Einzelraumregelung (ERR)

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik

Abkürzungen im SHK-Handwerk

Bosy-online-ABC

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Wichtige Voraussetzungen für den sinnvollen Einsatz einer Einzelraumregelung (ERR) sind, neben der Vorschrift, diese nach der EnEV einbauen zu müssen, eine fachgerechte Auslegung der Heizflächen nach der Raumheizlastberechnung nach DIN EN 12831, eine nach den Werten einer Rohrnetzberechnung abgeglichene Anlage (hydraulischer Abgleich) und eine dem Gebäude (Bauart, Dämmung, Luftdichte) und der Anlage (Art der Heizflächen [Radiatoren- oder Plattenheizkörper, Konvektoren, Flächenheizung]) angepasste Heizkurve der Heizungsregelung. Die Temperatur des Heizungswassers sollte keine der Störgrößen (Fremdwärme - Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]) sein. Eine verminderte Wärmeabgabe (Absenkbetrieb) an den Heizflächen sollte in erster Linie über die Systemtemperatur und nicht über das Abwürgen des Volumenstromes an den Heizflächen sein. Außerdem sollte man über das richtige Heizen und richtige Lüften informieren.
Es wird aber wohl noch etwas Zeit ins Land gehen, bis auch der letzte Fachmann und die Betreiber der Anlagen dieses verinnerlichen.
Es kommen immer mehr zeitgesteuerte Ventilaufsätze und Raumthermostaten zum Einsatz, um einzelne Räume abzusenken oder ganz abzuschalten. Besonders in Mehrfamilienhäusern kann es zu Problemen mit der Umlaufwassermenge kommen. Wenn in diesen Anlagen keine selbstregegelnde Pumpen eingesetzt werden, kann es zu Geräuschen im Rohrsystem und/oder an den Heizkörperventilen kommen. Außerdem würde sich der Volumenstrom an den noch offenen Ventilen erhöhen, was wiederum im geringen Umfang vermehrt zur Störgröße werden kann, also zum weiteren Abwürgen der nächsten Heizkörper.
Inwieweit eine Einzelraumregelung in sehr gut gedämmten und luftdichten Gebäuden, die mit einer Flächenheizung (Fußboden- und/oder Wandheizung) ausgestattet sind und in denen der Selbstregeleffekt greift, sinnvoll ist, wird immer wieder diskutiert > Einzelraumregelung - ERR - Ja oder Nein?

Zentralgerät - Heizungsregler
Das Zentralgerät (Heizungsregler) ist das Herz einer Heizungs-, RLT- und Solaranlage. Die einfachste Funktion in einer außentemperaturgeführten Vorlauftemperaturregelung ist das Verarbeiten der Eingangsimpulse, die von einem Außentemperaturfühler (AF) und dem Vorlauftemperaturfühler (VF) kommen. Der Sollwert für den Regler wird von der Außentemperatur (Führungsgröße) vorgegeben und durch die Heizkurve (Heizkennlinie) dargestellt. Über den Regler wird ein Stellglied (Mischventil) angesteuert. Dieses versucht, die Vorlauftemperatur (VF - Regelgröße), die aufgrund der Außentemperatur (AF) errechnetet wurde, herzustellen. Eine Erweiterung zur besseren Regelung in gut gedämmten und luftdichten Gebäuden ist der Einsatz von Sonnen- (SF) und Windfühler (WF).
Quelle: Technische Alternative
Elektronische Steuerungsgerätegesellschaft m.b.H
Moderne Regelgeräte bieten umfangreiche Optionen zur Einstellung verschiedener Anlagenfunktionen. Eine kompakte und vielseitig verwendbare Regelung für Solar- bzw. Heizungsanlagen und den im Anlagenbereich benötigten Pumpen und Ventilen ist heutzutage Stand der Technik.

Bei der Universalregelung UVR 1611 gelangen 16 Fühlersignale über einen Überspannungsschutz, Tiefpass und Multiplexer zum A/D- Wandler des Prozessors. Über eine abstimmbare Referenz kann die Wertigkeit des Messsignals errechnet werden. Außerdem  werden vom Rechner periodisch alle Bedienelemente abgetastet, die Anzeige beschrieben, sowie der CAN- Bus behandelt. Nach der Berechnung der Temperaturen und der daraus resultierenden Verknüpfung werden über Leistungstreiber die entsprechenden Ausgänge geschaltet. Als Schutz vor einem Datenverlust besitzt das Gerät einen nicht flüchtigen Speicher (EEPROM) und für die Gangreserve der Uhr einen Superkondensator (für ca. 3 Tage).

Bedienungsanleitung der UVR 1611 - Technische Alternative
DigiENERGY - Digitronic Automationsanlagen GmbH

SDC-Regler für Heizung, Solarintegration und Fernwärme
Das SDC-Regelsystem besteht aus einer Basisvariante, die zur Heizkreis-, Kesselfolge-, Kessel- und Warmwasserregelung mit Solar- und Multivalentregelfunktion sowie zur Fernwärmeübergabe mit nachgeschalteter Heizkreis- und Warmwasserregelung mit Solarintegration.
Smile - SDC-Regler
Quelle: Honeywell GmbH
In der Grundfunktion sind die SDCRegeltypen zentrale witterungsgeführte Vorlauftemperaturregler für einen bzw. mehrere Heizkreise. Raumaufschaltung bzw. Raumregelung ist pro Heizkreis möglich. Die lastabhängigen Kessel- bzw. Fernwärmeübergabetemperaturen werden durch die nachgeschalteten Heizkreise sowie der Warmwassertemperatur-anforderung bestimmt und ebenso von SDC geregelt. Jeder Regler kann als eigenständiger (stand alone) Regler arbeiten. Durch Buskommunikation ist ein Zusammenschluss von bis zu 5 SDC-Reglertypen zu einem System möglich.
Die Grundfunktionen sind in einem unverlierbaren Programm enthalten. Alle Parameter sowie Zeitprogramme sind mit vernünftigen Grundeinstellungen für jeden Regelkreis vorbelegt und erlauben bei Bedarf individuelle Anpassungen an die Anlage und Nutzergewohnheiten. Dafür ist kein PC-Einsatz nötig.
Evohome - Honeywell GmbH

