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Experten-Ratgeber: Prinzipien und Technologien zur Heizungssteuerung

Was ist eine Heizungssteuerung? Wie funktioniert sie und was lässt sich damit steuern? Welche Unterschiede gibt es bei gängigen Steuerungssystemen für Heizungen? Was kostet die Steuerung und kann man sie selbst installieren?

Soll die Energiewende gelingen, muss auch in Sachen Heizenergie einiges passieren: Noch verheizen wir für das Erwärmen unserer Wohn-, Arbeits- und Aufenthaltsräume viel zu viel Energie. Ein Großteil davon aus fossilen Quellen. Energie lässt sich jedoch im Großen wie im Kleinen einsparen. Eine optimal auf den Bedarf zugeschnittene Heizungssteuerung verspricht Ersparnis an Heizenergie und daraus resultierenden Heizkosten. Wir erklären in diesem Artikel, was eine Heizungssteuerung ist und wie sie funktioniert. Sie erfahren dabei auch von Unterschieden der Regelungssysteme und worauf Sie bei der Anschaffung und Installation derselben achten müssen. Wir sagen Ihnen auch, was gängige Systeme kosten.

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Heizung steuern – warum, wieso, weshalb?

Intelligente Heizungssteuerung "heizManager" von Controme (Foto: controme GmbH)
Intelligente Heizungssteuerung "heizManager" von Controme (Foto: controme GmbH)

Eine Heizung zu steuern, bedeutet, sie geregelt zu bedienen. Das Ziel eines Systems, mit dessen Hilfe sich die Heizung steuern beziehungsweise regeln lässt, ist eine den Bedarf deckende Heizung. Das kann bedeuten, dass dank der Heizungssteuerung in allen Räumen eine vom Heizwärmeverbraucher zuvor gewählte Raumtemperatur konstant gehalten wird. Oder es heißt, dass die Heizung bei Abwesenheit des Raumnutzers oder während seiner Nachtruhe runterfährt.

Eine optimal eingestellte und einwandfrei funktionierende Heizungssteuerung hilft energiesparend zu heizen. Moderne Heizungssteuerungen oder Heizungsregelsysteme können beispielsweise die systemimmanenten Temperaturen einer wasserführenden Zentralheizung nach Bedarf an Heizwärme ändern. Sie greifen demnach regelkonform ein, um die Vorlauftemperatur beziehungsweise die Rücklauftemperatur anzupassen. Das wiederum hilft, ein unnötiges Überheizen (entspricht einer Energieverschwendung) zu verhindern, bei der Verteilung der Wärme innerhalb der Anlage auftretende Wärmeverluste (entspricht Energieverlusten) zu minimieren und so die Effizienz der Heizungsanlage insgesamt zu erhöhen.

Begriffsbestimmungen zur Heizungssteuerung und -regelung

Um die Steuerungsmechanismen einer Heizung zu verstehen, kommt man um die Kenntnis einer Handvoll Begriffe (Termini technici) aus der Regeltechnik nicht herum: Aus regeltechnischer Sicht betrachtet ist eine Heizung, die mit einer Heizungssteuerung verbunden ist, ein Regelungskreis mit entsprechender Regelkreisstruktur. Die aktuelle Temperatur des zu beheizenden Raumes ist die mit Hilfe der Heizungssteuerung zu regelnde Größe, sprich: die Regelgröße. Die gewünschte Raumtemperatur ist der Sollwert für die Regelgröße (Führungsgröße), die Differenz aus gewünschter Raumtemperatur (Sollwert) und aktueller Raumtemperatur (Istwert, Regelgröße) ist die sogenannte Regeldifferenz. Die Regeldifferenz dient der Ermittlung der sogenannten Stellgröße, über die sich die Raumtemperatur beeinflussen lässt.

Die Begriffe der Heizungssteuer- und -regelung werden immer wieder für denselben Kontext synonym verwendet. Dies ist jedoch falsch. Während die Steuerung ausgehend von einer Eingangsgröße lediglich das Erreichen einer eingestellten Soll-Größe zum Ziel hat und keine Rückmeldung an das Steuergerät erfolgt, ob die Ausgangsgröße auch der Soll-Größe entspricht, wird bei einer Heizungsregelung die Soll-Größe permanent mit der Ist-Größe abgeglichen. So wird im Gegensatz zur Heizungssteuerung sichergestellt, dass eingestellte Soll-Größe nicht nur erreicht wird, sondern auch konstant bleibt.

In der Praxis ist eine trennscharfe Abgrenzung beider Begriffe jedoch nicht möglich und auch nicht sinnvoll, da nur eine Kombination aus Steuerung und Regelung für den nötigen Wohnkomfort als auch eine energieeffiziente Heizwärmeerzeugung und -verteilung sorgt.

