Was ist ein modulierender Raumthermostat? Unterschied zum Ein/Aus-Thermostat

Ein modulierender Raumthermostat ist ein Temperaturregelgerät mit digitalem Kommunikationsprotokoll, das die Brennerleistung der Kombitherme im Heizsystem stufenlos an den Wärmebedarf des Raums anpasst. Ein Standard-Ein/Aus-Thermostat erzeugt nur zwei Signale: Ein oder Aus. Ein modulierender Thermostat sendet der Kombitherme dagegen einen Zielwert für die Vorlauftemperatur; um diesen Wert zu erreichen, stellt die Kombitherme die Brennerleistung über ihre eigene Elektronikplatine stufenlos ein. Dieser Ansatz sorgt dafür, dass die Effizienz des Brennwertkessels tatsächlich genutzt wird.

Die Antwort auf die Frage, wie ein modulierender Raumthermostat funktioniert, lässt sich so zusammenfassen: Der Thermostat bildet aus der momentanen Differenz zwischen Raumtemperatur und Sollwert ein Anforderungssignal; dieses Signal wird über das Protokoll OpenTherm oder eBus an die Kombitherme übertragen; die Kombitherme aktualisiert mit ihrem eigenen PID-Regler fortlaufend Brennerleistung und Vorlauftemperatur. Dieser Zyklus läuft mehrmals pro Minute ab; die Raumtemperatur wird anders als bei einem Ein/Aus-System in einem engen Band um den Sollwert konstant gehalten, in der Regel innerhalb von ±0,2–0,3 °C.

Die Kommunikation erfolgt über zwei Adern. Beim Standard OpenTherm übertragen diese beiden Adern sowohl die Daten als auch die Versorgung des Thermostaten; die Spannung liegt zwischen 7 und 15 V DC, die Übertragungsrate beträgt rund 1 kBit/s. Das Protokoll eBus verwendet dagegen eine Versorgung mit 12 V DC und eine Datenrate von 2.400 Baud; eBus-Systeme bieten daher einen etwas schnelleren Aktualisierungszyklus. Bei beiden Protokollen übermittelt der Thermostat innerhalb von Sekunden die aktuelle Raumtemperatur, die Außentemperatur (sofern ein zusätzlicher Fühler vorhanden ist) und den Sollwert an die Kombitherme. Anhand dieser Daten stellt die Kombitherme die Brennerleistung und die Drehzahl der Umwälzpumpe ein.

In der Praxis bedeutet das: Bei einer Außentemperatur von -5 °C kann der Thermostat der Kombitherme den Befehl für 75 °C Vorlauftemperatur und 100 Prozent Brennerleistung geben. Steigt die Außentemperatur auf 5 °C und nähert sich der Raum dem Sollwert, geht derselbe Thermostat mit 45 °C Vorlauftemperatur und 30 Prozent Brennerleistung in den Haltebetrieb über. Ein Ein/Aus-Thermostat schaltet die Kombitherme in dieser Situation vollständig ab und kurz darauf wieder mit voller Leistung ein; ein modulierendes System arbeitet dagegen, ohne jemals abzuschalten, durchgehend mit niedriger Leistung. Diese niedrige Brennerleistung erleichtert den Eintritt in den Kondensationsbetrieb und steigert die Effizienz. Das ist die praktische Antwort auf die Frage, wie ein modulierender Raumthermostat funktioniert: ständige Kommunikation, ständige Anpassung, ständige Optimierung; ein intelligenter Dialog statt des Ein-Aus-Reflexes des Ein/Aus-Systems.

Die Hysterese eines Ein/Aus-Thermostaten ist das Temperaturband, das festlegt, dass die Kombitherme ein Stück unterhalb des eingestellten Sollwerts anspringt und ein Stück oberhalb abschaltet. Typische Ein/Aus-Hysteresewerte liegen zwischen 0,5 und 1,0 °C; bei manchen günstigen Thermostatmodellen kann dieser Wert bis zu 1,5 °C betragen. Je breiter das Hystereseband, desto seltener schaltet die Kombitherme ein; da sie bei jedem Einschalten jedoch mit voller Leistung, also mit 100 Prozent Brennerleistung, anläuft, bleiben sowohl der Energieverlust als auch die Komfortschwankung hoch.

Zahlenbeispiel: Ein Thermostat mit einem Sollwert von 20 °C und einer Ein/Aus-Hysterese von 1,0 °C schaltet die Kombitherme ein, wenn die Raumtemperatur auf 19,0 °C fällt, und aus, sobald sie 21,0 °C erreicht. In diesem Zyklus muss die Kombitherme jedes Mal einen kalten Wärmeübertrager aufheizen. In der Heizungstechnik wird dies als Kurzzyklusverlust bezeichnet; jeder Kaltstart steht für den Verlust eines Brenners, der zwar vollständig aufgeheizt ist, aber abschaltet, bevor die Verbrennung ihre volle Wirkung entfaltet. Treten pro Stunde 3–4 solcher Zyklen auf, summieren sich die Verluste erheblich.

