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Experten-Ratgeber zur Heizkörperregelung mit Thermostatventilen

Was ist ein Thermostatventil und welche Aufgabe erfüllt es? Wie ist es aufgebaut und wie funktioniert es? Welche bautechnischen Varianten gibt es und was bewirken die Unterschiede? Was kosten Thermostatventile?

Ein Thermostatventil ist ein kleines Bauteil, mit dessen Hilfe man die Wärme regeln kann, die ein Heizkörper abgibt. Es gehört heute zur Standardausrüstung einer Heizung. Wir erklären in diesem Beitrag, wie das Thermostatventil aufgebaut ist, welche bautechnischen Varianten es davon gibt, wie es funktioniert und was es bringt – an Vorteilen, Nachteilen, Energieersparnis und mehr. Schließlich vergleichen wir auch die Preise unterschiedlicher Modelle.

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Aufgabe, Arten und Anschluss von Thermostatventilen

Thermostatventil-Serie TRV4 von Oreg für elegante Designheizkörper (Fotos: Oreg / EBERLE Controls GmbH)
Thermostatventil-Serie TRV4 von Oreg für elegante Designheizkörper (Fotos: Oreg / EBERLE Controls GmbH)

Das Thermostatventil wird unter verschiedenen Bezeichnungen gehandelt. So nennt man es auch Heizungsthermostatventil, Heizungsthermostat oder nur kurz: Thermostat beziehungsweise Ventil. Auch die Begriffe Einzelraumtemperaturregler, Wärmeregler, Heizkörperregler oder Thermostatkopf sind dafür gängig.

Die Aufgabe des Thermostatventils ist es, die Aufheizphase eines Heizkörpers zu regeln. Das heißt, mit Hilfe des Thermostatventils kann einerseits die Temperatur eingestellt werden, die mittels Heizwärme in einem Raum erzeugt werden soll. Andererseits regelt man damit also auch den Heizwärmeverbrauch, denn man lässt mehr oder weniger Heizwasser in den Heizkörper strömen.

Man unterscheidet grundsätzlich zwei Thermostatventilarten: Thermostatventile, die sich voreinstellen lassen und solche, die sich nicht voreinstellen lassen. Letztere kann man nur öffnen oder schließen, sie lassen keine weitere Regulierung der Heizung zu. Aus heutiger Sicht sind sie technisch veraltet, gleichwohl sie noch öfter im Dienst sind, als man denkt.

Aus baulicher Sicht bestehen Thermostatventile aus einem Thermostatkopf und einem Durchgangsventil oder einem Eckventil, das den Anschluss an den Heizkörper und an den Heizungskreislauf herstellt. Ob ein Durchgangs- oder Eckventil zum Einsatz kommt, entscheidet sich lediglich nach der gewünschten hydraulischen Anbindung. Sonderlösungen sehen z. B. auch 4-Wege Thermostatventile für Zweirohrsysteme etc. vor.

Experten-Wissen: Das weltweit erste Thermostatventil wurde im Jahr 1943 von dem Danfoss-Gründer Mads Clausen entwickelt, das es erstmals ermöglichte, die Temperatur in Räumen effektiv zu regulieren. Der Startschuss für das erste thermostatische Ventil zur Regelung der Temperatur in einem Wohnraum. Die Serienfertigung der Thermostatventile sowie die eigentliche Vermarktung begann im Jahr 1952.

Regulieren der Heizung mit Standard-Thermostatventil

Thermostat mit Ventilunterteil mit Zweipunktanschluss (Foto: energie-experten.org)
Thermostat mit Ventilunterteil mit Zweipunktanschluss (Foto: energie-experten.org)

Das Standard-Thermostatventil besteht aus zwei Teilen: Im Unterteil sitzt das Ventil, der sichtbare Teil ist der sogenannte Thermostatkopf. Er beherbergt das Herzstück des Thermostatventils: den mit Wachs, Gummi, Flüssigkeit oder Gas gefüllten Temperaturfühler (auch Aktor beziehungsweise Dehnstoffelement genannt). Mit dessen Hilfe steuert man das Öffnen und Schließen des Ventils, also den Durchflussquerschnitt des Heizungsvorlaufs und damit die Durchflussmenge.