Grundsätzliche Reglertypen und Regelungsarten

Aus technischer Sicht unterscheidet man sogenannte Reglertypen entsprechend der Stellgröße beziehungsweise entsprechend der Art und Weise, wie sie diese beeinflussen. Heizungsregler sind via 2-Drahtleitung (Thermostat) oder via 3-Drahtleitung mit dem Heizgerät verbunden. Daneben gibt es Heizungssteuerungen, die via Funkverbindung mit dem Heizgerät kommunizieren.

Manuelle Heizungssteuerung bedeutet, dass kein externer Regler genutzt wird, sondern die Vorlauftemperatur per Drehregler an der Heizung so eingestellt wird, dass sie den aktuellen Wärmebedarf deckt.

Weitergehend unterscheidet man die automatische Heizungssteuerung in zwei Regelungsarten:

  • raumtemperaturgeführte Heizungssteuerung (Führungsgröße = Raumtemperatur)
  • außentemperaturgeführte Heizungssteuerung (Führungsgröße = Außentemperatur)

Raumtemperaturgeführte Heizungssteuerung

Regelt ein Thermostat in Form der veralteten Bimetallregler die Raumtemperatur, kann die Stellgröße entweder „Ein“ oder „Aus“ sein. Die Heizung heizt entsprechend volle Pulle (Volllast) oder gar nicht. Einen solchen Reglertyp nennt man deshalb auch Zweipunktregler oder 2-Punkt-Regler.

Komfortabler, besser: präziser, steuert eine sogenannte Kaskadenregelung die Heizung: Hierbei unterteilt man die Regelstrecke in Teilabschnitte, die sich einfacher steuern lassen. Man regelt also die Heizleistung nicht direkt mit dem Regler. Stattdessen ermittelt die Heizungssteuerung die Vorlauftemperatur (Stellgröße) aus der Differenz zwischen gewünschter und tatsächlicher Raumtemperatur (Sollwert minus Istwert). Für den Folgeregler im Heizgerät dient die ermittelte Vorlauftemperatur als Sollwert, mit Hilfe derer er die Vorlauftemperatur des Heizwassers steuert.

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Außentemperaturgeführte Heizungssteuerung

Bei der - auch witterungsgeführten Heizsteuerung genannten - außentemperaturgeführten Heizungsteuerung ist die Außentemperatur die Führungsgröße. Sie wird gemessen. Aus dem aktuellen Messwert wird mittels einer so genannten Heizkurve (auch Heizkennlinie genannt) die Vorlauftemperatur ermittelt, die passt um eine der Witterung gerecht werdenden Heizwärme zu liefern. Die Vorlauftemperatur nach Heizkurve ist dann der Sollwert, um die Temperatur im Heizkessel der Heizungsanlage zu steuern. Die Heizkurve, genauer: ihr Verlauf, ergibt sich aus Parametern wie Steilheit und Parallelverschiebung individuell für jedes Gebäude und muss per Hand festgelegt werden. Sie bestimmt maßgeblich mit, wie viel Energie eingespart werden kann (Energieeinsparpotential) und sollte sorgsam angelegt werden. Zusätzlich zur außentemperaturgeführten Heizungssteuerung ist empfehlenswert, Thermostatventile an den Heizkörpern zu installieren, um mit deren Hilfe das Temperaturniveau in den Räumen feiner auszusteuern.

Experten-Tipp: Moderne Heizungssteuerungstechnik sollte zu einer sogenannten Nachtabsenkung fähig sein. Die Nachtabsenkung wirkt dem natürlichen Effekt entgegen, dass der Wärmeverlust eines Gebäudes steigt, wenn wegen der fehlenden Sonneneinstrahlung die Außentemperatur des Nachts sinkt. Wobei dieser Effekt je geringer ausfällt, je besser ein System gegen Wärmeverlust gedämmt ist. Heizwärme lässt sich zum Beispiel einsparen, wenn die Nachttemperatur im System (im beheizten Raum) entsprechend abgesenkt wird.

Anbieter und Produkte intelligenter Heizungssteuerungen

Die Digitalisierung macht auch vor der Regel- und Steuerungstechnik für Heizungen nicht halt. Längst sind smarte Heizungssteuerungs-Systeme wie programmierbare Thermostate auf dem Markt, die innerhalb des Hauses via Funk bedient werden können. Immer häufiger versprechen Anbieter von Heizungssteuerungen auch „intelligente“ Lösungen, die Regelung und Heizung übers Internet verbinden und sich per Computer oder Smartphone steuern lassen. So kann man in einem Raum die Temperatur via Fernsteuerung ändern, die Wärmeversorgung des ganzen Hauses bei Nichtanwesenheit mit einem entsprechend programmierten Modus voreinstellen oder bei Zusammenwirken der Heizungssteuerung mit z. B. Fensterkontakten die Raumwärmeversorgung beim Lüften unterbrechen.