Modellieren wir eine Heizperiode. Eine Wohnung mit 150 m² hat unter den klimatischen Bedingungen Istanbuls einen Heizbedarf von etwa 1.800 Gradtagen pro Jahr (auf Grundlage von TS EN 12831). Bei Ein/Aus-Regelung erhöhen die Kurzzyklusverluste den gesamten Heizenergieverbrauch um 8–12 Prozent. Arbeitet ein Brennwertkessel ohne Modulation in diesem Bereich, lassen sich die Verluste nicht minimieren; die modulierende Regelung senkt diesen Verlust dagegen auf 2–4 Prozent. Der Unterschied entspricht für die 150-m²-Wohnung einer Einsparung von rund 15–25 kWh/m²·Jahr.

Auch aus Komfortsicht ist es wichtig, den Unterschied zum Ein/Aus-Thermostat zu bewerten. Bei einer Ein/Aus-Hysterese von 1,0 °C pendelt die Raumtemperatur zwischen 19,5 und 21,5 °C. Dieses Pendeln bedeutet einen spürbaren Komfortverlust in Kinderzimmern, Arbeitsbüros und Schlafzimmern, in denen es auf die Schlafqualität ankommt. Die modulierende Regelung kann die Raumtemperatur innerhalb von ±0,2–0,3 °C um den Sollwert halten; da die Kombitherme dauerhaft mit niedriger Leistung arbeitet, erhält sie ein Warnsignal, bevor die Temperatur jemals deutlich über den Sollwert steigt, und die Brennerleistung wird reduziert.

Das Protokoll OpenTherm ist ein offener Standard, der entwickelt wurde, um eine herstellerunabhängige digitale Kommunikation zwischen Heizgeräten und Regelsystemen zu ermöglichen, und von der OpenTherm Association verwaltet wird. Es überträgt Nachrichtenrahmen über zwei Adern mittels Taktfrequenzmodulation; jeder Rahmen ist 32 Bit lang und besteht aus einer Daten-ID und einem Wertteil. Die wichtigsten Datenpunkte sind: Ziel-Vorlauftemperatur, aktuelle Vorlauftemperatur, Modulationsgrad von 0–100 Prozent, Brennerstatus und Fehlercodes.

Über das Protokoll OpenTherm teilt der Thermostat der Kombitherme sowohl eine Ziel-Vorlauftemperatur als auch die maximal zulässige Brennerleistung mit. Die Kombitherme versucht mit ihrem eigenen PID-Regler, durch stufenloses Öffnen des Gasventils am Brenner den gewünschten Wert zu erreichen. Bei niedrig gehaltener Brennerleistung sinkt auch die Abgastemperatur, der Wasserdampf kondensiert und die latente Wärme wird zurückgewonnen. Im Modulationsbetrieb eines Brennwertkessels werden Wirkungsgrade von 95–109 Prozent gemessen (bezogen auf den Brennwert, Methodik nach EN 677). Wird eine OpenTherm-kompatible Kombitherme zusammen mit einem modulierenden Thermostat betrieben, lässt sich der obere Bereich dieser Wirkungsgradspanne erreichen. (Details: Was ist ein Brennwertkessel? Wie viel effizienter ist er als ein konventioneller Heizkessel?)

Eine Grenze des Protokolls OpenTherm ist die maximale Übertragungsrate von 1 kBit/s. Diese Geschwindigkeit reicht für Anwendungen im Wohnbereich aus; in großen Anlagen mit vielen Zonen und Sensoren kann die Aktualisierungsverzögerung jedoch spürbar werden. In solchen Fällen kommen das Protokoll eBus oder BACnet-basierte Lösungen in Betracht. (Details: Was ist HLK-Automation? Wie lassen sich Heizungs- und Kühlsysteme in Gebäuden intelligent machen?)

Ein Vorteil des Protokolls OpenTherm ist, dass der Thermostat von der Kombitherme Rückmeldungen erhalten kann. Die Kombitherme übermittelt dem Thermostat den aktuellen Modulationsgrad, den Flammenstatus, Fehlercodes und die Warmwassertemperatur (DHW); fortschrittliche Thermostatmodelle können diese Informationen auf dem Display anzeigen oder dem Nutzer als Meldung senden. Diese bidirektionale Kommunikation bietet eine Diagnosefähigkeit, die reine Ein/Aus-Systeme nie leisten können: Der Nutzer kann auf dem Thermostatdisplay sehen, mit wie viel Prozent Brennerleistung die Kombitherme gerade arbeitet, was zu einem nützlichen Werkzeug wird, um den Zustand der Anlage nach der Installation zu überwachen. Diese Diagnosefunktion des Protokolls OpenTherm ermöglicht es, insbesondere bei der Inbetriebnahme zu Beginn der Saison falsche Anschlüsse oder Parameterfehler schnell zu erkennen.

