Einstellen der Heizkurve (Heizkennlinie)

Außentemperatur- und witterungsgeführte Heizungsregelungen

die Geschichte der Heizungstechnik

Abkürzungen im SHK-Handwerk

Bosy-online-ABC

Eine außentemperatur- oder witterungsgeführte Heizungsregelungen ist in Wirklichkeit eine Kombination aus Steuerung und Regelung. Hier wird die Außentemperatur (Führungsgröße) gemessen und über ein Berechnungsprogramm der Sollwert der Regelgröße (Vorlauftemperatur) berechnet. Dieser Vorgang ist eine Steuerung. Dann wird der Sollwert der Regelgröße an die Vorlauftemperaturregelung (Mischventil) weitergegeben, die dann versucht, die Regelgröße entsprechend zu erreichen. Diese Regelung muss über die Heizkurve (Heizkennlinie) an die entsprechende Anlage (Art der Heizflächen [Radiatoren- oder Plattenheizkörper, Konvektoren, Flächenheizung]) bzw. das Gebäude (Bauart, Dämmung, Luftdichte) angepasst werden. Bei dem Auftreten von Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]) müssen entsprechende Bauteile (Thermostatventile, Raumthermosstat) eingebaut werden, um die Heizflächen zu drosseln bzw. abzuschalten.
Witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung
In Gebäuden mit guter Wärmedämmung sinkt der Einfluss einer Aussentemperaturänderung auf die Raumtemperatur, aber  der Einfluss der Störgrössen, so z. B. die Sonneneinstrahlung, der Windanfall und der Fremdwärmequellen (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]), nimmt zu. Um eine aussentemperaturgeführte Vorlauftemperaturregelung zu verbessern, können mit zusätzlichen Aussenfühlern die Sonnen- und Windeinflüsse erfasst und die Grundeinstellung der Heizkurve (Heizkennlinie) korrigiert werden.
Außen- bzw. witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung mit Raumtemperaturaufschaltung

Die Vorlauftemperaturregelung kann mit einem elektronischen Raumthermostat verbessert werden. Bei dieser Kombination arbeitet die Vorlauftemperaturregelung solange, bis der Raum, in dem der Thermostat angebracht ist (Führungsraum, z. B. Wohnzimmer), zu warm wird. Bei der Aktivierung errechnet ein eingebauter Mikroprozessor eine neue Führungsgröße aus Außentemperatur und Raumtemperatur aus und die Heizleistung wird bei steigender Raumtemperatur reduziert. Dadurch wird ein besserem Regelverhalten bei Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]) erreicht.
Wenn der Raumthermostat (mit dem Raumtemperaturfühler) z. B. eine Ist-Temperatur von 19 °C bei einer eingegebenen Soll-Temperatur von 22 °C (3 K Unterschied) feststellt, dann wird der Wärmeerzeuger angeleitet das Heizungswasser mit einer höheren Vorlauftemperatur bereitzustellen, als dies nach der eingestellten Heizkurve sein würde. Die Aufheizgeschwindigkeit lässt sich ohne eine aktivierte Raumaufschaltung nicht beeinflussen, weil die Vorlauftemperatur nur von der Außentemperatur (Heizkurve) geführt wird. Wenn also eine schnelle Raumtemperaturänderung unabhängig von den äußeren Bedingungen gewünscht wird, sollte eine Regelung mit Raumaufschaltung eingesetzt werden.
Nachteilig kann sich das evtl. auf die anderen Räume auswirken, da für die Beheizung dieser Räume die Heizkurve nicht mehr stimmt.

Außentemperaturgeführte Vorlauftemperaturregelung
Moderne Heizungen sind meist außentemperaturgeführt, d.h. die Vorlauftemperatur wird von der Regelung aufgrund einer eingestellten Heizkurve (Heizkennlinie) und der Außentemperatur berechnet.
Dabei wird zwar eine Soll-Raumtemperatur eingestellt, diese wird aber nur dann einigermassen genau erreicht, wenn die eingestellte Heizkurve zum Haus (Bauart, Dämmung, Luftdichte) bzw. zur Anlage (Art der Heizflächen [Radiatoren- oder Plattenheizkörper, Konvektoren, Flächenheizung]) passt; bei einer rein witterungsgeführten Anlage erhält die Regelung keine Rückmeldung über die effektiv erreichte Raumtemperatur. Deshalb ist es wichtig, dass die Heizkurve “richtig” eingestellt wird.

