Wie funktioniert ein Wärmemengenzähler genau?

Letztes Update: 29.02.24

 

Wärmemengenzähler sind bei modernen Heizsystemen nicht mehr wegzudenken. Das gilt natürlich besonders bei vermieteten Immobilien, wo eine genaue und faire Heizkostenabrechnung unerlässlich ist. Diese Geräte ermöglichen eine verbrauchsgenaue Erfassung der Wärmemenge, die von einer Heizquelle an verschiedene Wohn- und Gewerbeeinheiten abgegeben wird. Sie spielen eine zentrale Rolle in der effizienten Energieverwaltung und tragen dazu bei, das Bewusstsein für den Energieverbrauch zu schärfen.

In diesem Artikel möchten wir einen genauen Blick darauf werfen, wie Wärmemengenzähler am Heizkörper bzw. am Heizkreislauf funktionieren und wie sie den Heizungsverbrauch messen.

 

Begrifflichkeiten bei der Verbrauchsermittlung von Wärmeenergie

Viele, die eigentlich einen Wärmemengenzähler verbauen möchten, suchen im Internet nach Heizkostenverteiler-Testsieger oder Wärmezähler. Hierbei gibt es jedoch Unterschiede in den Begrifflichkeiten. Im Folgenden möchten wir daher kurz erklären, was es mit Wärmemengenzähler, Heizkostenverteiler und Wärmezähler genau auf sich hat:

  1. Wärmemengenzähler: Diese Geräte messen die tatsächliche Wärmemenge, die in einer Heizungsanlage verbraucht wird, indem sie den Volumenstrom und die Temperaturdifferenz des Heizmediums erfassen. Sie werden oft in Systemen verwendet, wo eine direkte Messung des Energieverbrauchs erforderlich ist. Wärmemengenzähler am Heizkörper gibt es entsprechend eigentlich nicht, auch wenn viele konkret danach suchen. Sie meinen dann eigentlich einen Heizkostenverteiler.
  2. Heizkostenverteiler: Heizkostenverteiler werden typischerweise an einzelnen Heizkörpern angebracht und messen die Wärmemenge, die von jedem Heizkörper abgegeben wird. Sie basieren meist auf der Messung der Oberflächentemperatur des Heizkörpers und berechnen daraus den anteiligen Verbrauch.
  3. Wärmezähler: Der Begriff “Wärmezähler” wird oft als allgemeine Bezeichnung für Geräte verwendet, die den Wärmeenergieverbrauch messen, und kann sowohl Wärmemengenzähler als auch Heizkostenverteiler umfassen.

Darüber hinaus gibt es noch weitere Begriffe, die teilweise synonym verwendet werden. Hier möchten wir Ihnen einen kurzen Überblick über die jeweilige Bedeutung geben:

  1. Energiezähler: Dies ist ein allgemeiner Begriff für Geräte, die den Energieverbrauch messen. Dies kann sich auf Strom, Gas, Wärme oder andere Energieformen beziehen.
  2. Wasserzähler: Sie sind speziell für die Messung des Wasserverbrauchs ausgelegt. Obwohl sie manchmal in Zusammenhang mit Heizsystemen erwähnt werden, messen sie nur den Wasserverbrauch, nicht die Wärmeenergie.
  3. Thermometer in Heizungsanlagen: Ein Thermometer, das direkt in der Heizungsanlage integriert ist, misst nur die Temperatur, jedoch nicht den Energieverbrauch oder die Wärmeübertragung.

 

Wie funktioniert ein Wärmemengenzähler?

Ein Wärmemengenzähler funktioniert technisch ähnlich wie eine Wasseruhr, berücksichtigt jedoch zusätzlich die Temperatur des Heizungswassers. Das Gerät misst das durchlaufende Volumen des Heizungswassers sowie die Temperaturen des zuströmenden (Vorlauftemperatur) und des ablaufenden Wassers (Rücklauftemperatur). 

Der Wärmeverbrauch wird durch die Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur in Bezug auf die Gesamtmenge des durchgeflossenen Wassers ermittelt. Für die Messung des Volumenstroms werden entweder mechanische Methoden, wie ein rotierendes Flügelrad in der Rohrleitung, oder moderne Ultraschall-Wärmezähler eingesetzt. Zudem sind externe Temperaturfühler oder integrierte Temperatursensoren an Vor- und Rücklaufleitungen für die präzise Erfassung der Temperaturen unerlässlich. 

