Thermostate: Kleine Komponenten mit großer Wirkung

Thermostate gibt es in jedem Haus und jeder Wohnung. Dennoch sind sie eines der am wenigsten beachteten Bauteile einer Heizung. Zumindest dann, wenn es um die Themen Effizienz und Energieeinsparung geht. Welche Aufgaben sie haben, welche Arten es gibt und wieso alte Thermostate zu unnötig hohen Heizkosten führen können, erklären wir in den folgenden Abschnitten.

Die Aufgabe von Thermostaten ist es, die Temperatur in einem Raum zu regeln. Die Zahlen auf dem Heizkörperthermostat entsprechen dabei einer bestimmten Temperatur. In der Regel bestehen sie aus einem Fühler - dem sichtbaren Kopf - und einem Ventil. Mit einem Dreh am Kopf des Bauteils wird die gewünschte Temperatur eingestellt. Die Stellung drei entspricht dabei in der Regel einer Raumtemperatur von 20 Grad Celsius.

Im Inneren des Thermostat-Kopfs befindet sich eine Flüssigkeit, die ihr Volumen in Abhängigkeit der Temperatur im Raum ändert. Auf diese Weise steuert sie einen kleinen Ventilstift. Wird es im Raum zu warm, dehnt sich das Medium aus und verschließt das Ventil im Heizkörper. Das senkt den Heizwasserdurchsatz und es wird weniger Wärme abgegeben. Sinkt die Temperatur wieder ab, verringert sich das Volumen des Mediums im Thermostatkopf. Dadurch öffnet sich das Ventil und Heizungswasser kann wieder durch den Heizkörper fließen. 

Die Abbildung verdeutlicht den vereinfachten Aufbau eines Heizkörperthermostats. Mit Fernfühlern können Kopf und Ventil - verbunden über eine dünne Hydraulikleitung - auch getrennt voneinander installiert werden. Kommen Thermostate bei einer Fußbodenheizung zum Einsatz, messen die Fühler die Temperatur in einem Raum und senden ein elektronisches Steuersignal zu den motorisch gesteuerten Ventilen, die sich meist in einem oder mehreren Wandverteilern befinden.

Nach ihrem Aufbau und ihrer Funktion unterscheidet man generell drei Arten von Thermostaten. Diese sind: 

• manuell einstellbare Thermostate
  
• elektrische Funkthermostate
• digital programmierbare Thermostate 

Manuell einstellbare Thermostate sind die am häufigsten genutzte Art - zumindest wenn es um die Steuerung von Heizkörpern geht. Sie haben sich aus einfachen Handventilen entwickelt und reagieren heute selbstständig auf Temperaturveränderungen in einem Raum. Die Thermostate sind günstig und ohne größeren Aufwand zu montieren. Im Gegensatz zu alten können neue Ventile auch voreingestellt werden. Das ist die Voraussetzung dafür, dass ein hydraulischer Abgleich durchgeführt und die Heizung effizient eingestellt und betrieben werden kann. 

Soll der Kopf entfernt vom Heizkörper angebracht werden, gibt es die kleinen Geräte auch in getrennter Ausführung. Diese funktionieren genau wie herkömmliche Heizkörper-Thermostate. Sie bestehen aus einem Fühler und einem Ventil, die über eine dünne Hydraulikleitung miteinander verbunden sind.

Eine Alternative zu manuell voreinstellbaren Thermostaten sind elektrische Funkgeräte. Diese messen die Temperatur in einem Raum und steuern meist mehrere Ventile mit einem elektrischen Signal. Die Ventile selbst werden je nach Bedarf über einen kleinen Stellmotor geöffnet oder geschlossen. Typisch sind sie zum Beispiel bei einer Flächenheizung. 

Während die Technik vergleichsweise teuer ist, kann sie mit einer digitalen Regelung auch für mehr Komfort und Effizienz sorgen. Denn mithilfe intelligenter Algorithmen lässt sich das Verhalten der Heizung optimal auf Haus und Nutzer abstimmen. Wie bei manuell einstellbaren Thermostaten sind auch die Ventile elektrischer Geräte voreinstellbar.

Digital programmierbare Thermostate stehen generell zwischen manuell einstellbaren und elektrischen Funkgeräten. Denn sie werden zwar meist direkt am Heizkörper installiert, können aber digital kommunizieren. Während Verbraucher bei einfachen Geräten Zeiten und Temperaturen einspeichern können, sind teurere Geräte mit einer intelligenten Regelung verknüpft. Diese Form des Smart Home macht es möglich, das Heizverhalten optimal an Haus und Nutzer anzupassen. 

Zudem können Temperatureinstellungen sogar von unterwegs, beispielsweise per App auf dem Smartphone, geändert werden. Auch für digital programmierbare Thermostate gibt es Ventile mit Voreinstellung, die sich für einen hydraulischen Abgleich eignen. Welche Vor- und Nachteile diese Maßnahme hat, erklärt der Beitrag Heizung per App steuern.

