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Digitale Heizung: Technologien und Anwendungen im Überblick

Wie funktioniert eine digitale Heizung? Welche Probleme gibt es? Welchen Nutzen stiftet sie?

Die Digitalisierung erfasst mittlerweile sämtliche Lebensbereiche und macht auch vor dem Heizungskeller nicht halt: Die digitale Anbindung der Heizung ermöglicht eine individuelle Kontrolle und Steuerung der Heizung und eröffnet so die Möglichkeit, automatisiert oder durch aktive Sparmaßnahmen gezielt Heizenergie und Heizkosten einzusparen und die Heizung umwelt- und klimafreundlicher zu betreiben. Um bis zu 15 Prozent kann der Energieverbrauch durch die Digitalisierung der Heiztechnik reduziert werden.

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So funktioniert die digitale Heizung

Die Heizung in der herkömmlichen Funktionsweise verfügt über eine Regelung ohne Internetzugang, die die bekannten Funktionen wie Witterungsführung, Raumtemperatur-, Trinkwarmwasser-Temperaturregelung, Heizkurveneinstellung und Schaltzeiteneinstellung sowie die Frostschutzfunktion beinhaltet. Diese dienen zur Herstellung der Funktionssicherheit der Heizungsanlage und dem Frostschutz des Gebäudes.

Die digitale Heizung steht für eine Heizung, bei der der Nutzer mit der Anlage interagiert und mit einfachen Anwendungen individuell über das Smartphone steuert oder sogar aus der Ferne betreut. Über eine digitale Verknüpfung der Heizung per z. B. WLAN ergibt sich so ein deutlicher, über die Erfüllung der vorgenannten Aufgaben hinausgehender Zusatznutzen.

Beliebte Funktion der digitalen Heizung: Man kann die eigene Heizung ortsunabhängig kontrollieren und steuern. (Foto: Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V.)
Beliebte Funktion der digitalen Heizung: Man kann die eigene Heizung ortsunabhängig kontrollieren und steuern. (Foto: Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V.)

Die digitale Ansprache der Heizung erfolgt dabei über das Smartphone oder Tablet oder ein Smart Home-System, das entsprechend der im Haus verbauten Smart Home-Komponenten nach speziellen Regelalgorithmen die Steuerung der digitalen Heizung übernimmt. Es werden zudem wichtige Parameter sekundengenau visualisiert.

Die digitale Heizungssteuerung verfügt über ein integriertes oder externes Kommunikationsmodul, das dieses ermöglicht. Es gibt unterschiedliche Kommunikationsmöglichkeiten. Oft wird die Verbindung über LAN-Kabel oder W-LAN an den Router angeschlossen. Sollte kein Heimnetzwerk zur Verfügung stehen, ist bei vielen Herstellern auch der Anschluss eines Mobilfunkrouters möglich.

Prinzipskizze des Netzwerkes der "digitalen Heizung" (Grafik: Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V.)
Prinzipskizze des Netzwerkes der "digitalen Heizung" (Grafik: Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V.)

Bei heutigen Anlagen ist die Verbindung zum Modul per „Plug und Play“ in wenigen Minuten einsatzbereit. Die Installation der Hardware ist unproblematisch und ohne Spezialkenntnisse möglich. Die Installation der Software beschränkt sich darauf, die entsprechende App herunterzuladen.

Leistungsumfang: Visualisieren, steuern und optimieren

Bei digitalen Heizungssystemen kleiner Leistung (Ein-, Zweifamilienhausbereich) lassen sich die folgenden Funktionen und Einstellungen der Heizung über das Smartphone digital anzeigen und ansteuern bzw. variieren.

Visualisierung von Betriebsdaten

Auf dem Smartphone, Tablet oder Computer können jederzeit die wichtigsten Funktionen wie die Systemtemperatur, Außentemperatur und Zeitprogramme der Heizung abgefragt und visualisiert werden. Besonders interessant sind dabei die Anzeige der Betriebszustände wie Heizbetrieb, Zirkulation, Nachtabsenkung und z. B. Urlaubs- oder Partybetrieb.

Zudem können die Erträge erneuerbarer Energien z. B. in Form von anschaulichen Diagrammen für die Einbindung der Solarthermie-Anlage oder den Eigenstromverbrauch der Wärmepumpe visualisiert werden. Auch bei Biomasse-Kesseln können die eingesetzten Brennstoffe als erneuerbare Energien in Kilowattstunden (kWh) ausgewiesen werden. Ebenfalls lassen sich die aktuellen Verbräuche fossiler Energieträger wie Erdgas oder Heizöl ablesen und z.B. in geldwerten Äquivalenten als Einsparung ausweisen.

Regelung der Raumtemperatur

Die Raumtemperatur kann über das Smartphone abgesenkt oder angehoben werden. Oft werden die Anlagen über sogenannte Szenarien („Tag“, „Nacht“ und „Zu Hause“ o. ä.). gesteuert. Die Absenkung erfolgt unter vollumfänglicher Sicherung des Frostschutzes, da diese in der Kesselregelung stattfindet. Mit der Möglichkeit der Temperaturabsenkung können in Zeiten der Abwesenheit des Betreibers substanzielle Energieeinsparungen realisiert werden. Ist eine raumtemperaturabhängige elektronische Regelung vorhanden, können Einzelräume bezüglich der Temperatur separat angesteuert werden.