 

Formel Berechnung Wärmemengenzähler

Die Wärmemengenzähler Berechnung in kWh, bzw. die Berechnung der verbrauchten Wärmemenge funktioniert grundlegend nach dieser Formel:

Q = V * p * CW * (TV -TR)

Q = Wärmeleistung

V = Volumenstrom

P = Dichte des Wassers

TV = Vorlauftemperatur

TR = Rücklauftemperatur

 

Die einzelnen Elemente von Wärmemengenzählern im Detail

In elektronischen Wärmemengenzählern kommen ein elektronisches Rechenwerk, ein Temperaturfühler und ein Volumenmessteil zum Einsatz. Wofür die einzelnen Komponenten verantwortlich sind, haben wir hier kurz für Sie zusammengefasst.

1. Elektronisches Rechenwerk

Im Rechenwerk werden die vom Volumenmessteil und der Temperaturmesseinrichtung erzeugten Signale verarbeitet. Die ermittelte Wärmemenge wird auf dem Display dargestellt. Weitere Anzeigeoptionen sind:

  • momentane Wärmeleistung und aktueller Durchfluss
  • Temperatur Vor-/Rücklauf, Temperaturdifferenz
  • Volumen
  • Stichtagsanzeige

Je nach Art des Zählers und Hersteller kann die Art der Anzeige natürlich variieren.

 

2. Temperaturfühler

Der Temperaturfühler wird für die genaue Erfassung der Vorlauf- und Rücklauftemperatur benötigt. Hierfür kommen in der Regel Platin-Widerstands-Thermometer zum Einsatz (z.B. Typ Pt100 oder Pt500). Es wird zwischen zwei verschiedenen Arten der Temperaturmessung unterschieden:

  1. Direkt: Hierbei wird der Fühler zur Messung über die Kugelhähne oder T-Stücke direkt mit dem Heizmedium verbunden.
  2. Indirekt: Bei der indirekten Messung wird der Temperaturfühler indirekt über Tauchhülsen mit dem Heizmedium verbunden.

 

3. Volumenmessteil

Beim Volumenmessteil wird zwischen zwei verschiedenen Arten der Volumenmessung unterschieden. Mechanische Zähler sind Flügelradzähler (Einstrahl- oder Mehrstrahlzähler) und Woltmannzähler mit Turbinenrad. Statische Zähler hingegen sind sogenannte Ultrasschallzähler sowie magnetisch-induktive Zähler. Was genau das bedeutet, erfahren Sie im folgenden Abschnitt.

 

Arten von Wärmemengenzählern

Es gibt in der Welt der Wärmemengenzähler hauptsächlich zwei Bauarten, zwischen denen unterschieden wird: Kompakt- und Verbund-Wärmemengenzähler. 

  1. Kompaktwärmemengenzähler: Sie sind so konzipiert, dass sie das Volumenmessteil und den Rechner in einem Gehäuse integrieren, während die Temperatursonden extern angebracht werden. 
  2. Verbund-Wärmemengenzähler: Solche Geräte hingegen trennen den Rechner und den Volumenmesser in unterschiedliche Gehäuse, die aber zusammen mit dem Temperaturfühlerpaar als ein System funktionieren. 

Darüber hinaus unterscheidet man Wärmemengenzähler nach ihrer Strahlart: 

  • Einstrahlige Wärmezähler: Sie messen geringe Volumenströme und sind ideal für kleinere Wohnungen. 
  • Mehrstrahlige Wärmezähler: Sie sind für größere Heizungsanlagen geeignet und können große Volumenströme effizient verarbeiten.

Moderne Wärmemengenzähler in der Praxis

Anwendung in der Praxis sowie Vor- und Nachteile

Wärmemengenzähler finden in einer Vielzahl von Umgebungen Anwendung, beispielsweise in Gebäuden, die an Fernwärmenetze angeschlossen sind, in Mehrfamilienhäusern mit unterschiedlichen Nutzergruppen oder in Einrichtungen, bei denen eine getrennte Abrechnung von Heiz- und Brauchwasser erforderlich ist. 

