Thermostatventil - SHKwissen (2025)

Mit dem Thermostatventil ist ein einfaches Einzelraumregelsystem zu erstellen. Sie erlauben die Einstellung einer tieferen Raumtemperatur als die durch die Heizkurve (Heizkennlinie) festgelegte (Schlafzimmer, nicht genutzte Räume) und erfüllen die Vorgabe der EnEV, indem sie bei Fremdwärne (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]) schließen und so energiesparend wirken. Eine Überhitzung der Räume kann durch die Ventile nicht verhindert werden, denn sie können nicht "kühlen".

Die thermostatischen Heizkörperregler sind P-Regler mit einer relativ grossen bleibenden Regeldifferenz. Bei dem Einsatz einer außentemperatur- oder witterungsgeführten Vorlauftemperaturregelung müssen die thermostatischen Heizkörperregler nur noch die Feinregelung im Raum übernehmen. Dadurch macht sich die bleibende Regeldifferenz nur noch beim Auftreten von Störgrössen (Fremdwärme) bemerkbar. Dabei darf die Systemtemperatur nicht als Störgröße wirken und der Volumenstrom muss der Raumheizlast angepasst werden. So etwas nennt man auch Hydraulischer Abgleich (oder Thermischer Abgleich).

Die Folge des fehlenden Abgleichs ist, dass die Heizkreise (Heizkörper) mit höheren Widerständen nicht warm werden. Die falsche "logische" Folgerung wäre, den Pumpendruck zu erhöhen (höhere Schaltstufe, größere Pumpe). Dies bedeutet aber einen höheren Stromverbrauch, evtl. extreme Fließgeräusche, Einbau eines Überströmventils (Energievernichtung) und Lufteinsaugung (Verschiebung des Nullpunktes). Dadurch werden die Probleme noch größer.

Der Flüssigkeitsfühler im Thermostatkopf reagiert auf die Abweichungen vom eingestelltem Sollwert der Raumtemperatur. Bei steigender Raumtemperatur dehnt sich die Flüssigkeit im Flüssigkeits-Fühlerelement aus und drückt den Faltenbalg zusammen. Hierdurch wird das Ventil stetig geschlossen und die Wärmeabgabe des Heizkörpers durch weniger Volumemstrom reduziert. Die Entlastungssicherung mit ihrer Feder sorgt bei dem geschlossenen Ventil dafür, dass Kräfte, die durch weitere Ausdehnung des Faltenbalgs entstehen, kompensiert werden und nicht auf den Ventilstössel weitergeleitet werden. Bei sinkender Raumtemperatur dehnt sich der Faltenbalg wieder aus und das Ventil öffnet durch die interne Feder im Ventileinsatz.

So entsteht eine stufenlose Betätigung des Heizkörperventils mit einer feinen Regelung des Heizmittevolumenstromes zum Heizkörper. Bei einem richtig durchgeführten hydraulischem Abgleich und der passenden Heizkurve wird der Sinn dieser Einrichtung erfüllt,. Dieser ist hauptsächlich, bei Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen]) zu schließen.

"Ventilschutz"
Es gibt Hersteller, die "smarte" Heizkörperthermostate (z. B. Homematic IP Heizkörperthermostat) anbieten, die in ihren Unterlagen nicht nur versprechen, dass man bis zu 30 % Heizkosten sparen kann, sondern auch eine Werbeaussage "Ventilschutz -Funktion zum Schutz des Ventils vor Verkalkung" verspricht. Das zeigt mir, dass hier kein Techniker, sondern die Werbeabteilung gewonnen hat. Auch die Hersteller von Regelantrieben (z. B. Straub - Ego-Regelantrieb M30) schreiben vom Spülen des Ventils In festgelegten Abständen, bei dem das Thermostatventil einmal vollständig geöffnet und geschlossen wird, um den Strömungsbereich von möglichen Schmutzpartikeln zu reinigen.

