Heizungsoptimierung
Was genau ist der hydraulische Abgleich – und was bringt er?
Der hydraulische Abgleich bei Heizungsanlagen soll Teil des geplanten Pflicht-Heizungschecks werden. Um die Klimaziele zu erreichen und auf die Energiekrise zu reagieren, muss die Immobilienwirtschaft die Effizienzoptimierung der Heizungsanlagen in Angriff nehmen. Doch warum ist der hydraulische Abgleich der Elefant in den deutschen Heizungskellern, der zwar gesehen, aber schon lange ignoriert wird? Was genau bedeutet er und welchen Aufwand bringt er mit sich?
Zu den verschiedenen Aspekten des hydraulischen Abgleichs haben wir ein sehr interessantes Gespräch mit Dipl.-Ing. Günter Wolter, Experte für Heizungsoptimierung und Heizungstechnik, Gerichtsgutachter und Sachverständiger, geführt:
Herr Wolter, was genau ist der hydraulische Abgleich?
Günter Wolter: Der hydraulische Abgleich ist die Grundvoraussetzung, damit eine Heizungsanlage effizient funktionieren kann.
Ich veranschauliche das gerne an einem Bild: Der hydraulische Abgleich ermöglicht, dass die Heizungsanlage im Keller genauso funktioniert wie ein Auto bei Tempo 100 – dann verbraucht es am wenigsten und kommt am weitesten. Ohne hydraulischen Abgleich muss die Heizungsanlage im Keller immer wieder kurzfristig deutlich mehr Leistung bringen und gerät häufig in einen Taktbetrieb. So als ob man mit dem Auto Vollgas gibt, bremst, Motor aus, Motor an, Vollgas, bremsen, Motor aus, Motor an usw. Da wissen wir auch, dass das Auto viel verbraucht. Um diesen Stop-and-go-Betrieb bei der Heizungsanlage zu verhindern, brauchen wir den hydraulischen Abgleich.
Durch einen nicht vorhandenen hydraulischen Abgleich werden dicht an der Heizzentrale gelegene Wohnungen überversorgt und weiter entfernte unterversorgt. Hierdurch entstehen in den über- und unterversorgten Wohnungen folgende unterschiedliche Probleme, die zu einem erhöhten Energieverlust oder Einbußen beim Wohnkomfort führen.
Was genau wird abgeglichen?
Günter Wolter: Abgeglichen werden die Volumenströme des Heizungswassers, die durch die Heizflächen, wie Heizkörper oder Fußbodenheizung, strömen.
Das Heizungswasser, das durch Rohre z.B. zu den Heizkörpern gepumpt wird, sucht sich den Weg des geringsten Widerstandes. Das heißt, die Heizkörper, die dichter an der Heizungspumpe in der Heizzentrale im Keller gelegen sind, werden viel zu stark durchströmt, wodurch diese Wohnungen überheizt werden und die Raumtemperaturen schwingen. Die Folge: Man öffnet die Fenster und lüftet die Wärme zum Fenster raus, um die zu warme Raumluft zu kühlen. Diese Wohnungen haben häufig höhere Energiekosten durch sogenannte Ventilationsverluste. Bei Wohnungen, die weit von der Heizzentrale entfernt sind, strömt wenig Wasser durch die Heizkörper. Diese Wohnungen sind dann tendenziell zu kalt. Damit diese Wohnungen auch noch irgendwie warm werden, werden in der Regel die Vorlauftemperatur oder die Pumpenleistung hochgestellt. Das macht die ganze Anlage ineffizient, sie verbraucht mehr Gas oder Strom, als sie müsste, um das Gebäude mit Wärme oder Warmwasser zu versorgen. Wir haben schon unnötige Mehrverbräuche von bis zu 220 Prozent festgestellt!
Wird der hydraulische Abgleich durchgeführt, bekommt jeder Heizkörper oder Fußbodenheizkreis ein neues, voreinstellbares Ventil. Damit wird die Durchströmung bedarfsgerecht eingedrosselt – so weit, dass der Raum noch ausreichend warm, aber nicht überversorgt wird. Dann werden auch die weiter entfernt liegenden Räume ausreichend erwärmt und man kann die Heizungsvorlauftemperaturen weitmöglichst reduzieren, die die Heizungsanlage produzieren muss. Und das bedeutet im Ergebnis: Die Anlage läuft gleichmäßiger, effizienter und verbraucht deutlich weniger Energie.
Bedeutet das, dass der hydraulische Abgleich umso wichtiger ist, je höher und je größer ein Gebäude ist?
