Energiesparen leicht gemacht
Wie mache ich meine Heizung smart?
Kaum kündigt sich der Winter an, taucht bei vielen die gleiche Frage auf: Wie kann ich Heizkosten sparen – und dabei auch noch etwas für die Umwelt tun? Dieser Ratgeber soll Sie in Ihrer Einschätzung unterstützen, inwieweit smarte Heizlösungen für ihren eigenen Haushalt sinnvoll sind und welche Ausbaustufe ihren persönlichen Anforderungen entspricht. Dafür betrachten wir die gängigsten Heizungsarten und zeigen, wie sich diese bei Bedarf unkompliziert und effizient nachrüsten lassen.
Für die Heizungssteuerung stehen heute zahlreiche Lösungen zur Verfügung – von einfachen elektronischen Heizkörperthermostaten bis hin zu umfassenden Smart-Home-Systemen wie Homematic IP. Solche Systeme ermöglichen nicht nur eine energieeffiziente Heizungsregelung, sondern lassen sich auch flexibel um weitere Smart-Home-Komponenten erweitern. Damit findet sich für jeden Anwender, vom Einsteiger bis zum Technikbegeisterten, eine passende Option.
Wohngebäude und Wohnungen sind mit verschiedensten Heizsystemen ausgestattet und die Möglichkeiten, diese mit elektronischen Geräten zu kombinieren, unterscheiden sich zum Teil erheblich. Wir wollen uns daher mit den technischen Gegebenheiten und der Auswahl der korrekten Komponenten beschäftigen.
Welche Heizungsarten gibt es?
Klassische Heizkörper: Das Zweirohrsystem
In diesem Heizsystem ist der Vor- und Rücklauf getrennt ausgeführt. Das erwärmte Heizwasser strömt dabei parallel zu allen Heizkörpern, gibt die Wärme ab und wird über den Rücklauf wieder an den Erzeuger zurückgeführt, Bild 1 zeigt eine schematische Darstellung. Der Zulauf in den Heizkörper wird dabei über ein Ventil gesteuert. Auf dieses Ventil wird ein Heizkörperregler gesetzt, wie in Bild 2 zu sehen.
Die Elektroheizung: Elektrische Heizkörper
Die Funktion der Elektroheizung ist denkbar einfach, sie besteht aus Elementen, die sich unter Spannung und damit einhergehendem Stromfluss erwärmen. Die sogenannten Heizwiderstände geben die so erzeugte thermische Energie daraufhin direkt an den Raum ab. Bild 3 zeigt eine klassische Elektroheizung.
Die am häufigsten verwendete Form ist hierbei sicherlich die Infrarotheizung, welche ihre Energie in Form von Wärmestrahlung abgibt. Die Wärme bewegt sich ohne Trägerstoff durch den Raum und erwärmt Oberflächen von Gegenständen direkt – so auch den menschlichen Körper bzw. Haut, wodurch die Funktion der Elektroheizung oft als sehr wohltuend und komfortabel empfunden wird.
Die Flächenheizung/Fußbodenheizung
Die Fußbodenheizung gehört im Neubau mittlerweile zum absoluten Standard und wird auch als Flächenheizung bezeichnet. Anders als bei Heizkörpern beheizt eine Flächenheizung den Raum durch direkt unter dem Fußboden verlegte Rohre oder Heizstreifen (Bild 4), auch Anwendungen an Zimmerdecken sind möglich. Die Wärme des Wassers erwärmt den Boden und wird dann über diesen an den Raum abgegeben.
Durch diesen Aufbau ist das System sehr träge und gibt die Temperatur nur sehr langsam an den Raum ab. Auch neigt eine Fußbodenheizung zum Überschwingen, eine geeignete Regelung kann dies aber in der Regel gut ausgleichen. Durch die große Fläche des Systems kann dieses mit einer sehr niedrigen Vorlauftemperatur betrieben werden und eignet sich so besonders gut für Wärmepumpen und effektive Gas-Brennwertsysteme.
Fußbodenheizungen können in zwei Arten unterschieden werden: die elektrische und die wassergeführte Fußbodenheizung. Während das elektrische System die Wärme durch Strom erzeugt, heizt die wasserführende Fußbodenheizung mit der thermischen Energie des Warmwassers.
