Die Regelungsmisere in Kindertagesstätten
Mit einigen fachkundigen Handgriffen kann man bis zu einem Drittel Energiekosten einsparen: in Kindertagesstätten und vielen Schulen oft fünfhundert bis einige tausend Euro jährlich. Wenn eine richtige Einstellung des Heizungsreglers so viel Geld spart, warum macht das dann keiner? Das ist eine spannende Geschichte, erzählt von Fridbert Ackermann.
(12. Januar 2016) Seit elf Jahren engagiere ich mich im Umweltnetzwerk Kirche Rhein-Mosel e. V. In diesem Verein haben sich 30 Kirchengemeinden beider Konfessionen aus der Gegend rund um Koblenz zusammengeschlossen, um sich beim Energiesparen gegenseitig zu helfen. Seit etwa fünf Jahren untersucht unser Umweltnetzwerk die Raumtemperaturen in den Kindertagesstätten unserer Mitgliedsgemeinden.
Fridbert Ackermann (78), langjähriges Mitglied im Bund der Energieverbraucher e. V. hat Physik studiert und engagiert sich im Umweltnetzwerk Kirche Rhein-Mosel e. V. Unter dieser Adresse findet man auch eine ausführliche Zusammenfassung der Kita-Untersuchungen als Download: www.umweltnetzwerkkircherheinmosel.de Der Autor ist unter der E-Mail-Adresse fridbert.ackermann@freenet.de erreichbar.
Erstaunlich, aber wahr: Fast alle Kindertagesstätten (und auch die meisten Schulen) sind in der Heizperiode zu mehr als Dreiviertel der Zeit geschlossen:
- Montag bis Freitag von ca. 16:30 Uhr bis ca. 7:30 Uhr
- An Wochenenden ganztägig
- In den Weihnachtsferien (etwa 14 Tage)
- Ostern (etwa 10 Tage)
- Sonstige Ferienzeiten und Feiertage je nach Region (insgesamt etwa nochmals 1 Monat)
In diesen Schließzeiten kann die Raumtemperatur deutlich abgesenkt werden, zum Beispiel auf 12 bis 15 Grad Celsius.
Optimiert man zusätzlich die Heizkurve und die Heiz- und Absenktemperaturen, dann lassen sich Heizenergie und Kosten in der Größenordnung von 25 bis 35 Prozent einsparen, ohne Komfortverlust und nur durch Nutzung der bereits vorhandenen Technik. Dadurch lassen sich je Kindertagestätte jährlich Kosten zwischen 500 Euro und 3.000 Euro oder mehr einsparen. Hochgerechnet auf die bundesweit mehr als 52.000 Kindertagesstätten sind das 50 bis 100 Millionen Euro. Ähnlich könnte es möglicherweise in vielen Pfarrheimen sein, aber auch den 33.000 allgemeinbildenden Schulen. Wie es in den zigtausend Rathäusern und Verwaltungsgebäuden des Landes aussieht, sollte man sich ebenfalls genau ansehen.
Analyse des Ist-Zustandes
Das Umweltnetzwerk hat in den Heizperioden 2010 bis 2015 insgesamt 44 Kindergärten unter die Lupe genommen. Das ernüchternde Ergebnis der Untersuchungen: Nur in einer einzigen Tagesstätte war die Regelung richtig eingestellt, dort war zufällig das Kind des örtlichen Heizungsinstallateurs untergebracht!
Die Untersuchung startet mit einem Anruf von mir in einer Tagesstätte: „Wir würden gerne bei Ihnen die Raumtemperaturen aufzeichnen, um Ihnen die Möglichkeit zu geben, ihre Heizungsregelung zu optimieren und Kosten zu sparen. Das kostet Sie keinen Cent“. Ein paar Tage später hängte ich in zwei bis vier typischen Räumen der Tagesstätte die scheckkartengroßen batteriebetriebenen Datenlogger auf. Diese kleinen Wunderdinger messen jede Stunde die Raumtemperatur und schreiben sie in ihren Speicher. Ähnlich wird auch mit einem kleinen Fühler („iButton“), der aussieht wie eine Knopfbatterie, die Vorlauftemperatur der Heizkörper oder des Heizungsvorlaufs gemessen und aufgezeichnet. Nach zwei bis drei Wochen komme ich wieder und übernehme die Daten auf meinen Rechner. Daraus mache ich dann anschauliche Excel-Grafiken. Sie zeigen auf den ersten Blick, ob und wann die Raumtemperatur abgesenkt wurde und wann der Heizkessel in Betrieb war.