Das Protokoll eBus ist ein halboffener Kommunikationsstandard, der von einer Gruppe europäischer Heizgerätehersteller, allen voran Vaillant und Saunier Duval, entwickelt wurde. Den technischen Unterschied zwischen OpenTherm und eBus zu verstehen, ist für die richtige Thermostatauswahl entscheidend. Der Unterschied zwischen eBus und OpenTherm zeigt sich am deutlichsten bei Datenrate und Herstellerkompatibilität; eBus arbeitet mit 2.400 Baud, während OpenTherm auf 1 kBit/s begrenzt bleibt. Die wesentlichen technischen Unterschiede zwischen den beiden Protokollen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Datenrate — Protokoll OpenTherm: 1 kBit/s; Protokoll eBus: 2.400 Baud, ca. 2,4 kBit/s; eBus ermöglicht einen schnelleren Aktualisierungszyklus
• Versorgung — OpenTherm überträgt über zwei Adern sowohl Daten als auch Energie, 7–15 V DC; beim Protokoll eBus können Versorgungs- und Datenleitungen getrennt sein, 12 V DC
• Herstellerkompatibilität — OpenTherm arbeitet mit einer breiteren Palette von Marken zusammen; eBus findet sich überwiegend in Geräten der Vaillant-Gruppe
• Datenumfang — Das Protokoll eBus kann im Vergleich zu OpenTherm mehr Parameter übertragen: Rücklauftemperatur, Ventilatordrehzahl, Brennstoffverbrauch des Brenners
• Verkabelung — bei beiden Protokollen genügt eine Standard-Ader mit Isolierung 2×0,5 mm²; die Leitungslänge ist in der Regel auf 50 m begrenzt

Ein in der Praxis verbreiteter Fehler ist es, für eine Vaillant-Kombitherme, die das Protokoll eBus verwendet, einen OpenTherm-Thermostat einzusetzen. Das Gerät scheint zu funktionieren, aber der Modulationsbefehl wird nicht vollständig übertragen; die Kombitherme bleibt teilweise im Ein/Aus-Betrieb, und ein Teil der Effizienz geht verloren. Um herauszufinden, welches Protokoll die Kombitherme unterstützt, genügt ein Blick in den Zubehörabschnitt der Bedienungsanleitung oder in die Liste kompatibler Thermostate auf der Website des Herstellers.

Der Unterschied zwischen eBus und OpenTherm lässt sich in der Praxis auf folgende Auswahlregel herunterbrechen: Gehört Ihre Kombitherme zur Vaillant- oder Saunier-Duval-Gruppe und sehen Sie eine Klemmenbeschriftung eBUS, wählen Sie einen eBus-kompatiblen Thermostat; bei anderen Marken bietet das Protokoll OpenTherm eine breite Kompatibilität und ist vorzuziehen. Eine falsche Auswahl ohne Kenntnis des Unterschieds zwischen eBus und OpenTherm macht, wenn sie nach der Installation auffällt, den Ausbau und Austausch des Thermostaten erforderlich; das bedeutet sowohl Kosten als auch Zeitverlust.

Achtung: Bei manchen Kombithermen können sowohl ein OpenTherm- als auch ein eBus-Anschluss physisch vorhanden sein; an welche Klemme anzuschließen ist, muss anhand der Herstellerunterlagen eindeutig geklärt werden. Zur Klärung können Sie sich an den Servicetechniker oder an das Ingenieurteam von Pomeka Mekanik wenden. (Details: unsere Kontaktseite)

Der Modulationsbereich bezeichnet die minimale Brennerleistung, mit der die Kombitherme arbeiten kann. Bei der überwiegenden Mehrheit der Brennwert-Kombithermen beträgt dieser Wert 15–20 Prozent der Nennleistung. Bei einer 24-kW-Kombitherme mit einem Modulationsbereich von 15 Prozent beträgt die minimale Brennerleistung beispielsweise rund 3,6 kW. Eine Kombitherme, die mit einem Modulationsbereich von 15 Prozent arbeiten kann, deckt in der Übergangszeit den Wärmebedarf des Gebäudes ab und kann dauerhaft mit niedriger Brennerleistung arbeiten, ohne in den Ein/Aus-Zyklus zu geraten. Liegt der Wärmebedarf der Anlage unter dieser Schwelle, schaltet die Kombitherme ab und nach einer Wartezeit wieder ein; die Modulation beseitigt den Kurzzyklus nicht vollständig, sondern verringert ihn nur erheblich.

Der Wert des Modulationsbereichs findet sich im Datenblatt der Kombitherme; er wird in der Regel als minimaler Modulationsgrad in Prozent oder als minimaler Gasverbrauch (kW oder kJ/h) angegeben. Je niedriger dieser Wert, desto größer ist der Lastbereich, in dem der Thermostat die Kombitherme betreiben kann, ohne sie abzuschalten. In den Übergangszeiten, im Oktober und April, sinkt der Wärmebedarf des Gebäudes auf 15–25 Prozent der Auslegungslast; unter dieser Bedingung kann eine Kombitherme mit einem Modulationsbereich von 15–18 Prozent durchgehend arbeiten, ohne in den Ein/Aus-Zyklus zu geraten. Selbst bei Wärmeanforderungen unterhalb der Schwelle von 15 Prozent Modulationsbereich ist die Zahl der Ein/Aus-Wechsel im Vergleich zu einem reinen Ein/Aus-System deutlich geringer, da die modulierende Regelung diese Wechsel auf möglichst lange Abstände verteilt.

