Gibt es Unterschiede bei thermischen Stellantrieben?

Es gibt nur wenige Hersteller die sich auf diesem Gebiet spezialisiert haben und das nicht ohne Grund. Es gibt sie eben doch die feinen aber wichtigen Nuancen. Einige Produzenten versuchen ihr Produktportfolio mit einem eigenen Stellantrieb zu vervollständigen ohne jedoch auf den vielfältigen Einsatz zu achten. Sie entwickeln ein Produkt speziell für ihr System und vermarkten es dann als Allrounder. Reklamationen und Frust beim Betreiber sind das Ergebnis. Das notwendige Knowhow fehlt diesen Herstellern.

Der thermische Stellantrieb ist mit einem Wachs gefüllten Dehnstoffelement ausgestattet. Dieses Element wird mittels eines elektrischen Kontakts erwärmt und wieder abgekühlt. Dadurch dehnt sich das Wachs bei Erhitzung aus und beim Erkalten zieht es sich wieder zusammen. So wird ein Stößel aus dem Element gedrückt, welcher zum Öffnen und Schließen des Antriebs genutzt wird.

Hier liegt auch schon der erste wichtige Faktor. Die Qualität dieses Elements ist von enormer Wichtigkeit und zuständig für die Langlebigkeit des Produkts. Die mechanische Belastung ist extrem hoch und nur qualitativ hochwertige Elemente halten einer Lebensdauer von ca. 10 Jahren stand.

Das Wachselement hat zu Beginn des Lebenszyklus einen recht hohen Weg. Das bedeutet, es könnte das zu betätigende Ventil von 6-7mm öffnen. Diese Werte werden von Herstellern angegeben, ohne dabei auf den schnell eintretenden Weg-Abfall zu achten. Seriöse Hersteller werden immer den Weg über die gesamte Lebensdauer angeben und keine Versprechungen machen, die nicht gehalten werden können. So verliert das Element und damit der Stellantrieb bereits nach wenigen Wochen bis zu 1/3 seines Weges. Je größer der Weg ist umso geringer wird die zu erwartende Lebensdauer sein. Es sei denn, es werden speziell dafür geeignete Dehnstoffelemente eingesetzt. Dies wird sich aber im Preis wiederspiegeln.

Wenn der Kontakt (PTC) elektrisch angesteuert wurde und das Wachs sich ausgedehnt hat, ist der Stellantrieb geöffnet. Das Abschalten der Spannungszufuhr führt nun dazu, dass das Wachs erkaltet und der Stößel zurück in das Element fährt und der Stellantrieb damit schließt und somit auch das Ventil geschlossen wird. Der Stößel wird aber nicht ohne Hilfe zurück in den Elementkörper fahren.

Zu diesem Zweck wird eine Druckfeder eingebaut, welche genau dies bewirkt.
Die Kraft der Feder muss so ausgelegt sein, dass sie den Stößel zurück in den Elementkörper drücken und somit auch das Ventil schließen kann. Im Ventil ist ebenso eine Feder verbaut. Die Kraft der Druckfeder des Stellantriebs muss um einiges größer sein als die Kraft der Ventilfeder. Nur dann ist ein Schließen sichergestellt. Es ist also wichtig neben dem Ventilweg auch die Ventilkraft zu kennen.

Die Montage des Stellantriebs erfolgt in den meisten Fällen mittels angebrachter Überwurfmutter oder mittels eines Adapters. Beide müssen auf das zu betätigende Ventil ausgelegt sein. Dies ist ein sehr wichtiger Punkt, den die meisten Hersteller komplett außer Acht lassen. Eine Angabe M30x1,5 oder M28x1,5 reicht hier nicht aus um sicher zu sein das richtige Produkt zu bekommen.

Das Schließmaß variiert von Verteiler zu Verteiler und Ventil zu Ventil. Diese Tatsache berücksichtigen nur die Wenigsten. Einige Hersteller verfügen über eine Vielzahl von Adaptionsmöglichkeiten. Als Kunde sollte man den Anbieter direkt ansprechen ob er hier helfen und eine optimale Anpassung gewährleisten kann. Spätestens hier wird sich die Spreu vom Weizen trennen.

EAZY Drive Stellantrieb mit manueller Öffnungsfunktion. Bilder: EAZY Systems GmbH

Nur eine richtige Anpassung gewährleistet die optimale Funktion über die gesamte Lebensdauer. Was wenn der Stellantrieb das Ventil nach 6 Monaten nicht mehr schließt? Sprechen Sie mit dem Anbieter, um die Funktion sicherzustellen. Sie werden feststellen wer sich damit auskennt und wer nicht. Der Einsatz eines Adapters oder einer Überwurfmutter ist Geschmackssache. Beides funktioniert. Wie Sie sehen gibt es schon einige Punkte, welche beachtet werden sollten. Neben den o.g. Punkten gibt es noch das Unterscheidungsmerkmal des IP Schutzes. Sprich den Schutz gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit. Bei der Angabe IP54 z.B. steht die erste Ziffer („5“) für den Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern und die zweite Ziffer („4“) für den Schutz gegen Feuchtigkeit. Die Definition wird in der Norm EN 60529 näher beschrieben.

Beim Einsatz eines thermischen Stellantriebs in Verbindung eines wassergeführten Heizmediums ist also die zweite Ziffer von größerer Bedeutung. Je höher diese Ziffer ist umso höher der Schutz. Allerdings gilt hier zu beachten, in welchen Einbausituationen dieser Schutz gewährleistet ist. Es kann also sein, dass zwar eine IP 54 angegeben wird, aber sich dies nur auf die aufrechte Montage beschränkt. Auch hier sollten Sie sich sicher sein den richtigen Schutz für ihre Einbauart zu bekommen. Am besten also eine entsprechende Schutzart in allen Montagelagen. Derzeit ist die IP 54 der höchstmöglich erhältliche Schutz.

