Ein intelligenter Wärmezähler misst, wie viel Heizenergie in ein Gebäude, eine Wohnung oder eine Anlage fließt, und übermittelt diesen Messwert automatisch, statt darauf zu warten, dass jemand seine Anzeige abliest. Sie finden ihn dort, wo ein Fernwärmenetz in ein Gebäude eintritt, am Ausgang eines zentralen Heizkessels oder in vielen europäischen Gebäuden am Heizungsstrang jeder einzelnen Wohnung.

Anders als ein Wasser- oder Gaszähler kann ein Wärmezähler das, was er abrechnet, nicht direkt messen. Wärme ist kein Stoff, der durch das Rohr fließt; sie wird von heißem Wasser transportiert. Der Zähler muss deshalb zwei Dinge gleichzeitig messen, wie viel Wasser durchfließt und um wie viel seine Temperatur sinkt, und aus beidem die Energie berechnen. Genau diese Berechnung macht Daten von Wärmezählern für Betreiber so nützlich, denn dieselben Messungen, aus denen die Rechnung entsteht, zeigen auch, wie gut die Heizungsanlage arbeitet.

Kurz erklärt

  • Ein intelligenter Wärmezähler kombiniert einen Durchflusssensor, zwei Temperaturfühler und ein Rechenwerk, das die Energie ermittelt.
  • Neben der Energiesumme erfasst er Durchfluss, Leistung sowie Vorlauf- und Rücklauftemperatur.
  • Große Hersteller bieten Kommunikationsmodule wie M-Bus, Wireless M-Bus, Modbus und bei einigen Modellen LoRaWAN an.
  • Die Fernauslesung macht aus einem jährlichen Abrechnungswert stündliche Daten, die Probleme in der Heizung zeigen, während sie auftreten.

Wie funktioniert ein intelligenter Wärmezähler?

Jeder Wärmezähler, ob intelligent oder nicht, besteht aus drei Teilen, die zusammenarbeiten.

Der Durchflusssensor misst das Volumen des durchfließenden Wassers. Intelligente Zähler nutzen meist Ultraschall-Durchflusssensoren, die Schallimpulse mit und gegen die Strömung senden und aus dem Unterschied der Laufzeiten die Geschwindigkeit berechnen. Sie haben keine beweglichen Teile, verschleißen daher nicht und kommen mit verschmutztem Wasser besser zurecht als ältere mechanische Flügelradzähler.

Ein abgestimmtes Paar Temperaturfühler misst die Wassertemperatur auf dem Hinweg (Vorlauf) und auf dem Rückweg (Rücklauf). Die beiden Fühler werden als Paar kalibriert, typischerweise Platin-Widerstandsfühler wie Pt500 oder Pt1000, denn entscheidend ist die genaue Differenz zwischen ihnen, nicht jeder Absolutwert für sich.

Das Rechenwerk verknüpft beides. Es multipliziert das Wasservolumen mit der Temperaturdifferenz und mit der Wärmekapazität des Wassers bei diesen Temperaturen und addiert das Ergebnis zu einer laufenden Energiesumme.

Angenommen, Wasser fließt mit 1,2 Kubikmetern pro Stunde durch den Heizkreis eines Gebäudes, kommt mit 70 °C an und verlässt es mit 50 °C. Die Temperaturdifferenz beträgt 20 Kelvin. Wasser transportiert etwa 1,16 kWh pro Kubikmeter und Kelvin, die Wärmeleistung beträgt also etwa 1,2 × 1,16 × 20, das sind 27,8 kW. Über eine Stunde addiert der Zähler etwa 28 kWh zu seiner Summe. Käme dasselbe Gebäude nur auf eine Differenz von 10 Kelvin, bräuchte es für dieselbe Wärme den doppelten Durchfluss, also größere Pumpen und mehr Strom.