1 - Heizkurve - Werkseinstellung

2 - Korrektur nach oben

3 - Korrektur nach unten

4 - Steilheit (Neigung)
5 - Parallelverschiebung ( Niveau)
 
verschiedene Darstellungen
Die richtige Einstellung der Heizkurve ist bei der Installation der Heizung nur schwierig vorzunehmen, da der InstaIIateur nur kurze Zeit im Haus ist oder die Installation in der wärmeren Jahreszeit stattfindet. Die endgültige Einstellung (Feintuning) und der endgültige hydraulische Abgleich können nur in der ersten Heizperiode bei Außentemperaturen unter + 5 °C durchgeführt werden. Auch sollte jede Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]) ausgeschlossen sein. Da dieser Vorgang sehr zeitaufwendig ist, wird er meistens und sinnvollerweise unter Anleitung des Fachbetriebes vom Betreiber selber durchgeführt.
Eine zu hohe "Sicherheitseinstellung" benötigt unnötig viel Energie und führt auch bei einen richtigen hydraulischen Abgleich zu einem unwirtschaftlichen Betrieb der Anlage. Sollte die Heizkurve noch auf "Werkstellung" stehen, dann ist auch kein ordentlicher Abgleich möglich.
Was kann man einstellen (wie wird die Heizkurve definiert)? 
Die Heizkurve ist je nach Hersteller und/oder Regler unterschiedlich definiert.
Die einfachste Heizkurve ist eine Gerade, die durch mindestens 2 Punkte bestimmt ist, z. B. bei einer Aussentemperatur von +10 °C Vorlauf 40 °C, bei einer Außentemperatur von -10 °C Vorlauf 60 °C, die übrigen Werte sind linear.
Die meisten Heizkurven sind jedoch irgendwie "gekrümmt", um z. B. die Wärmeabgabe der Heizkörper bzw. Fußbodenheizung realistischer abzubilden.
Bei vielen Heizkurven können nur 2 Werte eingestellt werden, meistens die Neigung (Steigung) und die Soll-Raumtemperatur, oder die Neigung und eine Parallelverschiebung (Niveau), oder die Neigung und der Fußpunkt (Kurvenbeginn).
Bei manchen Herstellern/Reglern wird die Heizkurve durch 3 Parameter bestimmt: Neigung, Niveau und Soll-Raumtemperatur. Dabei ist die Neigung die Steigung der Kurve, das Niveau eine Parallelverschiebung der gesamten Kurve senkrecht nach oben/unten und die Änderung der Soll-Raumtemperatur bewirkt eine Verschiebung der gesamten Kurve entlang einer schrägen Raumtemperaturgeraden. Siehe dazu die ersten 3 Grafiken mit einer Verschiebung der Heizkurve mit Neigung 7,5 (herstellerspezifisch) nach einer um 5 °C höheren bzw. niedrigeren Soll-Raumtemperatur.

