Heizung: Heizkurve

Lange experimentiert habe ich auch mit der richtigen Heizkurve. Sie beschreibt die Abhängigkeit der Vorlauftemperatur von der Außentemperatur. Je kälter es draußen ist, desto mehr muss geheizt werden. Die ins Haus eingebrachte Energiemenge ist quasi das Produkt aus Temperatur und Laufzeit. Je höher die Temperatur und je länger die Laufzeit, desto mehr Wärme im Haus.

An jeder Heizung lässt sich die Heizkennlinie mittels Neigung und Niveau einstellen, wobei quasi

• Neigung = Dämmstandard – je besser gedämmt, desto kleiner die Neigung
• Niveau = generelles Temperaturniveau im Haus.

Die Heizkurve kann ebenfalls nur experimentell ermittelt werden, da sie für jedes Haus individuell ist. Um die Effizienz der Wärmepumpe zu maximieren, muss die Vorlauftemperatur so niedrig wie möglich gewählt werden, dennoch muss sie so hoch sein, dass das Haus warm wird – und das bei jeder Außentemperatur/Witterung. Für gut gedämmte Häuser werden Neigungen von 0,2 bis 0,4 empfohlen, was bedeutet, dass die Vorlauftemperatur 2 bis 4 K bei 0 °C Außentemperatur höher sein muss als bei 10 °C.

Unser Haus ist so gut gedämmt, das die kleinste Neigung von 0,1 ausreichend ist. Eigentlich müsste sie noch etwas kleiner (ca. 0,8 - 0,9) sein, da es bei sehr niedrigen Außentemperaturen im Haus immer ein Tick zu warm und bei vergleichsweise hohen Außentemperaturen etwas zu kalt ist. Niveau habe ich um 2 K angehoben.

Die in den Heizungen dargestellt, lineare Heizkurve ist eine vereinfachte, bei der die Raumsolltemperatur unberücksichtigt bleibt. Die tatsächliche Formel, die intern zur Berechnung verwendet wird lautet:

Vorlaufsolltemperatur = Neigung 1,8317984 * (Raumsolltemperatur - Aussentemperatur)^0.8281902 + Niveau + Raumsolltemperatur

Genau wie die Einstellung der Neigung in 0,1er Schritten ist die Einstellung des Niveaus in 1 K-Schritten für unser Haus zu grob. +2 K ist generell zu warm und +1 K zu kalt. Hier musste ich leider tricksen: Bei unserer Heizung gibt es die Möglichkeit, die gemessene Außentemperatur in 0,1er Schritten im Bereich -5 bis +5 K zu korrigieren. Nun gebe ich der Heizung vor, dass es draußen 5 K wärmer wäre, was in Zusammenhang mit der Neigung von 0,1 ein Absenken der Vorlauftemperatur um 0,5 K (0,1 * 5 K) zur Folge hat. Ja, dieses halbe K macht sich tatsächlich bemerkbar. Genauso hätte man mit dem Niveau von +1 K und einer Korrektur der Außentemperatur von -5 K fahren können, wobei, wie man im Diagramm zieht, die tatsächliche Kurve etwas anders wäre, da die Übertragung Außentemperatur → Vorlauftemperatur nicht linear ist.

Unsere Viessmann-Heizung funktioniert Rücklauf-gesteuert, d. h., sie misst permanent die Rücklauftemperatur. Unterschreitet diese abzüglich der Einschalthysteres (von 2 K) die Vorlaufsolltemperatur, springt die Heizung an und arbeitet so lange, bis die Vorlaufsolltemperatur plus Ausschalthysterese (von ebenfalls 2 K) erreicht ist. Also z. B.:

Außentemperatur -2 °C → Vorlaufsolltemperatur 25,0 °C

• bei Rücklauftemperatur < 23,0 °C schaltet sie ein
  (25,0 °C - 2 K Einschalthysterese)
• bei Rücklauftemperatur > 27,0 °C schaltet sie ab
  (25,0 °C + 2 K Ausschaltysterese)

Die tatsächliche Vorlauftemperatur, die die Wärmepumpe erzeugt wird um die Spreizung (angestrebter Temperaturutnerschied zwischen Vor- Rücklauf) von 5 K angehoben. Also Wärmepumpe bei -2 °C Vorlauftemperaturen von

• 28 °C beim Einschalten (25 °C - 2 K + 5 K)
• 32 °C beim Ausschalten (25 °C + 2 K + 5 K)

Seitens der Hersteller gab es Überlegungen, geringere Spreizungen (2 K) zu nutzen, was allerdings auf Grund einer geringeren Differenz zur Umgebungstemperatur zu einer schlechteren Wärmeabgabe mit längeren Laufzeiten führt und zu Lasten der Effizienz geht. 5 K scheinen hier branchenweit Standard zu sein.
Die Hysteresen sind notwendig, damit die Wärmepumpe nicht permanent ein- und ausschaltet. Geringere Hysteresen würden zwar zu einem exakteren Erreichen der Vor-/Rücklauflauftemperatur führen, aber eben auf Kosten der Lebenserwartung des Verdichters gehen, da mehr Ein-/Ausschaltvorgänge erfolgen würden.