Temperaturabsenkung - Nachtabsenkung

Dr. Engin Bagda

Einleitung
Bei der Temperaturabsenkung wird die Heizung runtergefahren, wenn es nicht gebraucht wird.

Die Temperaturabsenkung ist als „Smart Home“ oder „intelligentes Heizen“ auch bei Wohnungen in großen Wohneinheiten anwendbar, wo kein Zugriff auf die Heizung möglich ist (siehe Smart Home, intelligentes Wohnen - Heizen-Kühlen-Sparen ).

Es wird an einem Objekt gezeigt, wie mit der Temperaturabsenkung Einsparungen möglich sind.

Nachtabsenkung

Als Beispiel wurde der Gasverbrauch einer Brennwertheizung an zwei Tagen mit Außentemperaturen zwischen -5°C und 2°C gemessen (siehe Abbildung 1).

Der stündliche Gasverbrauch ist in Abbildung 1 mit der gelben Linie dargestellt und ist tagsüber zwischen 7 kWh/h und 15 kWh/h. Um 22:00 Uhr wurde die Heizung abgeschaltet und während der Nachtabsenkung bis 06:00 Uhr ist der Gasverbrauch zum Frostschutz 3 kWh/h. Damit wurden an diesen beiden Tagen mehr als 30% Heizkosten gespart.

Abbildung 1 Temperaturen und Gasverbrauch am 13. und 14. 01. 2025
W: Zubereitung von Warmwasser
M: Temperaturabsenkung zwischen 11:50 und 12:00 zwischen 1. und 2. Heizzyklus
S: Erhöhung der Außentemperatur am Objekt, bedingt durch solare Einstrahlung

Die Einsparung mit der Nachtabsenkung ist mit einer Abnahme der Raumtemperatur verbunden. In diesem Beispiel fällt mit der Nachtabsenkung ab 22:00 Uhr die Raumtemperatur bis 06:00 Uhr auf 19°C (siehe violette Linie in Abbildung 1). Messungen an verschiedenen Objekten zeigen, dass bei einer Nachtabsenkung eine komfortable Raumtemperatur für eine gesunde Nachtruhe im Allgemeinen nicht unterschritten wird. Für den Raumkomfort ist die ausschlaggebende Entscheidung, um wie viel Uhr am Morgen die Heizung wieder laufen soll. Bei den Messungen an diesen beiden kalten Tagen hat es etwa 2 Stunden gedauert bis die gewünschte Raumtemperatur von 21 °C wieder erreicht wurde.

Die Einsparung am Gasverbrauch beruht auf die Differenz zwischen der Vorlauftemperatur rote Linie und dem Rücklauf blaue Linie in Abbildung 1. Die Vorlauftemperatur beträgt tagsüber zwischen 55°C und 60°C und fällt bei der Nachtabsenkung ab 22:00 Uhr auf 30°C. Darauf beruht die Einsparung des Gasverbrauchs.

Gasverbrauch für das Aufheizen nach der Nachabsenkung

Wenn die Heizung um 06:00 Uhr wieder in Betrieb geht ist der Gasverbrauch 15 kWh/h.  Ab 07:00 Uhr fällt mit der steigenden Außentemperatur der Gasverbrauch auf 10 kWh/h (siehe Abbildung 1). Damit ist gezeigt, dass trotzt des anfänglich höheren Gasverbrauchs am Morgen mit der Nachabsenkung Heizwärme gespart wird, da nachts, als es besonders kalt war, der Gasverbrauch nur bei 3 kWh/h lag (Außentemperaturen in Abbildung 1 blaue und grüne Linien). 

Warmwasserzubereitung

Das Warmwasser wird in einem 200 Liter Behälter von der Heizung auf 55°C aufgeheizt. Wenn das Wasser im Warmwasserbehälter aufgeheizt wird, wird der Vorlauf der Heizungsanlage nicht beheizt und die Vorlauftemperatur fällt ab. Das sind in Abbildung 1 die „Zacken“ der roten Linie nach unten, die mit einem „W“ gekennzeichnet sind. Das erste Aufheizen geschieht für das morgendliche Duschen kurz nach 6:00 Uhr. Auch Tagsüber wird der Warmwasserbehälter gelegentlich aufgewärmt, die mit Zacken nach unten in Abbildung 1 sichtbar sind. Der Gasverbrauch in Abbildung 1 beinhaltet auch die Zubereitung für Warmwasser.

Solare Einstrahlung

Die Außentemperatur wird nach Norm im Schatten, geschützt von diffuser Einstrahlung, von Luft umspült gemessen. In Abbildung 1 ist mit der grünen Linie die mittlere stündliche Lufttemperatur der Luftmessstelle Darmstadt | Messdatenportal  wiedergegeben. Mit der blauen Linie ist die an der Westfassade des Gebäudes gemessene Außentemperatur gezeichnet. Diese steigt nach den Morgenstunden bis zur Mittagszeit über die Lufttemperatur der Luftmessstelle der Stadt Darmstadt, um dann wieder mit dieser deckungsgleich zu sein. Das zeigt die Bedeutung der solaren Einstrahlung auf die Temperaturentwicklung an sonnigen Tagen.

