Experten-Ratgeber: Prinzipien und Technologien zur Heizungssteuerung

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.

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.

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.

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.