Die Raumtemperatur erreicht am Montag, Dienstag und Mittwoch einige Stunden zu spät, nämlich erst gegen 9 – 13 Uhr ihren Sollwert von 20 – 21 Grad. Die Nachtabsenkung setzt bis zu sechs Stunden zu spät ein: gegen 22 Uhr. Eine vernünftige Wochenend- oder Ferienabsenkung (14 Tage Weihnachtsferien!) gibt es nicht. Das Einsparpotential durch Optimierung der Regelungseinstellung wird auf ca. 30 Prozent geschätzt.
Mein unbezahlter Arbeitsaufwand für diese ’Diagnose’ liegt je Tagesstätte bei zwei bis drei Stunden (ohne Fahrtzeiten). Ein Datenlogger kostet weniger als 20 Euro, das Interface für den Datentransfer in einen PC kostet weniger als je 50 Euro. Die Raumtemperaturfühler sind LogTags der Firma cik-solutions aus Karlsruhe und die Fühler für Heizungsrohre sind iButton von Embedded Data Systems, vertrieben über das Unternehmen Fuchs aus Weingarten. Unser Verein hat 50 Datenlogger angeschafft, die in der Heizperiode fast ständig in Betrieb sind.
Temperaturwerte (Raum- oder Vorlauftemperaturen) können auch kostengünstig in Echtzeit über das Internet kontrolliert werden. Die Messdaten der Sensoren werden per Funk an ein sogenanntes Gateway (Fa. Mobile Alert, Preis: < 100 Euro bei drei Sensoren www.mobile-alerts.eu) übermittelt, das mit dem Router der Kindertagesstätte verbunden ist.
Die auf einem externen Server im Internet gespeicherten Daten können jederzeit und von jedem Ort aus mittels Smartphone abgerufen und visuell betrachtet, aber erst mit den ab Anfang 2016 erhältlichen Messfühlern auf einen PC kopiert werden.
Mängel der Regelungseinstellung
Folgende Mängel zeigten sich deutlich und in einer Mehrzahl von Fällen:
- In fast allen untersuchten Tagesstätten waren die Heiz- bzw. Absenkzeiten nicht auf die Betriebszeiten abgestimmt: Abends wurde oft bis 22 Uhr geheizt (übliche Werkseinstellung); an Wochenenden, Feiertagen und in den Ferien wurde durchgeheizt.
- Die Raum- und Vorlauf-/Rücklauftemperaturen in den Absenkzeiten (vereinzelt auch in den Betriebszeiten) waren oft unnötig hoch.
- Bisweilen wurde bis weit in den Sommer hinein geheizt. Sogar noch bei nachmittäglichen Außentemperaturen nahe 30 °C liefen manche Brenner oder es wurde Fernwärme eingespeist.
- Manche Brenner (auch mit sehr modernen Regelungen) „takten“ während der Absenkphasen.
- Bei einigen Tagesstätten war kein hydraulischer Abgleich durchgeführt, was daran zu erkennen war, dass einige Räume deutlich kühler blieben als die übrigen Räume.
Diese Fehler wurden selbst bei modernster Gebäudeleittechnik, Brennwerttechnik und digitalen Regelungen – egal ob Gas, Öl oder Fernwärme – gefunden.
Von der Diagnose zur Fehlerbehebung
Die Diagnose allein spart noch keinerlei Energie. Deshalb wurden die gemessenen Kurven mit einer Erläuterung der Ergebnisse den Verantwortlichen übergeben. Die überraschende Reaktion: Die klar aufgezeigten Fehler wurden in nur wenigen Fällen behoben. Die meisten Verantwortlichen in den zuständigen kirchlichen Verwaltungen wissen von der Regelungsmisere nichts und manche wollen auch gar nichts davon wissen: Hauptsache warm! Im Gegenteil: Die katholische KiTa gGmbH Koblenz bat schriftlich darum, von weiteren Besuchen von Tagestätten in ihrem Verantwortungsbereich abzusehen. In Einzelfällen wurde versucht, die Mängel mit Hilfe des örtlichen Handwerks zu beheben, jedoch mit mäßigem Erfolg, wie Kontrollmessungen ergaben.