MAX! Cube, Funk-Heizkörper-Thermostat, Fensterkontakte, Eco-Taster
Quelle: ELV Elektronik AG
Zunehmend wird eine (Fern-)Steuerung der Heizungsanlage per Netzwerk, Internet oder über App's vom Handy (iPhone bzw. Tablet) angestrebt. Sinnvoll sind diese Einrichtungen z. B. für Ferienhäuser bzw. Ferienappartments oder wenn man unregelmäßig nach Hause kommt. Aber auch technikbegeisterte Betreiber sind auf der Suche nach geeigneten Lösungen.
Eine kostengünstige Möglichkeit ist das MAX!-System. Es besteht aus folgenden Komponenten
  • Steuerung über App oder PC-Internet
  • Router
  • MAX! Cube – Schnittstelle ins Netz
  • MAX!-Funk-Heizkörper-Thermostat, Fensterkontakte, Eco-Taster, Wandthermostat
App für iPhone
Quelle: ELV Elektronik AG

 

 

 

Quelle: ELV Elektronik AG
Das MAX! Cube ist die Schnittstelle in das Netz. Er bildet die Schnittstelle zwischen den per bidirektionalem Funk verbundenen weiteren Komponenten und dem Computer-Netzwerk im Haus. Hier werden alle Konfigurationsdaten gespeichert und arbeite so
auch ohne Internet oder PC-Anschluss. Er enthält einige System-Statusanzeigen und gibt Statusmeldungen der Komponenten in das Netzwerk weiter. Diese können dann auf dem jeweiligen Frontend (PC/mobiles Gerät) ausgewertet werden. Der MAX! Cube enthält einen intelligenten Webserver, der bei Netzwerk-einbindung eine automatische Konfiguration vornimmt.
Der MAX!-Funk-Heizkörper-Thermostat ist werkseitig voreinstellt. Über drei Tasten ist jederzeit eine manuelle Bedienung möglich. Wobei bei dem nächsten programmierten Umschaltzeitpunkt der Automatikbetrieb weiterarbeitet.  Eine sogenannte Boost-Funktion sorgt für schnelles Aufheizen, so dass der Raum kurz ab dem programmierten Zeitpunkt aufgeheizt wird. Lernt man einen Fensterkontakt am Thermostaten an, so sorgt dieser für Absenkbetrieb exakt für die Zeit, in der das Fenster zum Lüften geöffnet ist. Per Funk via MAX! Cube und Software-Frontend ist der Thermostat mit einem 7-Tage-Schaltprogramm mit 13 Regelungsphasen je Tag programmierbar.

Der MAX!-Fensterkontakt steuert alle im Raum befindlichen Thermostate gleichzeitig an, wenn er ein Fensteröffnen registriert. Ein solcher Kontakt gehört also an jedes Fenster bzw. an das Fenster, das üblicherweise zum Lüften verwendet wird.

Der MAX! Eco-Taster kann bei dem Verlassen des Hauses bzw. Wohnung/Firma gedrückt werden und alle Thermostate im Haus fahren auf Absenkbetrieb. Es muss also nicht bei einem außerplanmäßigen Absenken die Regelung neu eingestellt werden.

Thermostatventil
Mit dem Thermostatventil ist ein einfaches Einzelraumregelsystem zu erstellen.  Sie erlauben die Einstellung einer tieferen Raumtemperatur als die durch die Heizkurve (Heizkennlinie) festgelegte (Schlafzimmer, nicht genutzte Räume) und erfüllen die Vorgabe der EnEV, indem sie bei Fremdwärne (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]) schließen und so energiesparend wirken. Eine Überhitzung der Räume kann durch die Ventile nicht verhindert werden, denn sie können nicht "kühlen".
Die thermostatischen Heizkörperregler sind P-Regler mit einer relativ grossen bleibenden Regeldifferenz. Bei dem Einsatz einer außentemperatur- oder witterungsgeführten Vorlauftemperaturregelung müssen die thermostatischen Heizkörperregler nur noch die Feinregelung im Raum übernehmen. Dadurch macht sich die bleibende Regeldifferenz nur noch beim Auftreten von Störgrössen (Fremdwärme) bemerkbar. Dabei darf die Systemtemperatur nicht als Störgröße wirken und der Volumenstrom muss der Raumheizlast angepasst werden. So etwas nennt man auch hydraulischen Abgleich.
Die Folge des fehlenden Abgleichs ist, dass die Heizkreise (Heizkörper) mit höheren Widerständen nicht warm werden. Die falsche "logische" Folgerung wäre, den Pumpendruck zu erhöhen (höhere Schaltstufe, größere Pumpe). Dies bedeutet aber einen höheren Stromverbrauch, evtl. extreme Fließgeräusche, Einbau eines Überströmventils (Energievernichtung) und Lufteinsaugung (Verschiebung des Nullpunktes). Dadurch werden die Probleme noch größer.
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
Der Flüssigkeitsfühler im Thermostatkopf reagiert auf die Abweichungen vom eingestelltem Sollwert der Raumtemperatur. Bei steigender Raumtemperatur dehnt sich die Flüssigkeit im Flüssigkeits-Fühlerelement aus und drückt den Faltenbalg zusammen. Hierdurch wird das Ventil stetig geschlossen und die Wärmeabgabe des Heizkörpers durch weniger Volumemstrom reduziert. Die Entlastungssicherung mit ihrer Feder sorgt bei dem geschlossenen Ventil dafür, dass Kräfte, die durch weitere Ausdehnung des Faltenbalgs entstehen, kompensiert werden und nicht auf den Ventilstössel weitergeleitet werden. Bei sinkender Raumtemperatur dehnt sich der Faltenbalg wieder aus und das Ventil öffnet durch die interne Feder im Ventileinsatz.

So entsteht eine stufenlose Betätigung des Heizkörperventils mit einer feinen Regelung des Heizmittevolumenstromes zum Heizkörper. Bei einem richtig durchgeführten hydraulischem Abgleich und der passenden Heizkurve wird der Sinn dieser Einrichtung erfüllt,. Dieser ist hauptsächlich, bei Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]) zu schließen.

