Slider_Heizungssteuerung im Smarthome (Foto: Foto: www.bosch-thermotchnology.com)

Das können vernetzte Heizungssysteme

18.02.2020

Der Trend zur Digitalisierung hat auch die Heizsysteme erreicht. Alle führenden Hersteller haben vernetzte Steuerungen ihrer Wärmeerzeuger im Programm. Lesen Sie, welche „Verbündete“ moderne Heizungen im intelligenten Haus finden und was dies in der Praxis bringt.

Egal ob ein Öl- oder Gas-Brennwertgerät, eine Wärmepumpe oder ein Pelletkessel zum Einsatz kommt: Baufamilien und Althausbesitzer sollten sich bei der Installation oder Erneuerung ihrer Heizung nicht nur auf „Standard“-Energie- und CO2-Einsparungen ihres modernen Heizsystems verlassen. Laut einer Studie des Bundesverbandes der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) lassen sich mit einer digitalen Heizungssteuerung zusätzlich zwischen acht und 15 Prozent Energie sparen.

„Die Digitalisierung der Heiztechnik leistet einen wichtigen Beitrag zum Klima­schutz und macht die Kopplung der Sektoren­ Wärme,­ Strom und Mobilität erst möglich.“
Uwe Glock, Präsident Bundesverban­d der Deutschen Heizungsindustrie (BDH)

Zu den wichtigsten Sparmaßnahmen durch die smarte Steuerung gehören die An- und Abwesenheitserfassung, eine selbst adaptierende Heizkurveneinstellung, ein automatischer hydraulischer Abgleich, die Visualisierung von Verbrauchsdaten sowie die Nutzung aktueller Wetterdaten. Eine intelligent vernetzte Regeltechnik sorgt automatisch­ dafür, dass nur die wirklich benötigte­ Wärme erzeugt wird, ohne­ den Komfort­ einzuschränken. Lernende Systeme passen­ sich den Gewohnheiten der Bewohner an.

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Selbst in modernen, effizienten Heizsystemen lassen sich durch eine intelligente Steuerung weitere Energieeinsparungen realisieren – laut einer Studie im Auftrag des (BDH) zwischen acht und 15 Prozent (Foto: www.bdh-koeln.de).

Mehr als nur Komfort

Die Heizungssteuerung verfügt über ein integriertes oder externes Kommunikationsmodul, welches das Heizsystem mit dem Internet verbindet. Meist wird es per LAN-Kabel oder WLAN mit dem Heimnetzwerk gekoppelt. Über ein Nutzerkonto verbindet sich die Heizung dann mit dem Steuerungs-Service des Herstellers. Ist der vernetzte Regler ein externes Gerät, lassen sich viele ältere Wärmeerzeuger auch nachrüsten.

Die Vernetzung des Heizsystems ermöglicht eine komfortable Bedienung – etwa per Smartphone-App. Diese zeigt die Parameter des Heizsystems wie Betriebszustände, System- und Außentemperatur, Energieverbrauch und solare Einträge und erlaubt die Einstellung von Zeitprogrammen und Wunsch-Temperaturen für einzelne Räume. Praktischer Nebenaspekt: Hausbesitzer können über die App auch Kontakt mit dem Heizungshandwerker aufnehmen und ihm etwa im Fall einer Panne einen Fernzugang zum Heizsystem freigeben. So kann der Fachmann vor dem Reparaturtermin schon Betriebszustände oder Fehlercodes abfragen und gleich mit  den richtigen Ersatzteilen anrücken. Das spart ihm wertvolle Zeit – und Kunden dementsprechend Geld.