Zugegeben: Die Beseitigung der Mängel ist deutlich zeitaufwändiger als die ‚Diagnose‘. Die Absenkzeiten und Ferienzeiten und Wochenenden sind in die Regelung einzugeben. Und es sollte unbedingt durch einen Datenlogger kontrolliert werden, ob die eingestellten Aufheizzeiten ausreichend sind, bei mäßiger und auch bei kalter Witterung.
Da die richtige Regelungseinstellung pro Heiztag rund 10 bis 30 Euro an Kosten einsparen kann, hat sich die Anschaffung eines Datenloggers schnell amortisiert. Um die Regelung richtig einzustellen, sollte sich ein fachkundiger Handwerker beziehungsweise Ingenieur verteilt über einen Zeitraum von mehreren Wochen mehrfach die Anlage ansehen. Einen solchen Handwerker zu finden, gestaltet sich allerdings sehr schwierig.
Durch den Einbau und die Optimierung einer digitalen Regelung (= UNK-Pilotprojekt, 2012) wurde im Zeitraum Oktober 2011 bis Oktober 2015 eine Verminderung des (witterungsbereinigten) jährlichen Gasverbrauches um ca. 34 Prozent erreicht. Ohne diese Optimierung wäre der Gasverbrauch in 2014/15 um ca. 50% höher ausgefallen, es wären Mehrkosten von ca. 3.000 €/a angefallen.
Einsparpotential durch bessere Regelungseinstellung
Ein konkretes Beispiel, betreut vom Umweltnetzwerk, zeigt das Problem und die Lösung. In einer Kindertagesstätte fanden wir eine Heizung mit zwei Heizkreisen und zwei älteren Gas-Brennwertkesseln (in Kaskade geschaltet Viessmann Vitodens 200) inklusive Warmwasserversorgung. Die veraltete komplizierte Regelung konnte vom Hausmeister nicht programmiert werden. An Ferien- und Feiertagen wurde durchgeheizt.
Aus diesem Grunde wurde 2012 eine neue, auch für Laien leicht bedienbare digitale Regelung mit einer sogenannten Einschaltoptimierung (Kieback&Peter, HRP 20) eingebaut. Mehrere gravierende Installationsfehler (zum Beispiel falsche Verkabelung) durch einen örtlichen Handwerksbetrieb konnten erst nach mehr als einer Heizperiode und nur mittels unserer Datenloggermessungen diagnostiziert und daraufhin behoben werden. Installationsbetriebe sind meist nicht in der Lage, Datenloggermessungen und Excel-Grafiken zu machen! In der Abbildung findet man den jährlichen, witterungsbereinigten Gasverbrauch, der sich um 34 Prozent verringert hat.
Das Beispiel zeigt, dass die Optimierung der Regelungseinstellungen eine sehr rentable geringinvestive Energiesparmaßnahme darstellt, die sich schon nach ein bis zwei Heizperioden amortisiert. Der Einsparerfolg ist allerdings nur dann von Dauer, wenn die sich von Jahr zu Jahr ändernden Ferien- und Feiertage immer wieder neu einprogrammiert werden. Hierbei ist es eine sehr große Arbeitserleichterung und damit auch Kostenersparnis, wenn alle Ferienblöcke einer Heizperiode in einer einzigen Sitzung einprogrammiert werden können.
Was Fridbert Ackermann in Koblenz macht, könnten andere Vereinsmitglieder auch in anderen Orten anbieten
Der Bund der Energieverbraucher e. V. ist bereit, im Rahmen seiner Möglichkeiten die Anlaufkosten für die Hardware zu übernehmen und Fridbert Ackermann stellt sein Know-how zur Verfügung. Dieses Know-how ermöglicht Temperaturaufzeichnungen mit sehr preisgünstiger Technik, mit oder ohne Internetübertragung.
Der Bund der Energieverbraucher e.V. stellt ferner ein Internetforum zum Austausch aller Interessierten untereinander zur Verfügung.
Die hier eingesetzte Technik eignet sich auch für eine Analyse der Heizungsfunktion und Heizungsregelung in einem Privathaushalt.
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