Vor dem Einbau eines Regelventils in die Rohrleitung muss die Anlage fachgerecht gespült und wenn erforderlich, gereinigt werden. Außerdem ist für das Heizungswasser mindestens die VDI Richtlinie 2035 zu beachten.
Auslegung des Thermostatventils
Um ein befriedigendes Regelverhalten des Regelventils zu erhalten, muss es einen genügend großen Eigenwiderstand gegenüber dem Druckverlust im System haben. Bei der Auslegung von Regel- oder Thermostatventilen innerhalb der Rohrnetzberechnung müssen folgende Begriffe bekannt sein:
  •  Proportionalbereich
  •  kV-Wert
  •  Ventilautorität
  •  (delta)pmax maximaler Differenzdruck
Proportionalbereich
Das thermostatisch geregeltes Heizkörperventil ist ein Proportionalregler (P-Regler), bei dem der eingestellte Wert am Thermostatkopf ein entsprechender Hub zugeordnet ist. Wenn sich Raumlufttemperatur ändert, dann kommt es zu einer proportionalen Änderung des Ventilhubes. Der Fühler vergleicht die vorhandene Raumtemperatur mit dem eingestellten Sollwert und stellt über die Ventilspindel den Ventilhub den Volumenstrom zum Heizkörper ein. Wenn also die Raumlufttemperatur absinkt, öffnet das Ventil bzw. es schließt bei steigender Raumtemperatur. Dadurch wird die Raumlufttemperatur innerhalb des Proportionalbandes konstant gehalten. Bei einer Warmwasserheizung kommen Ventile mit einem Proportionalbereich (P-Band) von 2 K zum Einsatz. Bei einem P-Band von 1 K und kleiner kommt das Ventil ins "Schwingen", es arbeitet unstabil.
Der Proportionalbereich (Regelbereich) ist die Temperaturänderung, die benötig wird, um das Ventil so weit zu öffnen, dass der dimensionierte Volumenstrom erreicht wird.
kV-Wert
Der kV-Wert und der kVS-Wert kennzeichnet den Durchfluss eines Ventils. Bei dem kV-Wert wird der Durchfluss von Wasser in m3/h, in einem Temperaturbereich von 5 °C bis 30 °C bei einem Druckverlust von 1 bar (10.000 Pa) und einem entsprechenden Hub angegeben.
Beziehung zwischen kV-Wert und Druckdifferenz
m3/h
aus dem kV-Wert errechnet sich
der Druckverlust
Pa
Der Zusammenhang des Proportionalbereichs (XP) in Abhängigkeit vom kV-Wert kann in einem Ventil-Diagramm nachvollzogen werden.
Der kVS-Wert gibt den Durchfluss von Wasser in m3/h bei voll geöffnetem Ventil (maximaler Hub und Durchsatz) an.
Ventilautorität
Die Ventilautorität gibt das Verhältnis "a" des Druckverlustes im Ventil zum Gesamtdruckverlust in der Anlage an.
Anteil des Regelventiles am Gesamtdruckverlust
0,..
Die Praxis hat gezeigt, dass die Autoritäten "a" bei Thermostatventilen in Warmwasserheizungsanlagen von mindestens 0,3 bis 0,7 sein sollten. Man kann auch sagen, dass das Ventil einen Druckverlust von 30 bis 70 % vom Gesamtdruckverlust haben sollte.
(delta)pmax maximaler Differenzdruck
Der maximale Differenzdruck (Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang des Regelventils) wird von den Ventilherstellern angegeben und sollte nicht überschritten werden, damit die Schließ- und exakte Regelfähigkeit gewährleistet bleibt. Außerdem führt eine zu hohe Druckdifferenz dazu, dass durch die Drosselung an der engsten Stelle im Ventil mechanische Energie in Schallenergie umgewandelt wird und damit zu lästigen Geräuschen und Erosionskorrrosion führen.
Eine zu hohe Druckdifferenz entsteht auch, wenn viele der Thermostatventile in einem Gebäude  schließen. Der Grund kann in Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]), fehlender hydraulischer Abgleich und/oder in einer zu hohe Heizkurve gegeben sein. Bei einer Umwälzpumpe mit konstanter Fördermenge bzw. Förderhöhe erhöht sich der Durchfluss an den noch offenen Ventilen, was nicht nur zu Geräuschen, sondern auch zum Schließen weiterer Ventile führen kann.
In solchen Anlagen, hier vor allen Dingen Heizkörperanlagen, sollten grundsätzlich differenzdruckgeregelte bzw. selbstregendelde Pumpen, die auch weniger Strom verbrauchen, eingesetzt werden. Bei dieser Pumpentechnik ändert sich die Pumpenkennlinie über die Verstellung der Drehzahl. Überströmventile sollten heutzutage der Vergangenheit angehören oder wenigstens richtig eingesetzt werden.
Voreinstellung -Thermostatventil
Diagramm zur Ermittlung der Voreinstellung
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
Im Rahmen einer Rohrnetzberechnung werden die Einstellwerte der Thermostatventile, die für den hydraulischen Abgleich benötigt werden, ermittelt. Dabei errechnet sich der notwendige Pumpendruck aus den Druckverlusten des ungünstigsten Stromkreises (der Kreis hat den größten Druckverlust). Alle anderen Stromkreise (Heizkörper) haben kleinere Druckverluste und müssen durch eine Voreinstellung im Ventil (voreinstellbare Thermostatventile, Strangregulierventile) auf den jeweils geforderten Volumenstrom gedrosselt werden.
Ein falsches Ventil, eine falsche Einstellung oder ein nicht durchgeführter Abgleich führt zu mangelhaft funktionierenden Heizflächen, da die Heizflächen mit höheren Widerständen nicht warm und Heizflächen mit geringen Widerständen überversorgt werden. Auch ein höherer Pumpendruck kann diesen Fehler nicht beseitigen und führt nur zu einen steigenden Stromverbrauch und Fließgeräuschen.
So muss z. B. ein Heizkörper mit einem geringeren Druckverlust ((delta)pHK 5.974 Pa) auf den Gesamtdruckverlust ((delta)pung.HK 7.720 Pa) der Anlage abgeglichen werden. Die Druckdifferenz (delta)pAbgl 1.746 Pa) wird über die Voreinstellung abgedrosselt.
Der Heizkörpermassenstrom bei einem (delta)t von 20 °C beträgt 11 kg/h. Die Auswahl des Heizkörperventils erfolgt mittels der Herstellerunterlage (in diesem Beispiel Oventrop, Baureihe AV 6). Aus dem Diagramm ist die Voreinstellung bei einer Regeldifferenz von 2 K mit dem Voreinstellwert 2 zu nehmen. Der kV-Wert ist 0,170. Quelle: Uponor GmbH
Volumenstrombegrenzung - Voreinstellung
Quelle: Danfoss GmbH
Quelle: TA Heimeier
Ventilauslegung - TA Heimeier
Datenschieber - Oventrop GmbH & Co. KG
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Aufgrund verschiedener Einbauvarianten der Heizkörper gibt es verschiedene Thermostatköpfe. Wichtig ist in jedem Fall, dass das Fühlerelement die "wirkliche" Raumtemperatur erfassen kann. Nur mit einer richtigen Raumtemperatur ist das "Richtige Heizen" möglich. Welcher Thermostatkopf verwendet wird, hängt von folgenden Faktoren ab.
  • von der Länge und Breite des Raumes
  • von der Anordnungsstelle (unter dem Fenster, an der Außen- oder Innenwand)
  • von der Art des Heizkörpers (z. B. Unterflurkonvektor)
  • von den Heizkörperanschlüssen (einfacher oder Mittelanschluss, Ventilheizkörper)
  • von evtl. Abdeckungen (Vorhänge, Verkleidungen)
Da es immer wieder Probleme mit der Übereinstimmung der eingestellten Temperatur und der wirklichen Raumtemperatur gab, sind heutzutage sind auf den Thermostatköpfen keine Temperaturangaben, sondern (Richt)Zahlen (1 bis 5) aufgedruckt. Die dann notwendige Einstellung muss sich der Betreiber merken oder die Skala muss nachjustiert werden. Die gemessene Temperatur ist von dem Ort der Temperaturerfassung (Messstelle) abhängig ist. So z. B. kann die Temperatur im Fußbodenbereich (Heizkörper mit Mittelanschluss, Fernfühler auf der Fußleiste unter dem Heizkörper) um einige Grad von der gewünschten Raumtemperatur abweichen.

