Möglichkeiten der Raumtemperaturregelung

Der Einsatz von Thermostatventilen in der Raumtemperaturregelung ist unverzichtbar. Das Thermostatventilunterteil mit Thermostatkopf ist eine ideale Regeleinrichtung zur Einzelraumtemperaturregelung in vielen Variationen.

Nicht allein durch die gesetzliche Vorschrift zur Einzelraumtemperaturregelung, sondern auch aus Gründen der Energieeinsparung ist es geboten, Thermostatventile einzubauen bzw. nachzurüsten. Die Verknappung der Energieträger, steigende Energiepreise, ein ausgeprägtes Umweltbewusstsein und höhere Komfortbedürfnisse sind zusätzliche Argumente für den Einbau dieser modernen Regelungstechnik.

Bild 1: Thermostatventil mit Unter- und Oberteil (oben); Thermostatventil speziell für Ventilheizkörper (unten).

Thermostatventile weisen in der Einzelraumtemperaturregelung eine Besonderheit auf. Antrieb, Regler und Fühler bilden im Thermostatkopf eine konstruktive Einheit, Thermostat genannt (Bild 1). Der Thermostatkopf erfasst die Energie fremder Wärmequellen wie z.B. Sonneneinstrahlung, Wärmeabgabe von Personen und elektrischen Geräten etc., regelt sie aus und hält die Raumlufttemperatur konstant. Dadurch wird ein unnötiger Energieverbrauch vermieden.

Funktionsweise von Thermostatventilen

Regeltechnisch betrachtet ist der Thermostatkopf ein stetiger Proportionalregler (P-Regler) ohne Hilfsenergie. Er benötigt keinen elektrischen Anschluss oder sonstige Fremdenergie. Die Änderung des Ventilhubes (Stellgröße) ist proportional zur Änderung der Raumlufttemperatur (Regelgröße). Die Fühler sind in der Regel mit einer Flüssigkeit gefüllt. Steigt die Raumlufttemperatur z.B. durch Sonneneinstrahlung an, so dehnt sich die Flüssigkeit aus. Das eingebaute Wellrohr drückt sich zusammen und drosselt über die Ventilspindel im Ventilunterteil die Wasserzufuhr zum Heizkörper. Bei sinkender Raumlufttemperatur verläuft der Vorgang umgekehrt (Bild 2).

Bild 2: Schnitt durch ein Thermostatventil.

Thermostatköpfe für verschiedene Anwendungsgebiete

Das breite Anwendungsgebiet von Thermostatventilen erfordert ein breites Spektrum an Thermostatkopf-Ausführungen. Zu unterscheiden sind Thermostatköpfe

- mit eingebautem Fühler (Bild 1),
- mit Fernfühler (Bild 3),
- mit Ferneinsteller (Bild 4) und
- mit Zentraleinsteller (Bild 5).

Bild 3: Thermostatkopf mit Fernfühler.

Beim Einbau beachten!

Beim Einbau ist darauf zu achten, dass das Fühlerelement von der Raumluft frei umströmt werden kann. Das Fühlerelement darf weder in Nischen eingebaut werden, noch von Vorhängen, Heizkörperverkleidungen u.ä. verdeckt sein oder direkter Wärmestrahlung durch z.B. Sonne, Rohrleitungen usw. ausgesetzt sein, da sonst ein genaues Regeln nicht möglich ist (Bild 6).

Für Thermostatköpfe mit eingebautem Fühler gilt: Sie dürfen nicht senkrecht nach oben montiert werden (Bild 6), da die aufsteigende Wärme durch das Ventilgehäuse und die Rohrleitungen den Fühler beeinflussen würde. Bedingt durch die Fremdwärme würde das Ventil zu früh schließen und die Wärmezufuhr drosseln, so dass die gewünschte Raumlufttemperatur nicht erreicht werden kann. Dagegen ist der Einbau des Thermostatkopfes senkrecht nach unten möglich.

Der Thermostatkopf mit Fernfühler (Bild 3) ist dagegen für die Montage in Nischen oder hinter Vorhängen geeignet, da der Fernfühler verbunden durch ein Kapillarrohr an einer Stelle montiert wird, an der der Fühler frei umströmt werden kann (Bild 6).