Die PID-Regellogik des modulierenden Thermostaten optimiert diesen Modulationsbereich. Je näher die Raumtemperatur dem Sollwert kommt, desto schwächer wird das Anforderungssignal; die Brennerleistung der Kombitherme wird reduziert. Ist der Sollwert erreicht, sinkt das Anforderungssignal bis zur unteren Modulationsgrenze; entsteht selbst an dieser unteren Grenze noch ein Wärmeüberschuss, schaltet die Kombitherme ab. Kühlt der Raum wieder aus, steigt das Anforderungssignal und die Kombitherme schaltet mit minimaler Brennerleistung wieder ein. Dieser Zyklus vermeidet in hohem Maße den Kaltstartverlust, den ein Ein/Aus-System bei jedem Ein- und Ausschalten erleidet.

Um den Unterschied zwischen Ein/Aus-Regelung und modulierender Regelung zu veranschaulichen, kann ein Standardszenario herangezogen werden: Brennwert-Kombitherme mit 24 kW Leistung, Wohnung mit 150 m², Außentemperatur 3 °C, Raumsollwert 21 °C. Die Auslegungslast wird mit rund 7 kW berechnet; die Kombitherme muss also nur mit 29 Prozent ihrer Volllast arbeiten. Dieser Anteil lässt sich bei einer Kombitherme mit einem Modulationsbereich von 15–20 Prozent direkt abdecken.

• Ein/Aus-Regelung: Die Kombitherme läuft bei jedem Einschalten mit 100 Prozent Brennerleistung; innerhalb von 6–8 Minuten wird der Raumsollwert überschritten; sie schaltet ab; nach 10–15 Minuten schaltet sie wieder ein; 3–4 Ein/Aus-Zyklen pro Stunde; bei jedem Zyklus treten Kaltstartverluste und Schwankungen durch die Ein/Aus-Hysterese auf
• Modulierende Regelung: Der Thermostat sendet der Kombitherme einen Vorlauf-Sollwert von 35–40 °C und den Befehl für 28–32 Prozent Brennerleistung; die Kombitherme brennt dauerhaft mit niedriger Leistung; die Zahl der Ein/Aus-Zyklen sinkt auf 0–1 pro Stunde; die Abgastemperatur bleibt bei 50–60 °C und es kommt zur Kondensation; der Wirkungsgrad wird im Bereich von 107–109 Prozent gemessen
• Beispiel einer Einsparungsberechnung: mit Ein/Aus rund 13.000 kWh Gas pro Jahr; mit modulierender Regelung rund 10.500–11.000 kWh; die Differenz liegt in der Größenordnung von 2.000–2.500 kWh/Jahr; sie variiert je nach Baureihe und Dämmqualität

Arbeitet ein Brennwertkessel ohne Modulation ausschließlich im Ein/Aus-Zyklus, bleibt sein Wirkungsgrad im Bereich von 92–95 Prozent. Arbeitet ein Brennwertkessel mit Modulation dauerhaft bei niedriger Vorlauftemperatur, steigt der Wirkungsgrad dagegen auf 103–109 Prozent. Der Unterschied zwischen diesen beiden Fällen entspricht bei einer 150-m²-Wohnung 2.000–2.500 kWh pro Jahr. Bei einer von uns durchgeführten Messung vor Ort in einem Mehrfamilienhaus in Kadıköy verbrauchte die Wohnung mit OpenTherm-Thermostat im Vergleich zur Nachbarwohnung rund 18 Prozent weniger Erdgas. (Details: Buderus, Viessmann oder ECA? Brennwertkessel-Marken im Vergleich)

Honeywell gehört zu den von Pomeka Mekanik geführten Marken; das Honeywell-Thermostatsortiment deckt ein breites Spektrum von Kombithermen im Wohnbereich bis zu gewerblichen Fan-Coil-Systemen ab. Zu den Honeywell-Thermostaten im Lagerprogramm von Pomeka Mekanik gehört der Honeywell WS9B4WB Fan-Coil-Thermostat mit Modbus-Kommunikation. Dieser Honeywell WS9B4WB Fan-Coil-Thermostat wird unter dem Lieferantencode HNY0035 bevorratet, ist mit 2-/4-Rohr-Fan-Coil-Systemen kompatibel, bietet eine 3-stufige Ventilatordrehzahlregelung und benötigt eine Versorgung mit 220 V. Dank der Modbus-Kommunikation lässt er sich leichter in Gebäudeautomationssysteme integrieren. Das gesamte Honeywell-Thermostatsortiment finden Sie auf der Produktseite (Details: https://www.pomeka.com/honeywell-termostatlar).

Die OpenTherm-kompatiblen Raumthermostate von Honeywell nutzen direkt den Modulationskanal der Kombitherme; diese Modelle werden in kabelgebundenen und programmierbaren Ausführungen angeboten. Funkmodelle dagegen nutzen eine Funkverbindung über eine Empfangseinheit; die Empfangseinheit wird über OpenTherm oder einen potentialfreien Kontakt an die Kombitherme angeschlossen. Der kürzeste Weg zu prüfen, welches Honeywell-Thermostatmodell mit Ihrer Kombitherme kompatibel ist, ist eine Anfrage an das Ingenieurteam von Pomeka Mekanik unter Angabe von Marke und Modell der Kombitherme. Die allgemeine Thermostatkategorie finden Sie auf der Thermostatseite von Pomeka Mekanik (Details: https://www.pomeka.com/termostatlar).

