Thermostat für Heizkessel: Funktionsprinzip, Arten, Anschlusspläne

Die Automatisierung in der Heizungsanlage ermöglicht eine genauere Kontrolle der Temperatur in den beheizten Räumen und spart Brennstoff. Durch die Installation eines Thermostats für den Heizkessel erhöht der Besitzer eines Hauses die Effizienz des Kesselbetriebs um 20–30 % und vereinfacht dessen Wartung erheblich.

Wir berichten über die in der Praxis verwendeten Arten von Thermostaten, über die Regeln für deren Platzierung und die Besonderheiten des Anschlusses. In unserem Artikel werden die Optionen und Anschlusspläne der Geräte detailliert beschrieben. Mit unseren Tipps können Sie das Gerät fachgerecht auswählen und bei Bedarf selbst installieren.

Wie funktioniert der Heizungsthermostat?

Ein typisches Heizsystem mit Wasser als Wärmeträger besteht aus Heizgeräten oder einem Anschlusspunkt an das zentrale Netz, den internen Rohrleitungen und den Heizkörpern.

Um die in die Räume gelangende Wärmemenge zu regulieren, muss man entweder ständig den Kessel überwachen oder regelmäßig die Ventile an den Heizkörpern öffnen/schließen.

Die Trägheit eines solchen Systems erlaubt es nicht, die gewünschte Temperatur den ganzen Tag über auf einem konstanten Niveau zu halten. Wenn man mehr Holz in den Ofen legt oder mehr Gas in den Kessel zuführt, wird das Heizmedium in den Rohren stärker erhitzt und gibt auch mehr Wärme über die Heizkörper ab.

Bei niedrigen Außentemperaturen ist das gut. Bei einer plötzlichen Erwärmung im Freien wird die Hitze im Haus jedoch unerträglich. Der Brennstoff ist bereits in der Brennkammer und das Wasser ist erhitzt – es gibt keine Möglichkeit, die Wärme loszuwerden. Hinzu kommt, dass der Kessel weiter arbeitet.

Ohne Thermostat im System müssen Sie es manuell abschalten. Sie können natürlich die Fenster zum Lüften öffnen und die Wärme ablassen, aber dann werden die Rechnungen für den Brennstoff für die Hausheizung Sie definitiv ruinieren. Die Schlussfolgerung liegt auf der Hand: Ein Thermostat für die Heizung vereinfacht das Leben und macht es maximal komfortabel.

Ein Thermostat (Temperaturregler) ist ein Gerät zur Überwachung der Temperatur in einem beheizten Raum und zur Erhöhung/Verringerung der Wärmezufuhr.

Der Thermostat für das Heizsystem besteht aus:

• einem temperaturempfindlichen Sensor (Element);
• einer Einstelleinheit;
• einem Steuermodul;
• einem elektromagnetischen Relais oder einem mechanischen Ventil.

Bei den einfachsten Modellen fehlt das Steuermodul. Alles geschieht rein mechanisch und durch die Änderung der physikalischen Eigenschaften des temperaturempfindlichen Elements.

Solche Thermostate benötigen keine Stromversorgung. In Bezug auf Effizienz und Regelgenauigkeit sind sie elektronischen Geräten unterlegen, dafür sind sie jedoch energieunabhängig. Bei Netzspannungsproblemen werden sie garantiert nicht ausfallen.

Das Funktionsprinzip des Thermostats sieht wie folgt aus:

1. Über das Steuermodul wird die gewünschte Temperatur eingestellt.
2. Bei Erreichen der geforderten Parameter spricht der Sensor an, was zur Abschaltung des Kessels oder zum Schließen des Absperrventils in den Heizungsrohren führt.
3. Nach dem Absinken der Raumtemperatur erfolgt das erneute Einschalten der Kesselanlage oder der Heizgeräte.

Das elektronische Steuermodul ermöglicht es, nicht nur einen Temperaturwert, sondern mehrere getrennt für jede Tageszeit einzustellen. Zudem besteht bei Vorhandensein eines solchen Blocks die Möglichkeit, einen zusätzlichen Außentemperatursensor zu installieren und die Funktion des Thermostats an dessen Daten zu koppeln.

