Funkgestützte Hausautomations-Systeme

Einsparpotenziale und Anwendungsmöglichkeiten

Dr.-Ing. Arne Kähler, Abteilungsleiter Regelungstechnik/Funknetzanwendung

In der Europäischen Union werden etwa 40% (EU-Gebäudeeff.) und in Deutschland etwa 30% (BMWI-03) der gesamten Endenergie für die Energieversorgung von Haushalten aufgewandt, davon etwa 80% für die Wärmeversorgung (BMWI-00). Die Reduzierung des Heizenergieverbrauchs in Wohngebäuden und die damit verbundene Verringerung der CO2-Emission entspricht deshalb dem allgemeinen gesellschaftlichen Interesse, das in Europa u.a. in Form der Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (EU-Gebäudeeff.) und speziell in Deutschland in Form der Energieeinsparverordnung (EnEV) gesetzlich verankert wurde.

Rahmenbedingungen für elektronische Einzelraumtemperaturregelungen

Die in Deutschland am 01.02.2002 in Kraft getretene EnEV, die nun in redaktionell überarbeiteter Fassung vom 26.05.2004 vorliegt und entsprechend der EU-Gebäuderichtlinie (EU-Gebäudeeff.) bis 2006 um die Aspekte ‚Klimatisierung‘, ‚Beleuchtung‘ und ‚Energiepässe (für den Gebäude-Bestand)‘ erweitert werden muss, sieht eine Reduzierung des Primärenergiebedarfs für die Wärmeversorgung neu zu errichtender Gebäude um etwa 30% gegenüber der nicht mehr geltenden Wärmeschutzverordnung vor.

Durch die EnEV wird bei Neubauten der Niedrigenergiehaus-Standard zur Regel. Auch der Energiebedarf von Altbauten wird durch höhere Anforderungen an Heizkessel, Dämmung von Verteileinrichtungen und Dachgeschossdecken nachhaltig gesenkt. Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Verringerung der Wohnnebenkosten für die Wärmeversorgung. Bei Berechnung des Heizenergiebedarfs wird ein ganzheitlicher Ansatz zu Grunde gelegt. Hierdurch ist die Nutzung des ganzen Spektrums moderner Energiespartechnik möglich, um zu wirtschaftlich optimalen Lösungen zu kommen. Wesentliches Merkmal der EnEV ist, dass zur Beurteilung der energetischen Qualität eines Gebäudes sowohl die baulichen, als auch die anlagen- und regelungstechnischen Maßnahmen bewertet werden. Kriterium ist der Primärenergiebedarf des Gebäudes, der in 3 Schritten ermittelt wird:

• Berechnung des Jahres- Heizwärmebedarfs Qh nach DIN EN 832/DIN 4108-6;
• Bewertung der Anlagentechnik mittels Bestimmung der Anlagen-Aufwandszahl eP nach DIN 4701-10;
• Berechnung des Primärenergiebedarfs durch Multiplikation der Anlagen- Aufwandszahl mit der Summe des Jahres- Wärmebedarfs für die Warmwasserbereitung (nur Wohngebäude) und des Jahres- Heizwärmebedarfs: QP = (Qh + QW ) x eP

Hinsichtlich der einzusetzenden Regelungstechnik werden für Zentralheizungen selbsttätig wirkende Einrichtungen in Abhängigkeit der Außentemperatur oder Zeit vorgeschrieben. Für heizungstechnische Anlagen mit Wasser als Wärmeträger sind selbsttätig wirkende Einrichtungen zur Regelung der Raumtemperatur verpflichtend. Unterschieden wird zwischen thermostatischer und elektronischer Regelung. Die nach EnEV gültigen Aufwandszahlen sind lediglich für den Betriebsfall ‚durchgehender Heizbetrieb‘ angegeben (DIN 4701- 10).

Der Heizenergieminderverbrauch elektronischer Regelungen müsste demnach für durchgehenden Heizbetrieb in der Wärmeübergabe sogar typisch unter 2% liegen, wenn man diesen mit thermostatischen Einzelraumtemperaturregelungen in der Größenordnung von (7…3)%, typisch ca. 4,5% und Thermostatventilen mit einer Auslegungs-P-Abweichung von 1K vergleicht. Unabhängige wissenschaftliche Studien [Hirschberg u.a.- 03] belegen jedoch, dass die tatsächlichen Einsparungen autarker elektronischer Regelungen im Vergleich zu thermostatischen Regelungen in der Wärmeübergabe für durchgehenden Heizbetrieb ca. 11% betragen.