Alles über Aufbau und Funktion von Heizungsthermostaten

Eine effiziente Heizung gehört heute zu jedem Wohnhaus und jeder Wohnung dazu. Was simpel und einfach klingt, ist im Detail weit aufwendiger, als Sie vielleicht vermuten. Vor allem die eher unscheinbaren Alltäglichkeiten sorgen erst dafür, dass jeder Raum warm wird und auch nur die Temperatur erreicht, die Sie dort wünschen. Das unscheinbare Bauteil, dem diese Aufgabe zukommt, ist das Heizungsthermostat. Vergleichsweise simpel aufgebaut, bietet es doch unterschiedlichste Lösungen für die Umsetzung der vermeintlich einfachen Aufgabe.

Ein Thermostat – was ist das?

Ganz allgemein betrachtet sind Heizungsthermostate Regeleinrichtungen. Sie bestehen aus einer bestimmten Form der Informationseingabe und einer Vorrichtung, um diese Eingabe umzusetzen. In Bezug auf die Temperaturregelung bedeutet das, es wird ein Soll-Wert für die gewünschte Raumtemperatur, beispielsweise an einem Heizkörperthermostat eingestellt. Dieser Soll-Wert wird mit einem tatsächlich gemessenen Wert abgeglichen. Weicht das Ist vom Soll nach unten ab, wird die Heizung hochgefahren. Liegt das Ist über dem Soll, wird die Heizleistung reduziert. Je nach technischer Umsetzung kann von der Dateneingabe über den Abgleich bis zum ausgehenden Steuerbefehl ein sehr einfacher Mechanismus angestrengt werden oder aber eine komplexe Regeltechnik aktiviert werden.

Die Raumtemperatur erfassen und beeinflussen

Wo die Eingabe eines gewünschten Temperaturwertes noch sehr einfach ist, gestaltet sich die Ermittlung der Raumtemperatur und deren Abgleich mit dem Soll-Wert deutlich schwieriger. Gerade ältere Heizungsthermostate sind daher kaum in der Lage, Grad-genaue Vorgaben zu erfüllen. Letztlich fand auch hier eine Entwicklung statt, die von einem anfänglichen Fühlen, Ändern, wieder Fühlen, wieder anpassen der Nutzer hin zu einer modernen Regeltechnik mit einer exakten Kontrolle der Temperatur führte. Behalten Sie bitte im Hinterkopf, dass all diese Abläufe zunächst einmal gar nicht mit der Heizung selbst zu tun haben, sondern viel mehr die Regulierung der einzelnen Heizflächen betreffen.

Typische Heizungsthermostate im Wohnhaus

Gerade im Bereich privater Wohnräume lässt sich die Entwicklung der Heizungsthermostate sehr gut nachvollziehen. Grund ist nicht das verbaute Heizsystem, sondern der besonders hohe Anspruch, den die Bewohner an ihre Wohnräume haben. Zudem unterliegen diese Räume im Tagesverlauf deutlich höheren Schwankungen, als es etwa bei gewerblichen oder öffentlichen Bauten der Fall ist. Somit unterliegen Heizkörperthermostate im Rahmen von Wohnhäusern oder Wohnungen auch deutlich höheren Anforderungen.

Das manuelle Heizkörperthermostat

Die wohl älteste Form einer echten Thermostatregelung ist das handbetriebene Thermostatventil. Es stellt nach dem einfachen Handventil, bei dem noch lediglich der Öffnungsgrad des Ventils zum Heizkörper eingestellt wurde, den ersten Versuch einer Automatisierung dar. Das klassische Thermostatventil vereint alle Grundfunktionen, also Temperaturvorgabe, Temperaturabgleich und Temperaturregulierung, in einem Bauteil – dem Handrad.

Ein Heizkörperthermostat beispielsweise wird auf das mechanische Ventil aufgesetzt und regelt meist in Form eines Metallstifts, wie stark das Ventil öffnen darf. Echte Temperaturvorgaben lassen sich hier noch nicht machen. Stattdessen kann lediglich über eine Skala von Null bis 5, seltener bis 10, die Intensität der Heizleistung grob definiert werden. Über ein Metall mit hoher Wärmeausdehnung im Innern des Handrads wird nun ermittelt, wie hoch die Raumtemperatur ist. Mechanisch wird in Abhängigkeit von der eingestellten Vorgabe durch das sich ausdehnende Metall der Stift mehr oder weniger weit auf das eigentliche Ventil gedrückt und dieses betätigt. Obwohl das Raumklima nur in groben Zügen kontrolliert werden kann, nahm die immer präzisere Regelung des Heizungssystems hier ihren Anfang.

Elektrische Heizungsthermostate für Heizkörper

Einen Schritt weiter gehen elektrische Heizungsthermostate für die Heizung mittels Heizkörperelementen. Hier erfolgt ebenfalls die Regulierung der Temperatur „nur“ über den Zugriff auf jedes einzelne Heizkörperventil. Allerdings wird die Temperatur bereits mittels eines digitalen Thermometers gemessen. Und auch der Abgleich mit einem präzise eingestellten Grad-Wert erfolgt digital. Nun zeigt sich die Regulierung des Heizwasserkreislaufes zwar immer noch recht grob und schwerfällig. Da aber alle Eingriffe des Thermostats deutlich feinfühliger und rascher erfolgen, fällt das Ergebnis nun schon deutlich gleichmäßiger und genauer aus.