Fernfühler werden immer dann eingebaut, wenn die Messstelle die Raumtemperatur nicht richtig erfassen kann. So kann z. B. einfallende Kaltluft unter den Fenstern, starke Wärmeabstrahlung des Heizkörpers oder durch Vorhänge verdeckte Thermostatköpfe eine falsche und ungleichmäßige (Raum)Temperatur messen. Aber auch bei längeren Heizkörpern wird der Fühler unter dem Heizkörper an der Fußleiste angebracht, wo er die konvenktierende Raumluft erfasst.

Fernversteller werden bei verkleideten Heizkörpern und Konvektoren in die Verkeidung bzw. Konvektorschürze eingebaut. Unterflurkonvektoren benötigen auch Fernversteller, weil eine Verstellung der Temperatur im Konvektorschacht schwierig ist.
Besonders komfortabel sind elektronische Thermostatköpfe, bei denen aber auch die Raumtemperatur genau gemessen werden muss, damit sie (billig eingekauf) nicht zum Flop werden. Außerdem sollten hier immer selbstregelnde Pumpen oder Differenzdruckregler bzw. Überströmventile eingebaut werden. In allen Fallen muss die Herstelleranweisung beachtet werden.
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
Eine andere Art der Temperatureinstellung bzw. -regelung ist der Einsatz von Stellantrieben auf den Ventilen, die über Raumthermostate geschaltet werden.

Strangregulierventil
In Heizungsanlagen in großen Wohn- oder Bürogebäuden werden in die von den Verteilleitungen abgehenden Leitungen (Stränge) Strangventile (Absperrventil mit Voreinstellmöglichkeit und FE-Hähne) eingebaut. Mit den Strangregulierventilen können die Volumenströme der Teilanlagen angepasst werden, was eine einfachere Einstellung der Thermostatventile ermöglicht.
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
Abhängigkeit des Durchflusses bei Teil- und Überlast mit Strangregulierventil
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG

 

 

 

Die Ventile mit außenliegender Skala können während des Anlagenbetriebes einreguliert werden. So erhält man reale Durchflusswerte im Volllastbereich (Auslegungsbereich) der Anlage. Die richtige Auslegung der Ventile im Rahmen der Rohrnetzberechnung ist wichtig, damit der Durchfluss über die errechneten Voreinstellwerte möglichst exakt eingestellt werden kann.

In einer Darstellung können die Kennlinienverläufe eines Stranges ohne bzw. mit Strangregulierventil und die Kennlinien-verschiebung durch Einfluss einer differenzdruckgeregelten Pumpe dargestellt werden. So kann dargestellt werden, dass im Auslegungsfall der Durchfluss im Strang durch Einsatz von Strangregulierventilen reduziert wird, also jeder Strang einreguliert wird. Dadurch wird auch  durch ganz geöffnete Thermostatventile (Überlastfall) der Durchfluss im Strang nur unwesentlich erhöht und die Versorgung der anderen Stränge bleibt sichergestellt.

Im Teillastfall, also bei steigender Druckdifferenz, hat das Strangregulierventil nur einen geringfügigen Einfluss auf die Strangkennlinie. Ein zu hoher Differenzdruck kann in diesem Bereich durch eine differenzdruckgeregelte Pumpe reduziert werden.
Mit einer Online-Auslegung können die genauen Werte ermittelt werden.
Vor dem Einbau eines Regelventils in die Rohrleitung muss die Anlage fachgerecht gespült und wenn erforderlich, gereinigt werden. Außerdem ist für das Heizungswasser mindestens die VDI Richtlinie 2035 zu beachten.