Smarthome & Energiemanagement

Die Digitalisierung des Heizsystems, bestehend aus Wärmeerzeugung und -übergabe im Raum, bietet die Voraussetzung für weitere Vernetzungsoptionen. Sind beide miteinander vernetzt, dann lässt sich die Heizung als Ganzes in ein passendes Smarthome-System integrieren. Das komplexe System der Wärmeerzeugung und -verteilung wird so für den Nutzer auf sehr einfache Angaben reduziert. Beispiel: Um 20.15 Uhr soll das Wohnzimmer behagliche 22 Grad warm sein. Im vernetzten Heizsystem stellen sich dann alle Komponenten auf diese Anforderung ein. Im Zuge der Energiewende und der sogenannten Sektorenkopplung müssen vor allem die zunehmend elektrischen Heizsysteme in übergreifende Energiemanagementsysteme eingebunden werden. Eine solche vernetzte Energiezentrale verbindet die verschiedenen Energieerzeuger und -verbraucher im Haus. Künftig soll sie  auch die wechselhafte Erzeugung regenerativer elektrischer Energie im Stromnetz mit den flexiblen Speicherkapazitäten in vielen einzelnen Gebäuden abstimmen.

Infografik
Sektorenkopplung und Energiemanagement zum Anschauen: Künftig werden alle Energieverbraucher mehr und mehr mit regenerativ erzeugtem Strom versorgt. Dabei wird es immer wichtiger, dass ein Energiemanager das variable Stromangebot mit den flexiblen Verbrauchern und deren Speichern abstimmt (Foto: www.bdh-koeln.de).

Typisches Beispiel: Die Abstimmung des Energiebedarfs der Elektro-Wärmepumpe und des Warmwasserspeichers mit dem Bedarf einer E-Auto Ladestation und der Erzeugungsleistung der Photovoltaikanlage auf dem Dach und deren Batteriespeicher im Gebäude. Grund der Vernetzung: Je mehr Strom vom eigenen Dach im Haus verbraucht wird, desto günstiger fürs Klima und den Geldbeutel. Ein Sicherheits-Aspekt: Lädt das E-Auto, während die Wärmepumpe mit voller Leistung heizt, droht eine Überlastung am Hausanschluss und damit ein Blackout im Gebäude. Auch hier kann der Energiemanager schützen und vermitteln.

Zusammen mit den neuen vernetzten Smart Metern soll der Energiemanager künftig auch last- und zeitabhängige Stromtarife nutzen, um etwa die Wallbox oder die Wärmepumpe möglichst günstig zu betreiben. Flexible Preismodelle sollen den Überschuss an regenerativer Energie im Netz günstig vermarkten und in Zeiten geringer PV- und Windkraft-Erzeugung die Preise heben, um Engpässe zu vermeiden. Dieses Szenario macht elektrische Heizungssysteme auch für Wohnungsbesitzer und Mieter ohne eigene Photovoltaikanlagen immer attraktiver.

Vor allem für das sektorenübergreifende Energiemanagement spielt bei den Heizungsherstellern die EEBUS-Schnittstelle eine wichtige Rolle: Der offene Standard für die herstellerübergreifende Vernetzung zwischen Energieverbrauchern und -Erzeugern aus unterschiedlichen Branchen ist eine Art „Weltsprache für Energie“ im Gebäude, auf die etwa auch der Branchenverband BDH aktiv setzt. Elektrische Wärmepumpen unterstützen den EEBUS-Kommunikationsstandard immer häufiger, um die Energieverteilung etwa mit Elektroautos abzustimmen. Vorteil: EEBUS-fähige Heizungen lassen sich über immer mehr Energiemanager und Wallboxen vernetzen – ohne zusätzliche Netzwerkprotokolle oder Gateways.


Führende Hersteller bieten vernetzte Steuerungen für ihre Wärmeerzeuger – wir sagen, was sie können.

Vaillant: Gateway mit offenen Schnittstellen

Grafik: Vaillant

Unter der Überschrift „Heizung im Smart Home“ stellt Heiztechnikhersteller Vaillant zwei Bereiche vor: Gemeinsam mit weiteren Premium-Haustechnikmarken möchte man unter dem Dach der Connected Comfort-Allianz übergreifend mehr Intelligenz ins Haus bringen: Von der Sicherheit über die Steuerung des Entertainmentsystems bis hin zum Bad als Wohlfühloase – die Vernetzung und Steuerung erfolgt dabei über ein KNX-System.