Das funktioniert so: Der Thermostatkopf hat eine Temperaturskala, die ist meist fünfstufig. Die Position des Thermostatkopfes lässt sich per Hand einstellen. Dreht man den Thermostatkopf nach rechts, beispielsweise von Stufe 3 auf Stufe 1, schraubt sich dieser näher an das Ventil heran und begrenzt so die Öffnung des Ventils. In der Folge strömt weniger Heizwasser in den Heizkörper, woraufhin die Temperatur im Raum sinkt. Dreht man den Thermostatkopf dagegen nach links, also von Stufe 1 auf Stufe 3, öffnet man das Ventil weiter, so dass mehr Heizwasser in den Heizkörper fließen kann, was ein stärkeres Heizen und somit Ansteigen der Raumtemperatur bedeutet.

Es gilt die Faustregel, dass die Stufe 1 bei Thermostatventilen unabhängig von Hersteller und Fabrikat eine Raumtemperatur von gut 12 Grad Celsius bedeutet. Jede weitere Stufe der Skala legt darauf etwa drei bis vier Grad Celsius mehr. Manche Thermostatventile haben neben den Stufen 1 bis 5 noch ein Schneeflockensymbol, das den Aus-Status der Heizung bedeutet, sprich: das komplett geschlossene Ventil, sowie ein Mondsymbol, das den Frostschutzstatus (> als 6 Grad Celsius) symbolisiert.

Tabelle 1: Übersicht der Einstellmöglichkeiten und erreichbaren Temperaturen mithilfe eines Thermostatventils
Einstellung Temperaturregelung des Thermostatventils
SchneeflockeDas Symbol der Schneeflocke ist eine Frostsicherung für den Heizkörper. In dieser Einstellung ist das Heizkörperventil komplett geschlossen. Diese Einstellung sollte beim täglichen Stoßlüften unbedingt gewählt werden, da die einströmende kalte Luft die Aufheizung des Heizkörpers bewirkt und in der Konsequenz direkt nach draußen geheizt wird.
Stufe 1 Steht das Thermostat auf 1, dann heizt der Heizkörper nur dann, wenn die Temperatur weniger als ca. 12 Grad beträgt. So kann beispielsweise in Treppenhäusern dafür gesorgt werden, dass die Temperatur nicht darunter fällt.
Stufe 2 Die 2 aus dem Thermostat einer Heizung meint, dass die Temperatur im Raum bei etwa 18 Grad gehalten wird. Die Heizung verbraucht auch dann nur Energie, wenn die Raumtemperatur geringer als 18 Grad wird. Diese Temperatur eignet sich besonders für Schlafzimmer.
Stufe 3 Steht das Thermostat des Heizkörpers auf Stufe 3, wird eine durchschnittliche Raumtemperatur von ungefähr 20 Grad gehalten und bei bedarf aufgeheizt. Besonders für Wohnräume und Kinderzimmer eignet sich diese Stufe, um kalte Füße zu vermeiden und eine Wohlfühlatmosphäre zu schaffen.
Stufe 4 Entscheidet man sich für Stufe 4, erreicht eine Raumtemperatur etwa 24 Grad. Eine optimale Temperatur für die Morgenroutine im Badezimmer, nachdem man sich von der kuschelig warmen Bettdecke befreit hat. Für alle anderen Räume ist diese Temperatur jedoch zu hoch und kann dauerhaft die menschlichen Schleimhäute austrocknen und das Immunsystem schwächen.
Stufe 5 Die 5 auf dem Thermostat eines Heizkörpers meint eine Temperatur des Raumes von ca. 28 Grad. Dauerhaft eine so hohe Raumtemperatur zu erreichen ist nicht nur ungesund, sondern natürlich auch sehr teuer.

Nun ändert sich die Temperatur in einem Raum ständig, zum Beispiel scheint die Sonne hinein und heizt auf ihre Weise mit. Oder ein Fenster wird geöffnet, um frische Luft einzulassen, wobei die Raumtemperatur sinkt, weil die Wärme nach draußen strömt. Um nicht ständig am Thermostatkopf des Thermostatventils die Temperatur nachregulieren zu müssen, gibt es den höchst sensiblen Temperaturfühler.

