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Thermostatventile
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Thermostatventile sind ohne Hilfsenergie arbeitende Proportionalregler.
Sie regeln die Raumtemperatur durch Begrenzung des Heizkörperdurchflusses.
Konstruktiv betrachtet ist das Thermostatventil ein Proportionalregler ohne Hilfsenergie.
- Einer Änderung der Raumlufttemperatur folgt eine proportionale Änderung des Ventilhubes.
- Der Fühler vergleicht die gemessene Raumlufttemperatur mit dem Sollwert (z.B. 20°C) und stellt über den Ventilhub den Massenstrom entsprechend ein.
- Beim Auftreten von Fremdwärme wie Sonneneinstrahlung, Personen oder Beleuchtung steigt die Raumlufttemperatur.
- Dies hat zur Folge, dass der Massenstrom soweit reduziert wird, bis die Wärmeabgabe des Heizkörpers im Gleichgewicht mit den Wärmeverlusten des Raumes steht.
- Fällt die Raumlufttemperatur, öffnet das Ventil. Folglich wird die Raumlufttemperatur innerhalb eines regeltechnischen Proportionalbandes konstant gehalten.
Regelungsverhalten
Verantwortlich für die Stabilität der Regelung ist auch die Reaktionsgeschwindigkeit des Thermostatventils auf Temperaturänderungen.
- Zu langsame Reaktionen erzeugen sehr stabile aber ungenaue Regelergebnisse.
- Schnelle Reaktionenund/oder falsch ausgelegte Ventile können zur Instabilität und somit zum gefürchteten Zweipunktverhalten führen.
- Optimale Ergebnisse werden mit Produkten erzielt, deren Schließzeit auf die in der Praxis anzutreffende Regelstrecken-Charakteristik angepasst sind
Regeldifferenz
Das Thermostatventil hat, besonders bei Gebäuden mit einem geringen Jahresheizwärmebedarf, einen nicht unerheblichen Einfluss auf den Energiebedarf eines Gebäudes.
Die Regeldifferenz/-ungenauigkeit des Ventils führt zu einer unerwünschten Überhöhung der Raumtemperatur, dadurch steigt der Wärmeverlust.
Um den Einfluss des Thermostatventils auf den Wärmebedarf des Gebäudes zu veranschaulichen betrachten wir zunächst den vereinfachten Rechengang:
Endenergiebedarf = (Jahresheizwärmebedarf + Wärmeverlust Regelung + Wärmeverlust Verteilung) x Aufwandszahl Wärmesystem
Bei eine KFW-Effizienzhaus 55 oder einem Passivhaus mit ist der Unterschied zwischen 3,3 und 1,1 kWh/m2a signifikant.
Praxisumsetzung
Eine rechnerische Verbesserung des Energiebedarfs nur durch Änderung der Regelabweichung von 2K auf 1K ohne sonstige Veränderungen der Anlagentechnik ist natürlich verlockend.
An Berechnung mit 1K Regelabweichung sind jedoch Bedingungen und Verpflichtungen geknüpft:
- Erste Voraussetzung ist die richtige Dimensionierung der Anlage im Sinne der DIN EN 12831 und der hydraulische Abgleich aller Anlagenkomponenten.
- Die geplante Regelabweichung von 1K muss bei der Berechnung des Rohrnetzes und seines hydraulischen Abgleichs sowie der hydraulische Abgleich aller Anlagenkomponenten angenommen werden.
Fachwissen
Einbauhinweise
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Optimierung
Zeitabhängige Regelung
Energie einsparen und den Komfort erhöhen kann eine zeitgesteuerte Regelung. Wer seine Wohnung überwiegend am Morgen und in den Abendstunden nutzt, hat von regelbaren Thermostaten den größten Nutzen.
Hierzu sind mehrere Varianten am Markt:
Zeitadapter
Programmierbares Thermostatventil
KNX Thermostatventil
KNX RF Ventil. Kann in ihr Smart Home integriert werden.
Zentraler Raumthermostat, Erkennung von geöffneten Fenster oder Türen, coming home, leaving home, Präsenz, …