Differenzdruckregler - Heizung
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
Um den Druckunterschied zwischen Vorlauf und Rücklauf einer Heizungsanlage konstant zu halten, werden Differenzdruckregler eingesetzt. Das Ventil enthält ein zweiseitig beaufschlagtes Membransystem und eine Gegenfeder.zur Einstellung des Sollwertes. In Heizungsanlagen wird der Differenzdruckregler auch in Verbindung mit einem Strangregulierventil eingesetzt. Hier wird die Impulsleitung an dem Messstutzen des Ventils montiert. In kleineren Heizungsanlagen wird statt eines Differenzdruckreglers eine differenzdruckgeregelte Pumpe eingesetzt.
Abhängigkeit des Durchflusses bei Teil- und Überlast mit Strangabsperrventil und Differenzdruckregler
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
Ein Differenzdruckregler ist ein Proportionalregler ohne Hilfsenergie, der den Druck im Vorlauf über eine Impulsleitung zum Absperrventil bzw. Strangregulierventil misst.. Der Differenzdruck wird zwischen dem Ausgang des Absperrventil bzw. Strangregulierventil und Eingang Differenzdruckregler (in Fließrichtung - Rücklauf) geregelt.
Der Differenzdruckregler wird zur konstanten Regelung eines erforderlichen Sollwertes eingesetzt. Der Differenzdruck im Strang wird über ein regeltechnisch notwendiges Proportionalband konstant gehalten, wenn voreinstellbare Thermostatventile bzw. Rücklaufverschraubungen vorhanden sind,
Die Oventrop Differenzdruckregler bestehen aus einem Schrägsitzgehäuse mit 2 Anschlussbohrungen und einem Oberteil zur Differenzdruckregelung. In die beiden Anschlussbohrungen können Blindstopfen, FE-Kugelhähne oder Messadapter zur Messung der Druckdifferenz eingeschraubt werden.

Der Sollwert  kann stufenlos verändert werden. Hierzu ist zunächst die Blockierschraube zu lösen, dann kann durch Drehen am Handrad der gewünschte Wert eingestellt werden. Nach dem Einstellen ist die Blockierschraube wieder fest anzuziehen.

Die Einbaulage des Reglers beliebig, wobei jedoch darauf zu achten ist, dass das Ventil in Pfeilrichtung durchströmt wird. Die Impulsleitung sollte stets oberhalb bis waagerecht,   jedoch nicht von unten an die Vorlaufleitung angeschlossen werden, um eine Verstopfung durch Schmutzpartikel zu verhindern.
Vor dem Einbau eines Regelventils in die Rohrleitung muss die Anlage fachgerecht gespült und wenn erforderlich, gereinigt werden. Außerdem ist für das Heizungswasser mindestens die VDI Richtlinie 2035 zu beachten. Oventrop schreibt auch den Einbau eines Schmutzfängers vor. Für Industrie- und Fernwärmeanlagen ist das VdTÜV-Merkblatt 1466/AGFW-Merkblatt 5/15 zu beachten.
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Differenzdruckregler "Hydromat DP" - Oventrop GmbH & Co. KG
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
Das Einregulieren und der damit verbundene hydraulische Abgleich von Heizungs- und Kühlanlagen gehört zum Umfang einer Erstellung oder Sanierung dieser Anlagen. Das neue "OV-DMPC"-Messsystem vereinfacht die Einregulierung Vorort.
Der Differenzdruckmesscomputer " OV-DMC 2" mit USB-Schnittstelle ist zur Durchflussmessung von Oventrop Regulierventilen konzipiert. Das Gerät hat eine wasser- und staubgeschützten Tastatur und einen für den Praxiseinsatz netzunabhängigen, aufladbaren Akkusatz. Außerdem sind alle zur Durchflussmessung erforderlichen Zusatzelemente (z. B. Bedienschlüssel, Messadapter)   in einem Servicekoffer vorhanden.

In dem Gerät sind alle Kennlinien aller Oventrop Einregulierventile gespeichert. Dadurch wird z. B. nach Eingabe der Ventilnennweite und der Voreinstellung der Durchfluss angezeigt. Zur besseren Handhabung ist der Nullabgleich automatisiert. Wenn kein Voreinstellwert des Strangregulierventils errechnet ist, kann der Computer diesen ermitteln. Über die Eingabe der Ventilnennweite und des gewünschten Durchflusses wird der Differenzdruck ermittelt, vergleicht die Soll- und Istwerte und zeigt im Display die erforderlichen Voreinstellungen an.

Alle bei der Messung ermittelten Daten werden gespeichert und können über einen PC mit Betriebssystem Windows verarbeitet werden. Der Oventrop-Software-Ausdruck "Messprotokoll" dokumentiert z. B. die bei der Einregulierung nach VOB C - DIN 18380 gewonnenen Daten.
Der Differenzdruckmessbereich liegt zwischen –0,05 bis 200 kPa.

Überströmventil
Differenzdruck-Überströmventil "Hydrolux"
Quelle: TA Heimeier
Um die Druckdifferenz in einer Heizungs-, Solar- oder Kühlanlage konstant zu halten, wird ein Differenzdruck-Überströmventil eingesetzt. Besonders dann, wenn keine druckgeregelte Pumpe eingesetzt wird oder werden kann (Zwanglaufwärmeerzeuger, Wärmepumpe), ist der richtige Anordnung des Ventils wichtig. Dann ist auch der Einsatz unter bestimmten Bedingungen in Brennwertanlagen möglich.
Der in der Rohrnetzberechnung bzw. bei der Pumpenauslegung errechnete Differenzdruck wird am Überströmventil eingestellt. Bei zurückgehendem Förderstrom im Heizkreis öffnet das Ventil und die Förderhöhe der Umwälzpumpe wird  innerhalb eines regeltechnisch notwendigen Proportionalbandes konstant gehalten.