Die Neigung oder Steilheit der Heizkurve definiert, um wieviel sich die Vorlauftemperatur je nach Außentemperatur ändern soll (siehe Abbildung 4). Die möglichen Neigungen sind je nach Hersteller stark unterschiedlich, viele Regler verwenden Neigungen im Bereich von 0,1 bis ca. 3,5. Bei Fußbodenheizungen bewegt man sich bei der Steilheit eher im Bereich von 0,5 (also flachere Kurve) und bei Heizkörpern wird die Kurve steiler sein (z. B. 1,3). Je schlechter das Haus gedämmt ist, desto steiler muss in der Regel die Heizkurve sein.
Mit dem Niveau wird die ganze Heizkurve senkrecht nach oben bzw. unten verschoben (siehe Abbildung 5). Damit können z.B. ungenaue Anzeigen von Temperatursensoren ausgeglichen werden oder generell die Heizkurve korrigiert werden, wenn es bei allen Außentemperaturen immer etwa gleich viel zu warm bzw. zu wenig warm wird.
Ein paar Tipps zum Einstellung der Heizkurve
Beim Einstellen müssen im betrachteten Referenzraum (meist der ungünstigste, kälteste Wohnraum) die Thermostatventile voll geöffnet werden. Wenn die Thermostatventile nicht geöffnet sind, dann könnte es sein, dass die Thermostatventile ein Überangebot an Wärme abdrosseln würden. Das Ziel ist eine möglichst flache und niedrige Heizkurve, also eine Heizkurve, die gerade noch zur Beheizung der Räume ausreicht, ohne dass die Ventile ohne Fremdwärmeeinfluss schließen.
Sie sollten jede Verstellung einen oder zwei Tage Iang kontrollieren (thermische Trägheit des Hauses), und zwar möglichst an Tagen ohne intensive Sonneneinstrahlung. Die gewünschten Raumtemperaturen sollte gerade noch erreicht werden. Und noch einmal, eine Veränderung der Steilheit sollte nur an kalten Tagen vorgenommen werden (eine Verstellung wirkt sich ja insbesondere an den kalten Tagen spürbar aus). Wenn die Verstellung in der Übergangszeit vorgenommen wird, sollten Sie die Kurve nicht zu stark verstellen.
Bei der Verstellung der Parallelverschiebung ist die Außentemperatur nicht so relevant. Machen Sie ausreichend Aufzeichnungen über die Temperaturen. Mit diesem Protokoll können Sie schneller zur passenden Einstellung kommen.
Energiespartipp:
Wenn in Ihrem Haus die Temperatur immer passt, dann stellen Sie doch die Parallelverschiebung einmal um 10% vom bisherigen Wert nach unten. Wenn es immer noch warm genug ist, haben die Thermostatventile bisher ein Überangebot an Wärme bekommen und die Vorlauftemperatur war "Fremdwärme".
Beim Einstellen des reduzierten Betriebs (Nachtabsenkung / Abschaltung) ist genau zu überprüfen, was die Einstellung bewirkt. Falls die Absenkung durch Einstellung einer niedrigeren Soll-Raumtemperatur erfolgt, dann hat diese Soll-Raumtemperatur meist KEINEN Zusammenhang mit der effektiv während ein paar Stunden Absenkung erreichten Raumtemperatur, sondern sie senkt nur die Heizkurve etwas ab, d.h. es wird im reduzierten Betrieb nur mit leicht niedrigerer Vorlauftemperatur geheizt. Wenn dagegen Nachtabschaltung erreicht werden soll (also kein Heizen), dann muss die Soll-Raumtemperatur für den reduzierten Betrieb auf einen ganz niedrigen Wert gestellt werden (z.B. 3 °C), damit die Heizkurve ausreichend abgesenkt wird, sodass nachts gar nicht geheizt wird.
Außentemperaturgeführte Anlagen mit zusätzlichem Raumeinfluss:
Auch bei diesen muss die Heizkurve richtig eingestellt werden, denn der Raumeinfluss (Berücksichtigung der effektiven Raumtemperatur) kann eine falsch eingestellte Heizkurve meist nur beschränkt korrigieren.
Wichtig: Zum Einstellen der Heizkurve muss der Raumeinfluss ganz ausgeschaltet sein!

Ich bedanke mich bei @Kathrin aus dem HaustechnikForum für die aktive Mitarbeit an dieser Seite.

Einstellungs-/Optimierungstipps -

Viessmann-Regelung Vitotronic 200 + 300

Heizkurve (Heizkennlinie) einer Fußbodenheizung

aus "Rohrnetzberechnung"
Heizgrenze
Jedes Gebäude hat eine eigene Heizgrenze (HG) bzw. Heizgrenztemperatur (ThetaHG), die angibt, ab welcher mittleren Außentemperatur (°C) das Gebäude durch die Heizungsanlage nicht mehr beheizt werden muss, um die gewünschte Innentemperatur (in der Regel 20 °C) zu halten. Hier reicht dann der Fremdwärmeeinfluss aus, um die Wärmeverluste der beheizten Gebäudehülle zu decken. Die Tage, an denen die Heizgrenze unterschritten wird, werden Heiztage genannt. Für die Ermittlung der Gradtagzahl/Heizgradtage ist die Festlegung der Heizgrenze notwendig.

Die Heizgrenze und die Heizzeit (tHP) bzw. Heizperiode für ein Gebäude wird von folgenden Einflüssen bestimmt:
    - Baualterklasse
    - Gebäudenutzungstyp
    - Innentemperatur
    - Luftwechsel
    - Heizleistung am kältesten Tag
    - Verhältnis - Wärmegewinne und Wärmeverluste

