Praktische Erfahrungen mit Zonenregelung und Fernzugriff: Fallstudie Honeywell Evohome

Die Zonenregelung ist der modernste Ansatz zur Heizungsregelung in Häusern und Wohnungen. Sie gewährleistet höchsten Komfort und ist gleichzeitig eine Möglichkeit, die Heizkosten zu senken.

Zonenregelung der Heizung bedeutet die Steuerung der Raumtemperatur einzelner Räume (Zonen) eines Einfamilienhauses oder einer Wohnung gemäß einem vorgegebenen wöchentlichen Zeitprogramm. Das Wochenprogramm wird für jeden Raum separat erstellt. Das Programm ist so eingestellt, dass es möglichst mit dem üblichen Nutzungsverhalten der einzelnen Räume übereinstimmt. Dadurch wird Wohnkomfort erreicht und gleichzeitig Energie gespart. Der Fernzugriff auf die Zonenregelung erfolgt in der Regel über eine mobile App oder eine Weboberfläche.

Die Fernsteuerung kann auch mehrere Ebenen haben. Die Basisebene bietet einen Überblick über die gemessenen Temperaturen in den Räumen und ermöglicht es, die gewünschte Temperatur jedes Raumes zu ändern. Erweiterte Ebenen des Fernzugriffs können dann zur Gewinnung von Daten und Informationen über das Verhalten des Heizsystems dienen. Es kann nicht nur der aktuelle Zustand und die Parameter des Systems angezeigt werden.

DER EINFLUSS VON ANPASSUNGEN DES HEIZSYSTEMS AUF DEN ENERGIEVERBRAUCH

Das beobachtete Objekt ist ein unterkellerter Reihenwohnhaus, Baujahr 1937, und vor Beginn der Datenerfassung wurden dort keine baulichen Anpassungen (wie z.B. Dämmung) vorgenommen. Im Haus befinden sich 5 kleine, eigenständige Wohneinheiten auf drei oberirdischen Etagen. Insgesamt handelt es sich um 13 Wohnräume, in denen nun die Zonenregelung Honeywell Home - Evohome neu genutzt wird.

Die Beheizung des gesamten Objekts erfolgt durch einen Gaskessel, der von einem wettergeführten Regler mit einem wöchentlichen Zeitprogramm gesteuert wird. Die einzelnen Räume werden durch Gussheizkörper beheizt, die mit Thermostatventilen ausgestattet sind.

Überwachung des Energieverbrauchs zur Beheizung des Objekts

Der Energieverbrauch wurde über einen Zeitraum von 24 Jahren gemessen. In diesem Zeitraum wurden drei Anpassungen mit Einfluss auf das Heizsystem durchgeführt. Der Verlauf des jährlichen Energieverbrauchs wird im folgenden Diagramm dargestellt. Auf der vertikalen Achse ist der Nettostromverbrauch aufgetragen. Im Diagramm sind auch Ereignisse markiert, bei denen Investitionen in das Objekt getätigt wurden, die den Energieverbrauch beeinflusst haben.

Zustand 0 ist die Ausgangssituation nach der Inbetriebnahme der Zentralheizung im Jahr 1995. Die Wärmequelle war ein atmosphärischer Gaskessel mit 35 kW, ausgestattet mit wettergeführter Regelung mit Zeitprogramm, ohne Korrektur der Innentemperatur. In den Wohnräumen waren Gussheizkörper und Ventile mit manuellen Thermostatköpfen installiert.

Investition A ist der Austausch von Kastenfenstern gegen Kunststofffenster im gesamten Objekt. Die Investitionshöhe betrug 480.000,- CZK.

Zustand 1 zeigt den Betrieb der bestehenden Zentralheizung, der Verbrauch sank durch den Fensteraustausch. Der durchschnittliche Jahresverbrauch ist in diesen drei Jahren um 13 % niedriger.

Investition B zeigt den Einfluss der Installation und Inbetriebnahme des drahtlosen Zonensystems Evohome in allen Wohnräumen. Der Wert dieser Investition in die Heizungsregelung betrug 72.000,- CZK.

Zustand 2 repräsentiert den Betrieb der Zonenregelung. Die Thermostatventile der Heizkörper werden jetzt von drahtlosen Köpfen HR92EE oder Thermoantrieben MT4 gesteuert. Zur Erfassung der Referenztemperatur jedes Raumes dienen drahtlose Temperaturfühler/-regler T87 Round. Die Zonenregelung hat keine Verbindung zur Steuerung des Kessels, die wettergeführte Regelung mit wöchentlichem Zeitprogramm bleibt erhalten. Alle Elemente der Zonenregelung kommunizieren mit der Steuereinheit Evohome, die individuelle wöchentliche Zeitprogramme (für jeden Raum unterschiedlich) gespeichert hat. Die Zeitprogramme sind an den Lebensrhythmus der Mieter angepasst, und jeder von ihnen kann die gewünschte Temperatur auf max. 23°C einstellen. Die Steuereinheit Evohome enthält ein WLAN-Modul und ist über den Heimrouter mit einem entfernten Server verbunden. Der Server empfängt Anfragen zur Änderung von Modi oder Temperatureinstellungen (z.B. von einer mobilen App) und sendet sie an die Steuereinheit. Der Server sammelt zudem kontinuierlich verschiedene Daten über das Verhalten des Systems und kann diese auf Anfrage bereitstellen. Der Rückgang des durchschnittlichen Jahresverbrauchs im Vergleich zu Zustand 1 beträgt 19 %, und im Vergleich zum Ausgangszustand 0 sind es 30 %.