Günter Wolter: Nein, der hydraulische Abgleich muss in jedem Gebäude durchgeführt werden, egal ob Ein- oder Zwei- oder Mehrfamilienhaus, Büro- oder Industriegebäude. Ohne hydraulischen Abgleich kann eine Heizungsanlage nicht effizient funktionieren und verschließt schneller. Häufig kommen wir in einen Stop-and-go-Betrieb. Ohne hydraulischen Abgleich müssen Kessel und Pumpen überdimensioniert werden, um die Versorgung aller Wohneinheiten sicherstellen zu können, und insbesondere regenerative Energien können nicht richtig genutzt werden.
„Der hydraulische Abgleich ist die absolute Grundvoraussetzung
für einen effizienten und verschleißreduzierten Betrieb von Heizungsanlagen.“
Für welche Heizungsarten ist der hydraulische Abgleich geeignet? Für welche nicht? Und gibt es eventuell technische Hürden?
Günter Wolter: Überall dort, wo Heizungswasser über Rohrleitungen zu Heizflächen verteilt wird – egal ob Heizkörper, Fußbodenheizung, Deckenheizung oder sonstige Systeme – überall dort ist der hydraulische Abgleich notwendig. Installations- und berechnungstechnisch gibt es keine Hürden.
Welche Einsparungen können mit einem hydraulischen Abgleich erzielt werden?
Günter Wolter: Manche sagen 10 Prozent, manche sagen 5 Prozent, manche sagen 20 Prozent. Ich sage immer, der hydraulische Abgleich spart für sich gar nichts ein. Aber er sorgt dafür, dass das Einsparpotenzial an anderen Stellen gehoben werden kann.
Ich erkläre das an einem extremen Beispiel: In einem Mehrfamilienhaus war ein ganz normaler Heizkessel im Keller eingebaut und nicht voreinstellbare Ventile an den Heizkörpern. Die Bewohner haben sich beschwert, dass die innenliegenden Bäder nicht warm werden. Der Handwerker hat zur Mangelbeseitigung die Pumpenleistung im Keller erhöht und in der Regelung folgende Einstellungen vorgenommen: Die Heizkörper sollen nie kälter als 60 Grad werden und erst bei einer Außentemperatur von 29 Grad erfolgt die sogenannte Sommerabschaltung, bei der die Heizkreispumpe im Keller abgeschaltet wird. In den Jahren 2010 und 2011 hat das Gebäude durchschnittlich 220.000 Kilowattstunden verbraucht.
Im Jahr 2012 stieg der Verbrauch auf fast 500.000 Kilowattstunden! Und das ist nur passiert, weil der Handwerker an diesen drei Parametern gedreht hat – und kein hydraulischer Abgleich gemacht wurde. Wenn die Anlage einfach auf Vollgas gestellt wird, führt dies immer zu einem deutlichen Verbrauchsanstieg und in diesem Fall von über 200 Prozent.
Nachdem in diesem Haus der hydraulische Abgleich durchgeführt wurde, sind die Verbräuche wieder auf die normalen Werte von 200.000 bis 220.000 Kilowattstunden gesunken. Und die Bäder wurden auch dort warm, wo das vorher nicht der Fall war.
Weiteres Einsparpotenzial liegt in der Vermeidung massiver unnötiger Lüftungsverluste. Hat man den hydraulischen Abgleich durchgeführt und die Temperaturen zurückgestellt, hat man sehr gleichmäßige und nicht schwingende Raumtemperaturen von z.B. 20 Grad. Diese gleichmäßigen Raumtemperaturen führen zu einer deutlichen Behaglichkeitssteigerung und reduzieren den Drang, die Fenster zu öffnen, um die Raumtemperatur wieder zu senken. Hierdurch reduzieren sich die Lüftungsverluste und somit auch der Energieverbrauch. Dies ist eins der größten Potenziale, die durch den hydraulischen Abgleich möglich werden!
Trägt die Gebäudedigitalisierung dazu bei, dass nach dem hydraulischen Abgleich die Heizungsanlage noch besser läuft?
Günter Wolter: Die Vorteile der Digitalisierung liegen eindeutig auf der Hand. Hat man mit dem hydraulischen Abgleich die Basis für den effizienten Betrieb der Heizungsanlage geschaffen, lassen sich digitale Systeme aufschalten – wie z. B. Gebäudekonnektivität 4.0 von Vodafone mit Heizungs-Assistent oder Heizungs-Profi. Das kontinuierliche Monitoring sorgt dann dafür, dass der gute Zustand, den man auf Grundlage der Messdaten hergestellt hat, auf Dauer sichergestellt werden kann.