Für ein intelligentes Energiemanagement seiner elktrischen Wärmepumpen und weiteren stromgeführten Produkten nutzt Vaillant die offene EEBUS-Schnittstelle in Verbindung mit den Systemreglern Multimatic 700 und Sensocomfort. Vernetzt werden die eigenen Luft-Wasser-Wärmepumpen, Wasserspeicher, Photovoltaiksysteme und Batteriespeicher mit bestimmten Komponenten des Wechselrichterherstellers SMA wie dem Sunny Home Manager 2.0 oder dem Data Manager M von dem Photovoltaik-Spezialisten.

Alle Komponenten dieses Photovoltaik-Wärmepumpen-Systems kommunizieren über die EEBUS Schnittstelle und können sich prinzipiell auch mit anderen EEBUS-Komponenten wie einer E-Auto-Ladesäule verbinden. Ergebnis: Eine höhere PV-Strom-Eigenverbrauchsquote, geringere Energiekosten und Emissionen. Dafür überwacht der EEBUS-kompatible Energiemanager alle Stromverbraucher und die Erzeugungsanlage. Steht ausreichend Energie zur Verfügung, wird die Wärmepumpe mit eigenem Sonnenstrom betrieben. Über die Senso-App oder Multimatic-App von Vaillant lassen sich Effizienz- und Optimierungs-Strategien für Heizung und Warmwasser wählen. So kann die Wärmepumpe zum Beispiel den Warmwasserspeicher außerhalb der festgelegten Zeiten um fünf Grad über der Wunschtemperatur aufladen. Dadurch wird ein eventuelles Nachheizen mit teurem Netzstrom verhindert. Das Energie-Monitoring der Vaillant-Apps stellt zudem verschiedene Parameter dar, etwa Strom-Erzeugung, Ertrag, Netzeinspeisung und Eigenverbrauch.

  • Wolf: Vernetzt mit EEBUS, Wibutler & Co.

Grafik: Wolf

Heiztechnikanbieter Wolf nutzt wie Vaillant die EEBUS-Schnittstelle, um seine aktuellen Luft-Wasser-Wärmepumpen mit einem vorhandenen oder neuen Photovoltaiksystem zu vernetzen. Dabei kooperiert das Unternehmen vor allem mit SMA und deren Energiemanager Sunny Home Manager 2.0 und der neuen Energiemanager-Generation mit dem Ennex-OS Betriebssystem. Das Photovoltaik-Wärmepumpen-System bietet den Nutzern sehr ähnliche Effizienz-Regelstrategien wie bei Vaillant.

Außerdem lassen sich die Heiz- und Wohnraumlüftungsgeräte von Wolf über das Regelgerät und Schnittstellenmodul Bedienmodul BM-2 in das Smarthomesystem von Wibutler integrieren. Das verbindet Komponenten per LAN/WLAN, Z-Wave, EnOcean und ZigBee. Vorteil: Der Wibutler vernetzt die Wärmeerzeugung und -Verteilung und ermöglicht so zusätzliche Einsparungen. Wie funktioniert dies? Normalerweise agieren die Einzelraumregelung (Wärmeübergabe im Raum) sowie die Wärmeverteilung und -erzeugung unabhängig voneinander. Das Wibutler-System führt die Bereiche über eine bidirektionale Kommunikation im Heimnetzwerk zusammen. Das Smarthomesystem ermittelt den tatsächlichen Wärmebedarf mit den Daten der Temperatur- und Klimasensoren in den Räumen. Daraus berechnet der Wibutler pro dann die notwendige Vorlauftemperatur und sendet den Wert ans Heizgerät. Im Gegensatz zur klassischen, witterungsgeführten Regelung wird so nur die tatsächlich benötigte Heizwärmetemperatur bereitgestellt.