Investition C bedeutet den Austausch der Wärmequelle. Der atmosphärische Kessel wurde durch einen Brennwertkessel ersetzt. Die Investition umfasst auch einen neuen Rauchrohreinsatz. Da die Investitionen A und B es ermöglichten, den Leistungsbedarf der zentralen Wärmequelle zu senken, konnte ein Kessel mit geringerer Leistung von 30 kW verwendet werden. Zusammen mit dem Kessel wurde auch eine neue wettergeführte Regelung geliefert. Die Kosten für die Anschaffung des Kessels und die Installationsarbeiten betrugen 88.000,- CZK.

Zustand 3 ist der aktuelle Betrieb der Zonenregelung und des neuen Brennwertkessels. Der Kessel wird wieder rein wettergeführt gesteuert. Er hat also keine Verbindung zum Zonensystem. Die geringere Leistung des Kessels trägt zusätzlich zur Verbrauchsreduktion bei, da der Kessel in der Übergangszeit (im Herbst und Frühjahr) mit höherer Effizienz arbeitet. Investition C bringt also eine weitere Energieeinsparung, im Vergleich zum vorherigen Zustand 2 sind es 27 %, und im Vergleich zu Zustand 0 sind es bereits 49 %.

Der Vergleich zeigt, dass der Heizsystemverbrauch im Vergleich zur Anfangsperiode vor den Investitionen (Zustand 0) jetzt etwa halbiert ist.

Aus der Tabelle geht hervor, welchen Anteil die einzelnen Investitionen an den erzielten Einsparungen hatten. Während die größte, relativ erhebliche bauliche Investition in den Fensteraustausch die geringste Energieeinsparung brachte, erwiesen sich die weitaus geringeren Investitionen in technologische Geräte als weitaus effektiver.

ANALYSE DES EINFLUSSES DER ZONENREGELUNG AUF DIE ENERGIEEINSPARUNG

Die Zonenregelung generierte in unserer Fallstudie eine Einsparung von 19 %. Die Wirkung lässt sich in drei grundlegende Funktionen unterteilen:

• Regelung der Raumtemperatur in den einzelnen Räumen
• Fernzugriff - Ansicht und Steuerung
• Zeitprogramm zur Einstellung der gewünschten Temperaturen in den einzelnen Räumen

Regelung der Raumtemperatur der Räume

Die Regelung der Raumtemperatur in den einzelnen Räumen wurde ursprünglich (d.h. Zustand 0) durch einfache manuelle Thermostatköpfe realisiert. Manuelle Thermostatköpfe konnten die eingestellte Temperatur in den Räumen ähnlich genau halten wie die Elemente der Zonenregelung.

Fernzugriff

Der Fernzugriff ist eine moderne Funktion. Menschen mit einem regelmäßigen Wochenrhythmus nutzen sie jedoch relativ selten. Eine Person, die sich ein Zonensystem anschafft, beobachtet einen Monat nach der Installation aufmerksam, wie alles funktioniert. Nach einem Monat lässt sie jedoch die Heizungsregelung ihr eigenes Leben führen und nutzt den Fernzugriff nicht mehr so häufig. Langfristig und bei normalem Gebrauch hat der Fernzugriff also wenig Einfluss.

Zeitprogramm

Das Zeitprogramm kann beispielsweise Verluste durch menschliche Nachlässigkeit verhindern. Bewohner stellen oft eine hohe Komforttemperatur ein und verlassen dann das Haus. Da Evohome in Abwesenheit automatisch auf Absenktemperaturen umschaltet. Evohome kann auch wirtschaftlich tragbare Temperatureinstellungen beibehalten. Die Bewohner des Hauses erhöhen die gewünschte Temperatur in ihrem Raum erst, wenn sie Kälte verspüren. Das Zeitprogramm bringt auch Komfort. Es ist nicht mehr nötig, morgens in kalte Räume aufzustehen.

BETRIEB DER ZONENREGELUNG

Die bloße Installation der Zonenregelung kann die erwarteten Einsparungen nicht gewährleisten. Es ist notwendig, sie auch richtig und mit Bedacht zu nutzen. Wenn jemand in sie investiert, um die Heizkosten zu senken, und dann in allen Räumen dauerhaft eine gewünschte Temperatur von 24°C einstellt, wird er enttäuscht sein. Bei der Nutzung der Zonenregelung ist es auch ratsam, darauf zu achten, dass die einzelnen Räume (Zonen) möglichst räumlich abgeschlossen sind. Wenn die Räume durch Türen getrennt sind, sollte es nicht dazu kommen, dass die Türen ständig offen bleiben. Dann kann zwar ein Raum auf Komforttemperatur und ein anderer auf Absenktemperatur eingestellt sein, aber beide werden auf Komforttemperatur beheizt.