Mit etwas Vorsicht sind elektronische Thermostatköpfe zu genießen. Hier kann jeder Bewohner per Handy-Steuerung im Grunde genommen unkontrolliert machen, was er möchte. Die Auswirkungen für die Effizienz der Wärmeerzeugung können fatal sein. Der hydraulische Abgleich wird so berechnet, dass das Haus kontinuierlich mit so wenig Wärmemenge wie möglich beheizt wird. Wenn jetzt aber mithilfe der elektronischen Thermostatköpfe jeder Bewohner die Heizung nur abends vier Stunden und morgens zwei Stunden anstellt, muss zwangsläufig ein höherer Volumenstrom durch die Heizkörper oder eine deutlich höhere Heizungstemperatur eingestellt werden, damit die Wohnungen schnell und ausreichend warm werden, die ja tagsüber auskühlen. Dies führt am Ende dazu, dass sich alles nach hinten dreht und auch eine neue Heizungsanlage genauso viel verbraucht wie die alte.
Um den effizienten Betrieb von Heizungsanlagen sicherstellen zu können, müssen nach dem hydraulischen Abgleich Fühler in der Heizungsanlage installiert und die Gaszähler oder Wärmemengen-Zähler aufgeschaltet werden. Nur mit diesen Daten der Wärmeerzeugung können wir erkennen, ob im Haus durch Nutzerverhalten oder Verstellung in der Anlage irgendetwas aus dem Ruder läuft. Und das kann, wie das vorherige Beispiel gezeigt hat, schnell passieren.
Das Erkennen und Lokalisieren von Defekten ist ein weiterer großer Vorteil der Digitalisierung. Oft vergeht ein halbes Jahr oder mehr, bis klar ist, wo der Fehler liegt. Es werden unnötige Bauteile in der Wärmeerzeugung erneuert, obwohl das Problem in der Regelungseinstellung oder Hydraulik liegt, z.B. durch ein defektes Ventil oder eine nicht passende Pumpenleistung.
Weiterhin erzeugen die meisten Defekte und Fehleinstellungen gar keine Mangelmeldungen, weil z.B. das Haus nicht warm wird. Sie führen einfach nur unbemerkt zu einer Erhöhung des Energieverbrauches, weil die Wärmeerzeugung viel mehr Gas oder Strom einsetzen muss, um das Gebäude zu erwärmen.
Deswegen ist es so wichtig, im Keller die Sensorik anzuschließen. Auf Basis der Daten kann geprüft werden, ob ein funktionierender hydraulischer Abgleich im Gebäude vorhanden ist. Mit einem funktionierenden hydraulischen Abgleich können Heizungsanlagen deutlich kleiner dimensioniert werden, was Investitionskosten mindert, und man betreibt sie effizient und merkt rechtzeitig, wenn etwas kaputt geht oder sich die Effizienz verschlechtert. Auch das ist wie beim Auto. Die Sensorik erkennt Defekte, auf dem Display geht die Warnleuchte an, und man kann den Fehler beheben lassen.
Wie kommt es, dass geschätzt bei 70 % der Gebäude in Deutschland kein hydraulischer Abgleich gemacht wurde? Ist das Verfahren so neu? Oder sind es die Kosten?
Günter Wolter: Der hydraulische Abgleich ist kein neues Verfahren. Er wird meistens nur nicht durchgeführt, weil die Vermieter, Verwalter und Installateure wissen, dass er oft zu zwischenmenschlichen Verständnisproblemen mit den Bewohnern führt.
Ich muss etwas ausholen: Wenn in einem Gebäude ohne hydraulischen Abgleich hohe Vorlauftemperaturen und Pumpenleistungen eingestellt werden und somit näher an der Heizzentrale gelegene Räume überheizt werden, ist der Reflex der Bewohner: Ich fahre morgens zur Arbeit und drehe meine Heizkörper runter oder aus. Die Räume kühlen über den Tag aus. Man kommt nach Hause, stellt das Thermostat auf Stufe 2 und der Raum wird aufgrund der hohen Vorlauftemperaturen und Volumenströme relativ schnell auf 20–22 Grad erwärmt. Diese Temperatur wird auf Stufe 2 aber nur erreicht, weil die Heizungsanlage für die weiter entfernt liegenden Wohnungen mit sehr hohen Temperaturen betrieben werden muss.
Wirft man allerdings einen Blick in die Bedienungsanleitung des Thermostats, ist eigentlich Stufe 3 einer Raumtemperatur von 20 Grad zugeordnet. Die Stufe 2 erreicht nur 16 Grad. Die Bewohner haben durch den fehlenden hydraulischen Abgleich und die dadurch notwendigen hohen Vorlauftemperaturen aber gelernt: Stufe 2 bedeutet 20 Grad.
Nun kommt der hydraulische Abgleich. Wenn die Bewohner dann – wie gewohnt – das Thermostat auf Stufe 2 stellen, erreichen sie aber nur noch 16 Grad, weil der Thermostatkopf jetzt erst richtig funktioniert und regeln kann.