 

Der Druck der Pumpe wird durch das Überströmventil innerhalb des Nenndruckes gehalten (A). Wenn der Volumenstrom im Kreislauf aufgrund des Schließens einzelner Thermostatventile im Kreislauf kleiner wird (B), werden die noch offenen Heizflächen ohne Überströmventil überversorgt, was neben einer geringen Leistungssteigerung in den Heizkörpern auch zu Strömungsgeräuschen in den voreingestellten Thermostatventilen führen kann.
Mit dem Nenndruck der Pumpe eingestellten Überströmventil kann der Druckanstieg begrenzt werden, indem der Durchfluss (delta)V im Pumpenkreis bleibt. Dieser Kreislauf sollte so klein wie möglich sein, was durch eine direkte Umgehung der Pumpe (Bypass - Druck- und Saugseite der Pumpe) am besten erreicht wird.
Die Begrenzung des Druckanstiegs findet unter allen Drosselungsbedingungen der Regelventile der Anlage statt, da der Eingriffsdruck nach der Definition und Position des Ventilknopfes bei Änderung der Nachlaufleistung praktisch gleich bleibt.
Das Überströmventil muss so bemessen sein, dass so viel Leistung umgeleitet wird, dass die Pumpe unter allen Betriebsbedingungen der Anlage auf dem Nennbetriebswert gehalten wird.
Bei Druckgleichheit zwischen Ein- und Ausgangsseite ist das Überströmventil geschlossen. Der Ventilkegel wird von der Feder auf den Ventilsitz gedrückt. Entsteht ein Differenzdruck zwischen der Ein- und Ausgangsseite, öffnet das Ventil proportional zu dem Differenzdruckanstieg und hält so durch das Überströmen den Differenzdruck entsprechend dem Durchflussdiagramm konstant.
Differenzdruck-Überströmventil "Hydrolux"
Quelle: TA Heimeier
Das Hydrolux-Überströmventil ist werkseitig justiert und auf einen Öffnungsdruck von 200 mbar (2 m WS) voreingestellt. Wenn  eine Veränderung der Voreinstellung erforderlich ist, so wird zuerst die Feststellschraube gelöst und durch Drehen der Handradkappe wird der Öffnungsdruck stufenlos im Bereich zwischen 50 mbar und 500 mbar verschoben. Der eingestellte Wert kann direkt an der Skala der Handradkappe abgelesen werden. Einstelldiagramme sind nicht erforderlich. Am Ende wird die gewählte Position durch die Feststellschraube gegen unbeabsichtigtes Verstellen gesichert.
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Quelle: TA Heimeier
Vor dem Einbau eines Regelventils in die Rohrleitung muss die Anlage fachgerecht gespült und wenn erforderlich, gereinigt werden. Außerdem ist für das Heizungswasser mindestens die VDI Richtlinie 2035 zu beachten.

Differenzdruckregler - Fernheizung
Um den Druckunterschied zwischen Vorlauf und Rücklauf einer Heizungsanlage konstant zu halten, werden Differenzdruckregler eingesetzt. Sie arbeiten entweder in Reihenschaltung zur Anlage nach dem Drosselungsverfahren oder in Parallelschaltung zur Anlage nach dem Überströmverfahren. Mit einem Drosselgerät z.B. einer Blende oder einem Ventil mit Meßanschlüssen arbeiten sie auch als Mengenregler und begrenzen bei Fernheizungen den Anschlusswert. Das Ventil enthält in beiden Fällen ein zweiseitig beaufschlagtes Membransystem und eine Gegenfeder.zur Einstellung des Sollwertes. > mehr

Raumthermostat - Raumregler
Die elektrischen oder thermostatischen Stellantriebe an den Heizkörperventilen werden von einem digitalen Raumtemperatur-Regelgerät geregelt/gesteuert. Dadurch kann eine Raum- oder Zonen-Temperaturregelung mit zeitprogrammgesteuerter Umschaltung von Normal- auf Absenkbetrieb realisiert werden. Neben einem Wochenheizprogramm  sind noch weitere Zusatzfunktionen integriert.

•  PI(D)-Regelung ohne bleibende Abweichung
•  Anzeigefeld (Display) mit Zahlenwerten für den aktuellen Temperatur-Sollwert, Balkendiagramm für das aktuelle 24 Stunden.-Heizprogramm und Symbolen für Normal- und Absenkbetrieb
•  Manuelles Verändern des aktuellen Temperatur-Sollwertes
•  Manuelles Umschalten zwischen Normal- und Absenkbetrieb
•  Dauernd Normal- oder Absenkbetrieb
•  Frostschutz
•  Vorübergehendes Schliessen des Ventils bei plötzlichem Temperaturabfall, infolge geöffnetem Fenster (Fensterfunktion)
•  Pumpen-Antiblockierprogramm während längeren Betriebsunterbrüchen
•  Handbetätigung des Ventils, z.B. durch Servicepersonal


Thermische und elektrische Stellantriebe

In der Praxis unterscheidet man je nach Einsatzart zwischen elektrischen und thermischen Stellantrieben. Sie sind Bestandteil einer Einzelraumregelung oder werden zur Regelung von Zonenventilen oder an Geräten eingesetzt. In Großanlagen werden häufig auch pneumatische Stellantriebe eingesetzt.
Die Stellantriebe können natürlich nur richtig funktionieren, wenn die Ventile nicht durch Verschmutzungen bzw. Ablagerungen blockieren. Besonders häufig gibt es festsitzende Stellventile an Fußbodenheizungsverteilern, wobei der Grund im falschen Heizungswasser zu suchen ist.
Thermischer Stellantrieb
Quelle: TA Heimeier GmbH
Regelung
Quelle: Möhlenhoff Wärmetechnik GmbH
Elektrothermische Antriebe arbeiten über ein Heizelement, das sich ausdehnt, wenn Spannung anliegt (es gibt 0 - 10 V (DDC), 24 V und 230 V Ausführungen). Diese Ausdehnung wird auf das Ventil übertragen. Die Ansteuerung erfolgt mit Pulsweitenmodulation.
Diese Stellantriebe
  •   benötigen einen zusatzlichen Heizungs-(Schaltaktor)
  •   gibt es als 24V oder 230V Ausführung
  •   sind vollkommen gerauschlos
  •   sind annahernd mechanisch verschleißfrei
  •   sind evtl. preislich günstiger
Bei der stromlos geschlossenen Ausführung (NC) wird bei dem Anlegen der Betriebsspannung das Ausdehnungssystem des Stellantriebes beheizt. Nach Ablauf der Totzeit erfolgt der gleichmäßige Öffnungsvorgang. Bei einer  Spannungs-unterbrechung schließt der Stellantrieb nach Ablauf der Totzeit durch Abkühlung des Ausdehnungssystems.
Bei der stromlos offenenen Ausführungen (NO) arbeite das Prinzip genau entgegengesetzt.
Die Antriebe können über Adapter für alle Thermostatventile verwendet werden. Am häufigsten werden im Rahmen einer Einzelraumregelung (ERR) an den Heizkreisverteilern von Fußbodenheizungen eingesetzt. Sie werden von Raumthermostaten über ein Stromkabel oder über eine Funksteuerung geschaltet.
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Thermischer Stellantrieb - TA Heimeier GmbH
Alpha Basis - Möhlenhoff Wärmetechnik GmbH

