Modernes Wärmekonzept liefert Flexibilität, Effizienz und Nachhaltigkeit

Ausgangssituation

Das Pfarrheim wurde im Jahr 2011 neu errichtet und mit einem 25 kW Pelletkessel zur Wärmeerzeugung ausgestattet. Die direkt benachbarte Pfarrkirche wurde hingegen noch über einen veralteten 100 kW Ölkessel (Baujahr 1990) beheizt, der auch die Sakristei und die Nebenräume versorgte. Die gesamte Anlage war Teil eines geschlossenen Systems eines Kirchenheizungsherstellers – mit begrenzter Flexibilität und einer nicht mehr korrekt funktionierenden Feuchteregelung und Temperaturmessung. Zudem konnte die eigens auf dem Pfarrheim installierte PV-Anlage bislang nicht zur Energieversorgung der Kirche genutzt werden. 

Die vorhandene Anlagentechnik war nicht nur ineffizient und wartungsintensiv, sondern auch nicht mehr zeitgemäß. Ein Austausch war unumgänglich, sowohl aus technischer als auch aus ökologischer Sicht.

Heizungsbaumeister und Regeltechnikexperte Manuel Zeiser hat das Projekt federführend koordiniert, sein Regeltechnikkonzept umgesetzt und dabei alle Bedürfnisse der Haustechnik berücksichtigt. Er ist Inhaber der Firma Zeiser Regelungstechnik aus Traunstein und arbeitet seit vielen Jahren mit den frei programmierbaren Universalreglern von Technische Alternative.

Ziele

Mit der Neugestaltung des Heizsystems verfolgte die Kirchenstiftung mehrere Ziele:

• Zentralisierung der Wärmeversorgung über den Pelletkessel
• Einbindung der bestehenden PV-Anlage samt Stromspeicher
• einfache, intuitive Bedienung durch Laien (Mesner, Pfarrer, Aushilfen)
• flexible Steuerungs- und Anpassungsmöglichkeiten für den Haustechniker
• zukunftssichere Erweiterbarkeit ohne Re-Programmierung.

Aufgrund der kurzen Entfernung zwischen Kirche und Pfarrheim war eine zentrale Wärmeerzeugung über eine Fernleitung die logische Konsequenz.

Umsetzung

Die Planung des Projekts begann Mitte 2023, die bauliche Umsetzung startete im Juli 2024. Zentrale Maßnahme war die Verlegung einer gedämmten Fernleitung zwischen Pfarrheim und Kirche durch den Friedhof. Dies war eine Herausforderung: Es durften selbstverständlich keine Gräber beschädigt werden.

Im Pfarrheim wurde der vorhandene Pelletkessel samt 1.000 l-Pufferspeicher erhalten und mit einem dreistufigen 6 kW Heizstab ergänzt. In der Kirche selbst wurden zwei weitere Pufferspeicher mit je 1.000 l verbaut und jeweils mit einem 9 kW Heizstab ausgerüstet.

Der 25 kW Kessel im Pfarrheim stellt den größten Teil der benötigten Leistung bereit. Bild: Pfarrverband Traunreut

Heizstäbe in den Pufferspeichern werden überschussgeführt geregelt und sorgen für die Abdeckung der Spitzenlasten im Winter. Bild: Technische Alternative RT GmbH

Die gesamte Regelung basiert auf den frei programmierbaren Universalreglern der Firma TA (Technische Alternative). Der modulare Aufbau ermöglicht die Anbindung zahlreicher Verbraucher, Sensoren und Aktoren – inklusive Fernzugriff über das CMI-Interface.

Technische Herausforderungen und Lösungen

Ein zentrales Problem war die scheinbar zu geringe Leistung: Der neue Hauptwärmeerzeuger, ein 25 kW Pelletkessel, sollte sowohl das Pfarrheim als auch die Kirche versorgen. Wie bereits erwähnt, wurde die Kirche zuvor allein von einem 100 kW Ölkessel beheizt. Ein halbes Dutzend Heizungsbauer lehnten das Projekt aufgrund des neuen Konzepts und möglicher Reklamationen ab. Selbst für die Berechnung der Heizlast fand sich niemand, der dafür auch die Verantwortung übernehmen wollte. Das war der Grund für die Lösung mit zwei neuen Pufferspeichern und den insgesamt 24 kW der Heizstäbe zur Spitzenlastabdeckung.

Die Lösung lag schließlich in der intelligenten Lastverteilung: Findet im Pfarrheim eine Veranstaltung statt, wird es vorranging beheizt und die Fernleitung zur Kirche gesperrt. Bei Gottesdiensten erhält die Kirche die volle Leistung – wenn nötig.

„Bis zum Schluss wurde daran gezweifelt, dass das funktionieren kann. Aber es funktioniert“, zeigt sich Zeiser zufrieden.

Alle drei Heizstäbe werden automatisch überschussgeführt mit dem Eigenstrom oder bedarfsabhängig mit Netzstrom versorgt, wobei sie sich auch per Hand zuschalten lassen.

Ein unerwartetes Problem betraf die Lüfter der Heizregister: Diese arbeiteten nach dem Umbau plötzlich mit höherer Leistung, was zu deutlich erhöhter Lautstärke führte. Der Grund war, dass die Gebläse davor auf eine feste Drehzahl begrenzt wurden. Die unerwartet höhere Leistung war grundsätzlich ein großer Vorteil und sollte unbedingt genutzt werden. Um die Lautstärke zu reduzieren, wurden Frequenzumrichter integriert, die eine stufenlose Drehzahlregelung ermöglichen. So laufen die Lüfter im Normalbetrieb auf voller Leistung, während einer Messe jedoch automatisch mit geringerer Drehzahl.