Sie sind auch in Gebäuden mit Fußbodenheizungen oder Solarthermieanlagen von Vorteil, da herkömmliche Heizkostenverteiler hier nicht effektiv sind. Ultraschall-Wärmezähler bieten im Vergleich zu mechanischen Zählern deutliche Vorteile.

Vor- und Nachteile von Ultraschall-Wärmemengenzählern

Vorteile Nachteile
✔️ Höhere Messgenauigkeit
✔️ Längere Lebensdauer
✔️ Geringerer Verschleiß
✔️ Hohe Energieeffizienz
❌ Höhere Kosten
❌ Technisch komplexer und anfälliger
❌ Benötigen Strom zum Betrieb

 

Der geringere Verschleiß ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass keine beweglichen Teile im Messrohr vorhanden sind. Die höhere Energieeffizienz ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass sie nur einen minimalen Druckverlust verursachen und entsprechend Ressourcen sparen., Zudem sind sie energieeffizienter, da sie nur einen minimalen Druckverlust verursachen und Ressourcen schonen

 

Einbau eines Wärmemengenzählers im Video-Tutorial

Wie Sie häufige Fehler beim Einbau vermeiden, erfahren Sie in diesem Video:

 

Ablesen und Wartung

Das Ablesen eines Wärmemengenzählers ist in der Regel einfach und kann direkt am Gerät erfolgen. Bei Modellen mit Funkmodul ist dies sogar aus der Ferne möglich, was den jährlichen Abrechnungsprozess erheblich vereinfacht. Für Mieter ist es wichtig, den individuellen Wärmeverbrauch nachvollziehen zu können, da er die Basis für die Heizkostenabrechnung darstellt. 

Eine regelmäßige Wartung und Kalibrierung der Zähler ist unerlässlich, um eine genaue und zuverlässige Messung über die Zeit zu gewährleisten. Wenn Sie sich für einen Dienstleister entscheiden, müssen Sie sich nicht selbst um die Wartung kümmern. 

 

Kosten und Wirtschaftlichkeit

Wärmemengenzähler sind in der Anschaffung teurer als einfache Heizkostenverteiler, bieten jedoch eine präzisere und detailliertere Erfassung des Energieverbrauchs. Die Kosten für den Einbau variieren je nach Aufwand und Umfang der Installation. 

Langfristig können diese Zähler jedoch zu Einsparungen führen, da sie eine genauere Verbrauchserfassung ermöglichen und somit zur effizienteren Nutzung der Heizsysteme beitragen. Die Investition in einen Wärmemengenzähler kann sich daher durch die Senkung der Heizkosten und eine verbesserte Energieeffizienz auszahlen; selbst dann, wenn Sie nicht zur Miete wohnen.

 

Rechtlicher und technischer Hintergrund

Gemäß der Heizkostenverordnung sind Vermieter in Deutschland verpflichtet, einen Teil der Energiekosten ihrer Mieter basierend auf dem tatsächlichen Verbrauch zu berechnen. Diese Verordnung macht den Einbau von Verbrauchserfassungsgeräten wie Wärmemengenzählern obligatorisch. Wichtig ist, dass die eingesetzten Geräte den geltenden Vorschriften entsprechen und regelmäßig geprüft bzw. geeicht sind, um eine genaue Verbrauchsmessung zu gewährleisten​​.

>> Details zur Heizkostenverordnung bei ista

Bei der Installation von Wärmemengenzählern muss darauf geachtet werden, dass der Volumenstrommesser korrekt an die Durchflussmenge angepasst wird und die Temperaturfühler richtig und im selben Heizkreislauf montiert werden. Weitere wichtige Aspekte sind die Berücksichtigung der Fließrichtung, die korrekte Verlegung der Kabel der Temperaturfühler, die Kompatibilität der Sensoren und des Rechners sowie die Beachtung der Einbaulage, um eine präzise Messung sicherzustellen. 

Im folgenden Interview erfahren Sie, was private Vermieter und Vermieterinnen zum Thema Wärmemengenzähler alles wissen sollten, wenn sie beispielsweise einen Wärmemengenzähler nachrüsten möchten:

 

Moderne Entwicklungen und Zukunftsausblick

Die Technologie hat im Bereich der Wärmemengenzähler in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. In erster Linie sind die Fortschritte auf die Integration von Time-to-Digital-Converters (TDC) und System-on-Chips (SoCs) zurückzuführen. 