Je nach Gerätetyp wird der Thermostat direkt an den Kessel angeschlossen, um dessen Betrieb zu regeln, oder am Eingang des Heizkörpers, um die Zufuhrmenge des Heizmediums zu kontrollieren.

Der einfachste Thermostat ist ein Absperrventil mit Temperaturfühler, das am Rohr am Heizkörper angebracht ist. Beim Erreichen der gewünschten Temperatur schließt sich das thermostatische Ventil und reduziert den Durchfluss des Wärmeträgers. Und wenn die Raumluft abkühlt, öffnet es sich wieder, wodurch die Menge der zugeführten Wärme zunimmt.

Komplexere und fortschrittlichere Modelle verfügen über drahtlose Sensoren und Steuermodule. Die gesamte Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten erfolgt über einen Funkkanal. In diesem Fall werden keine Kabel verlegt, was sich positiv auf die Ästhetik der Platzierung solcher Thermostate im Raum auswirkt.

Arten von Thermostaten für Heizkessel

Der Hauptunterschied zwischen Thermostaten liegt in den verschiedenen Arten von Temperatursensoren. Manche werden am Heizungsrohr angebracht, andere darin installiert, und wieder andere werden an der Wand montiert. Einige sind für die Messung der Lufttemperatur ausgelegt, andere für die des Heizmediums.

Die Wahl des Thermostatmodells hängt ab von:

• dem Kesseltyp;
• dem Verlegeschema des Heizsystems;
• dem verfügbaren Platz;
• dem erforderlichen Funktionsumfang.

Viele moderne Kessel sind von vornherein für den Anschluss von Thermostaten ausgelegt. Der Hersteller der Kesselanlage vermerkt zudem im technischen Datenblatt alle Einzelheiten dieser Montage.

Wenn ein elektronisches Thermostatmodell ausgewählt wird, sollte man am besten dem effektivsten den Vorzug geben – dem, das vom Kesselhersteller empfohlen wird.

Idealerweise sollte der Thermostat direkt die Arbeit des Heizgeräts regeln, also die Brennstoffzufuhr. Dies ist die hinsichtlich Brennstoffeinsparung effizienteste Anschlussart. In diesem Fall wird genau so viel Energie verbraucht, wie Wärme benötigt wird.

Aber einen solchen Thermostat können Sie nur an einem Gas- oder Elektroheizungsgerät installieren. Wenn es sich um einen Festbrennstoffkessel handelt, dann hilft ein Thermostat mit mechanischem Ventil, das am Rohr montiert wird, die Raumtemperatur zu regeln.

Die an Heizkörpern installierten Regler dienen dazu, die Wasserzufuhr zu unterbrechen, wenn die Temperatur im Raum oder des Wärmeträgers zu hoch ist. Der Kessel schaltet sich etwas später ab, wenn sein interner Temperatursensor anspricht, der eine Überhitzung des Geräts verhindert.

Gruppe #1: Mechanische

Die Funktionsweise des mechanischen Temperaturfühlers beruht auf der Änderung der Materialeigenschaften bei Temperaturänderung. Es ist eine einfache, preisgünstige, ausreichend effiziente und völlig von der Stromversorgung unabhängige Variante. Sie ist für die Montage an den Rohren der Wasserheizungsanlage zur Regulierung des Durchflusses des Wärmeträgers vorgesehen.

Ein klassisches Beispiel für einen mechanischen Thermoregler ist ein Gerät mit Nadelventil (Absperrung) und einem Thermostatkopf (Faltenbalg).

Als auf Temperaturänderungen reagierende Stoffe werden in mechanischen Thermostaten verwendet:

• Gas;
• Flüssigkeit.

Beim Erhitzen dehnen sich Gase aus, was zu einem Druck auf die Spindel des Absperrventils führt. Bei sinkender Temperatur ziehen sie sich zusammen, die Absperrung wird durch eine Feder zurückgedrückt und das heiße Wasser fließt wieder durch die Rohre zu den Heizkörpern.

Für Thermostate am Heizkörper sind eine geringe Empfindlichkeit und eine große Regelabweichung typisch. Sie sprechen nur bei einer Temperaturerhöhung von 2 oder mehr Grad an. Außerdem verliert die Füllung des Balgs mit der Zeit ihre Eigenschaften, die Zahlen am Einstellknopf für die gewünschten Temperaturparameter und die tatsächlichen Gradangaben beginnen auseinanderzulaufen.