Viessmann: Energiezentrale Gridbox

Foto: Viessmann

Das wohl breiteste Produktsortiment rund um Wärme und Strom bietet Viessmann an: Von Heizwärmeerzeugern und Speichern über Photovoltaik­module und -Wechselrichter bis hin zu Stromspeichern und zur „Energy Community“, einem smarten Netzwerk aus privaten Stromproduzenten und -konsumenten. Ein umfassendes Energiemanagementsystem befindet sich in der Entwicklung.

Damit der Hausbesitzer seinen Stromverbrauch und die Leistung von Photovoltaik-Anlage und Stromspeicher im Blick behält, bietet Viessmann das Energy Monitoring mit der „GridBox“ an. Auch die Einbindung einer Wärmepumpe, des Brennstoffzellen-Heizgeräts „Vitovalor“ oder einer Pkw-Ladesäule ist möglich. Die Reportfunktion informiert unter anderem über Verbräuche, Stromerträge und Eigenverbrauchsraten in verschiedenen Zeiträumen. Ebenso bietet die Box Wettervorhersagen, Betrachtung zur CO2-Bilanz, Spartipps sowie Optimierungsfunktionen. Die GridBox wird über den Router installiert und findet die entsprechenden Geräte im Netzwerk automatisch. Eine Unterstützung von EEBUS plant Viessmann. Zur Einbindung des Heizsystems ins Smarthome nutzt Viessmann, wie Wolf, die herstellerunabhängige Plattform „Wibutler pro“. Kompatibel sind derzeit diverse aktuelle Wärmepumpen-Modelle. Die Smarthome-Zentrale kommuniziert unter anderem mit dem Wärmeerzeuger und den Klimasensoren in den Räumen und optimiert so die Leistung des gesamten Systems.

Bosch: Energiemanager mit Update-Plänen

Foto: Bosch

Die Heizungssparte von Bosch hat einen eigenen Energiemanager entwickelt. Die Softwarelösung dient zur Vernetzung von Wärmepumpen und Photovoltaiksystemen, um die Erzeugung von Warmwasser und Heizenergie möglichst in Zeiten mit kostenlosem PV-Strom zu verschieben. Der Energiemanager heizt dann das Gebäude und den Wasserspeicher höher auf, um nächtliches Nachheizen mit Netzstrom zu vermeiden. Kompatibel ist der Energiemanager derzeit mit zwei Luft-Wasser Wärmepumpen, passenden Wechselrichtern von Fronius sowie einer Reihe Hausbatterien.

Eine Besonderheit des Systems ist der „Energieüberschuss-Auslöser“. Dieses konfigurierbare Feature lässt sich als Teil des Energiemanagers in die Zentrale des Bosch Smarthome Systems integrieren. Es wird dann mit dem sogenannten Szenario-Manager von Bosch Smarthome verbunden. Sobald die PV-Produktion für einen gewissen Zeitraum den eingestellten Schwellenwert überschreitet, lassen sich dann über den Szenario-Manager flexible Verbraucher wie etwa die Wasch- oder Spülmaschine automatisiert einschalten. Derzeit klappt das über Funk-Schaltsteckdosen von Bosch Smarthome, ab Ende 2019 sollen sich Home-Connect-Geräte mit der Smart Start Funktion von Bosch und Siemens auch direkt fernstarten lassen. Im kommenden Jahr plant Bosch, weitere Verbraucher und vor allem auch E-Auto-Wallboxen anderer Hersteller über den EEBUS-Standard in seinen Energiemanager zu integrieren. Zur Bedienung, Bilanzierungs- und Auswertungs-Funktionen des Energiemanagers dient die Bosch Smarthome-App oder eine eigene Anwendung. Zudem lassen sich manche Heizwärmeprodukte und Regler von Bosch (und Buderus) über ein Gateway in KNX-Smarthomessysteme einbinden.

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