Cookies erleichtern die Bereitstellung der Dienste auf dieser Website. Mit der Nutzung dieser Website erklären Sie sich mit dem Einsatz von Cookies einverstanden.
1581

Selbstregeleffekt

Autoren
OldBo
25.05.2018
Der zunehmende Einsatz von trägen Heizungs- und Kühlsystemen (Fußboden- und Wandflächenheizung, Betonkern- bzw. Bauteilaktivierung) wirft immer wieder die Frage auf, wie sinnvoll der Einsatz einer Einzelraumregelung (ERR) ist, da die Systemtemperatur zentral geregelt wird, um einen effektiven Betrieb mit deiner Wärmepumpe und der Brennwerttechnik arbeiten zu gewährleiten, und der sog. "Selbstregeleffekt" besonders bei niedrigen Temperaturdifferenzen zwischen der Oberflächen- und Raumtemperatur zur Geltung kommt.
24 °C - 20 °C = 4 K - 4 K = 100 % Wärmeabgabe Boden - 0 % Fremdwärme-Eintrag - 100 % Heizlast nach draußen
 24 °C - 20 °C = 4 K - 4 K = 100 % Wärmeabgabe Boden - 0 % Fremdwärme-Eintrag - 100 % Heizlast nach draußen
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
24 °C - 22 °C = 2 K - 2 K = 50 % Wärmeabgabe Boden - 50 % Fremdwärme-Eintrag - 100 % Heizlast nach draußen
 24 °C - 22 °C = 2 K - 2 K = 50 % Wärmeabgabe Boden - 50 % Fremdwärme-Eintrag - 100 % Heizlast nach draußen
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG
24 °C - 24 °C = 0 K - 0 K = 0 % Wärmeabgabe Boden - 100 % Fremdwärme-Eintrag - 100 % Heizlast nach draußen
 24 °C - 24 °C = 0 K - 0 K = 0 % Wärmeabgabe Boden - 100 % Fremdwärme-Eintrag - 100 % Heizlast nach draußen
Quelle: Oventrop GmbH & Co. KG

Der zunehmende Einsatz von trägen Heizungs- und Kühlsystemen (Fußboden- und Wandflächenheizung, Betonkern- bzw. Bauteilaktivierung) wirft immer wieder die Frage auf, wie sinnvoll der Einsatz einer Einzelraumregelung (ERR) ist, da die Systemtemperatur zentral geregelt wird, um einen effektiven Betrieb mit deiner Wärmepumpe und der Brennwerttechnik arbeiten zu gewährleiten, und der sog. "Selbstregeleffekt" besonders bei niedrigen Temperaturdifferenzen zwischen der Oberflächen- und Raumtemperatur zur Geltung kommt.
Fachlich gesehen kann der Selbstregeleffekt die Raumtemperatur nicht absenken (das kann auch die ERR nicht), er kann aber bei sehr niedrigen Systemtemperaturen die Wärmeabgabe verringern oder sogar Wärme aufnehmen. Bei hohen Systemtemperaturen ist ein Aufschaukeln der Raumtemperatur möglich. Deswegen ist eine richtig eingestellte Heizkurve und eine Auslegung mit sehr niedrigen Systemtemperaturen eine Grundvoraussetzung für die Nutzung des Selbstregeleffektes, einer gleichmäßigen Fußbodenflächentemperatur und eine effektive Nutzung der Brennwert- oder Wärmepumpentechnik.

Da die EnEV eine Einzelraumregelung auch bei einer Flächenheizungen vorschreibt, wird in vielen Fällen nicht hinterfragt, ob sie überhaupt notwendig ist, weil die Reaktionszeit (Abkühlen und Wiederaufheizen der Fläche) viel zu lang ist. Unter bestimmten Umständen (Niedertemperatur-Flächenheizung, Einsatz einer Wärmepumpe oder der Brennwerttechnik, große Flächenspeicher [Estrich, Bauteilaktivierung bzw. Betonkernaktivierung]) und auch bei dem Einsatz von PCM - Phasenwechselmaterialien (Latentwärmematerial) inform von Porenbeton, Gipskartonplatten oder spezielle Deckenpaneele) ist das der Fall.

Hier darf man ruhig die Frage stellen > "Einzelraumregelung bei Niedertemperatur-Heizung – Ja oder Nein?"

Nach der EnEV § 25 und dem EEWärmeG § 9 kann sich der Bauherr von dieser Pflicht befreien lassen. Der Befreiungs- bzw. Ausnahmeantrag muss explizit auf die jeweilige Anlage abstimmt sein, damit der Antrag von der zuständigen Stelle (z. B. Bauamt) verstanden und anerkannt wird

Aber eigentlich ist es doch so einfach zu verstehen (wenn man will).

Die Wärmeabgabe der Flächenheizung erfolgt auf der einfachsten physikalischen Weise, bei dem kein mechanischer regeltechnischer Eingriff notwendig ist.

Die physikalischen Grundbegriffe sind:
• Die Wärme fließt immer von warm nach kalt (vom warmen Boden zur kälteren Raumluft)
• Die Größe des Wärmeflusses wird von der Temperaturdifferenz (K [Kelvin]) zwischen warm und kalt bestimmt

Bei den Beispielen bleiben die Außen- und Raumtemperatur, Bodenoberflächen-Temperatur und Heizwassermenge unverändert. Nur die Raumlufttemperatur verändert sich durch Fremdwärme.