Dieser letzte Punkt erklärt, warum die zusätzlichen Werte eines intelligenten Zählers wichtig sind. Ein klassischer Zähler zeigt eine Energiesumme auf seinem Display. Ein intelligenter Wärmezähler speichert und überträgt den Durchfluss, die aktuelle Leistung, beide Temperaturen, das kumulierte Volumen, Fehlercodes und oft eine monatliche Historie. Betreiber von Fernwärmenetzen achten genau auf die Rücklauftemperatur, denn eine hohe Rücklauftemperatur bedeutet, dass die Wärme im Gebäude nicht effizient genutzt wird, und manche Wärmetarife enthalten daran gekoppelte Aufschläge oder Anreize.

Hersteller von Wärmemengenzählern in Europa

Die Wärmemessung ist in Europa ein ausgereifter, regulierter Markt, und eine Handvoll Hersteller intelligenter Wärmezähler liefert einen großen Teil der installierten Zähler. Einige bekannte Produktlinien:

  • Kamstrup (Dänemark) mit der MULTICAL-Reihe, von kompakten Wohnungszählern bis zu großen Zählern für Fernwärme-Übergabestationen.
  • Landis+Gyr mit der Ultraheat-Reihe von Ultraschall-Wärmezählern.
  • Diehl Metering (Deutschland) mit der SHARKY-Reihe.

Auch Engelmann, Zenner und Sontex stellen Wärmezähler her, die in europäischen Gebäuden weit verbreitet sind, und daneben gibt es viele regionale und spezialisierte Hersteller. Die Liste ist nicht nach Rang geordnet; welche Marke dominiert, ist von Land zu Land verschieden und hängt oft davon ab, worauf sich der örtliche Versorger vor Jahren festgelegt hat.

Gemeinsam ist diesen Zählern der regulatorische Rahmen. In der EU fallen Wärmezähler für die Abrechnung unter die Messgeräterichtlinie (MID), und die technische Norm dahinter ist die EN 1434, die Durchflusssensor, Temperaturfühler und Rechenwerk abdeckt. Ein Zähler mit MID-Zulassung trägt eine Genauigkeitsklasse, und die Zulassungsbescheinigung nennt die Ausgabe der Norm, nach der er geprüft wurde. Zähler werden außerdem nach ihrem Dauerdurchfluss dimensioniert, angegeben als qp in Kubikmetern pro Stunde: Ein Wohnungszähler ist vielleicht auf 1,5 oder 2,5 ausgelegt, ein Zähler in der Übergabestation eines großen Gebäudes auf ein Vielfaches davon.

Die Kommunikation ist meist eine Frage des Moduls, nicht eines anderen Zählers. Derselbe Basiszähler lässt sich typischerweise mit einer drahtgebundenen M-Bus-Schnittstelle, einem Wireless-M-Bus-Funkmodul, einer Modbus-Schnittstelle, Impulsausgängen und bei einigen Produktlinien mit einem LoRaWAN-Modul bestellen. Unabhängige Firmen bieten außerdem steckbare Kommunikationsmodule für verbreitete Zählerfamilien an. Das ist praktisch, wenn ein Gebäude bereits Zähler hat und Sie nur ändern wollen, wie sie kommunizieren.

Wie funktioniert die Fernauslesung von Wärmezählern?

Vom intelligenten Wärmezähler zur Software, die seine Daten nutzt, führen drei gängige Wege.

  1. Drahtgebundener M-Bus: Die Zähler sind über einen Zweidrahtbus mit einem Datenlogger oder der Gebäudeleittechnik im Technikraum verbunden. Das ist in Neubauten üblich, wo das Kabel während der Bauphase verlegt wird.
  2. Wireless M-Bus: Der Zähler sendet per Funk an einen Empfänger im Gebäude oder an ein Walk-by-Auslesegerät. In Mehrfamilienhäusern ist das in ganz Europa verbreitet.
  3. Low-Power Wide-Area Networks (LPWAN): Der Zähler oder ein Modul daran sendet seine Daten per LoRaWAN oder mioty an ein Gateway oder eine Basisstation, die mehrere Gebäude gleichzeitig abdecken kann.

