Heizlast und der Zeitdauer der Beheizung. Der Wärmebedarf für die Raumheizung setzt sich aus dem Transmissionswärmebedarf und dem Lüftungswärmebedarf zusammen. an. Ein weiterer Vorteil drehzahlgeregelter Umwälzpumpen besteht darin, dass die bei geringer Wärmeabnahme eventuell auftretenden Strömungsgeräusche durch die Leistungsreduzierung der Pumpe vermieden werden können. Erfolgt die Drehzahlregelung einer Pumpe in Abhängigkeit des Differenzdruckes an der Pumpe, spricht man von einer differenzdruckgeregelten Pumpe. Sie reagieren auf die Druckveränderungen im Verteilnetz, die durch unterschiedliche Ventilstellung (Wärmeabnahme) der Heizkörper resultieren. Es ist einleuchtend, dass bei geschlossenen Thermostatventilen≡Thermostatventil≡
Das Thermostatventil ist ein Heizkörperventil zur automatischen Konstanthaltung einer am Ventil voreinstellbaren Raumtemperatur. Im Inneren der Ventilkappe befindet sich ein Dehnstoff, der sich abhängig von der Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) ausdeht oder zusammenzieht und dabei den Ventilstößel bewegt. Der sich bewegende Stößel führt zum Öffnen oder Verschließen des Spaltes, der eine mehr oder weniger große Menge Heizwasser für den Heizkörper freigibt. Thermostatventile gehören zur Pflichtausstattung von Heizungsanlagen. der Druck steigt und umgekehrt. Dementsprechend wird die Drehzahl geregelt. Werden also Ventile geschlossen, reduziert sich die Drehzahl und damit das Fördervolumen der Pumpe. Sonst übliche Überströmventile≡Überströmventil≡
Das Überströmventil ist eine Einrichtung in Heizungsanlagen zur Anpassung des Förderdruckes der Umwälzpumpe an den Bedarf. Durch das Schließen der Thermostatventile steigt bei ungeregelten Pumpen der Förderdruck im Vorlauf, was zu Geräuschen und Schäden an der Pumpe führen kann. Das zwischen Vorlauf und Rücklauf eingebaute Überströmventil öffnet bei Überschreiten eines bestimmten Druckes (einstellbar) und baut so den Druck ab. Ein Überströmventil ist in der Regel nicht sinnvoll in Brennwertgeräten und in Systemen mit differenzdruckgeregelten Umwälzpumpen. zum Abbau eines zu hohen Förderdrucks sind durch den Einsatz dieser Pumpen nicht erforderlich. Die Mehrkosten solcher Pumpen (ca. 75,- EUR) werden durch den Wegfall des Überströmventils (ca. 50,- EUR) sowie durch verringerte Stromkosten kompensiert.

• Differenzdruckgeregelte Umwälzpumpen können prinzipiell in allen Heizungssystemen eingesetzt werden.
• Der Einsatz differenzdruckgeregelter Umwälzpumpen führt zur Verringerung der elektrischen Leistungsaufnahme≡Leistungsaufnahme≡
  Bei Stromanwendungen stellt die Leistungsaufnahme die vom elektrischen Versorgungsnetz aufgenommene Leistung in Watt (W) dar. Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Spannung (Volt) und Stromstärke (Ampere). Wird ein Gerät, z.B. ein Tauchsieder, angeschlossen (230 Volt) wird bei einer Stromstärke von 4,35 Ampere eine Leistung von 1000 Watt = 1 kW (kiloWatt) aufgenommen. der Pumpen.
• Überströmventile können wegfallen, Strömungsgeräusche werden reduziert.