In der DIN 4108-6 - Wärmeschutz in Gebäuden - und VDI 2067 - Raumheizung: Berechnung der Kosten von Wärmeversorgungsanlagen - wird die Heizgrenze (HG20,15 [15 °C Außentemperatur <> Innentemperatur 20 °C]) angenommen. Je nach den jeweiligen Einfllüssen kann die Heizgrenze aber auch bei 10 °C (Passivhaus), 12 °C (Niedrigenergiehaus und in Österreich, der Schweiz, in Liechtenstein) oder 17 °C (ungedämmter Altbau) liegen.
Natürlich muss die Anlage auch richtig abgeglichen sein, damit es auch mit der Vorlauftemperatur funktioniert.
Die Bestimmung der Heizkurve (Heizkennlinie)
Es gibt viel zur optimalen Heizkurve, und wie man sie findet, zu lesen. Unglücklicherweise ist es selten verständlich, sondern möchte vielmehr die Theorie erläutern. Das ist nett, wenn man sich dafür interessiert, aber unbrauchbar, wenn man einfach nur ein Ergebnis haben möchte. Ich stelle hier ein extrem einfaches Verfahren vor, ganz ohne Theorie. Ein Beispiel von Michael Haardt > E-Mail
Außen- bzw. witterungsgeführte Rücklauftemperaturregelung
Bei einer Vorlauftemperaturreglung gibt es fasst keine Rückmeldung, was von den Heizflächen tatsächlich verbraucht wird. Bei einer Rücklauftemperaturregelung kommt die Rückmeldung von den Heizflächen. Das.Heizungswasser kommt kälter zurück, wenn mehr verbraucht wird und die Regelung regelt entsprechen nach. Genauso ist es umgekehrt.

Da dieses Regelungsprinzip in der Regel unbekannt ist bzw. nicht verstanden wird, wird es selten eingesetzt. Hierbei ist das Verhalten der Heizflächen, die Wasservolumenströme und das richtige Einregulieren anders. Eine Rücklauftemperaturregelung hat ein erhebliches Energieeinsparpotential, da sie sich dynamisch dem tatsächlichen Verbrauch anpasst.

Hysterese
Eine verzögerte Wirkungsänderung nach Änderung der Ursache nennt man Hysterese. Anders ausgedrückt, die Differenz zwischen dem Ein-/Ausschalten bezeichnet man als Hysterese.
Beispiel:
Ein Temperaturregler schaltet die Heizung ein, wenn es zu kalt ist und aus, wenn es warm genug ist. Er schaltet also temperaturabhängig Ein und Aus. Die Temperatur, bei der geschaltet werden soll, ist die eingestellte Solltemperatur (z. B. 20 °C). Wäre die Ein- und Ausschalttemperatur gleich (z.B. unter 20 °C ein; über 20 °C aus) würde der Regler nicht wissen, ob er Ein- oder Ausschalten soll, wenn er exakt die eingestellte Solltemperatur misst. In der Praxis würde er rasch ein/ausschalten, was weder für die Relais noch für die angeschlossene Pumpe, Ventil usw. die Lebensdauer verlängern würde.
Deswegen braucht jeder Regler eine unterschiedliche Ein- und Ausschalttemperatur. Die Differenz zwischen Ein-/Ausschalttemperatur bezeichnet man als Hysterese.

Kleine Hysterese: Vorteil ist eine genaue Regelung. Nachteil ein zu häufiges Ein-/Ausschalten.

Große Hysterese: Vorteil ist seltenes Ein-/Ausschalten. Nachteil ist eine ungenaue Regelung.
So kennt z. B. ein Zweipunktregler nur zwei Zustände "An" - "Aus". Sie werden dann eingebaut, wenn eine präzise Einhaltung des Sollwertes nicht gefordert wird oder wenn der Steller bzw. das Stellglied keine stetige Regelung zulässt. In Heizungsanlagen werden sie benutzt, um z. B. im Kesselkreis die Wassertemperatur konstant zu halten. Hierbei darf die Kesseltemperatur um einige Kelvin schwanken.
Um den Sollwert genau einhalten zu können, müsste der Regler schnell hintereinander ein- und ausschalten. Um das zu vermeiden, hat der Zweipunktregler eine Hysterese. Das ist der Bereich um den Sollwert, innerhalb dem der Istwert schwanken darf. Es wird also ein Minimalwert festgelegt, der geringer als der Sollwert ist, und ein Maximalwert, der etwas höher als er Sollwert eingestellt wird. Die Schaltpunkte schwanken in der Regel gleichmäßig um den Sollwert. Die Einstellung der Hysterese hängt davon ab, wie genau der Sollwert eingehalten werden muss. Eine zu große Schalthäufigkeit führt zu einem höheren Verschleiß der der Schaltvorrichtungen und des Stellers bzw. Stellglieds (Regler, Brenner, Kompressor einer Wärmepumpe).
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 Heizkurvenrechner - Tobi > Für taktlose bis taktarme Vitodensen ;-)
Heizkurve eine andere Erklärung
Heizkurvenberechnung - immosurf.ch
Brennermodulation bei Gasgeräten > Teil 1 + Teil 2
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Heizflächenauslegung von Markus Schöpf
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