Honeywell-Produkte werden zugleich unter dem Dach von Resideo angeboten; Resideo ist das Unternehmen, das den Vertrieb der Honeywell-Home-Produkte betreibt. Pomeka Mekanik führt sowohl Produkte der Marke Honeywell als auch der Marke Resideo. In diesem Zusammenhang kann auch das Sortiment an Thermostatventilen von Resideo zusammen mit einer modulierenden Regelungsarchitektur betrachtet werden. Während Thermostatventile an jedem Heizkörper eine individuelle Temperaturregelung ermöglichen, übernimmt der modulierende Raumthermostat die Leistungssteuerung der Kombitherme im gesamten Gebäude; werden beide gemeinsam eingesetzt, entsteht eine systematische Ebene der Energieeffizienz. Die gemeinsame Betrachtung dieser beiden Komponenten erhöht insbesondere in Gebäuden mit mehreren Räumen die Komfortgleichmäßigkeit von Raum zu Raum. (Details: Was ist ein Thermostatventil? Senkt es die Erdgasrechnung wirklich?)

Die digitalen Siemens-Raumthermostate bilden die andere wichtige Markengruppe, die Pomeka Mekanik führt. Siemens-Produkte richten sich überwiegend an Anwendungen im Unternehmensumfeld mit Unterstützung für BACnet, oBIX und 0–10-V-Ausgang; das macht sie zur bevorzugten Option in Projekten für Gewerbegebäude, Krankenhäuser und Einkaufszentren statt im Wohnbereich. Bei der Wahl zwischen einem Honeywell-Thermostat und einem digitalen Siemens-Raumthermostat sind folgende Faktoren ausschlaggebend:

• Honeywell-Thermostat, OpenTherm-kompatible Module — direkte Modulationskommunikation mit Ihrer Kombitherme im Wohnbereich; einfache 2-Draht-Verkabelung; benutzerfreundliche Oberfläche; kompatibel mit verbreiteten Kombithermen-Marken wie Baymak, Viessmann und ECA
• Digitaler Siemens-Raumthermostat — arbeitet über das Protokoll BACnet oder oBIX integriert in Gebäudeautomationssysteme; Ausgangsoption 0–10 V oder PWM an Fan-Coils und Luftbehandlungseinheiten; bevorzugt für gewerbliche und industrielle Anlagen (Details: Was sind 0–10 V, 2–10 V und Ein/Aus-Regelung? Grundlagen zu Ventilstellantrieben)
• Kabelgebundene Ein/Aus-Modelle — in budgetorientierten Sanierungsprojekten; wenn Sie das Risiko von Protokollinkompatibilität ausschließen wollen; bei Standardkesseln ohne Modulationsunterstützung
• Funkmodelle — in historischen Gebäuden, in denen keine Leitungen verlegt werden können, und in Räumen mit Mietnutzung; Funkreichweite 30–50 m, bei Durchdringung von Wänden geringer (Details: Kabelgebundener oder Funk-Raumthermostat? Welchen sollten Sie wählen?)

Die klare Entscheidung: Bei einer Kombitherme im Wohnbereich und vorhandener OpenTherm-Kompatibilität wird ein OpenTherm-kompatibles Modell aus dem Honeywell-Thermostatsortiment gewählt. Ist die Integration in ein Gewerbegebäude, in Fan-Coils oder in ein Gebäudeautomationssystem erforderlich, passt ein Modell des digitalen Siemens-Raumthermostaten mit 0–10-V- oder BACnet-Unterstützung besser. Um dieses Auswahlkriterium zu klären, ist es entscheidend, vor der Installation die Anlagenarchitektur festzulegen: Wohngebäude, Mehrfamilienhaus und Gewerbeanlage stellen unterschiedliche Anforderungen an die Regelung, und sie mit einem einzigen Thermostatmodell abzudecken, ist nicht möglich; die richtige Modellauswahl erfordert die Einschätzung eines Ingenieurs. (Details: Wie wählt man Fan-Coil-Ventil und Ventilantrieb aus? 2-Rohr- und 4-Rohr-Systeme)

Eine Zonenregelung ermöglicht es, verschiedene Bereiche eines Gebäudes, etwa Wohnzimmer, Schlafzimmer und Bad, auf voneinander unabhängigen Temperaturen zu halten. Jeder Zone werden ein eigenes Motorventil und ein eigener Thermostat zugewiesen; die Anlage wird von einer oder mehreren Kombithermen versorgt. Wird die Zonenregelung zusammen mit einem modulierenden Thermostaten eingesetzt, steigt sowohl der Komfort je Zone, als auch kann die Modulation der Kombitherme entsprechend dem gesamten Wärmebedarf aller aktiven Zonen optimiert werden. In dieser Konstellation stellt die Regelungsarchitektur aus Zonenregelung und modulierender Regelung die effizienteste Betriebsweise dar. (Details: Was ist eine Zonenregelung? Wie wird die Temperatur jedes Raums einzeln geregelt?)