Fernüberwachung und Monitoring

Über gesicherte Datenprotokolle werden Betriebszustände der digitalen Heizung und ggf. Störfälle an den Handwerker gemeldet. Störfälle können unter Umständen aus der Entfernung behoben werden. Ist dies nicht möglich, kann, falls der Betreiber dies möchte, die Störmeldung unmittelbar einen Kundendiensteinsatz auslösen.

Je nach Vereinbarung zwischen Hersteller und Heizungsbauer auf der einen bzw. dem Betreiber auf der anderen Seite kann die Fernüberwachung der Heizungsanlage über das Internet auch durch den Hersteller bzw. parallel durch Hersteller und Heizungsbauer erfolgen. Je nach Vereinbarung kann der Außendienst des Herstellers nach Erhalt einer Störmeldung aktiv werden und den Schaden beheben.

Einlesen und Nutzung von Wetterdaten

Die Digitalisierung der Steuerung von Heizsystemen (außer Basisfunktionen) bietet die weitere Möglichkeit und den Vorteil, aktuelle Wetterdaten und vor allem Vorhersagen einlesen zu können. Dadurch kann die Heizung vorausschauend betrieben werden und bedarfsabhängig die Energieträger auswählen. Prognostiziert die Wettervorhersage z. B. morgens Wolken und nachmittags Sonnenschein und sind zusätzlich alle Bewohner vormittags aus dem Haus, so wird das Heizgerät nur für die morgendlich benötigte Warmwassermenge sorgen und die Solaranlage heizt den Warmwasserspeicher nachmittags mit kostenloser Sonnenenergie auf. So kann die Speicherkapazität effizient mit erneuerbaren Energien genutzt werden.

Optimale Steuerung von Hybrid-Heizungen

Die digitale Regelung erlaubt es auch, hybride System optimal miteinander zu kombinieren. Dies kann sowohl in ökologischer als auch finanzieller Hinsicht gelten. So können Wärmepumpen bei überschüssigem Strom aus Wind und Photovoltaik oder Eigenproduktion von den daraus resultierenden niedrigen Strompreisen versorgt werden. Kommt es bei niedrigen oder nicht existenten Strommengen aus PV und Wind (kein Windaufkommen, keine Sonneneinstrahlung) in Kombination mit extrem niedrigen Außentemperaturen zu teuren Strompreisen im Netz, übernimmt der Gas- oder Öl-Brennwertkessel als Back-up die Deckung des Wärmebedarfs.

Digitalisierung und Sicherheit beim Datenaustausch

Die „Digitalisierung“ der Heizungsanlage erfolgt über Plug-and-play-Lösungen, welche durch den Fachhandwerker in wenigen Schritten umgesetzt werden können. Voraussetzung ist, dass der Wärmeerzeuger „Internet-fähig“ ist. Hierzu ist eine Internetschnittstelle erforderlich, welche entweder direkt im Wärmeerzeuger eingebaut ist oder als separates Schnittstellenmodul (Gateway) installiert und mit dem Wärmeerzeuger verbunden wird.

Moderne Heizkessel, Wärmepumpen und dezentrale KWK-Anlagen sind heute alle Internet-fähig. Ältere Geräte lassen sich zum Teil nachrüsten. Die Verbindung von der Regelung des Wärmeerzeugers zum Schnittstellenmodul erfolgt über eine Bus-Leitung, der Anschluss der Internetschnittstelle im Wärmeerzeuger bzw. des Schnittstellenmoduls an den Router des Netzwerks über ein LAN-Kabel, WLAN oder eine Powerline. Über den Router hat die Heizungsanlage nun Zugang zum Internet.

Nach der Installation der Hardware kann der Anlagenbetreiber für seine Heizungsanlage den Zugang zum Server des Herstellers über das Internet beantragen und freischalten lassen. Diesen Vorgang nennt man auch Aufschaltung der Anlage. Die Aufschaltung erfolgt über eine App des Herstellers, welche auf einem mobilen Endgerät, entweder einem Smartphone oder einem Tablet mit den aktuellen Betriebssystemen iOS oder Android, installiert wird.

Internetbasierte Anwendungen können von Hackern angegriffen werden. Auch bei digitalisierten Heizungsanlagen kann dies der Fall sein. Daher werden auch bei digitalen Heizungen die gängigen Sicherheitsstandards in der Datenkommunikation z. B. durch die Verschlüsselung der Daten angewendet und jederzeit auf dem neuesten Stand gehalten.

Da es sich bei einer Heizung jedoch um eine existenzielle Infrastruktur für die Sicherheit des Gebäudes und damit des Nutzers handelt, werden zusätzliche Sicherheitsmechanismen angewendet. So werden u.a. die Komforteinstellungen von den Basisfunktionen der Heizung entkoppelt. Die Sicherung der Minimaltemperatur z. B. des Frostschutzes wird dann von unabhängigen, prioritären Sensoren (Außentemperaturfühlern) übernommen, sodass auch bei einer Manipulation ein Mindestmaß an Wärmeversorgung gesichert ist.

"Digitale Heizung: Technologien & Anwendungen" wurde am 10.10.2017 das letzte Mal aktualisiert.