Solche Thermoregler haben eine relativ große Bauform. Die allermeisten sind dafür ausgelegt, die Wassertemperatur in den Heizkörpern zu messen, nicht die Raumlufttemperatur. Oft ist eine genaue Einstellung nach Ihren Wünschen schwierig.

Gruppe #2: Elektromechanische

Diese Thermostate arbeiten nach ähnlichen Prinzipien wie die rein mechanischen. Allerdings wird hier eine Metallplatte als temperaturempfindliches Element verwendet.

Beim Erhitzen verbiegt sie sich und schließt einen Kontakt, beim Abkühlen kehrt sie in die Ausgangsposition zurück und unterbricht den Stromkreis. Über diesen Stromkreis wird dann ein Signal an die Brennersteuerung gesendet.

Der elektromechanische Thermoregler benötigt eine Stromversorgung; er steuert die den Wärmeträgerdurchfluss regelnden Ventile oder Brenner im Kessel über elektrische Signale.

Eine weitere Variante des elektromechanischen Thermostats ist ein Gerät mit einem Sensor in Form von zwei Platten aus verschiedenen Metallen. In diesem Fall wird das temperaturempfindliche Element direkt in die Feuerung des Festbrennstoffkessels eingebaut.

Bei hoher Temperatur entsteht zwischen den Platten eine Potenzialdifferenz, die auf ein elektromagnetisches Relais einwirkt. Die Kontakte in diesem werden abwechselnd geöffnet und geschlossen. Infolgedessen wird die Luftzufuhr in die Brennkammer ein- und ausgeschaltet.

Gruppe #3: Elektronische

Diese Art von Thermostaten für Warmwasserheizkessel gehört zur energieabhängigen Kategorie. Solche Geräte verfügen über einen externen Temperatursensor, der die Raumtemperatur überwacht, und eine vollwertige Steuereinheit mit Display.

Für Elektrokessel sind solche Thermostate eine zwingende Ergänzung. Ohne sie würden die elektrischen Heizgeräte ununterbrochen arbeiten und die Luft oder das Heizmedium zu stark erhitzen.

Mit Strom betriebene Kessel und Boiler werden in den allermeisten Fällen bereits im Werk mit Thermostaten ausgestattet.

Ein elektronischer Thermostat besteht aus zwei Hauptelementen:

1. Temperatursensor.
2. Mikrocontroller.

Ersterer misst die Temperatur, während Letzterer sie überwacht und Signale zur Erhöhung/Verringerung der Wärmeenergiezufuhr in den Raum ausgibt. Der Sensor kann ein analoges oder digitales Signal an den Controller senden. Im ersten Fall ist der Thermostat von seinen Möglichkeiten her mit einem mechanischen Modell vergleichbar, übertrifft es jedoch deutlich in der Genauigkeit der Temperaturmessungen.

Digitale Thermostate stellen den Höhepunkt der Entwicklung dieser Geräte dar. Sie ermöglichen die Regelung der Wärmezufuhr nach einem vorgegebenen Algorithmus. Zudem können an sie wesentlich mehr Sensoren angeschlossen werden, die sowohl in den Räumen als auch im Freien angebracht sind.

Viele elektronische Thermostate verfügen über eine Fernbedienungsmöglichkeit über Infrarot (IR)-Port oder Mobilfunk. Dies ermöglicht es, die Raumtemperatur nicht nur mit einer Fernbedienung im Raum, sondern auch von jedem Ort außerhalb zu regulieren.

Beispielsweise können Sie, noch bevor Sie die Arbeit verlassen, ein Signal senden, um die Raumluft auf eine angenehme Temperatur zu erwärmen, und bei Ihrer Ankunft wird das Zuhause mit Behaglichkeit und Wärme erfreuen.

Elektronische Geräte, die zur automatischen Regelung der qualitativen und quantitativen Eigenschaften des Wärmeträgers bestimmt sind, sind ein obligatorischer Bestandteil von Heizsystemen in Smart Homes. Wir empfehlen Ihnen, sich mit ihrer Funktionsweise vertraut zu machen.