Beim Aufbau einer Zonenregelungsarchitektur muss geklärt werden, ob der Thermostat das Signal des Protokolls OpenTherm oder eBus direkt oder über einen Zonenregler an die Kombitherme sendet. Bei direkten Anschlüssen steuert in der Regel ein Hauptthermostat die Modulation über OpenTherm, während die übrigen Zonen mit elektrothermischen Stellantrieben geregelt werden. Diese Stellantriebe können mit 230 V oder 24 V betrieben werden. (Details: 24V- oder 230V-Stellantrieb? Welcher gehört in welche Anwendung?)

Der kritische Punkt in einer Architektur aus Zonenregelung und modulierender Regelung ist, was die Kombitherme tut, wenn alle Zonen geschlossen sind. In Anlagen mit modulierendem Thermostat sendet der Thermostat der Kombitherme bei geschlossenen Zonen ein Anforderungssignal null, und die Kombitherme schaltet ab. In manchen Anlagen werden jedoch ein Bypass-Kreis oder ein Mindestvolumenstromventil eingesetzt, damit mindestens eine Zone stets geöffnet bleibt; diese Auslegung verhindert, dass die Umwälzpumpe der Kombitherme überhöhtem Druck ausgesetzt wird. Bei Anwendungen mit Zonenregelung und modulierender Regelung ist dieser Punkt vor der Installation in der Phase der hydraulischen Planung zu bewerten.

Die praktischste Methode, Zonenregelung und Modulation zu verbinden, ist die Architektur mit zentraler Kombitherme und individuellen Zonen. In dieser Architektur bestimmt ein modulierender Hauptthermostat die Vorlauftemperatur und die Brennerleistung der Kombitherme; die Zonenstellantriebe halten die Zonen mit Bedarf geöffnet und die übrigen geschlossen. Die Kombitherme verringert die Brennerleistung entsprechend der Zahl der aktiven Zonen und dem momentanen Bedarf und vermeidet so unnötigen Energieverbrauch. (Details: Was ist Proportionalregelung? Vorteile gegenüber der Ein/Aus-Regelung)

Wird der modulierende Thermostat zusammen mit einer Fußbodenheizung eingesetzt, erreicht die Energieeffizienz ihren Höhepunkt. Fußbodenheizungen arbeiten mit einer Vorlauftemperatur von 30–45 °C; der Brennwertkessel gerät bei diesem Temperaturniveau dauerhaft in den Kondensationsbetrieb und arbeitet mit höchster Effizienz. Der modulierende Thermostat steht in der Fußbodenheizung in ständigem Dialog mit der Kombitherme, um die Vorlauftemperatur in diesem engen Bereich zu halten; ein Ein/Aus-Thermostat kann diese Feineinstellung dagegen nicht vornehmen, und die Kombitherme schaltet bei jedem Zyklus mit voller Leistung zu.

Die richtige Einstellung des Fußbodenheizungsverteilers maximiert die Wirkung des modulierenden Thermostaten. Wird bei Verteilern mit Durchflussanzeige jeder Kreis auf 1,5–2,5 l/min abgeglichen, sinkt die Gesamtlast der Kombitherme, und die Brennerleistung kann länger im Bereich von 15–25 Prozent gehalten werden. Unter dieser Bedingung liegt die Abgastemperatur bei 45–55 °C, und es kommt zu dauerhafter Kondensation. (Details: Wie wird ein Fußbodenheizungsverteiler eingestellt? Wie erfolgt die Einstellung des Durchflussmessers?)

Die Antwort auf die Frage, welche Vorlauftemperatur die Fußbodenheizung hat, ist der Bereich von 30–45 °C; der modulierende Thermostat ist daher darauf ausgelegt, diesen Bereich präzise zu halten. Ein Ein/Aus-Thermostat kann die Vorlauftemperatur dagegen nicht wählen; diese Entscheidung bleibt allein dem thermostatischen Mischer überlassen. Da der modulierende Thermostat sowohl die Raumtemperatur als auch die Vorlauftemperatur gleichzeitig optimiert, bietet er in Fußbodenheizungssystemen den größten Komfort- und Einsparvorteil. (Details: Fußbodenheizung oder Heizkörper? Vergleich von Komfort, Verbrauch und Kosten)

Zu den führenden Marken OpenTherm-kompatibler Kombithermen zählen Baymak, Viessmann, Vaillant, Buderus, Junkers, Saunier Duval und Worcester Bosch. Auch Brennwert-Kombithermen der Marke ECA unterstützen das Protokoll OpenTherm; Pomeka Mekanik führt das ECA-Brennwertkessel-Sortiment. Wird eine OpenTherm-kompatible Kombitherme nicht mit dem richtigen Thermostat kombiniert, geht der Effizienzvorteil weitgehend verloren. Deshalb ist es entscheidend, die Liste OpenTherm-kompatibler Kombithermen vor dem Kauf eines Thermostaten zu prüfen.

Ein weiterer Punkt bei der Auswahl einer OpenTherm-kompatiblen Kombitherme ist der Modulationsbereich der Kombitherme. Das Protokoll OpenTherm kann der Kombitherme einen Befehl für eine Brennerleistung zwischen 0 und 100 Prozent senden; die Kombitherme spricht jedoch nur auf den Teil dieses Befehls an, der innerhalb ihrer eigenen hardwareseitigen Modulationsgrenzen liegt. Erhält eine OpenTherm-kompatible Kombitherme mit einem Modulationsbereich von 20 Prozent einen Befehl für 10 Prozent Brennerleistung, bleibt sie bei 20 Prozent stehen. Deshalb ist es bei der Thermostatauswahl wichtig, auch den Modulationsbereich der Kombitherme zu prüfen.

