Fallbeispiel, Einstellen der Heizkennlinie

Dr. Engin Bagda

Einleitung
Mit der Einstellung der Neigung und Steigung einer Heizung können Heizkosten eingespart werden (siehe  Heizkosten sparen, Vorlauftemperatur einstellen )

Unten wird an einem Fallbeispiel gezeigt, welche Effekte bei der Einstellung der Heizkennlinie sowie der Temperaturabsenkung zu beobachten und wie diese zu deuten sind.

Zusammenfassung
Durch das Verändern der Steigung und Neigung kann iterativ, entsprechend der Jahreszeit, die optimale Steigung und das Niveau für die gewünschte Lufttemperatur innen eingestellt werden.

Einsparungen mit der Temperaturabsenkung konnten dargestellt werden. 

Messungen
Bis zum 11. 11. 2024 wurde die Heizung mit einer Steigung: 1,8 und einem Niveau (Solltemperatur) von 20 °C betrieben. Die gewünschte Lufttemperatur innen von 21 °C bis 22 °C wurde mit dieser Einstellung eingehalten.

Nach dem 12. November 2024 wurde die Steigung und das Niveau der Heizkennlinie entsprechend den sich einstellenden Lufttemperaturen innen variiert. In Tabelle 1 sind die Umstellungen der Heizkennlinie, sowie die daraus resultierenden Lufttemperaturen innen zusammengefasst.

Tabelle 1: Iteration der Heizkennlinie zum Finden der minimalen Werte für Steigung und Niveau mit dem Ziel einer Lufttemperatur innen zwischen 21 °C und 22 °C
HKL Umst:  Heizkreislauf Umstellung

Die Lufttemperaturen außen sind für diesen Zeitraum in Abbildung 1 grafisch dargestellt. Die Buchstaben entsprechen den Umstellungen, die in Tabelle 1 beschrieben sind.

Abbildung 1: Tagesmitteltemperaturen der Luftmessstelle Darmstadt DEHE001
Buchstaben markieren Umstellungen der Heizkennlinie in Tabelle 1

Ergebnis:
Durch Iteration von Niveau und Steigung der Heizkennlinie kann innerhalb eines Tages die Ziel-Raumlufttemperatur eingestellt werden. Diese muss über mehrere Tage beobachtet werden. Mit Änderung der Lufttemperaturen außen kann mit der neu eingestellten Heizkennlinie die Lufttemperatur innen als „zu kühl“ empfunden werden.

Ein Zusammenhang zwischen Heizwärmeverbrauch und Änderung von Steigung und Niveau konnte in der untersuchten Zeitspanne nicht festgestellt werden. Der Grund ist, dass der Einfluss der Änderung von Steigung und Niveau auf den Heizwärmeverbrauch geringer ist, als die des sich täglich ändernden Wetters (siehe Heizkosten, Überprüfen von Sparmaßnahmen - Heizen-Kühlen-Sparen ).

Untersuchung der Temperaturabsenkung          
Am 21.12.2024 wurde die Heizung bei Steigung 1,3 auf das Niveau 17 °C abgesenkt. Die Lufttemperatur innen wurde ab 18:30 kontinuierlich gemessen (siehe Abbildung 2). Die Familie verreiste am 22.12.2024 für 5½ Tage.

Abbildung 2: Abklingkurve der Lufttemperatur innen vom 21.12. bis zum 27.12.2024, nachdem das Niveau der Heizkennlinie von 21°C auf 17 °C abgesenkt wurde. Steigung war 1,3. Die Tagesmittelwerte der Lufttemperaturen außen sind oben eingetragen.

Als die Familie am 27.12.2024 um 15:00 Uhr nach Hause kam, war die Lufttemperatur innen auf 18,5 °C gefallen.

Ergebnis:
Das Niveau von 17 °C entspricht etwa dem Niveau der Heizkennlinie bei der Nachtabsenkung, die im Allgemeinen werkseitig auf 16 °C eingestellt ist. Die Steigung des Temperaturabfalls in Abbildung 2 beträgt in den ersten 24 Stunden -0,0625 K/h. Das bedeutet, dass in diesem Gebäude bei einer Nachtabsenkung über 8 h die Lufttemperatur innen etwa um 0,5 K abfallen wird, wenn die Lufttemperatur außen im Bereich von 4 °C ist.