In den Mittagsstunden des 13. und 14. Januar 2025 war blauer Himmel und eine hohe solare Einstrahlung, was sich an der Raumtemperatur bis 23°C während der Mittagszeiten bemerkbar machte (violette Linie), obwohl die Thermostaten auf 21,5 °C eingestellt waren. Diese solare Einstrahlung bewirkt, dass die Vorlauftemperatur (rote Linie) und damit der Gasverbrauch (gelbe Linie) geringer ist, als für die herrschende Außentemperatur zu erwarten. 

Temperaturabsenkung tagsüber

Die Außentemperatur ist im Regelfall bei Sonnenaufgang am tiefsten und ist am frühen Nachmittag am höchsten. Der Heizwärmeverbrauch folgt der Außentemperatur entsprechend.

Bei Außentemperaturen von über 15°C (Heizgrenztemperatur) muss nicht geheizt werden, da die solare Einstrahlung sowie die internen Wärmequellen ausreichen, um die Komforttemperatur einzuhalten. Auch wenn keine Heizwärme gebraucht wird, läuft die Heizung weiter und entsprechend der Heizkennlinie wird die Vorlauftemperatur über 25°C gehalten. Um diesen Gasverbrauch einzusparen kann in der Zeit, wenn keine Heizwärme gebraucht wird, eine Temperaturabsenkung vorgenommen werden. Dafür ist in den meisten Heizkesseln neben der Nachtabsenkung auch eine Absenkung am Tag vorgesehen. Zwischen diesen Heizzyklen kann der Vorlauf soweit runtergefahren werden, dass es dem „Stand by“ entspricht.

In dem hier untersuchten Beispiel wurde die Heizung am 08. September 2024 angestellt, da in den Morgenstunden und am Abend die Raumtemperatur nicht mehr gemütlich war. Der 1. Heizzyklus war von 06:00 bis 09:30 und der 2. Heizzyklus von 18:30 bis 22:00 (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: Temperaturen von Vorlauf, Rücklauf sowie Außentemperaturen am 07.Oktober 2024 

Zwischen den Heizzyklen fällt die Vorlauftemperatur auf 23°C, da das Wasser in der Heizung langsam abkühlt (siehe Abbildung 2: Außentemperatur gelbe Linie, Vorlauftemperatur rote Linie, Rücklauftemperatur blaue Linie).

Während  der Heizzyklen ist die Differenz der Temperatur zwischen Vorlauf und Rücklauf nur wenige °C und die Heizung schaltet sich immer wieder ab (die Zacken in der roten und blauen Linie). Dieses An- und Ausschalten ist aus energetischen Gründen nicht erwünscht und könnte durch die Absenkung der Heizkennlinie vermieden werden (siehe Fallbeispiel, Einstellen der Heizkennlinie). Die Heizkennlinie wurde jedoch nicht verändert, da die Wärmeabgabe der Heizkörper konvektiv ist und bei tieferen Vorlauftemperaturen die gewünschte Raumlufttemperatur morgens und abends nicht erreicht wurde.

Mit abnehmenden Außentemperaturen wurde Anfang November der 1. Heizzyklus von 06:00 bis 11:30 und der 2. Heizzyklus von 14:30 bis 22:00 erweitert (siehe Abbildung 3). Diese Einstellung konnte bis Anfang Dezember beibehalten werden, um dann die beiden Heizzyklen auf 10 Minuten zusammenzurücken („Zacken“ mit „M“ in Abbildung 1).

Abbildung 3: Temperaturen währende der Heizzyklen am 08. und 09. November 2024
 

Zusammenfassung

Messungen über 24 Monate zeigten für dieses Objekt mit der Temperaturabsenkung einen Einspareffekt von 25%, ohne wesentlichen Einfluss auf die Komforttemperatur. Weitere Erläuterungen siehe: https://ewe-waerme.de/zuhause/ratgeber/heizung-nachtabsenkung

 Messungen

• Lufttemperatur außen, gemessen am Objekt in 2 m Höhe, 10 cm Abstand zur Wand, im 5 Minuten Takt.
   
• Lufttemperatur außen der Luftmessstelle Darmstadt | Messdatenportal (Stundemittelwerte).
   
• Verbrauch an Gas in kWh/h, von 06:00 bis 22:00 Uhr stündlich, von 22:00 bis 06:00 über 8 Stunden gemittelt.
   
• Raumlufttemperatur in Raummitte auf 1,5 m Höhe im 5 Minuten Takt.  Die gewünschte Komforttemperatur ist tagsüber zwischen 21 °C und 22 °C.
   
• Vorlauf- und Rücklauftemperatur am Aus- und Eingang der Gastherme im 5-Minutentakt mit Temperatursensoren Typ DS18B20, gemessen und mit einem Arduino gespeichert.