Der LPWAN-Weg ist für Gebäudebetreiber attraktiv geworden, weil ein einziges Netz die Zähler und alle anderen Sensoren im Gebäude überträgt. mioty ist ein ETSI-Standard (TS 103 357), der mit Blick auf die Verbrauchsmessung entwickelt wurde; laut Fraunhofer IIS und der mioty Alliance teilt er jede Nachricht in kurze Bursts auf und kann sie auch dann rekonstruieren, wenn bis zur Hälfte davon verloren geht. Das hilft bei Wärmezählern in tiefen Kellern und Übergabestationen.

Mit Kilo verbinden sich LoRaWAN- und mioty-Module von Wärmezählern mit Netzwerkservern, die in die Plattform integriert sind, und mioty kann auch über das quelloffene Kilo mioty Service Center laufen, wenn Sie es lieber selbst hosten, oder über die Enterprise-Edition, die Kilo auf Anfrage lizenziert und in Ihren eigenen Räumlichkeiten installiert. Anschließend können Sie für die Rücklauftemperatur eine Regel mit der Zeitbedingung „Nur wenn es anhält“ anlegen, sodass ein Alarm nur ausgelöst wird, wenn sie zum Beispiel zwei Stunden lang über Ihrem Grenzwert bleibt, und eine kurze Spitze, wenn die Heizung morgens anspringt, niemanden weckt. Die Rücklauftemperatur ist einer von mehreren Messwerten, die Sie auf diese Weise verfolgen können, wenn Sie ein Energiemonitoring für Gebäude über ein ganzes Portfolio einrichten.

Das Meldeintervall sollten Sie bewusst wählen. Für die Abrechnung genügt ein Monatswert. Für den Betrieb, etwa um ein klemmendes Ventil oder eine zu geringe Temperaturdifferenz zu erkennen, reichen Stundenwerte gut aus. Meldungen alle paar Minuten leeren die Batterie schneller und zeigen selten etwas, das Stundenwerte übersehen würden.

Mit Stundenwerten aus einigen Gebäuden fällt meist zuerst eine kleine Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf auf. Sie deutet auf Heizkörper oder Ventile hin, die Wasser durchlassen, ohne viel Wärme abzugeben. Sommerdaten verraten etwas anderes: Ist die Raumheizung aus, bleiben die Warmwasserbereitung und die Zirkulationsverluste übrig, und eine ungewöhnlich hohe Grundlast im Sommer bedeutet oft schlecht gedämmte Leitungen oder eine Zirkulationspumpe, die rund um die Uhr läuft. Auch eine fehlende Nachtabsenkung wird sichtbar. Sieht die Heizleistung eines Gebäudes um 2 Uhr nachts genauso aus wie um 14 Uhr, wurde der Heizplan nie eingestellt oder er wird übersteuert.

Fragen an Hersteller intelligenter Wärmezähler

Wenn Sie zwischen Herstellern oder zwischen Modellen desselben Herstellers wählen, ist die Genauigkeitsklasse nur der Anfang. Die meisten praktischen Fragen betreffen Installation und Daten:

  • Größe und Durchflussbereich. Der Nenndurchfluss des Zählers muss zum Heizkreis passen. Ein überdimensionierter Zähler misst kleine Durchflüsse schlecht, was im Sommer zählt, wenn nur Warmwasser erwärmt wird.
  • Einbaulage. Prüfen Sie, ob der Durchflusssensor im Rücklauf oder im Vorlauf sitzen muss und wie viel gerade Rohrstrecke er braucht.
  • Kommunikationsmodul. Welche Schnittstellen und Funktechniken gibt es für dieses Modell, und lässt sich das Modul später tauschen, ohne den Zähler zu ersetzen?
  • Fernauslesbare Daten. Überträgt das Modul nur die Energiesumme oder auch Temperaturen, Durchfluss, Leistung und Fehlercodes?
  • Batterielaufzeit bei Ihrem Meldeintervall. Fragen Sie nach dem Wert für das Intervall, das Sie nutzen wollen, nicht nach dem günstigsten Fall.
  • Verschlüsselung und Schlüssel. Wenn das Funkmodul die Daten verschlüsselt, stellen Sie sicher, dass Sie die Schlüssel für Ihre eigenen Zähler erhalten.
  • Zulassung und Nacheichung. Bestätigen Sie die MID-Zulassung für die Abrechnung und den nationalen Zyklus für Nacheichung oder Austausch dieses Zählertyps.