Das, was sich ablagern kann, ist z. B. Magnetit und kein Kalk. In beiden Fällen sind aber die Ursachen, dass das Heizungswasser nicht stimmt und die Anlagen nicht gespült und gereinigt wurden. Die Ablagerungen führen zu Verengungen des Durchflusses, verändern im Laufe der Zeit den Abgleich und manchmal führen diese auch zum Festsetzen des Ventileinsatzes. Die Funktionen schützen nicht das Ventil, sondern sie beseitigt evtl. nur die Folgen einer falsch betriebenen Anlage.

Es gibt auch Thermostatventile mit Tauchfühler, die von 40 bis 70 °C regeln. Diese Ventile werden/wurden für die Regelung ines Trinkwasserwärmers eingesetzt wird/wurde.

Um ein befriedigendes Regelverhalten des Regelventils zu erhalten, muss es einen genügend großen Eigenwiderstand gegenüber dem Druckverlust im System haben. Bei der Auslegung von Regel- oder Thermostatventilen innerhalb der Rohrnetzberechnung müssen folgende Begriffe bekannt sein:

• Proportionalbereich
• k_V-Wert
• Ventilautorität
• Δp_max maximaler Differenzdruck

Proportionalbereich

Beziehung zwischen kV-Wert und Druckdifferenz

m3/h

aus dem kV-Wert errechnet sich der Druckverlust

Pa

Der Zusammenhang des Proportionalbereichs (X_P) in Abhängigkeit vom k_V-Wert kann in einem Ventil-Diagramm nachvollzogen werden.
Der k_VS-Wert gibt den Durchfluss von Wasser in m³/h bei voll geöffnetem Ventil (maximaler Hub und Durchsatz) an.

Ventilautorität
Die Ventilautorität gibt das Verhältnis "α" des Druckverlustes im Ventil zum Gesamtdruckverlust in der Anlage an.

Die Praxis hat gezeigt, dass die Autoritäten "α" bei Thermostatventilen in Warmwasserheizungsanlagen von mindestens 0,3 bis 0,7 sein sollten. Man kann auch sagen, dass das Ventil einen Druckverlust von 30 bis 70 % vom Gesamtdruckverlust haben sollte. Damit erhält man eine ausreichende Regelgüte, die für einen wirtschaftlichen Betrieb wichtig sein soll. Über die Sinnhaftigkeit der Ventilautorität bei Heizkörpern und anderen Heizflächen wird gestritten. Aber wichtig ist die Autorität bei Regelarmaturen (z. B. 3-Wege-Ventile).

Δp_max maximaler Differenzdruck

Im Rahmen einer Rohrnetzberechnung werden die Einstellwerte der Thermostatventile, die für den hydraulischen Abgleich benötigt werden, ermittelt. Dabei errechnet sich der notwendige Pumpendruck aus den Druckverlusten des ungünstigsten Stromkreises (der Kreis hat den größten Druckverlust). Alle anderen Stromkreise (Heizkörper) haben kleinere Druckverluste und müssen durch eine Voreinstellung im Ventil (voreinstellbare Thermostatventile, Strangregulierventile) auf den jeweils geforderten Volumenstrom gedrosselt werden.

Aufgrund verschiedener Einbauvarianten der Heizkörper gibt es verschiedene Thermostatköpfe. Wichtig ist in jedem Fall, dass das Fühlerelement die "wirkliche" Raumtemperatur erfassen kann. Nur mit einer richtigen Raumtemperatur ist das "Richtige Heizen" möglich. Welcher Thermostatkopf verwendet wird, hängt von folgenden Faktoren ab.

• von der Länge und Breite des Raumes
• von der Anordnungsstelle (Heizkörpernische, unter dem Fenster, an der Außen- oder Innenwand)
• von der Art des Heizkörpers (z. B. Unterflurkonvektor)
• von den Heizkörperanschlüssen (einfacher oder Mittelanschluss, Ventilheizkörper)
• von evtl. Abdeckungen (Vorhänge, Verkleidungen)