Das Raumthermostat für die Fußbodenheizung

Spätestens mit dem Einzug der Fußbodenheizung in die Wohnräume fand auch das Raumthermostat eine grundlegend neue Funktionalität. Denn nun ist es nicht mehr möglich, für jeden Raum manuell die Temperatur unmittelbar am Ventil vorzugeben. Stattdessen setzt dieses Heizsystem auf elektronische Raumthermostate, die als eine Art Fernsteuerung die Eingabe eines Soll-Wertes ermöglichen und zugleich im Raum die Temperatur messen. Ist weitere Heizwärme erforderlich, wird jedoch über Funkt oder Kabel ein Befehl an einen Steuermotor weitergeleitet, der auf dem Ventil im Heizungsverteiler sitzt. Je nach Bedarf öffnet oder schließt der Motor nun das Ventil und führt entweder warmes Heizwasser nach, oder er verhindert den Zufluss und stoppt die weitere Erwärmung. Gerade wegen der Kombination aus einem relativ schwerfälligen Wärmeübergabesystem über Estrich und Fußbodenbelag und einer sehr feinfühligen, präzisen Regeltechnik zeigt diese Form der Raumbeheizung die exaktesten Ergebnisse und die gleichmäßigsten Temperaturverläufe.

Das „echte“ Heizungsthermostat

Es soll an dieser Stelle nicht unerwähnt bleiben, dass auch neben der Temperaturregelung im jeweiligen Aufenthaltsraum das Heizsystem selbst über Thermostate verfügt. Ein somit sozusagen „echtes“ Heizungsthermostat findet sich am Warmwasserspeicher Ihrer Heizung, der vom Brenner erwärmt wird und als Reservoir für Warmwasserversorgung und Heizkreisläufe dient. Auch hier erfolgt – heute meist in digitaler Form – eine Ermittlung der Solltemperatur im Speicher und ein Abgleich mit dem vorgegebenen Soll-Wert durch ein Thermostat. Das Ziel dieses Regelkreislaufes ist nicht die Herstellung einer bestimmten Zimmertemperatur, sondern der effiziente Betrieb der Heizungsanlage. Der Brenner wird nur dann aktiviert, wenn ein vorgegebener Temperaturkorridor mit dem Speicherwasser unterschritten wird. Liegt die Wassertemperatur stattdessen innerhalb des Limits, erfolgt kein Verbrauch von Brennstoff.

Heizung und Hausautomation

Die Heizung ist eines der wesentlichen Systeme der Haustechnik. Es verwundert daher kaum, dass sie einer der ersten Ansatzpunkte in Sachen Hausautomation ist. Bereits ohne besondere Bemühungen in Sachen Automatisierung sind zahlreiche Abläufe und Regelkreise bereits automatisiert. Somit ist ein Eingreifen durch Sie nur noch in Ausnahmesituationen erforderlich. So wird in modernen Systemen der Wasserspeicher in Abhängigkeit von der Außentemperatur automatisch an den absehbaren Bedarf angepasst. Von dort weiterführend geben Sie zwar eine Wunschtemperatur vor, alle anderen Abläufe werden jedoch durch die verschiedenen Stelleinrichtungen automatisch vorgenommen. Letztlich definieren Sie das Ziel, während das Raumklima bei einer gut eingeregelten Anlage automatisch hergestellt wird.

Das Heizungsthermostat im Smart Home

Von einer automatisierten Heizung ist der Schritt zum echten Smart Home kleiner, als Sie vermuten mögen. Denn die Heizungsanlage agiert ohnehin bereits eigenständig und arbeitet die Temperaturregelung mittels Thermostat und Stellmotoren ab. Lediglich die Vorgabe des Soll-Wertes erfolgte bisher durch Sie und wird im Rahmen eines Smart Homes an Hand von zahlreichen Faktoren möglichst sparsam und komfortabel vom System reguliert. Dazu dienen unterschiedlichste Daten, wie etwa Sonneneinstrahlung, Außentemperatur oder auch der Stand Ihrer Verschattungselemente. All diese Informationen werden durch einen zentralen Computer erfasst und in eine optimale Temperaturvorgabe umgesetzt, die Ihren Wünschen ideal entspricht und das gewünschte Resultat vollkommen eigenständig herbeiführt.

Fazit – das optimale Raumklima durch Heizungsthermostate herstellen

Es gibt nicht das eine Heizungsthermostat oder Heizkörperthermostat. Stattdessen ermöglichen verschiedene Komponenten die Regelung der Temperatur innerhalb der Wohnung, die optimal auf Ihre Heizung abgestimmt und zugeschnitten sind. Das Thermostat kann dabei entweder ihre konkreten Vorgaben umsetzen oder aber im Rahmen eines umfassenderen technischen Systems lediglich durch Sie definierte Ziele eigenständig umsetzen und erreichen. Bereits heute ist die Technik hier auf einem Stand, den Sie sich noch vor wenigen Jahren nicht vorzustellen vermochten. Seien Sie gespannt, welche Möglichkeiten in Sachen Heizungsregulierung die nahe Zukunft für Sie bereithält.