Wird es wegen der Sonnenwärme im Raum wärmer als per Skala voreingestellt wurde, dehnt sich der Aktor Temperaturfühler entsprechend aus und schließt so das Ventil. Dabei kommen ein sogenannter Übertragungsstift und ein Stopfbuchsenstift ins Spiel. Es fließt weniger bis gar kein frisches Heizwasser in den Heizkörper nach. Sinkt die Raumtemperatur wegen des geöffneten Fensters dagegen merklich, ziehen sich Flüssigkeit / Gas entsprechend zusammen und öffnen mittels einer Rückstellfeder das Ventil. Durch das geöffnete Ventil fließt daraufhin neues Heizwasser in den Heizkörper – und zwar so lange, bis der Raum wieder die gewünschte Temperatur erreicht hat.

Experten-Tipp: Bei längerer Abwesenheit wie z. B. tagsüber, während man bei der Arbeit ist, ist es sinnvoll, das Thermostat nur etwas herunter zu regeln, anstatt das Ventil komplett zu verschließen. Denn abgesehen von der Temperatur der Raumluft, kühlen auch die Möbel und Wände ab. Das erneute und regelmäßige Aufwärmen der gesamten Wohnung ist daher mit höheren Energiekosten verbunden, als das bloße Erwärmen der Raumluft. Die Heizung komplett abzustellen ist daher nicht zu empfehlen.

Messprobleme und Positionierung externer Temperaturfühler

Bei Heizkörpern vor und unter Fenstern kommt es teilweise zu Messproblemen. Bei einem typischen Aktor im Thermostatregler können Gardinen oder davorstehende Möbel die Messung der Temperatur stark beeinflussen. Denn gerade in Vorhängen sammelt sich die Heizungswärme, ohne, dass diese an den Raum abgegeben wird. Ergebnis ist ein kalter und augenscheinlich „defekter“ Heizkörper, der durch die Gardinen vor dem Temperaturfühler jedoch nicht in der Lage ist die tatsächliche Temperatur des Raumes zu messen.

Daher kann der Einsatz externer Temperaturfühler Sinn machen. Um eine optimale Messung der Raumtemperatur zu erreichen, werden diese Fühler bestmöglich mittig unter dem Heizkörper in der Nähe des Fußbodens platziert. So wird die Messung am geringsten von anderen Gegenständen beeinflusst. Alternativ kann auch ein Thermostat mit Außenfühler eingesetzt werden. Bei Heizkörpern, die speziell dem Ausgleich der Fensterkälte dienen, kann der Außenfühler des Thermostats auch über dem Heizkörper im oberen Bereich des Fensters befestigt werden.

Regulieren der Heizung mit programmierbarem Thermostatventil

Inzwischen gibt es auch programmierbare Thermostatventile, die sich digital (fern)steuern (programmieren) lassen. Anstelle eines Gases oder einer Flüssigkeit benutzen sie einen elektronischen Fühler, der die Temperatur im Raum misst und das Ventil steuert. Dies geschieht nicht mehr mechanisch, sondern mit Hilfe eines meist batteriebetriebenen Elektromotors. Solche Thermostatventile werden über die Zeitfunktion programmiert. Der Verbraucher wählt beispielsweise am Abend für das Bad eine bestimmte Zielzeit und Zieltemperatur vor und genießt am folgenden Morgen ein wohltemperiertes Bad.

Nachdem er das Haus verlassen hat, um seiner täglichen Arbeit nachzugehen, reguliert das Thermostatventil die Raumtemperatur herunter und spart so Heizwärme. Das ist auch der Grund, warum man diese Thermostatventile Energiespar-Thermostate oder -Regler nennt. Gegenüber den mechanisch funktionierenden Thermostatventilen spart ein vorprogrammierbares nach Angaben der Stiftung Warentest und des Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA), in dem die Thermostat-Hersteller organisiert sind, etwa zehn Prozent Heizwärme und daraus resultierende Kosten. Und das auch, weil es eine kleinere sogenannte Hysterese (Systemverhalten von Regeltechnik) und somit genauere Einhaltung des Sollwertes ermöglicht.