Da es immer wieder Probleme mit der Übereinstimmung der eingestellten Temperatur und der wirklichen Raumtemperatur gab, sind heutzutage auf den Thermostatköpfen keine Temperaturangaben mehr angebeben, sondern (Richt)Zahlen (1 bis 5), Teilstriche und ein Schneektristall* aufgedruckt. Die dann notwendige Einstellung muss sich der Betreiber merken oder die Skala muss nachjustiert werden, da die gemessene Temperatur von dem Ort der Temperaturerfassung (Messstelle) abhängig ist. Die Einstellungen entsprechen in der Regel nicht der gewünschten Raumtempratur. So kann z. B. die Temperatur in der Heizkörpernische oder im Fußbodenbereich (Heizkörper mit Mittelanschluss oder Fernfühler auf der Fußleiste unter dem Heizkörper) um einige Grad Gelsius von der gewünschten Raumtemperatur abweichen.
* Der Schneekristall kennzeichnet die Frostschutzeinstellung (ca. 5 bis 7 °C). Die Ziffer 1 entspricht einer Umgebungungstemperatur am Thermostatkopf oder Fernfühler von ca 12 °C. Zwischen den Ziffern befinden sich je 3 Teilstriche, die jeweils ein Grad höher bedeuten. So ergeben sich also bei 2 (16 °C), 3 (20 °C), 4 (24 °C) und 5 (28 °C).

Fernfühler (Kapillarrohrfühler) werden immer dann eingebaut, wenn die Messstelle die Raumtemperatur nicht richtig erfassen kann. So kann z. B. einfallende Kaltluft unter den Fenstern, starke Wärmeabstrahlung des Heizkörpers oder durch Vorhänge verdeckte Thermostatköpfe eine falsche und ungleichmäßige (Raum)Temperatur messen. Aber auch bei längeren Heizkörpern wird der Fühler unter dem Heizkörper an der Fußleiste angebracht, wo er die konvenktierende Raumluft erfasst.

Fernversteller werden bei verkleideten Heizkörpern und Konvektoren in die Verkeidung bzw. Konvektorschürze eingebaut. Unterflurkonvektoren benötigen auch Fernversteller, weil eine Verstellung der Temperatur im Konvektorschacht schwierig ist

Damit in öffentlichen Gebäuden und anderen frei zugänglichen Räumen (z. B. Vereinsräume) die am Thermostatventil eingestellten Raumtemperaturen nicht verändert werden können, bieten die Ventilhersteller sogenannte Behördenmodelle bzw. Behördenventile an. Die Thermostatköpfe auf diesen Ventilen haben eine verdeckt angeordnete Sollwerteinstellung, die nur mit einem Spezialwerkzeug verändert werden kann. Außerdem haben sie eine integrierte Diebstahlsicherung und eine erhöhte Biegefestigkeit (Belastung bis 100 kg). Dadurch sind sie vandalensicher.

Auch für Raumthermostaten gibt es Behördenmodelle.

Besonders in Heizkörperanlagen, die mit einer zu hoch eingestellten Heizkurve und starken Pumpen betrieben werden, sollten grundsätzlich differenzdruckgeregelte bzw. selbstregendelde Pumpen, die auch weniger Strom verbrauchen, eingesetzt werden. Bei dieser Pumpentechnik ändert sich die Pumpenkennlinie über die Verstellung der Drehzahl.

Bei einer älteren Etagenheizung mit einer Gastherme sorgt ein spezielles Überströmventil oder ein 3-Wege-Ventil mit eingebauter Bypass-Steuerung am letzen Heizkörper dafür, dass an den Heizkörpern im Heizkreis immer sofort warmes Wasser ankommt und der Mindestvolumenstrom gewährleistet ist.
Dieser Fall tritt auf, wenn im angeschlossenen Heizkreis keine oder nur wenig Heizleistung gebraucht wird. Dies kann vorkommen, wenn die Ventile aufgrund von Fremdwärme (Sonneneinstrahlung, interne Wärmequellen [elektrische Geräte, Kaminofen, viele Personen], zu hohe Vorlauftemperatur) schließen oder von Hand abgestellt werden. Daneben mindert das Überströmventil oder 3-Wege-Ventil die oft lästigen Drossel- bzw. Stömungsgeräusche und Heizungsgeräusche von Thermostatventilen und Rohrleitungen. Außerdem werden mögliche Dampfblasenbildungen und damit Kavitationsschäden am Pumpenlaufrad verhindert.

Heutzutage sollten Überströmventile der Vergangenheit angehören oder wenigstens richtig eingesetzt werden.