Da das Feststellen der Schutzart sehr aufwändig ist und nur in den seltensten Fällen selbst ermittelt werden kann, scheuen sich viele Hersteller ein externes Institut wie z.B. den TÜV damit zu beauftragen. Fragen Sie den Anbieter nach einem entsprechenden Zertifikat. Jemand der nichts zu verbergen hat und wahrheitsgemäße Angaben macht wird ihnen diese Bestätigung aushändigen.

Es werden immer mehr Stellantriebe mit einer besonders geringen Stromaufnahme von 1 Watt beworben. Nicht umsonst ist hier nicht die Rede von 1,0 Watt. Die tatsächliche Stromaufnahme wird 15%-20% über dem angegebenen Wert liegen.

Sicherlich ist durch die Stromaufnahme von 1,2 Watt eine Energieersparnis zu erzielen. Allerdings wird sich diese in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus im Jahr um 2-5 EURO bewegen. Bei Stellantrieben mit einer Stromaufnahme von 1,0 W – 2,5 W können sie nicht viel verkehrt machen.

Als weiterer Nachteil der geringen Stromaufnahme ist der damit verbundene erhöhte Einschaltstrom zu nennen. Der Einschaltstrom ist deutlich höher als die Betriebsleistung und besteht für wenige Millisekunden. Allerdings müssen die Einschaltströme aller Stellantriebe addiert werden. Dieser Wert wird für z.B. 300 Millisekunden erreicht. Die Absicherung der Einzelraumregelung muss in der Lage sein diesen Wert abzufangen.

Ungünstige Antriebskonstruktionen führen zum Durchbrennen der Sicherung und ggf. zur Zerstörung der Regelkomponenten. Einige Hersteller machen bei ihren technischen Daten nicht korrekte Angaben. Dies ist leider Gang und Gebe.

Den Montagekomfort und ggf. die Größe des Verteilerschranks etc. beeinflusst die Baubreite des Stellantriebs. Je kleiner dieser ist umso leichter können Sie das Produkt montieren. Ein kleineres oder leichteres Produkt gibt keinen Aufschluss über die Qualität des Produkts.

Die Schließ- und Öffnungszeit gibt Aufschluss darüber, wie lange der Stellantrieb benötigt das Ventil komplett zu öffnen und zu schließen. Diese Zeiten sind abhängig von der Umgebungstemperatur. Ein Produktvergleich ist hier nur schwer möglich, da sehr wahrscheinlich bei unterschiedlichen Umgebungs- und Medientemperaturen gemessen wurde. Die Trägheit der Fußbodenheizung wird eine längere Zykluszeit verkraften und sie werden dies nicht bemerken.

Weitere wichtige Merkmale sind die richtige Anschlussleitung, welche als 2x0,75mm² ausgeführt werden sollte, um der Norm zu entsprechen.

Die Angabe NC „normally closed“ oder NO „normally open“ gibt Aufschluss über die Ausführung des Antriebes und ob das Ventil ohne Stromaufnahme geöffnet oder geschlossen ist. In Deutschland sind nahezu 99% stromlos geschlossen (NC).

Fragen Sie ihren Lieferanten, ob er Ihnen neben einer eigens ausgestellten CE-Konformitätserklärung auch ein externes Zertifikat vorlegen kann, welche die Normkonformität nach EN 60730 bestätigt. Damit sind sie sicher, dass alle funktions- und sicherheitsrelevanten Maßnahmen bei der Entwicklung getroffen wurden. Hier werden die wenigsten Hersteller Auskunft erteilen.

Neu auf dem Markt sind Stellantriebe welche über eine manuelle Öffnungsfunktion verfügen. Bis vor kurzem war eine sog. First-Open Funktion erhältlich. Diese bewirkt, dass die Montage durch Vorspannung der verbauten Druckfeder erleichtert wurde und das Ventil ohne auslösen des Mechanismus im Stellantrieb geöffnet war. Dadurch konnte die Anlage befüllt und gespült werden, ohne dass ein elektrischer Anschluss an die Einzelraumregelung erfolgte.

Die manuelle Öffnungsfunktion bewirkt selbige Vorteile, allerdings ist das Öffnen und Schließen des Antriebes jederzeit wiederholbar. Somit kann für Wartungszwecke leicht der Durchfluss realisiert werden. Auch ist ein Notbetrieb möglich, sollte die Regelung nicht einwandfrei funktionieren und die Räume zu kalt sein. Die Einstellung der Heizkurve etc. kann somit ohne Demontage der Stellantriebe durchgeführt werden. Es wird kein Elektriker oder Heizungsbauer für diese Tätigkeit mehr benötigt. Sollte eine Demontage und erneute Montage von Nöten sein, ist dies jederzeit sehr einfach möglich.

Wie Sie sehen gibt es schon einige Unterschiede. Auch wenn dieses Produkt von vielen Herstellern angeboten wird, sollten Sie sich der Unterschiede bewusst sein. Nur mit dem richtigen Produkt für Ihre Anwendung werden Sie lange Ruhe haben.  

Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass ich hier nicht auf alle Funktionen und Features eingehen kann. Die Wichtigsten Unterscheidungsmerkmale sind aber oben ausgeführt.

Weitere hilfreiche und nützliche Informationen finden Sie auf www.eazy-systems.de.

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Florian Seelmann         Geschäftsführer EAZY Systems GmbH