Ein Beitrag, der sich ein wenig differenzierter mit dem Selbstregeleffekt auseinandersetzt.

Der Wärmeübergangskoeffizient setzt sich aus einem Strahlungs- und einem Konvektionsanteil zusammen. Beide werden in bestimmten Grenzen von den baulichen Gegebenheiten beeinflusst

Unter der Annahme, dass an jeder Stelle des Fußbodens die gleiche Oberflächentemperatur herrscht (isothermer Boden), beträgt die Wärmeabgabe

Q = AF · α · (θFB - θi)
Darin ist
Q = Wärmeleistung (W)
AF = Heizfläche (m2)
α = Wärmeübergangskoeffizient (W / m2K)
θFB = mittlere Oberflächentemperatur
θi = Innentemperatur
Der Wärmeübergangskoeffizient setzt sich aus einem Strahlungs- und einem Konvektionsanteil zusammen. Beide werden in bestimmten Grenzen von den baulichen Gegebenheiten beeinflusst. Die Norminnentemperatur eines Raumes ist nicht etwa die Lufttemperatur, sondern eine operative Temperatur, die allgemein 1 - 2 K höher als die Raumlufttemperatur tL ist. Der Wert für α liegt im oberen Leistungsbereich mit hinreichender Genauigkeit bei ca. 10 -11 W / (m2K).

Ändert sich die Raumtemperatur θi z. B. von 20 auf 21 °C, während die mittlere Fußbodenoberflächentemperatur θFm = 25 °C beträgt, so verhalten sich die Leistungen Q20 vorher, zu Q21 nachher wie
Q21 = A · α (25 – 21) = 4
Q20 = A · α (25 – 20) = 5 
→ 0,80
Die Wärmeleistung sinkt also um 20 %.

Würde sich die Innentemperatur θi durch starke Einwirkung von Fremdwärme (z.B. Sonneneinstrahlung) auf 25 °C er höhen, so würde mangels Temperaturdifferenz die Wärmeabgabe an den Raum scheinbar eingestellt. Diesen Vorgang bezeichnet man als Selbstregelungseffekt. Dennoch ist die zuvor beschriebene Rechnung nicht ganz richtig. Durch die verminderte Wärmeabgabe des Fußbodens wird es aufgrund der noch höheren Temperatur im Bereich der Heizrohre zu einer Temperaturerhöhung an der Fußbodenoberfläche kommen, die mit fortschreitender Zeit mehr und mehr zunimmt, bis ein neuer Gleichgewichtszustand zwischen der Fußbodenoberflächentemperatur und der Raumtemperatur eingetreten ist. Darüber hinaus wird selbst bei Temperaturgleichheit zwischen Boden und Raumluft noch Wärme durch Strahlung an die kühleren Wände abgegeben. Bei einer Heizkörperanlage mit einer mittleren Heizflächentemperatur von 60 °C (65 / 55 °C) würde sich die Wärmeabgabe nur um:
Q21 = A · α (60 – 21) = 39
Q20 = A · α (60 – 20) = 40
→ 0,975
~ 2,5 % verringern.

Soll im vorliegenden Beispiel die gleiche Leistungsreduzierung wie bei der Fußbodenheizung eintreten, so müsste zunächst die Raumtemperatur auf 28 °C ansteigen. Je niedriger der Wärmeverlust eines Hauses ist, desto niedriger sind auch die erforderlichen Oberflächentemperaturen des Fußbodens und desto größer wird der Selbstregelungseffekt. Obwohl dieser Effekt der Fußbodenheizung eine willkommene Tatsache ist, kann er dennoch keine Regelung ersetzen. Viele Fußbodenheizungsbesitzer hätten bei entsprechender Berücksichtigung der vorgenannten Zusammenhänge eine noch bessere Regelfähigkeit und Behaglichkeit erzielen können. Auch bei Fußbodenheizungsanlagen kann eine Nachtabsenkung vorgenommen werden. Die Raumtemperatur darf nur nicht so weit abgesenkt werden, wie bei einer Heizkörperanlage. Außerdem müssen die Absenk- und Wiederaufheizzeiten dem Heizungssystem und seiner Trägheit angepasst sein. Quelle: Das ABC der Flächenheizung und Flächenkühlung Winnenden: Heizungs-Journal Verlags-GmbH, ISBN 3-924788-16-2
Weitere Funktionen
Aktuelle Forenbeiträge
gnika7 schrieb: Hi, 1. Die 6kW sollten reichen, denke ich. Habe auch KfW40 und eine Heizlast von ca.5,6 für 320qm. Ich denke mit 6er Nibe kommst du auch hin. 2. ERR: habe ich auch mit KNX. Bis jetzt nicht in Betrieb...
hanssanitaer schrieb: Warum setzt man sich eigentlich über geltenden Normen hinweg und meint vermeintlich irgendwas besser machen zu können? Wenn Küche und Bad oberhalb der Rückstauebene liegen, liegen sie oberhalb der Rückstauebene....
ANZEIGE
Hersteller-Anzeigen
Mit Danfoss ist alles geregelt
SHKwissen nutzen
Wissensbereiche
Website-Statistik