Eine Weiterentwicklung sind programmierbare Thermostatventile, die per Funk gesteuert werden können und jede Menge Sonderfunktionen ermöglichen, zum Beispiel eine zentrale Abwesenheitsschaltung, also einen Zentralschalter nahe der Wohnungstür, der die Heizungsanlage zentral auf Abwesenheit oder Anwesenheit schaltet, wenn man ihn beim Verlassen beziehungsweise Betreten der Wohnung betätigt. Der große Vorteil mancher funkgesteuerter "smarter" Thermostatventile ist jedoch der: Die Temperaturfühler lassen sich frei im Raum positionieren, so dass die Raumtemperatur nicht in unmittelbarer Nähe des Heizkörpers gemessen wird.

Wichtig: Sowohl Heizungsanlagen mit mechanisch arbeitenden Thermostatventilen als auch solche, die mit programmierbaren Modellen arbeiten, benötigen beide einen hydraulischen Abgleich!

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Voreinstellungsmöglichkeit bei Thermostatventilen (Behördenthermostatventil)

Früher wurden im Heizkreislauf auch selbsttätige thermostatische Ventile (hier: Powers No. 11-A Regulator) eingesetzt, die ohne externe Stromversorgung den Durchfluss des Heizwassers entsprechend der Fühlertemperatur steuern. (Foto: energie-experten.org)
Früher wurden im Heizkreislauf auch selbsttätige thermostatische Ventile (hier: Powers No. 11-A Regulator) eingesetzt, die ohne externe Stromversorgung den Durchfluss des Heizwassers entsprechend der Fühlertemperatur steuern. (Foto: energie-experten.org)

Herkömmliche Thermostatventile haben eine sogenannte Voreinstellungsoption. Mit dieser Stellschraube, die im Ventilunterteil sitzt, kann man die Menge des Heizwassers, die das Ventil – unabhängig vom Betätigen des Thermostatkopfes - maximal in den Heizkörper einströmen lässt, festlegen. Das macht Sinn, um die Heizung an den tatsächlichen Wärmebedarf eines Raumes anzupassen. Außerdem lässt sich die Heizung mittels eines hydraulischen Abgleichs optimal einstellen und somit effizient betreiben.

Solche voreinstellbaren Thermostatventile werden mitunter auch Behördenthermostatventile genannt. Denn sie kommen häufig im öffentlichen Raum zum Einsatz, also in Behörden, Schulen und Ähnlichem, zum Einsatz, wo der Einstellbereich für die Temperatur begrenzt beziehungsweise komplett blockiert werden soll, so dass nur Befugte daran Änderungen vornehmen können.

Ein Sonderfall stellt eine typische Mengen- bzw. Durchflussregelung dar, bei der sich durch das Öffnen oder Schließen eines thermostatisch arbeitenden Ventils der Volumenstrom im Heizkreislauf ändert. Sie bestehen aus einem thermisch gesteuerten und einem druckgesteuerten Teil. Der Temperaturfühler ist an einer Saugleitung hinter dem Verdampfer befestigt. Ein Kapillarrohr überträgt die Temperaturänderungen auf ein Membransystem, das als Antrieb eines Ventilkegels dient. Auf die Unterseite der Membran wirkt dann der Druck am Anfang des Verdampfers. Eine steigende Überhitzung in der Saugleitung erhöht dann den Druck des Temperaturfühlers auf die Membran und das Ventil öffnet sich.

Experten-Tipp: Ein ausgekühlter Raum erreicht genauso schnell die gewünschten 20 oder 21 Grad, wenn man das Ventil nur auf 3 statt auf 5 einstellt. Der wesentliche Unterschied: Steht das Ventil auf 3, wird die Wärmezufuhr zum Heizkörper gestoppt, wenn die Wunschtemperatur erreicht ist. Auf Stellung 5 heizt der Heizkörper einfach weiter: Und jedes weitere Grad Raumtemperatur erhöht den Heizenergieverbrauch um gut sechs Prozent.

Verschleiß und Abnutzungsprobleme bei Thermostatventilen

Wegen des in der Heizperiode täglichen Gebrauchs des Thermostatventils verschleißt dieses wie andere technische Bauteile auch. Allerdings geschieht diese Abnutzung schleichend – und wird von einem Laien kaum wahrgenommen. Erste spürbare Symptome für den Verschleiß des Thermostatventils sind eine schwerere Beweglichkeit des Thermostatkopfes oder die Tatsache, dass der Heizkörper trotz Regulierung über das Ventil stetig heiß ist. Sie reagieren dann oft gar nicht oder nur unzulänglich auf Raumtemperaturschwankungen. Dabei hat sie direkte Auswirkungen auf die Funktionstüchtigkeit des Thermostatventils und damit auf die Effizienz desselben. Ein verschlissenes Ventil kann also zu mehr Wärmeverbrauch und damit zu steigenden Heizkosten führen.