In der Regel werden die verschiedenen Heizkreise von einem oder mehreren „Sammelpunkten“ verteilt; an dieser Stelle befindet sich ein entsprechend ausgelegter Heizkreisverteiler, der wiederum pro Kreis mit einem individuellen Stellantrieb ausgestattet wird. Hierbei ist es möglich, dass ein Raum über mehrere Heizkreise verfügt.
Welches Einsparpotential bieten smarte Heizungslösungen?
Das tatsächliche Einsparpotential ist natürlich sehr individuell, kann aber bei bis zu 42 % liegen, wie dieser Bericht von Homematic IP zeigt.
Die Vorteile lassen sich in drei wesentliche Punkte zusammenfassen:
- Bedarfsgerechtes Heizen durch frei definierbare Heizprofile:
Es wird also nur dann geheizt, wenn jemand zu Zuhause ist und zugleich nur die Räume, die zu dem Zeitpunkt auch genutzt werden – praktisch und ökologisch! - Automatische Erkennung von offenen Fenstern:
Viele elektronische Heizkörperthermostate erkennen ein geöffnetes Fenster und regeln sofort herunter – so geht keine Energie unnötig verloren. Smarte Systeme bieten hierzu Fensterkontakte an, wodurch der Fensterzustand zu jeder Zeit genau erfasst wird. - Präzisere Temperaturmessung und damit bessere Regelung:
Das Ergebnis ist ein deutlich angenehmeres und konstanteres Raumklima.
Welche smarten Komponenten sind für meine Heizung geeignet?
Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht darüber, welche smarten Komponenten für welche Heizungsart geeignet ist. Zudem können Sie hier ganz leicht erkennen, welches Einsparpotential ggf. möglich ist.
| Smarte Komponente | Heizungsart | Energieeinsparpotenzial (+ bis +++) |
| Elektronisches Heizkörperthermostat | Klassische Heizkörper | + |
| Smartes elektronisches Heizkörperthermostat mit Push-to-Pair-Funktion | Klassische Heizkörper | ++ |
| Smarter Wandthermostat + passendem smarten Schaltaktor | Elektrische Heizkörper | ++ |
| Smarter Wandthermostat mit Schaltausgang* | Fußbodenheizung (Wassergeführt) | ++ |
| Smarter Wandthermostat + smartem Fußbodenheizungscontroller* | Fußbodenheizung (Wassergeführt) | +++ |
* Bei dieser Lösung wird eine Zentrale benötigt!
Elektronische Heizkörperthermostate
Für welche Heizungsart geeignet: Klassische Heizkörper
Energieeinsparpotenzial: +
Den einfachsten Einstieg bieten elektronische Heizkörperthermostat, diese ersetzen das vorhandene mechanische Thermostat. Die Bedienung und Programmierung erfolgt direkt am Gerät. Eine Einbindung in Smart Home Systeme oder die Kopplung mit weiteren Geräten ist hiermit meist nicht möglich. So kann man diese Lösung als „Raumlösung“ oder auch als Stand-alone-Lösung bezeichnen.
Der Elektronische Heizkörperthermostat Model N (Bild 5) der Marke eqiva bietet alles, was ein elektronischer Heizkörperthermostat können sollte. So können Sie beispielhaft ein Heizprofil für jeden Wochentag vorgeben, die Boost-Funktion nutzen (dies öffnet den Durchfluss komplett für die nächsten 5 Minuten) oder eine Abwesenheit festlegen (Urlaubsmodus).
Auch erkennt der Heizkörperthermostat ein geöffnetes Fenster durch die Temperatursturzerkennung und regelt den Sollwert herunter. Hier ist aber etwas Vorsicht geboten. Solche Funktionen greifen gut, wenn es draußen kalt ist und die Temperaturdifferenz zum Innenwert hoch ausfällt. In der Übergangszeit ist dies teilweise leider nicht sehr genau und dass ein oder andere geöffnete Fenster führt nicht zur Temperaturabsenkung.