Buderus-Kombithermen verfügen in der Regel über das Protokoll EMS (Energy Management System). EMS verfolgt einen ähnlichen Zweck wie das Protokoll OpenTherm, weist jedoch andere elektrische Eigenschaften auf; es kann einen kompatiblen Buderus-Thermostat oder ein OpenTherm-EMS-Brückenmodul erfordern. Die Installation darf nicht erfolgen, bevor die Protokollkompatibilität zwischen Thermostat und Kombitherme bestätigt ist; eine falsche Kombination kann im günstigsten Fall zum Betrieb im Ein/Aus-Modus, im schlimmsten Fall zu einem Geräteschaden führen.

Achtung: Marken wie Daikin und Gree werden von Pomeka Mekanik nicht geführt; diese Marken werden lediglich zu Vergleichszwecken neutral erwähnt. Das Markensortiment für Heizsysteme, das Pomeka Mekanik führt, finden Sie auf der Markenseite. (Details: unsere Markenseite)

Die Auswahl eines modulierenden Raumthermostaten ist nicht möglich, ohne zu wissen, welches Protokoll Ihre Kombitherme unterstützt. Eine falsche Protokollzuordnung verhindert nicht den Betrieb des Thermostaten, deaktiviert jedoch den Modulationsbefehl, und das Gerät arbeitet im Ein/Aus-Modus. Um die Protokollkompatibilität zwischen Thermostat und Kombitherme zu klären, sind folgende Schritte zu befolgen:

• Schauen Sie in das technische Datenblatt der Kombitherme oder in den Zubehörabschnitt der Bedienungsanleitung; die Kompatibilität mit dem Protokoll OpenTherm oder eBus ist dort in der Regel angegeben
• Notieren Sie den vollständigen Modellcode, der auf der Frontblende der Kombitherme oder im Garantiedokument steht; geben Sie ihn im Kompatibilitätsabfrage-Tool auf der Website des Herstellers ein
• Bei Prüfung der Anschlussklemmen an der Kombitherme sind eventuell zwei mit OT oder eBUS beschriftete Klemmen zu sehen; das Vorhandensein dieser Klemmen ist der physische Beleg für die Protokollunterstützung
• Beim Anschluss eines Standard-Raumthermostaten gibt es nur eine Klemmengruppe für 230 V; die Klemme OT oder eBUS muss separat und beschriftet sein
• Wenden Sie sich im Zweifelsfall unter Angabe der Seriennummer der Kombitherme an den Servicetechniker oder an einen Ingenieur von Pomeka Mekanik (Details: unsere Kontaktseite)

Achtung: Bei manchen Kombithermen kann der OpenTherm-Anschluss physisch vorhanden, aber per Softwarelizenz gesperrt sein. In diesem Fall ist das Aktivierungsverfahren des Herstellers oder ein Software-Update erforderlich. Bei der großen Mehrheit der Brennwert-Kombithermen der neuen Generation auf dem Markt ist diese Einschränkung 2026 aufgehoben; bei Modellen aus der Zeit vor 2015 wird jedoch eine Prüfung empfohlen. Auch die Wartung der Kombitherme und ein korrekter Anlagendruck sind Schritte, die vor der Thermostatinstallation abgeschlossen sein sollten. (Details: Wie viel bar Druck muss die Kombitherme haben? Was bedeuten 1 bar, 1.5 bar und 2 bar?)

Es gibt eine weitere praktische Methode, die Protokollkompatibilität zwischen Thermostat und Kombitherme zu bestätigen: Im Servicemenü der Kombitherme ist der Kommunikationsparameter für OpenTherm oder eBus in der Regel klar ersichtlich; ist dieser Parameter aktiv und der Wert ungleich null, gilt die Protokollkommunikation als bestätigt. Erfordert der Zugriff auf das Servicemenü einen autorisierten Techniker, kann das Ingenieurteam von Pomeka Mekanik diese Prüfung bei der Inbetriebnahme durchführen. Pomeka Mekanik ist mit Sitz in Kadıköy, Istanbul tätig, und die vor Ort eingesetzten Ingenieure führen den Abnahmetest nach der Installation an Ort und Stelle durch.