Bild 4: Ferneinsteller

Thermostatventilunterteile an Unterflurkonvektoren, in Zwischendecken, hinter Verkleidungen oder Verteilerschränken bei Flächenheizungen erfordern die Montage des Thermostatkopfes als Ferneinsteller (Bild 4) oder Zentraleinsteller (Bild 5). Die Montage des Thermostatkopfes ist auf einer Wand oder auf einer Unterputzdose möglich (Bild 7). Ist die Montage des Kapillarrohres auf der Wand nicht erwünscht, so kann es auch durch ein Leerrohr verlegt werden.

Bild 5: Zentraleinsteller

Besondere Anforderungen in öffentlichen Gebäuden

Besondere Ansprüche an Regeleinrichtungen werden in Gebäuden mit öffentlichem Publikumsverkehr wie Schulen, Bürogebäuden, Schwimmhallen gestellt. Zum einen sollen Thermostatköpfe größeren mechanischen Ansprüchen standhalten, zum anderen sollen Fremde die Sollwerttemperaturen nicht verstellen können. Dies geschieht entweder mit der Begrenzung eines Temperaturbereichs, der Blockierung einer Einstellung oder der Einstellung des Sollwertes durch Spezialwerkzeuge.

Bild 6: Einbauhinweise für Thermostatventile.

Zusätzlich sind Thermostatköpfe in öffentlichen Gebäuden gegen Diebstahl zu sichern. Mögliche Ausführungen sind z.B. die mit einer Schraube gesicherte Rändelmutter, ein Sicherungsring oder eine verdeckte Rändelmutter. Für diese Anforderungen stehen spezielle Thermostatköpfe in Behördenausführung zur Verfügung (Bild 8).

Bild 7: Einbauhinweise für Thermostatventile.

Thermostatventilunterteile

Die Thermostatventilunterteile werden unterschieden nach Werkstoff, Bauform, Nennweiten, Anschlüssen und Durchflussbereichen. Die verschiedenen Bauformen wie Eck-, Durchgangs-, Axial- und Winkeleckform ermöglichen bei jedem Anschluss die richtige Fühlerplatzierung.

Bild 8: Thermostatkopf als Behördenmodell.

Der hydraulische Abgleich

Der sogenannte hydraulische Abgleich hat das Ziel, alle Wärmeverbraucher (Heizkörper, Konvektoren) mit den richtigen Durchflussmengen zu versorgen. Eine nicht gleichmäßige Wasserverteilung wird besonders in Großanlagen während der Aufheizphase deutlich: Einige Heizkörper bekommen zu viel Wasser, andere zu wenig. Häufig wird versucht, das Problem durch das Anheben der Heizkurve, der zeitlichen Vorverlegung des Heizbeginns oder durch den Einbau einer größeren Umwälzpumpe zu beheben. Diese Maßnahmen können jedoch zur Geräuschbildung, weitere Begünstigung der überversorgten Anlagenteile und zu höherem Energieverbrauch führen.

Bild 9: Schnitt durch ein voreinstellbares Thermostatventil.

Voraussetzung für den hydraulischen Abgleich ist u.a. die korrekte Berechnung und Einstellung der Thermostatventile bzw. Rücklaufverschraubungen. Um das gesamte Leistungsspektrum abdecken zu können, werden Thermostatventile mit verschiedenen Durchflussbereichen, voreinstellbare Thermostatventile mit normalem Durchflussbereich und solche für den reduzierten Durchflussbereich angeboten (Bild 9).

Einige Hersteller bieten die Möglichkeit, mittels eines Montagegerätes Thermostatventilinnenteile auszutauschen oder den Umbau von nicht voreinstellbar auf voreinstellbar zu ermöglichen (Bild 10). Der Arbeitsaufwand ist gering und kann ohne Entleeren der Heizungsanlage durchgeführt werden.

Bild 10: Montagegerät

Hinweis für die Praxis

Wenn ein Thermostatventil Klopfgeräusche erzeugt, ist die Fließrichtung nicht beachtet worden, Vor- und Rücklauf sind vertauscht worden. Können Vor- und Rücklauf nicht mit geringem Aufwand gewechselt werden, kann dieses Problem durch den Austausch eines Ventils für umgekehrte Fließrichtung gelöst werden.

Bezüglich eventueller Fragestellungen zur durchströmungsabhängigen Mehr- oder Minderleistung der Heizkörper sind gegebenenfalls Auskünfte beim Heizkörperhersteller einzuholen.

Dieser Beitrag inkl. aller Bilder stammt von: Theodor Heimeier Metallwerke GmbH & Co. KG, Erwitte.

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