Elektronische Heizkörperthermostate mit Push-to-Pair-Funktionen
Für welche Heizungsart geeignet: Klassische Heizkörper
Energieeinsparpotenzial: ++
Der Smart Home Heizkörperthermostat – basic, HmIP-eTRV-B-2 von Homematic IP (Bild 6) lässt sich wie das Gerät von eqiva ohne weitere Komponenten nutzen und bietet erst einmal ähnliche Leistungsmerkmale. Der Vorteil ergibt sich hier über eine smarte Eigenschaft, die sogenannte „Push-to-Pair-Funktion“, die Homematic IP dem Gerät spendiert hat. So lässt sich dieses ganz ohne Smart-Home-Zentrale mit weiteren Homematic IP Geräten der Basic-Serie verbinden und damit deutlich komfortabler nutzen – praktisch!
Ein offenes Fenster erkennen Sie immer zuverlässig über einen direkt koppelbaren Fensterkontakt, wie den HmIP-SWDM.In diesem Video zeigen Marcus und Torsten, wie einfach diese Kopplung erstellt werden kann.
Der Heizkörper ist verbaut oder der Raum hat eine verwinkelte Geometrie? Kein Problem! Der Basic Regler lässt sich auch mit einem batteriebetriebenen Funk-Wandthermostaten verbinden. Der HmIP-WTH-B-2 misst die Temperatur an der Stelle, wo Sie diese auch tatsächlich erreichen wollen. Wird das System noch größer oder es kommen Aktoren für die Beleuchtung oder Beschattung hinzu, können die Geräte natürlich auch an eine Homematic IP Zentrale (Access Point oder Home Control Unit) angelernt und anschließend über die Homematic IP App bedient werden. Als Nutzer haben Sie so die Möglichkeit, das System nach Ihren Wünschen zu skalieren.
Neben den hier gezeigten Basic-Geräten bietet Homematic IP eine wahre Fülle an verschiedensten Heizkörper- und Wandthermostaten an. Alle Produkte detailliert aufzuzeigen würde den Rahmen mehr als sprengen, daher finden Sie hier eine Vergleichsübersicht der smarten Heizkörperthermostate und hier eine für die Wandthermostate.
Hinweis: Ausschließlich Modelle der Basic-Reihe lassen sich ohne Zentrale miteinander verbinden.
Kombination aus Wandthermostaten und Schaltaktoren
Für welche Heizungsart geeignet: Elektrische Heizkörper
Energieeinsparpotenzial: ++
Sofern die elektrische Heizung eine interne Sicherheitsabschaltung, also einen Thermoschalter, besitzt, kann diese in der Regel problemlos mittels einer zusätzlichen smarten Regelung angesteuert werden. Hintergrund ist, dass bei Versagen der Lösung keinesfalls ein dauerhaftes Heizen erfolgen darf.
Ein solches Systems lässt sich sehr gut mit Smart Home Komponenten ausstatten und so wichtige Energie und damit Kosten sparen. Benötigt wird neben einer passenden Zentrale mind. ein Wandthermostat pro Raum, sowie geeignete Schaltaktoren für jeden Elektroheizkörper. Bild 7 zeigt beispielhaft den HmIP-WTH-2. Hierbei sollte das Wandthermostat an einem geeigneten Ort im Raum positioniert werden, um eine optimale Regelung zu erzielen.
Die Auswahl des Schaltaktors muss anhand der technischen Daten des Verbrauchers und des möglichen Montageortes erfolgen. Hierbei sollte zwingend eine geschulte Elektrofachkraft unterstützen. Bei Elektroheizungen mit Schuko-Anschluss lässt sich hingegen mit Einsatz einer Schalt-Steckdose, wie der HmIP-PS-2 (Bild 8), häufig auch für Laien eine Einbindung in das Homematic IP System ermöglichen. Dank Homematic IP App ist alles zu jeder Zeit und von überall aus zu bedienen.
Der ein oder andere wird sich sicher fragen, ob die Aktoren die hohen Schaltspiele für eine Heizungslösung auch aushalten. Es werden immerhin zum Teil recht hohe Lasten geschaltet. Hier brauchen Sie sich keine Gedanken machen. Die Homematic IP Schaltaktoren, wie auch die hier gezeigte Schaltsteckdose, haben moderne leistungsstarke Relais verbaut, die die von der Normung verlangten 200.000 Schaltzyklen spielend aushalten.