Machbar war das vor allem aufgrund der Flexibilität der TA-Regeltechnik, mit der auch die Frequenzumrichter über 0–10 V angesteuert werden und somit ein Tausch der Lüfter überflüssig wurde.

Sozusagen als Zugabe ließ sich die Lüftungsanlage im Pfarrheim mit dem vorhandenen Regler nicht mehr bedienen. Durch Einbindung der Schaltkontakte für die unterschiedlichen Betriebsarten wurde die Anlage in die Universalregelung übernommen. Mit wenig Aufwand ist sie nun wieder bedienbar – lokal und über den Fernzugriff. Zudem wurden Wassermelder und Filterüberwachung systemübergreifend eingebunden.

Mit geringen Hardwarekosten und vollkommen ohne Lizenzkosten erhält die Kirchenstiftung ein zuverlässiges und zukunftssicheres System. Bild: Pfarrverband Traunreut

Flexible Bedienung – praxisnah gedacht

Ein entscheidender Vorteil des neuen Systems liegt in der Anwenderfreundlichkeit: In der Sakristei wurde ein eigenes Bedienteil mit Touchscreen installiert, das mehrere vordefinierte Timerfunktionen bietet. So kann der Mesner beispielsweise über eine Schaltfläche die Sakristei für vier Stunden beheizen, danach wird die Temperatur von der Regelung automatisch abgesenkt. Selbstverständlich gilt das auch für die Kirche selbst, die abhängig von den Gottesdiensten geregelt wird.

Für den Haustechniker wiederum bietet das System umfassende Möglichkeiten: Die Prioritäten einzelner Heizkreise können angepasst, Pufferspeicher gezielt ein- oder ausgeschaltet und Heizstäbe zugeschaltet werden – vor Ort ebenso wie über den praktischen Fernzugriff.

Die Programmierung erfolgt mit grafischen Funktionsblöcken über die kostenlose TA-Software TAPPS2. Bild: Pfarrverband Traunreut

Für das erarbeitete Konzept gab es keinerlei Erfahrungswerte. Das System wurde so programmiert, dass der Haustechniker über die Bedienoberfläche die maximale Flexibilität erhält. „Besonders hervorheben möchte ich die aktive Mitarbeit des Haustechnikers durch Ideen und Vorschläge. Dadurch wurde meine Arbeit deutlich vereinfacht, wodurch auch das gesamte, sehr umfangreiche Projekt reibungslos abgelaufen ist“, beschreibt Regelungstechniker Manuel Zeiser die Zusammenarbeit und erklärt weiter: „Damit war es überhaupt erst machbar, so viele Einstellmöglichkeiten direkt in der Bedienoberfläche zu realisieren. Üblicherweise erfolgen bei solchen Projekten zu Beginn einige Anpassungen in der Programmierung, was mehr Aufwand bedeutet und vor allem Zeit benötigt.“

Optimierungspotenzial und mögliche Fehler lassen sich über das kostenlose Datenlogging und die Analyse schnell identifizieren. Bild: Pfarrverband Traunreut

PV-Überschussmanagement

Die PV-Anlage mit 15 kWp und 11 kWh Batteriespeicher war ursprünglich nicht in das Wärmekonzept eingebunden. Im Projektverlauf wurde das PV-Management jedoch erheblich erweitert: Der CAN-EZ3 Smart Meter misst laufend den Überschussstrom, woraufhin Heizstäbe oder Lüftung abhängig von der Jahreszeit gezielt angesteuert werden. Das System unterscheidet dabei die Betriebsarten Sommer und Winter und verteilt die Energie nach definierten Prioritäten. So kann im Sommer z. B. der Pfarrsaal und die Lüftung bevorzugt betrieben werden, während im Winter die Wärmeleistung primär in der Kirche ankommt.

Dieses PV-Management steigert die Autarkie der Liegenschaft und spart dauerhaft Netzstrom – ohne Komforteinbußen.

Fazit und Ausblick

Ein späterer Tausch des Pelletkessels ist in der Programmierung bereits berücksichtigt und erfordert keine Anpassungen auf Programmebene.

Manuel Zeiser zieht ein klares Fazit: „Dieses Projekt war in mehrfacher Hinsicht besonders. Die Kirche mit dem Pfarrheim zu verbinden, dabei auf einen alten Pelletkessel zurückzugreifen und gleichzeitig die PV-Anlage mit einzubinden, hat viele Beteiligte zunächst skeptisch gemacht – vor allem wegen der scheinbar zu geringen Leistung. Aber durch intelligente Regelung, gezielte Priorisierung und die Kombination mit Pufferspeichern und Heizstäben konnten wir zeigen, dass es auch anders geht. Die Flexibilität des TA-Systems hat es uns ermöglicht, jederzeit auf neue Anforderungen zu reagieren – ohne jedes Mal etwas neu programmieren zu müssen. Genau diese Offenheit brauchen wir im Alltag. Und das System wächst mit: Wir bauen aktuell die Lüftungsregelung vollständig um und denken schon über weitere Automatisierungen nach. Für mich ist das ein echtes Vorzeigeprojekt – technisch wie konzeptionell.“

Die Planungen gehen weiter: Eine Einzelraumregelung für die Fußbodenheizung im Pfarrsaal ist bereits in Umsetzung, ebenso wie ein zweites Bedienteil für eine noch einfachere Steuerung vor Ort. Auch die Software Winsol zur Auswertung der Logdaten kommt verstärkt zum Einsatz, um Erfahrungswerte zu dokumentieren und gezielt weitere Automatisierungsschritte vorzubereiten.

Eine Information der Technischen Alternative, Amaliendorf, Österreich