Nachrüstbare Steuer-Sets werden u.a. von folgenden Anbietern angeboten: 

  • tado: Hinter der angeblich sehr einfach nachrüstbaren Heizungsteuerung tado (um die 300 Euro Anschaffungspreis, vom Hersteller versprochene Heizungskostenersparnis bis zu 120 Euro) steckt das Münchner Internet-Startup tado°. Herzstück des Heizungssteuerungssystems ist eine Box, die sowohl an der Heizung als auch am Internet-Router hängt. Die Box ersetzt vorhandene Wandthermostate oder sitzt direkt an der Heizung. tado lässt eine Heizungssteuerung von überall auf der Welt zu, so denn die Internetverbindung steht, bezieht aktuelle Wetterdaten aus dem Netz und reagiert auf den Lifestyle der Bewohner der zu beheizenden Räume.
  • controme: Die Traunsteiner Firma „Controme“ geht mit ihrem heizManager ähnliche Steuerungswege wie tado. Den steuernden heizManager installiert man im Elektro- oder Heizkreisverteiler, die Temperaturfühler werden in den einzelnen Räumen verteilt (auf oder unter Putz). Ein Fußbodenheizung Set Funk kostet im Angebot ab 580 aufwärts.
  • alpha.one: Die Heizungssteuerung der alphaEOS AG besteht aus vier Komponenten. Wie beim tado- und controme-System gehören zum Gesamtpaket eine zentrale Steuerungseinheit, Sensoren und eine Smartphone-App. Allerdings ersetzen die „alpha.drive“ genannten Stellantriebe die bislang verwendeten Heizkörperthermostatventile. Sie werden von der Schaltzentrale „alpha.base“ gemäß den Vorgaben und errechneten Heizregeln direkt angesteuert.

Diese Beispiele ließen sich hier um weitere ergänzen. Echte Smart Home-Heizungssteuerungen gehen jedoch weit über den reinen Einsatz von smarten Heizungsthermostaten hinaus. Sie steuern nicht nur die bedarfsgerechte Regelung der Heizwärmeabgabe, sondern auch deren Erzeugung. Wer mit einer Heizungssteuerung wirklich effizient heizen und Kosten sparen möchte, der sollte auf eine Steuerung setzen, die in der Lage ist, auch die Heizung und die wichtigsten Komponenten des Heizkreislaufes selbst anzusprechen. Dies sind in der Regel Steuerungslösungen, die die Raumtemperaturfühler, Regel- und Steuerungsgeräte, Motorventile, Heizkessel, Heizkörper bzw. Heizflächen und die Heizungspumpe umfassen. Solche Lösungen werden i.d.R. von den Heizungsherstellern selbst angeboten:

  • Buderus: Die Smart-Home-Lösung von Bosch umfasst die Steuerung sowohl des jeweiligen Raumklimas als auch der Buderus Heizungsanlage. Mit der Bosch Raumklimalösung lassen sich internetfähige Buderus Öl- und Gas-Heizungsanlagen ohne Aufwand auch nachträglich einbinden, mit den anderen Komponenten der Gebäudetechnik vernetzen und bequem per App mit dem Smartphone oder Tablet bedarfsgerecht steuern.
  • alpha innotec: Kernkomponenten der Heizungssteuerung alpha home von Wärmepumpen-Hersteller alpha innotec sind die Steuereinheit (Control Box) und die zentrale Funkeinheit (Gateway). Dieses System ist auf das optimale Heizen mit einer Wärmepumpe abgestimmt und steuert die jeweils über die App vorgegebene Temperatur für jeden Raum individuell. Unter Berücksichtigung externer Faktoren wird die Heizarbeit der Wärmepumpe entsprechend reduziert oder erhöht.
Das Bosch-Smart-Home-System bietet neben der Steuerung der Haustechnik auch die Steuerung internetfähiger Buderus Öl- und Gas-Wärmeerzeuger. (Grafik: Bosch Thermotechnik GmbH)
Das Bosch-Smart-Home-System bietet neben der Steuerung der Haustechnik auch die Steuerung internetfähiger Buderus Öl- und Gas-Wärmeerzeuger. (Grafik: Bosch Thermotechnik GmbH)

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"Prinzipien und Technologien zur Heizungssteuerung" wurde am 25.03.2016 das letzte Mal aktualisiert.