Thermostate regeln die Temperatur in einem Raum. Egal ob sie manuell einstellbar, digital programmierbar oder elektrisch ferngesteuert funktionieren, müssen sie diese kontinuierlich messen. Stellen die Fühler fest, dass es zu warm ist, verringern sie den Heizwasserfluss durch Heizkörper oder Flächenheizungen und senken die Raumtemperatur. Damit das richtig funktioniert, dürfen die Fühlerelemente nicht in Bereichen installiert werden, in denen die Temperatur aus verschiedenen Gründen viel höher oder niedriger ist. Passieren kann das zum Beispiel bei Heizkörperthermostaten, die hinter Vorhängen, Gardinen oder in Nischen installiert werden. Denn an diesen Stellen staut sich die Wärme und verfälscht das Ergebnis. Die Folge: Auch wenn es im Raum noch gar nicht richtig warm ist, hören die Heizkörper auf zu heizen. Ist das der Fall, helfen zum Beispiel Thermostate mit Fernfühler, bei denen Kopf und Ventil mit einer Hydraulikleitung verbunden sind und getrennt voneinander installiert werden können.

An diesen Stellen kann der Einbau beziehungsweise die Anordnung der Thermostate zu Problemen führen:

• hinter Vorhängen
• hinter Möbeln oder anderen Einrichtungsgegenständen
• in Heizkörpernischen
• direkt unter Fensterbänken, wenn diese nicht mindestens zehn Zentimeter entfernt sind
• in Bereichen, in denen es häufig zu kalter Zugluft kommt

Bei einem hydraulischen Abgleich geht es darum, in allen Fließwegen des Heizwassers - also vom Heizkessel zu den jeweiligen Heizflächen - gleiche hydraulische Bedingungen zu schaffen. Denn nur so kann gewährleistet werden, dass die Wärme des Kessels optimal und gleichmäßig im gesamten Haus verteilt wird. Nach einer genauen Heizlastberechnung wird  jeder Heizkörper auf die für ihn notwendige Heizwassermenge eingestellt. Damit das funktioniert, müssen die Ventile am Heizkörper voreinstellbar sein. Da das bei alten Thermostatventilen nicht immer möglich ist, lohnt sich oft ein Austausch der günstigen Elemente.

Ein hydraulisch nicht abgeglichenes Heizsystem verursacht höhere Strom- und Heizkosten und lässt sich u.a. an folgenden Symptomen erkennen:

•  verzweigt angebundene Heizkörper werden nicht warm 
• Strömungsgeräusche an Heizkörpern in Kesselnähe
• alle Thermostatventile haben die gleiche Einstellung
• eine Einstellung an den Thermostaten ist nicht möglich

Generell hilft der Austausch alter, nicht voreinstellbarer Thermostatventile beim Sparen. Denn die Voreinstellung schafft optimale hydraulische Bedingungen, wodurch die Heizungspumpe effizient arbeiten kann. Darüber hinaus kann auch die Heizung selbst sehr gut auf das Heizsystem angepasst werden. Mit dem Senken der Vorlauftemperaturen fallen dabei sogar die Heizkosten. 

Ob oder wie stark sich ein Thermostat auf die Heizkosten auswirkt, ist abhängig von der energetischen Qualität eines Gebäudes und dem verwendeten Heizsystem. Hohe Einsparungen sind vor allem in ungedämmten Altbauten mit Heizkörpern möglich. Denn durch den geringen Wärmeschutz von Dächern, Fenstern oder Fassaden geht viel Wärme verloren - auch dann, wenn niemand zu Hause ist. Programmierbare oder intelligente Thermostate können die Temperaturen in dieser Zeit absenken und so zu Einsparungen führen.

Mit jedem Grad Celsius, um das die durchschnittliche Temperatur sinkt, sparen Hausbesitzer etwa sechs Prozent ihrer Heizkosten. In modernen oder effizient sanierten Gebäuden fallen die Einsparungen dagegen niedriger aus. Grund dafür sind die geringen Wärmeverluste. Das heißt, auch wenn das Thermostat abgestellt wird, sinken die Temperaturen durch die hohe energetische Qualität nur wenig. Ähnlich verhält sich das bei Fußbodenheizungen, die aufgrund ihres Aufbaus sehr träge auf geänderte Einstellungen reagieren.

Viele Modelle von Thermostaten sind mit Zahlen beziehungsweise Stufen versehen. Sie entsprechen einer bestimmten Temperatur. In der folgenden Infografik finden Sie nicht nur die Erklärungen der Zahlen, sondern auch die empfohlenen Temperaturen für bestimmte Räume. Sie bieten auch eine gute Orientierung für Thermostat mit Funk oder die elektrisch funktionieren oder gar programmierbar sind.