Grundlegende Anschlusspläne

Alle Möglichkeiten, den Thermostat in das Heizsystem einzubinden, lassen sich in drei Anschlussvarianten unterteilen:

1. Direkt an den Kessel.
2. An die Umwälzpumpe.
3. An das Rohr, das das Heizmedium zum Heizkörper führt.

Die ersten beiden Schemata verhindern eine Verschlechterung der Durchflusskapazität der Heizungsrohrleitung. Es werden keine zusätzlichen Absperrungen eingebaut, der hydraulische Widerstand des gesamten Systems ändert sich nicht. Der Thermostat steuert hier nur die Pumpe oder den Kessel, er kommt nicht mit dem Wasser in Berührung.

Bei der Installation eines Thermostatreglers an einem Heizkörper oder einem gemeinsamen Rohr mit mehreren Radiatoren erhöht sich hingegen der hydraulische Widerstand. Selbst im vollständig geöffneten Zustand verlangsamt das Thermostatventil die Bewegung des Wärmeträgers leicht.

Idealerweise sollte das Projekt der Kesselverrohrung sofort unter Berücksichtigung aller Temperaturregelungs- und sonstigen Geräte durchgeführt werden.

Thermostate sollten nur im äußersten Fall in bestehende Heizungsrohrleitungen eingebaut werden. Die maximale Effektivität ihrer Verwendung kann nur erreicht werden, wenn sie bereits in der Planungsphase in das System integriert werden.

Wenn die Wasserheizungsanlage im Haus nach einem Einfachrohr-System ausgeführt ist, sollten Sie von der dritten Variante besser gleich absehen. Beim Auslösen des Temperaturfühlers schließt das Ventil sofort den gesamten Strang der Heizkörper in mehreren Räumen, und dann können Sie den Komfort in den vom Kessel entfernten Räumen gleich vergessen.

Den Thermostat am Heizkörpereingang sollten Sie über einen Bypass anschließen. So leitet er bei Auslösung den Wärmeträgerstrom am Heizkörper vorbei. Dabei wird das Wasser ungekühlt zum Kessel zurückgeführt. Dieser hört dann auf, es zu heizen, wodurch der Verbrauch von Gas oder Strom gesenkt wird.

Bei der Installation des Thermostat-Temperatursensors für die Raumluft sollten bestimmte Regeln beachtet werden, da er sonst durch benachbarte Geräte oder Gegenstände falsch auslösen kann.

Der Temperatursensor muss montiert werden:

• an einem Ort, der keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist;
• möglichst weit entfernt von Kältebrücken, Zugluft und aufsteigenden Wärmeströmen von Heizkörpern;
• so, dass es nicht durch dekorative Abdeckungen oder Vorhänge verdeckt wird;
• in einer Höhe von 1,2–1,5 Meter über dem Boden.

Bei falscher Installation des Sensors gibt das Thermostat falsche Signale. Dies kann nicht nur zu einer Überhitzung der Raumluft, sondern auch des Wärmeträgers im System führen. Und im zweiten Fall ist es nicht weit bis zu Problemen mit dem Kessel.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Es sollten keine besonderen Schwierigkeiten bei der Installation des Thermostatreglers auftreten. Man muss ihn nur richtig für das jeweilige Heizsystem auswählen. Und die ausgewählten Videomaterialien werden Ihnen dabei sicherlich helfen.

Video #1. Anschluss eines Raumthermostats an einen Gasheizkessel in allen Details:

Video #2. Überblick über einen Wandthermostat:

Video #3. Technologie zum Einbau eines Kontaktthermostats in ein System mit Umwälzpumpe:

Eine Ergänzung zum Heizkessel in Form eines Thermostats ist eine hervorragende Möglichkeit, Heizkosten zu sparen, den Wohnkomfort zu erhöhen und den Verschleiß der das Wärmeträgermedium erhitzenden Ausrüstung zu verringern. Die für die Thermoregler ausgegebenen Kosten amortisieren sich in einer Wintersaison.

Dabei kann man sowohl eine einfache mechanische Variante mit manueller Steuerung als auch ein fortschrittlicheres Gerät mit Programmierer wählen.

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