Das wissen die Bewohner meistens aber nicht – und dann geht es los. Telefonanruf: „Die Heizung ist kaputt. Es funktioniert alles nicht mehr wie vorher. Auf Stufe 2 erreiche ich keine 20 Grad mehr. Was habt ihr denn da gemacht?“ Dann müssen die Sachbearbeiter und Handwerker den Bewohnern erklären: „Na ja, du musst jetzt das Thermostat auf 3 stellen, weil auf 2 erreichst du die 20 Grad nicht mehr.“ Dann geht es weiter: „Das kann doch nicht sein. Ich muss die Heizung auf 3 stellen. Dann steigen doch meine Energiekosten … und und und.“
Diese Missverständnisse, die Erklärungsnot und die daraus resultierenden Konflikte, führen dazu, dass die Handwerker und Verwaltungen den hydraulischen Abgleich ungerne durchführen. Stattdessen werden lieber große Pumpen und große Kessel eingebaut. Getreu dem Motto: Bloß nichts am Heizkörper machen, bloß nicht mit den Bewohnern kommunizieren. Hauptsache, keiner meckert.
Was empfehlen Sie für die Kommunikation mit den Mietern? Wie erklärt man, dass der hydraulische Abgleich Sinn macht und dass am Ende alle davon profitieren?
Günter Wolter: Vor allem mit guten Effizienzbeispielen. Man darf dabei aber nicht zu sehr in technische Details gehen. Es ist leider schwierig, den Bewohnern klarzumachen, dass sie nicht automatisch mehr verbrauchen und bezahlen, wenn sie nach dem Abgleich das Thermostat auf 3 statt auf 2 stellen.
Wir haben uns deshalb den ECO-Thermostatkopf einfallen lassen. Auf diesem Kopf ist einfach nur die Beschriftung der Stufen verändert – nicht mehr 1 bis 5, sondern ECO, Plus und Minus, wobei ECO die alte Stufe 3 ist. Die Bewohner stellen selbstverständlich auf ECO, erreichen die 20 Grad, und man muss gar nicht erklären, warum man nach dem hydraulischen Abgleich auf Stufe 3 statt auf Stufe 2 heizen muss. Im Grunde ein kleiner Taschenspielertrick, der aber sehr gut funktioniert und den Erklärungsaufwand deutlich reduziert.
Wen beauftragt man mit einem hydraulischen Abgleich? Wer kann das und welche Technik oder welche Zertifikate sind vonnöten?
Günter Wolter: TGA-Planer und auch teilweise Heizungsbauer berechnen, welcher Heizkörper – je nach Raumgröße – mit wie viel Volumenstrom durchströmt werden und auf welche Stufe somit das Heizkörperventil voreingestellt werden muss. Für die Berechnung werden Unterlagen wie z.B. aussagekräftige Grundrisse, die Stammdatenblätter der Abrechnungsunternehmen oder eine Wärmebedarfsberechnung benötigt. Sind diese Unterlagen nicht vorhanden, müssen ausgewählte Wohnungen oder in Ausnahmefällen alle Wohnungen für die Berechnung besichtigt werden. Danach kann jeder Heizungsbauer den hydraulischen Abgleich durch Installation und Einstellung der vorher berechneten Ventile und Einstellwerte durchführen.
Müssen für den hydraulischen Abgleich alle Bewohner gleichzeitig zu Hause sein?
Günter Wolter: Für die Installation müssen nicht alle Bewohner zeitgleich da sein. Zu Beginn wird die Anlage einmal gereinigt und dann das Heizungswasser abgelassen. Dann tauscht man in den Wohnungen nach und nach die Ventile aus und stellt den Volumenstrom gemäß der Berechnung ein. Nur wenn die Anlage wieder gefüllt wird, müssen je nach Größe des Objektes für den ganzen Tag oder ein paar Stunden, alle Bewohner zu Hause sein, damit beim Füllen die Anlage entlüftet und geprüft werden kann, ob alles dicht ist und nirgends Heizungswasser austritt.
In welchen Intervallen sollte man einen hydraulischen Abgleich durchführen?
Der hydraulische Abgleich muss nur einmal durchgeführt werden. Nur bei bautechnischen Maßnahmen im Haus, beispielsweise bei einer Hüllensanierung oder einer Erneuerung von Fenstern, muss der hydraulische Abgleich an die neuen Gebäudegegebenheiten angepasst werden. Hierzu müssen aber keine neuen Ventile installiert werden, sondern nur die vorhandenen Ventile nach Berechnung neu voreingestellt werden.
Wir bedanken uns bei Herrn Wolter für das Interview und die vielen interessanten Informationen.
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