 

 

Elektromotorischer Stellantrieb
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
Elektromotorische Stellantriebe arbeiten mit einem Motor. Diese können direkt an den Bus (Datenübertragung) angeschlossen werden.
Diese Stellantriebe
  •  benötigen nur ein Buskabel und keinen Aktor
  •  beinhalten einen Stellmotor und ein Getriebe (das man manchmal nicht überhören kann)
  •  sind evtl. mechanisch anfallig
  •  informieren immer die aktuelle Ventilstellung
Diese Stellantriebe werden hauptsächlich für die Regelung von Kombiventile eingesetzt.
Sie können bei Zonenanwendungen (Zonenventile) in Kühl- oder Heizsystemen, an Gebläsekonvektoren, Induktionsgeräten, kleinen Zwischenüberhitzern und Zwischenkühlern eingesetzt werden.
.Stellantriebe - Oventrop GmbH & Co. KG
Die elektrischen oder thermostatischen Stellantriebe an den Heizkörperventilen werden von einem digitalen Raumtemperatur-Regelgerät geregelt/gesteuert. Dadurch kann eine Raum- oder Zonen-Temperaturregelung mit zeitprogrammgesteuerter Umschaltung von Normal- auf Absenkbetrieb realisiert werden. Neben einem Wochenheizprogramm  sind noch weitere Zusatzfunktionen integriert.

•  PI(D)-Regelung ohne bleibende Abweichung
•  Anzeigefeld (Display) mit Zahlenwerten für den aktuellen Temperatur-Sollwert, Balkendiagramm für das aktuelle 24 Stunden.-Heizprogramm und Symbolen für Normal- und Absenkbetrieb
•  Manuelles Verändern des aktuellen Temperatur-Sollwertes
•  Manuelles Umschalten zwischen Normal- und Absenkbetrieb
•  Dauernd Normal- oder Absenkbetrieb
•  Frostschutz
•  Vorübergehendes Schliessen des Ventils bei plötzlichem Temperaturabfall, infolge geöffnetem Fenster (Fensterfunktion)
•  Pumpen-Antiblockierprogramm während längeren Betriebsunterbrüchen
•  Handbetätigung des Ventils, z.B. durch Servicepersonal

Quelle: Danfoss GmbH
Die elektrischen Stellantriebe sind für die Betätigung von Ventilen vorgesehen. Eingesetzt werden sie für Fan-Coil-Geräte, Induktionsklimageräte, kleine Erhitzer, Kühler und Zonenanwendung zur Regelung von Warm- und Kaltwasser.
Merkmale
• Kraftabhängige Abschaltung des Stellantriebs in der Endlage Ventil "Zu" (Überlastungsschutz)
• Automatische nicht kraftabhängige Abschaltung des Stellantriebs in der Endlage Ventil "Auf"
• Keine Anpassung an den Ventilhub erforderlich
• Einfache Montage Ventil-Stellantrieb ohne Werkzeug
• Wartungsfrei
• Geräuscharmer Betrieb
 

neue EnEV § 14 (Auszug)
Verteilungseinrichtungen und Warmwasseranlagen
(1) Zentralheizungen müssen beim Einbau in Gebäude mit zentralen selbsttätig wirkenden Einrichtungen zur Ver-ringerung und Abschaltung der Wärmezufuhr sowie zur Ein- und Aus-schaltung elektrischer Antriebe in Abhän-gigkeit von
1. der Außentemperatur oder einer anderen geeigneten Führungsgröße und
2. der Zeit
(2) ........ Fußbodenheizungen in Gebäuden, die vor dem 1. Februar 2002 errichtet worden sind, dürfen abweichend von Satz 1 mit Einrichtungen zur raumweisen Anpassung der Wärmeleistung an die Heizlast ausgestattet werden. Soweit die in Satz 1 bis 3 geforderten Ausstat-tungen bei bestehenden Gebäuden nicht vorhanden sind, muss der Eigentümer sie nachrüsten.

EnEV 2009
§ 25 Befreiungen
(1) Die nach Landesrecht zuständigen Behörden haben auf Antrag von den Anforderungen dieser Verordnung zu befreien, soweit die Anforderungen im Einzelfall wegen besonderer Umstände durch einen unangemessenen Aufwand oder in sonstiger Weise zu einer unbilligen Härte führen. Eine unbillige Härte liegt insbesondere vor, wenn die erforderlichen Aufwendungen innerhalb der üblichen Nutzungsdauer, bei Anforderungen an bestehende Gebäude innerhalb angemessener Frist durch die eintretenden Einsparungen nicht erwirtschaftet werden können.

(2) Eine unbillige Härte im Sinne des Absatzes 1 kann sich auch daraus ergeben, dass ein Eigentümer zum gleichen Zeitpunkt oder in nahem zeitlichen Zusammenhang mehrere Pflichten nach dieser Verordnung oder zusätzlich nach anderen öffentlichrechtlichen Vorschriften aus Gründen der Energieeinsparung zu erfüllen hat und ihm dies nicht zuzumuten ist.

