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Auch bei fehlender Abrechnung macht Feedback an Benutzer Sinn

Wilo testet neues Verfahren zur Heizkostenverteilung

27.10.2015, 10:04

Heizungspumpe von Wilo
Wilo forscht an Verfahren zur Heizkostenverteilung. © Wilo

Ein vor kurzem beendetes Forschungsprojekt von Wilo hat sich mit der Frage befasst, wie die Erfassung von Heizwärmeverbräuchen kostengünstiger und effizienter möglich ist. Das Thema gewinnt Relevanz, da durch die geringen Energieverbräuche in modernen Gebäuden die Erfassung und Verteilung im Vergleich zu den realen Kosten oft sehr teuer ist. Andererseits ist eine Rückkoppelung zu den Verbrauchern sinnvoll, um Veschwendung zu verhindern.

Mittlerweile kommt es immer häufiger zu Ausnahmen nach §11 der Heizkostenverordnung, Verbräuche müssen nicht mehr erfasst werden. Ausgenommen von der Verpflichtung zur Heizkostenerfassung sind auch Anlagen, die größtenteils mit regenerativen Energien oder Wärmepumpen betrieben werden. Das kann aber dazu führen, dass der Energieverbrauch ansteigt, weil die Nutzer keine Rückkopplung zu ihrem Verhalten erhalten. Zudem befinden sich moderne Heizungsanlagen heute häufig im Teillastbetrieb, in welchem etablierte Erfassungsverfahren vergleichsweise ungenau arbeiten. Hinzu kommt, dass vermehrt Flächenheizungen eingesetzt werden, wofür gängige Heizkostenverteilsysteme nicht geeignet sind.

Schätzungen gehen von einem Einspareffekt zwischen 10 und 20 Prozent aus, der auf das finanziell wirksame Feedback zurückgeführt wird. Deshalb wäre es von Vorteil, die Verbrauchserfassung auch auf Objekte mit nur einer Partei ausweiten zu können. Zusätzlich soll das neue System dazu beitragen, mit einem kontinuierlichen Monitoring des Wärmeverbrauchs den Anlagenbetrieb zu optimieren und den Nutzer jederzeit gezielt zu informieren.

Im Forschungsprojekt wurden zwei Szenarien betrachtet: Wenn die Verbräuche mit einem zertifizierten System erfasst werden müssen, so besteht die Möglichkeit mit Hilfe eines zentralen Heizkreis-Volumenstromsensors die Genauigkeit der Volumenstromberechnung der dezentralen Pumpen zu verbessern. Der Projektschwerpunkt besteht dabei darin, eine möglichst kostengünstige Volumenstromerfassung zu entwickeln. Die Bestimmung der Temperaturspreizung kann über die Sensoren in den Heizkreisen und pumpeninterne Messfühler erfolgen. Wird der zentrale Heizkreis-Temperatursensor für die Temperaturerfassung verwendet, so müssen geeignete Korrekturalgorithmen herangezogen werden.

Für den Fall, dass die Ausnahme nach §11 der Heizkostenverordnung gegeben ist, wurden mehrere kostengünstige Verfahren anhand von realen Anlagendaten evaluiert. Der mit den von Wilo entwickelten Geniax-Pumpen berechnete Volumenstrom, in Kombination mit den Vor- und Rücklauftemperaturen, sei hierfür gut geeignet, so das Ergebnis des hauseigenen Projekts.

Als Ausgangspunkt für eine Kostenoptimierung des zentralen Volumenstromsensors wurde das Konzept handelsüblicher Ultraschall-Wärmemengenzähler so verändert, dass deutliche Einsparungen bei der Herstellung erzielt werden können. So wurde ein austauschbares Sensorsteckmodul entwickelt, welches in mehreren Anwendungen eingesetzt werden kann.

Gut geeignet für eine kostengünstige Verbrauchsmessung erschien im Test ein Verfahren, bei dem der Volumenstrom aus den Sensorsignalen der dezentralen Pumpen in Kombination mit den Vor- und Rücklauftemperaturen im Kreis berechnet wird. Die Verwendung eines zentralen Heizkreis-Temperaturfühlers anstatt eines Fühlers pro Heizfläche ist ebenfalls möglich – damit kann der Einfluss des Volumenstroms auf die Messgenauigkeit korrigiert werden. Der Fehler liegt selbst bei langen Leitungslängenunterschieden auf einem akzeptablen Niveau.

Zumindest in Verteilersystemen lässt sich auf noch wesentlich einfachere Weise eine Heizenergieverteilung durchführen, indem das Regler-Stellsignal der Pumpen oder auch von Ventilen für die Verteilung verwendet wird. Im untersuchten Fall wurde die im Minutentakt erfasste Drehzahl der Pumpen über den gesamten Erfassungszeitraum gemittelt. Der Verteilungsfehler liegt bei weniger als 8 Prozent im Vergleich zum Ergebnis der Wärmemengenzähler. Die Untersuchungen zeigten auch, dass eine alleinige Verwendung der Raumtemperatur zur Verteilung der Energie nicht sinnvoll sind.

Moderne Heizungsregelsysteme sind im Falle der Ausnahme nach §11 der Heizkostenverordnung in der Lage, eine Heizkostenverteilung durchzuführen. Hierfür ist keine zusätzliche Hardware benötigt. Eine einfache Eingabefunktion des Abrechnungszeitraums, der Wohnflächen und der Energiekosten genügt, um eine Abrechnung automatisch zu generieren. Ein in Auftrag gegebenes Rechtsgutachten setzt dabei die Genauigkeitsobergrenze bei einer Messunsicherheit von 20 Prozent an.

Für das System der Wärmeverteilung mit kleinen, dezentralen Pumpen wurden verschiedene Analysefunktionen entwickelt, welche den Zustand der Heizkreise, Räume und Pumpen erfassen und die Regelungsfunktionen bewertet. Eine Visualisierung der bis auf Heizkörperebene zeitlich hoch aufgelösten Leistungen und Verbräuche wurde in mehreren Objekten getestet.

Im Rahmen des Projekts wurden neue Volumenstromsensoren entwickelt. Diese müssen nun für die Großserienproduktion vorbereitet werden. Die untersuchten alternativen Ansätze für die Heizkostenverteilung und die automatisierte Analyse von Heizungssystemen reduzieren die Kosten der Verbrauchserfassung und bieten wesentlich umfangreichere Möglichkeiten der Nutzerinformation mit Blick auf energiesparendem Verhalten.

Die entwickelten Erfassungsmethoden können zunächst unter Anwendung der Ausnahme nach §11 der Heizkostenverordnung in Ein- und Mehrfamilienhäusern genutzt werden. In großen Liegenschaften bietet sich eine Nutzung für das Energie-Monitoring an.

Eine Anwendung zur nach Heizkostenverordnung zertifizierten Heizkostenverteilung ist nach heutigem Stand der Verordnung und der DIN EN 834 nicht möglich. Hierfür wird der neue, zentrale Volumenstromsensor zur Kalibrierung der berechneten Volumenströme benötigt, der jedoch erst noch zur Serienreife entwickelt werden muss. Die Analysefunktionen sind soweit entwickelt, dass sie zunächst zur Unterstützung des Service und der Installateure eingesetzt werden können. Quelle: Wilo / pgl

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