Das Einsparpotenzial von neuen, nicht programmierbaren Heizungsthermostate liegt nach Angaben der Stiftung Warentest und des Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA), in dem die Thermostat-Hersteller organisiert sind, bei rund zehn Prozent. Das von programmierbaren Thermostatventilen noch etwas darüber. Der Austausch eines als Heizkörperventils lohnt sich also. Daher wird ein Austausch etwa alle 15 Jahre empfohlen.

Experten-Tipp: Wer sich zu Beginn der Heizsaison mit programmierbaren Heizkörperthermostaten eindeckt, kann mindestens zehn Prozent der Heizenergie einsparen, ohne Komfort einzubüßen. Das zeigt eine aktuelle Untersuchung des Öko-Instituts.

Preise von Thermostatköpfen und Ventil-Sets

Preislich beginnen einfache Thermostatventile bei etwa 10 bis 15 Euro. Programmierbare Thermostaventile gibt es ab etwa 25 Euro, funktionsreicher ausgestattete Funk-Thermostatventile, die Sie per Smartphone oder Tablet programmieren können, kosten ab etwa 60 Euro.

Tabelle 2: Preis-Beispiele für Thermostatventile aus Online-Shops
Thermostatventil Preise
Viessmann Thermostat-Ventil Durchgang 1/2" ab 7,49 Euro
Viessmann Vitoset Thermostatkopf ET 35 ab 7,49 Euro
Oventrop Thermostatkopf Uni XH 1011365 ab 7,75 Euro
Thermostar-Set Thermostatkopf, Eckform und Durchgang ab 9,99 Euro
Schlösser Thermostatkopf "Brilliant" M30 x 1,5 ab 10,20 Euro
Viessmann Vitoset Thermostatkopf TRV 4 ab 13,49 Euro
Danfoss Thermostatventil 1/2'' ab 13,90 Euro
Heimeier Thermostatventil Set (1/2", Durchgang) ab 19,49 Euro
Danfoss Thermostatventil Set RAW (1/2", Durchgang) ab 21,50 Euro
Danfoss Thermostatventil Set RAW (1/2"", Eck) ab 21,50 Euro
Heizkörperthermostat IMI Heimeier ab 22,69 Euro
Schlösser Thermostatventil-Set Durchgang 4805 + Thermostatkopf ab 22,90 Euro
XIMAX Design Thermostatkopf ab 29,90 Euro
eQ-3 4er-Set Typ N Elektronik-Heizkörper-Thermostat mit Boost-Funktion ab 34,95 Euro
Elektronisches Heizkörper-Thermostat 4er Pack - EHT CLASSIC N S4 ab 34,95 Euro
Danfoss Thermostatventil living eco ab 34,99 Euro
Homematic-IP Homematic IP Funk-Heizkörperthermostat Hmip-eTRV ab 49,95 Euro
XIMAX 4-Wege Thermostatventil für Zweirohrsysteme ab 69,90 Euro

Die Auswahl an Thermostatventilen ist inzwischen groß und auch die Ausstattung der Modelle ist variabel. Wer ein neues Thermostatventil kaufen möchte, sollte sich vorab informieren, denn nicht alle Modelle sind tatsächlich im Handel erhältlich. Fragen Sie hier am besten einen Fachmann, beispielsweise Ihren Heizungsbauer.

Experten-Wissen: Allein in Europa gibt es mehr als 500 Millionen Heizkörper mit manuellen und ungeregelten Ventilen (Stand 2017). Würden sie alle mit Thermostatventilen ausgestattet, ließen sich jährlich 12 Milliarden Euro und 130 TWh Energie einsparen. Eine solche Aufrüstung würde den jährlichen CO2-Ausstoß Europas um 29 Millionen Tonnen senken.

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Weitere Informationen zur Heizungssteuerung

"Ratgeber zur Heizkörperregelung mit Thermostatventilen" wurde am 04.10.2016 das letzte Mal aktualisiert.