Intelligente Regelungen für Heizen und Kühlen mit Flächenheizsystemen

Dipl.-Ing. Claudia Zeller

Wer heute baut oder renoviert, achtet sehr stark auf Energie sparende Maßnahmen. Bei Neubauten sind Niedrigenergiehäuser bis hin zu Passivhäusern Standard. Die Verwendung einer Flächenheizung in Fußboden oder Wand bietet sich in vielen Fällen an. Vorteil hierbei sind die geringen Vorlauftemperaturen, die ein modernes, Energie sparendes Heizsystem bevorzugt. Beispiel hierfür sind Wärmepumpen, die entweder die benötigte Energie der Luft oder dem Erdreich entziehen. Gerade in Verbindung mit einer geothermischen Wärmepumpe ergibt sich neben dem umweltfreundlichen Heizen noch eine weitere Komfortsteigerung – das Kühlen der Räume im Sommer. Die Vorteile liegen auf der Hand, so z.B. ein angenehmes Raumklima ohne Zugluft oder trockene Luft und das alles ohne zusätzlichen Installationsaufwand! Der erreichbare Effekt in der Praxis bei Kühlung über die Flächensysteme sind ca. 4 Kelvin – eine ausreichende Beschattung vorausgesetzt. Dies reicht jedoch aus, um im Sommer ein angenehmes und gesundes Raumklima zu schaffen. Zudem muss die Wärme in Sommer in Niedrigenergiehäusern durch die starke Wärmedämmung abgeführt werden. Jedoch muss bei der Auslegung der Heizsysteme bei Heizen und Kühlen darauf geachtet werden, dass die Kühlleistung geringer ist als die Heizleistung. Dies bedeutet eine engere Verlegung der Heizrohre, was auch im Heizbetrieb den Vorteil von niedrigen Vorlauftemperaturen mit sich bringt.

Die richtige Regelung
Für die komfortable Temperatureinstellung und -regelung der einzelnen Räume werden formschöne Raumthermostate verwendet, die über Stellantriebe und Ventile im Heizkreisverteiler auf die jeweilige Raumzone wirken. Stand der Technik ist heute die Verwendung von elektronischen Raumthermostaten, die neben einer präziseren und konstanten Raumtemperaturregelung absolut geräuschlos arbeiten – im Gegensatz zu den elektromechanischen, laut klickenden Bimetalltypen. Bei den Regelungen gibt es zwei Grundtypen, die sich im Umschalten der Betriebart Heizen/ Kühlen unterscheiden. Bei der witterungsgeführten Umschaltung in den Kühlbetrieb wird die nachgeschaltete Einzelraumregelung außentemperaturabhängig über ein Change-Over-Signal (C/O-Signal) von der Wärmepumpenregelung umgeschaltet.

Die zweite Möglichkeit ist die manuelle Umschaltung auf Kühlbetrieb der Anlage durch den Benutzer über einen zentralen Betriebsartenschalter. Dieser liefert das Change-Over-Signal und gibt es an die Einzelraumregelung weiter. Diese schaltet beispielsweise die Wärmepumpe auf Kühlbetrieb um. Ob eine Regelung mit witterungsgeführter oder manueller Umschaltung verwendet wird, hängt von den Wünschen der Eigentümer ab. Eine Vorregelung im Kühlbetrieb ist dann notwendig, wenn die Vorlauftemperatur vom Kühlgerät nicht begrenzt wird.

Die Regelung arbeitet als Festwertregelung, bei der die Vorlauftemperatur gemessen wird. Im Kühlbetrieb muss die Vorlauftemperatur auf ca. 16/17 °C nach unten begrenzt werden, um einerseits eine Schwitzwasserbildung auf den Oberflächen zu verhindern und andererseits unangenehm kalte Oberflächen zu vermeiden. Empfehlenswert ist eine solche Vorregelung bei einer geothermischen Anlage, die Vorlauftemperaturen bis zu 8 °C erzeugen kann. Im Heizbetrieb kann auf Wunsch die Vorlauftemperatur nach oben auf 30-35 °C begrenzt werden