Nach 5½ Tagen, mit der Heizkennlinie mit Steigung 1,3 und Niveau 17 °C, hatte die Innenfläche der Außenwand um 15:00 Uhr eine Temperatur von 16,8 °C.

Nachdem die Heizkennlinie um 15:00 Uhr auf das Niveau 22 °C hochgestellt wurde, dauerte es 3 Tage bis die Temperatur der Innenfläche der Außenwand wieder 21 °C erreicht hat (siehe Tabelle 2).

Tabelle 2: Entwicklung der Lufttemperatur innen sowie der Temperatur der Außenwand, nachdem das Niveau der Heizkennlinie von 17 °C auf 22 °C, bei gleicher Steigung von 1,3, hochgestellt wurde. Die Lufttemperaturen außen sind die Tagesmitteltemperaturen der Luft außen der Luftmessstelle Darmstadt DEHE001

Ergebnis:
Auf Veränderungen der Heizkennlinie reagiert die Lufttemperatur innen schneller als die Oberflächentemperatur der Außenwand. Das ist für die Komforttemperatur eines Raumes von Bedeutung (siehe Komfortklima, die gefühlte Raumtemperatur - Heizen-Kühlen-Sparen ).

Einsparung mit der Temperaturabsenkung

Bis zum 21.12.2024 war der Gasverbrauch mit den unterschiedlichen Werten der Heizkennlinie in Tabelle 1 zwischen 3 kWh/h und 5 kWh/h. Der Tagesmittelwert der Luft außen war 5 °C.

Vom 27.12.2024 bis zum 27.12.2024 war bei einem Niveau 17 °C und Steigung 1,3 der Gasverbrauch bei 3 kWh/h. In diesem Zeitraum war die Tagesmittelwert der Luft außen 2,6 °C.

Am 27.12. 2024 zwischen 15:00 Uhr und 23 Uhr, bis die Lufttemperatur innen 20,8 °C erreicht hat, war der Gasverbrauch 13 kWh/h.

Vom 28.12.2024 bis 30.12.2024 wurde die Wohnung wieder mit einer Heizkennlinie mit Niveau 23 °C und Steigung 1,3 geheizt. In diesen drei Tagen war der Gasverbrauch 6 kWh/h und der Tagesmittelwert der Luft außen -1,8 °C.

Die daraus resultierende Frage ist, ob es eine Einsparung im Gasverbrauch bringt, wenn die Raumtemperatur innen abgesenkt und dann wieder aufgeheizt wird.

Zum Abschätzen des Einsparpotenzials mit einer Temperaturabsenkung wurden die Tagesmittelwerte des Gasverbrauchs und der Lufttemperatur außen über ausgesuchte Zeiträume ermittelt (siehe Tabelle 3).
 

Tabelle 3: Tagesmittelwerte für ausgesuchte Zeiträume für den Gasverbrauch und Lufttemperatur außen
 

Es wurden deshalb „Pakete“ von Tagen gebildet, da die Auswertung von Punktescharen für einzelne Tage eine zu große Streuung hat  (siehe Heizkosten, Überprüfen von Sparmaßnahmen - Heizen-Kühlen-Sparen ). Die ausgesuchten Zeiträume in Tabelle 3 resultieren auch aus den Tagen, an denen der Zählerstand des Gasverbrauchs abgelesen wurde. Die Werte aus Tabelle 1 sind in Abbildung 3 grafisch dargestellt. Der mittlere Gasverbrauch an den Tagen mit der Temperaturabsenkung auf das Niveau 17 °C ist in Abbildung 3 mit einem roten Kreis gekennzeichnet.

Abbildung 3: Tagesmittelwerte des Gasverbrauchs und Lufttemperatur außen für ausgesuchte Zeiträume in Tabelle 3

Aus Abbildung 3 ist zu sehen, dass die Temperaturabsenkung über 5½ Tage mit der Einstellung des Niveaus auf 17 °C, trotz des anschließenden Aufheizens der Räume mit einem Gasverbrauch von 13 kWh/h, eine Ersparnis von etwa 30 kWh/Tag gebracht hat. Das entspricht einer Einsparung von mehr als 20%.

Das Thema „Nachtabsenkung“ wird derzeit weiter untersucht und in einem weiteren Aufsatz dargestellt.

Danksagung
An Eva und Manfred Herrmann für die Mühe die vielen Daten zu sammeln und auch manch einen kalten Tag in der Wohnung zu dulden.