Bei modulierenden Brennern (z.B. in der Gasbrennwerttechnik) werden heute auch drehzahlgeregelte Umwälzpumpen eingesetzt, die in Abhängigkeit von der Differenz der Vor- und Rücklauftemperatur≡Rücklauftemperatur≡
Mit Rücklauftemperatur bezeichnet man die Temperatur des zum Wärmeerzeuger zurückfließenden Heizungswassers. arbeiten≡Arbeit≡
Arbeit im physikalischen Sinne stellt die in einem Vorgang verbrauchte Wärme- bzw. Energiemenge dar. Die physikalische Einheit ist die kiloWattstunde (kWh). Eine Energiemenge von einer kWh wird verbraucht, wenn z.B. ein Heizgerät mit einer Anschlussleistung von 1 kW eine Stunde ununterbrochen in Betrieb ist. . Dadurch wird eine längere Verweildauer des Heizungswassers in den Heizkörpern und damit eine größere Temperaturspreizung≡Temperaturspreizung≡
Mit Temperaturspreizung bezeichnet man die Temperaturdifferenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur des Heizungswassers. Eine etwa gleiche Temperaturspreizung von 10 bis 20 Grad über jedem Heizkörper ist einen Hinweis auf einen funktionierenden hydraulischen Abgleich. zwischen Vorlauf≡Vorlauf≡
Mit Vorlauf bezeichnet man die Rohrleitung eines Heizungssystems, in der das Heizungswasser vom Heizkessel weggehend zum Heizköper hinfließt oder, bei Solaranlagen, die Rohrleitung vom Solarkollektor zum Speicher in Strömungsrichtung der Solarflüssigkeit. Der Vorlauf hat im Regelfall eine höhere Temperatur als der Rücklauf. - und Rücklauftemperatur erreicht. Für Brennwertheizkessel ergibt sich so eine einfache Möglichkeit die Rücklauftemperatur zu verringern. Damit wird der Wirkungsgrad≡Wirkungsgrad≡
Der Wirkungsgrad stellt das Verhältnis von nutzbarer zu aufgewendeter Energie bzw. Arbeit oder Leistung dar. Bei Wärmeerzeugern, die Brennstoffe wie Öl, Gas, Holz oder Kohlen verbrennen, unterscheidet man: Feuerungswirkungsgrad, Normnutzungsgrad, Jahresnutzungsgrad. Bei Wärmepumpen wird der Wirkungsgrad mit der Leistungszahl ausgedrückt. weiter verbessert. Außerdem kann unter bestimmten hydraulischen Bedingungen eine weitere Verringerung der abgegebenen Minimalleistung erreicht werden. Das ist von Bedeutung zur Reduzierung der Brennerstarts im Teillastbetrieb.

Praxis

Wird an der Heizungsregelung eine Nachtabsenkung≡Nachtabsenkung≡
Unter Nachtabsenkung versteht man die nächtliche Absenkung der Heizwassertemperatur einer Heizungsanlage. Diese automatische Funktion der Heizungsregelung ermöglicht in den Nachtstunden bzw. bei längerer Abwesenheit einen abgesenkten Heizbetrieb, also einen Heizbetrieb mit geringerem Energieverbrauch. Die Einsparung ergibt sich durch einen geringeren Abgasverlust, Bereitschaftsverlust und Abstrahlungsverlust. Praktisch erfolgt die Nachabsenkung dadurch, indem für eine bestimmte voreinstellbare Zeit die Regelung die Vorlauftemperatur um einige Grad reduziert, so dass die Raumtemperatur nicht mehr die taggewohnten Werte erreicht. Nach Beeendigung der Absenkphase gelingt es rasch wieder behagliche Raumtemperaturwerte zu erzielen. Die Nachtabsenkung um 3 bis 8 Grad ermöglicht es in weniger gut gedämmten Gebäuden (Standard) Heizenergie einzusparen (3 bis 15 %). Bei sehr gut gedämmten Gebäuden mit guter Wärmespeichermasse (Außendämmung, viel Holz, Estriche) hat es dagegen Sinn, die Heizung total abzuschalten. Den notwendigen Beginn der morgendlichen Aufheizung berechnen moderne, selbstlernende Heizungsregelungen selbst (Adaptive Regelung). bei ununterbrochenem Pumpenbetrieb eingestellt, reduziert sich Vorlauftemperatur≡Vorlauftemperatur≡
Mit Vorlauftemperatur bezeichnet man die Temperatur des zum Heizkörper hinfließenden Heizungswasser. Sie liegt je nach Außentemperatur bei außentemperaturgeführten Heizungsregelungen zwischen 35 und 70°C. Anlagen mit reinen Flächenheizungen (Fußboden-, Wandheizungen) kommen mit 25 bis 40°C aus. Bei Heizungsanlagen ohne Heizungsmischer ist die Vorlauftemperatur gleich der Temperatur des Kesselwassers.. Unterschreitet die Raumtemperatur die voreingestellte Temperatur am Thermostatventil, öffnet das Ventil. Heizwasser strömt durch den Heizkörper. Dadurch verringert sich der Differenzdruck, so dass auch differenzdruckgeregelte Pumpen während der Nachtabsenkung mit maximaler Leistung arbeiten können. Der Vorteil der Energieeinsparung durch eine drehzahlgeregelte Pumpe wird also nur dann vollständig nutzbar, wenn die Heizungsregelung die Pumpe in der Absenkphase ganz abschaltet.

Einsparmöglichkeiten

Nach unterschiedlichen Angaben sind mit differenzdruckgeregelten Pumpen Stromkosteneinsparungen von bis zu 50 % möglich.

Einige Hersteller bieten nachrüstbare automatische Systeme zur stufenlosen Drehzahländerung vorhandener Pumpen an. Auch mit den Nachrüstsystemen sind Stromkostenreduzierungen bis 50 % möglich.