Auch der Zeitpunkt hilft. Abrechnungszähler müssen ohnehin in einem festen Zyklus ausgetauscht oder nachgeeicht werden. Der günstigste Moment, um zu ändern, wie die Wärmezähler eines Gebäudes kommunizieren, ist deshalb der nächste planmäßige Austausch. Wer die neuen Zähler dann gleich mit dem gewünschten Funkmodul bestellt, spart sich später einen zusätzlichen Termin vor Ort.

Ein schneller Weg, Angebote zu vergleichen: Bitten Sie jeden Anbieter um eine Probe echter Daten seines Zählers im Stundenintervall. Sie zeigt, welche Werte Sie tatsächlich erhalten, in welchem Format, und ob es in Ihrer Software einen Decoder für dieses Format gibt. Eine Probe aus der Heizperiode sagt mehr als eine aus dem Sommer, weil sie den gesamten Durchflussbereich abdeckt.

Häufige Fragen zu intelligenten Wärmezählern

Ist ein intelligenter Wärmezähler dasselbe wie ein Heizkostenverteiler?

Nein. Ein Heizkostenverteiler sitzt an einem einzelnen Heizkörper und erfasst relative Einheiten, nach denen die Kosten zwischen Wohnungen aufgeteilt werden; Energie in kWh misst er nicht. Ein intelligenter Wärmezähler misst die tatsächliche Energie und wird typischerweise dort installiert, wo die Heizungsrohre in eine Wohnung oder ein Gebäude eintreten.

Wie genau ist ein intelligenter Wärmezähler?

Die EN 1434 definiert die Genauigkeitsklassen 1, 2 und 3, und viele in Gebäuden installierte Zähler gehören zur Klasse 2 oder 3. Der Fehler hängt von Durchfluss und Temperaturdifferenz ab und wird größer, wenn die Temperaturdifferenz sehr klein ist.

Wie oft muss ein intelligenter Wärmezähler getauscht werden?

Das hängt von den nationalen Vorschriften ab. In Deutschland zum Beispiel müssen Wärmezähler, die für die Abrechnung genutzt werden, alle sechs Jahre nachgeeicht oder ausgetauscht werden. Häufig wird der Zähler dann ausgetauscht, statt ihn zur Nacheichung zu schicken.

Kann ein intelligenter Wärmezähler auch Kälte messen?

Manche können das. Kombinierte Wärme- und Kältezähler messen Energie in beiden Richtungen am selben Rohr und führen getrennte Register. Die Zulassungsregeln für die Kältemessung unterscheiden sich von denen für Wärme, prüfen Sie daher die Zertifizierung des Zählers, wenn der Kältewert für die Abrechnung genutzt wird.

Wenn Ihre Zähler ein LoRaWAN- oder mioty-Modul aufnehmen können, binden Sie den Wärmezähler in der Hauptübergabestation und vier Wohnungszähler im selben Gebäude an und stellen Sie Vorlauftemperatur, Rücklauftemperatur und Leistung nebeneinander dar. Ein paar kalte Wochen mit Stundenwerten reichen meist aus, um zu zeigen, ob die Übergabestation zu warmes Wasser zurückgibt und welche Wohnungen am meisten dazu beitragen. Diese fünf Zähler passen in den kostenlosen Tarif von Kilo.