(3) Absatz 1 ist auf die Vorschriften des Abschnitts 5 (Energieausweise und Empfehlungen für die Verbesserung der Energieeffizienz) nicht anzuwenden.

Wer ist für die Erteilung von Ausnahmen und Befreiungen von der EnEV zuständig?

Ausnahmen

für Baudenkmäler ist grundsätzlich die untere Denkmalschutzbehörde zuständig.

Abweichendes gilt, wenn für das Bauvorhaben eine Baugenehmigung erforderlich ist. In diesem Fall wird über die Ausnahme innerhalb des Baugenehmigungsverfahrens von der zuständigen Bauaufsichtsbehörde entschieden.

für andere Maßnahmen zur Erreichung der EnEV-Ziele muss der Bauherr einen Sachverständigen einschalten, der prüft, ob die Ziele der EnEV auch durch andere als in der Verordnung vorgesehene Maßnahmen erreicht werden können. Hierüber muss der Sachverständige eine Bescheinigung ausstellen. Diese muss der obersten Baurechtsbehörde vorgelegt werden.

Befreiungen

bei unangemessenem Aufwand muss der Bauherr einen Sachverständigen einschalten, der in einer Bescheinigung bestätigen muss, dass die Anforderungen der EnEV wegen besonderer Umstände durch einen unangemessenen Aufwand zu einer unbilligen Härte führen.

bei sonstigen Gründen ist die Bauaufsichtsbehörde zuständig.

Wer kontrolliert die Umsetzung der EnEV?

Grundsätzlich obliegt die Überwachung der in der EnEV festgesetzten Anforderungen den unteren Bauaufsichtsbehörden und während der Baumaßnahmen der Fachplaner bzw. Archithekt.
Der fristgerechte Austausch von Heizkesseln und die Einhaltung bestimmter Anforderungen an heizungstechnische Anlagen wird vom Bezirksschornsteinfegermeister im Zuge der Feuerstättenschau kontrolliert. Das Unterlassen bestimmter Handlungsverpflichtungen aus der EnEV begründet eine Ordnungswidrigkeit, die mit einer Geldbuße belegt werden kann.

Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz – EEWärmeG)
§ 9 Ausnahmen
Die Pflicht nach § 3 Abs. 1 (Die Eigentümer von Gebäuden nach § 4, die neu errichtet werden, (Verpflichtete) müssen den Wärmeenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien nach Maßgabe der §§ 5 und 6 decken.) entfällt, wenn
1. ihre Erfüllung und die Durchführung von Ersatzmaßnahmen nach § 7
a) anderen öffentlich-rechtlichen Pflichten widersprechen
oder
b) im Einzelfall technisch unmöglich sind oder
2. die zuständige Behörde den Verpflichteten auf Antrag von ihr befreit. Von der Pflicht nach § 3 Abs. 1 ist zu befreien, soweit ihre Erfüllung und die Durchführung von Ersatzmaßnahmen nach § 7 im Einzelfall wegen besonderer Umstände durch einen unangemessenen Aufwand oder in sonstiger Weise zu einer unbilligen Härte führen.

Befreiungen / Ausnahmen : EnEV / Wärmegesetz

 
Überprüfung der Einhaltung der EnEV
EnEV § 26a, dem Vollzug der neuen Energieeinsparverordnung ..... Bezirksschornsteinfegermeister als Beliehener im Rahmen der Feuerstättenschau Überprüfungen an der Heizungsanlage vornimmt ..... Kann der Kunde jedoch dem Bezirksschornsteinfegermeister eine gültige Unternehmererklärung (gemäß §2 (3)) nach § 26a der EnEV (Verordnung zur Umsetzung der EnEV) vorlegen, entfällt die Überprüfung.
Mit der Unternehmererklärung wird die Erfüllung der Pflichten aus den in Absatz 1 genannten Vorschriften nachgewiesen. Die Unternehmererklärung ist von dem Eigentümer mindestens fünf Jahre aufzubewahren. Der Eigentümer hat die Unternehmererklärungen der nach Landesrecht zuständigen Behörde auf Verlangen vorzulegen.
Schornsteinfeger-Handwerksgesetz (SchfHwG) - § 14 Durchführung der Feuerstättenschau und Erlass des Feuerstättenbescheids durch bevollmächtigte Bezirksschornsteinfeger
Die Feuerstättenschau ist eine Gesamtbegutachtung durch Inaugenscheinnahme sämtlicher Feuerungs- und Lüftungsanlagen durch den Bezirksschornsteinfegermeister auf Ihre Feuersicherheit ( Betriebs- und Brandsicherheit). Es gehört dazu nicht nur die Feuerungsanlagen, die der Raumheizung oder Brauchwasserbereitung dienen, sondern auch entsprechend der Kehr- und Überprüfungsordnung alle gewerblichen Feuerungsanlagen, die zur Erzeugung von Prozesswärme oder generell im gewerblichen Bereich im Einsatz sind. Mit einzubeziehen in der Feuerstättenschau sind aber nicht nur die Feuerungsanlagen selbst, sondern auch die Lüftungseinrichtungen, Verbrennungsluft- und Brennstoffversorgung und die Aufstellräume.
Je nach Länderrecht ist durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) der Bezirksschornsteinfegermeister (bevollmächtigter Bezirksschornsteinfegermeister) verpflichtet, bestimmte Überprüfungsaufgaben im Rahmen der EnEV zu tätigen.

Quelle: BASF SE
Eine Möglichkeit, die Raumtemperatur auf gleichem Niveau zu halten bzw. Temperaturüberhöhungen (Fremdwärme durch Personen, Maschinen, Sonneneinstrahlung oder Kaminofen) entgegenzuwirken, ist der Einsatz von PCM - Phasenwechselmaterialien inform von Porenbeton, Gipskartonplatten oder spezielle Deckenpaneele.
Durch die Nutzung des Phasenwechsels (fest-flüssig oder flüssig-fest) verfügt das Material über ein hohes Speichervolumen, da die Wärmekapazität um ein vielfaches höher ist als herkömmliche Materialien bzw. Medien.
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