Wandthermostate mit Schaltausgang
Für welche Heizungsart geeignet: Fußbodenheizung (wassergeführt)
Energieeinsparpotenzial: ++
Im Bild 9 sehen Sie ein einfaches Wandthermostat, wie es heute bei der Fußbodenheizungssteuerung üblich ist. Über das Stellrad an der Front können Sie eine Temperatur vorgeben, welche das Thermostat dann versucht zu halten. In der Praxis gelingt dies mehr oder weniger gut und nicht selten ist der Ist-Wert dennoch 1-2 °C über- oder unterschritten. Die hierdurch entstehende Hysterese ist sehr groß und birgt ein recht hohes Einsparpotential. Je kleiner die Abweichung vom Sollwert ausfällt, desto stabiler und effizienter ist die Fußbodenheizung.
Der Homematic IP Wandthermostaten mit Schaltausgang, kurz HmIP-BWTH (Bild 10) ist so konzipiert, dass dieser das vorhandene 230-V-Wandthermostat direkt ersetzen kann. Die Leitungswege und Stellköpfe können so weiterhin verwendet werden. Angelernt an den Access Point oder der Home Control Unit, lassen sich alle Einstellungen bequem per Homematic IP App erledigen.
Zur Regelung wird hier das so genannte PWM-Verfahren genutzt. Der Ausgang des Aktors wird in einem festen Raster an- und auch wieder abgeschaltet und ist somit nicht dauerhaft aktiv. Die Länge des aktiven Abschnittes richtet sich nach dem Wärmebedarf des Raumes und wird laufend angepasst. So wird der Sollwert schrittweise angefahren und das Heizen auch frühzeitig unterbrochen. Die Hysterese sinkt auf ein sehr geringes Niveau (ca. +-0.4 K) und das starke Über- und Unterheizen hat ein Ende.
Fußbodenheizungscontroller
Für welche Heizungsart geeignet: Fußbodenheizung (wassergeführt)
Energieeinsparpotenzial: +++
Besser geht es nur noch mit dem Fußbodenheizungscontroller, HmIP-FALMOT-C12 (Bild 11) oder der Version mit 8 Kanälen, HmIP-FALMOT-C8 und den zugehörigen Antrieben VDMOT. Hiermit wurde ein modernes und innovatives Regelsystem geschaffen, welches die Temperatur so gut wie bei keinem anderen Regelverfahren erreichen und halten kann. Ein Überschwingen findet praktisch nicht mehr statt – bemerkenswert!
Die Stetigregelung schafft es, Öffnungswert zwischen 0 % und 100 % zu setzen. So können vom Regelkopf VDMOT auch Zwischenwerte erreicht werden. Die Regelung erfolgt hierbei „stetig“ in Abhängigkeit von der SOLL- und IST- Temperatur und einem im Fußbodenheizungscontroller hinterlegten Regelverfahren.
Das Ergebnis ist eine beinahe exakt erreichte Soll-Temperatur. Auch möglicherweise „fremde“ Wärmequellen, wie Kamine oder andere Heizungsanlagen können durch dieses Verfahren recht gut und zügig erkannt und damit in der Regelung berücksichtigt werden.
Anders wie bei Festspannungsantrieben, welche während des Betriebes mehrere Watt Leistung pro Einheit verbrauchen, werden die VDMOT Anriebe durch den Controller mit 3,3 V gefahren. Der gesamte Aufbau mit einer voll bestückten Leiste (12 Anriebe aktiv) verbraucht so weniger als 1 W Systemleistung an elektrischer Energie. So wird teure Heizenergie und auch elektrischer Strom gespart. Der Nutzer profitiert also doppelt.
Jetzt mit smarten Heizlösungen loslegen und Energie sparen!
Für die unterschiedlichen Heizungsarten gibt es verschiedenste Möglichkeiten wichtige Energie und damit auch Kosten einzusparen. Wir hoffen, wir konnten mit diesem Beitrag einen guten Überblick der Möglichkeiten schaffen und zeigen, dass aller Anfang auch leicht sein kann. Mit diesem Wissen lässt sich das heimische System sicherlich fundiert bewerten und bei Wunsch auch mit einem einfachen elektrischen Heizkörperthermostaten oder einem smarten Regelungssystem auf Basis der Homematic IP Lösung auf- bzw. umrüsten. Gerne berät Sie hier auch unsere technische Hotline. Einen Link zu allen Produkten der Heizungs-Kategorie finden Sie hier.