TDCs ermöglichen eine extrem präzise Zeitmessung, was für die Genauigkeit der Temperatur- und Durchflussmessung entscheidend ist. Diese Chips sind in der Lage, Zeitdifferenzen im Picosekundenbereich zu erfassen, was eine höhere Genauigkeit und Energieeffizienz ermöglicht. Das ist besonders für batteriebetriebene Systeme sehr wichtig​​.

Zukünftige Trends in der Heizungsmesstechnologie deuten auf eine weitere Digitalisierung und Vernetzung hin. Smart-Home-Integrationen, bei denen Wärmemengenzähler mit anderen Heimautomatisierungssystemen kommunizieren können, sind ein wachsendes Feld. Dies könnte zu einer noch effizienteren Energienutzung und -überwachung führen. Darüber hinaus könnten Entwicklungen in der künstlichen Intelligenz (KI) die Datenauswertung und -verarbeitung revolutionieren, um Energieverbrauchsmuster besser zu verstehen und zu optimieren. Diese technologischen Fortschritte versprechen eine zukunftsorientierte, effizientere und benutzerfreundlichere Heizungsmesstechnologie.

 

Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

Wärmemengenzähler spielen für die moderne Heiztechnik und Energieverwaltung eine wichtige Rolle. Sie bieten eine genaue und faire Methode zur Energiekostenabrechnung, die für Vermieter und Mieter gleichermaßen von Vorteil ist. 

Die technologische Entwicklung der Wärmemengenzähler, insbesondere in Bezug auf Ultraschallmessung und digitale Integration, deuten auf eine fortschreitende Verbesserung in Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit hin. Trotz der höheren Einstiegskosten bieten diese Zähler langfristige Einsparungen und tragen zu einer effizienteren Energieverwendung bei. In Zukunft ist mit weiteren Fortschritten in dieser Technologie zu rechnen, die die Energieeffizienz und das Heizungsmanagement weiter verbessern werden.

 

Häufig gestellte Fragen

Im Folgenden haben wir die Fragen, die uns zu Wärmemengenzählern am häufigsten erreichen, kurz für Sie zusammengefasst und beantwortet. Falls Sie weitere Fragen zu Wärmemengenzähler, Heizkörper, Heizkostenabrechnung oder effizienter Verbrauchsermittlung haben, können Sie uns jederzeit kontaktieren.

  1. Was ist ein Wärmemengenzähler und wofür wird er verwendet?

Ein Wärmemengenzähler ist ein Gerät, das zur genauen Messung des Energieverbrauchs in Heizsystemen eingesetzt wird. Es misst die Menge der Wärmeenergie, die durch eine Heizanlage an eine Wohnung oder Gewerbeeinheit abgegeben wird.

  1. Wie funktioniert ein Wärmemengenzähler?

Der Wärmemengenzähler misst den Volumenstrom des Heizungswassers sowie die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf. Aus diesen Daten wird der Wärmeverbrauch berechnet.

  1. Welche Arten von Wärmemengenzählern gibt es?

Es gibt hauptsächlich zwei Arten: Kompakt- und Verbund-Wärmemengenzähler. Sie unterscheiden sich in der Bauweise und Funktionsweise, einschließlich der Art, wie sie Volumen und Temperatur messen.

  1. Welche Vorteile bieten Ultraschall-Wärmezähler gegenüber mechanischen Modellen?

Ultraschall-Wärmezähler bieten eine höhere Messgenauigkeit, eine längere Lebensdauer und sind weniger wartungsintensiv, da sie keine beweglichen Teile enthalten.

  1. Wie wird ein Wärmemengenzähler abgelesen und gewartet?

Wärmemengenzähler können direkt am Gerät oder bei Modellen mit Funkmodul aus der Ferne abgelesen werden. Die Wartung umfasst regelmäßige Überprüfungen und Kalibrierungen, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

  1. Was sind die Kosten und wirtschaftlichen Überlegungen beim Einsatz eines Wärmemengenzählers?

Obwohl die Anschaffungskosten höher sind als bei herkömmlichen Heizkostenverteilern, führen Wärmemengenzähler zu einer genaueren Verbrauchserfassung und können langfristig zu Energieeinsparungen und effizienterem Heizungsbetrieb führen.

 

 

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