Die Installation eines modulierenden Thermostaten lässt weniger Fehlerspielraum als die eines Ein/Aus-Thermostaten; jeder falsch ausgeführte Schritt führt dazu, dass die Modulation außer Betrieb bleibt. Für eine korrekte Installation sind folgende technische Anforderungen zu prüfen:

• Leitungspolarität — Beim Protokoll OpenTherm ist die Polarität der beiden Adern geräteabhängig; bei einem Teil der Geräte ist ein polaritätsfreier Anschluss möglich, bei anderen unterbricht ein vertauschter Anschluss die Kommunikation; vor der Installation ist die Anleitung zu lesen
• Leitungsqualität — Es ist eine isolierte Ader mit 2×0,5 mm² oder 2×0,75 mm² zu verwenden; die Leitungslänge darf 50 m nicht überschreiten
• Softwareparameter der Kombitherme — Der OpenTherm-Modus ist bei manchen Kombithermen werkseitig deaktiviert; er muss gegebenenfalls über das Servicemenü aktiviert werden
• Position des Thermostaten — Er ist an einer Innenwand zu montieren, die keiner Sonneneinstrahlung und keinem Luftzug ausgesetzt ist und sich nicht neben einer Tür oder einem Fenster befindet (Details: Wo sollte der Raumthermostat montiert werden? Einfluss einer falschen Positionierung auf die Beheizung)
• Abnahmetest — Nach der Installation ist der OpenTherm-Kommunikationsstatus im Thermostatmenü auszulesen; liegt keine Verbindungsbestätigung vor, sind Leitung und Parameter der Kombitherme erneut zu prüfen

Unter dem Gesichtspunkt der Installationskosten erfordert ein modulierender Thermostat gegenüber einem Standard-Ein/Aus-Gerät eine etwas höhere Anfangsinvestition; die jährliche Erdgaseinsparung gleicht diesen Unterschied jedoch in der Regel innerhalb von 2–4 Heizperioden aus. Auch die Wartung nach der Installation ist einfach: Benötigt der Thermostat keine Batterie, liegt der jährliche Wartungsaufwand praktisch nahe null; bei Funkmodellen ist über den Batteriewechsel hinaus kein zusätzlicher Eingriff nötig. (Details: Bringt ein intelligenter Raumthermostat tatsächlich Einsparungen?)

Die Vorlauftemperatur steht in direktem Zusammenhang mit der Modulation; der Thermostat aktualisiert in der Kommunikation mit der Kombitherme die Vorlauftemperatur fortlaufend über den Modulationskanal. Sinkt die Vorlauftemperatur unter 60 °C, sinkt auch die Abgastemperatur, der Wasserdampf im Abgas kondensiert und die latente Wärme, rund 2.260 kJ/kg, wird zurückgewonnen. Dieser Kondensationsbetrieb ist die grundlegende Voraussetzung dafür, den Auslegungswirkungsgrad des Brennwertkessels zu erreichen. Der modulierende Thermostat berechnet den Modulationsparameter der Vorlauftemperatur dynamisch aus Raumtemperatur, Außentemperatur und Sollwert; dieser Vorgang wird als witterungsgeführte Regelung bezeichnet und erfordert keinen manuellen Eingriff.

Eine Berechnung, die den Zusammenhang zwischen Vorlauftemperatur und Modulation veranschaulicht, kann so aussehen: Heizkörpersystem, Vorlauf 75 °C, Rücklauf 60 °C, ΔT 15 °C; es kommt nicht zur Kondensation; Wirkungsgrad 92–95 Prozent. Arbeitet dieselbe Anlage mit 55 °C Vorlauf und 40 °C Rücklauf, kommt es teilweise zur Kondensation; Wirkungsgrad 99–103 Prozent. Bei einer Fußbodenheizung mit 40 °C Vorlauf und 30 °C Rücklauf dagegen ergeben sich dauerhafte Kondensation und ein Wirkungsgrad von 105–109 Prozent. Diese drei Szenarien belegen in Zahlen, warum es entscheidend ist, dass der modulierende Thermostat die Vorlauftemperatur niedrig hält. Das Management der Vorlauftemperatur und der Modulation ist eine der wertvollsten Funktionen des Thermostaten und beschränkt sich nicht darauf, die Raumtemperatur zu halten; es optimiert die Effizienz des gesamten Heizsystems. (Details: Bei wie viel Grad sollte eine Fußbodenheizung arbeiten? Was ist die ideale Vorlauftemperatur?)

Ob OpenTherm kabellos funktioniert, ist eine in der Praxis häufig gestellte Frage. Das Protokoll OpenTherm ist ein physischer Kommunikationsstandard und erfordert zwei Adern. Manche Hersteller bieten jedoch Hybridsysteme an, bei denen die Verbindung zwischen Thermostat und Empfangseinheit über Funk (RF) erfolgt. In diesen Systemen funktioniert die kabellose OpenTherm-Verbindung so: Die Verbindung zwischen Thermostat und Empfänger ist drahtloser Funk, die Verbindung zwischen Empfänger und Kombitherme dagegen kabelgebundenes OpenTherm. Diese Hybridinstallationen sind möglich; das Paar aus Empfänger und Thermostat muss vom selben Hersteller stammen.

Bei kabellosen OpenTherm-Anwendungen beträgt die Funkreichweite in der Regel 30–50 m und kann im Freien bis auf 100 m anwachsen; bei der Durchdringung von Wänden und Decken nimmt diese Entfernung deutlich ab. Bei einer Signalunterbrechung behält der Thermostat den zuletzt an die Empfangseinheit gesendeten Sollwert; dieser Wert reicht aus, damit die Kombitherme weiterläuft. Bei vollständigem Signalverlust greift das Failsafe-Verhalten der Kombitherme, und sie wechselt, wie im vorigen Abschnitt beschrieben, auf eine feste, sichere Vorlauftemperatur.