_Heizung

Eine Heizungsanlage besteht aus dem Wärmeerzeuger, der Regelung, den Rohrleitungen als Vor- und Rücklauf sowie den Heizkörpern oder Flächenheizungen zur Übergabe der Heizwärme an den Raum. Oftmals ist ebenfalls ein Puffer- bzw. Kombispeicher ins System integriert. Je nach System wird im Wärmeerzeuger auch die Wärmeenergie zur Bereitstellung von Warmwasser produziert, das dann zum Duschen, Baden oder für die Handwäsche genutzt werden kann. Wichtig ist, dass die einzelnen Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Wird die Wärme durch einen Vorgang erzeugt, bei dem Abgase entstehen, benötigt man zudem ein separates Abgassystem wie etwa einen Schornstein.

In der Abbildung 1 ist schematisch das prinzipielle System eines konventionellen Heizkreislaufs mit fossilem Brennstoff dargestellt: Der Brenner (2) verbrennt den Brennstoff (in der Regel Gas oder Öl) und erwärmt das im Heizkessel befindliche Heizungswasser. Dieses Heizungswasser wird von der Pumpe (3) durch die Vorlaufleitung (4) zu den Heizkörpern (6) gepumpt. Die Thermostate (5) an den Heizkörpern sorgen für eine individuelle Regelung abhängig von der Raumwärme. Das Heizungswasser durchströmt die Heizkörper und gibt dabei einen Großteil seiner Wärme an den Raum ab. Über die Rücklaufleitung (7) fließt das abgekühlte Heizungswasser zurück in den Heizkessel; der Heizkreislauf beginnt von vorne. Bei einer Heizungsanlage mit Wärmepumpe steht diese an Stelle des Brenners. In ihr wird die Umweltenergie mittels eines Kompressors auf Heiztemperatur erwärmt und über ein Kältemittel an das Heizungswasser abgegeben. Die Verteilung der Wärme erfolgt ebenso wie bei konventionellen Systemen, die Abgabe an den Raum in der Regel über Flächenheizungen.

Wärmeerzeugung

Der Wärmeerzeuger ist das Herz einer Heizungsanlagen. Hier wird die Wärme produziert, mit der das Gebäude beheizt werden soll. Im Bestand werden dafür oftmals noch ausschließlich Erdgas, Holz (Pellets) oder Heizöl verbrannt. Bei Sanierungen oder im Neubau kommen hingegen heutzutage häufig Wärmepumpen zum Einsatz (alleine oder in Kombination mit Brennwert-Kesseln), die Energie aus regenerativen Quellen wie Luft, Erdwärme oder Grundwasser nutzen. Im aktuellen Gebäudeenergiegesetz GEG ist die anteilige Nutzung regenerativer Energien sogar vorgeschrieben. Daneben ist auch die Nutzung von Solarthermie oder Biomasse möglich. Ein Gebäude kann aber ebenso an ein externes Wärmenetz angeschlossen sein, wie etwa die Fernwärme oder ein Blockheizkraftwerk (BHKW), das ein ganzes Quartier versorgt. Die Möglichkeiten, Wärme in einem Gebäude zur Verfügung zu stellen, sind heute sehr vielfältig und müssen je nach örtlicher Gegebenheit angepasst werden. Ein besonderer Fokus bei der Planung sollte dabei vor allem auf den Einsatz klimafreundlicher und ressourcenschonender Systeme gelegt werden.

Regelung

Die Regelung einer Heizungsanlage sorgt dafür, dass die Heizungsanlage immer genau so viel Wärme bereitstellt, wie im Haus benötigt wird. Einfache Regelungen orientieren sich nur an dem Wärmebedarf, der gerade von den Heizleitungen angefragt wird. Moderne Regelungen beziehen verschiedene Faktoren ein, wie etwa die Wettervorhersage. Mit einer Regelung, in der alle Geräte im Heizsystem gut aufeinander abgestimmt sind, lassen sich die Kosten für die Heizung minimieren und der Komfort maximieren. Zu dieser zentralen Anlagenregelung gehört auch die individuelle Regelung direkt an den Heizkörpern oder im Raum. Das geschieht üblicherweise über (analoge oder digitale) Thermostatventile, die temperaturabhängig arbeiten. Sie können jedoch ebenfalls in ein intelligentes Regelsystem (Smart Building) eingebunden sein, wodurch die Effizienz einer Heizungsanlage noch einmal gesteigert werden kann.

Wärmeverteilung und Pumpe

Über Leitungen, in denen das Heizwasser fließt, wird die Wärme im Gebäude effizient verteilt und zu den Heizflächen bzw. Wärmeverbrauchern transportiert. Mindestens eine Pumpe sorgt dafür, dass das Heizwasser im Heizkreislauf zirkuliert. Die Pumpe sollte regelmäßig auf ihre Funktion kontrolliert werden, denn eine schlecht funktionierende Pumpe kann dazu führen, dass weit vom Wärmeerzeuger entfernte Heizkörper nicht richtig mit Wärme versorgt werden, während andere überversorgt werden.

Die Verteilung erfolgte früher oft über Luft, vor allem bei Einzelöfen, mithilfe kleiner Luftschächte. Heute erfolgt die Wärmeenergieverteilung meist durch das Wärmeträgermedium Wasser, da Wasser eine hohe Wärmekapazität aufweist und außerdem verhältnismäßig günstig zur Verfügung steht. Zum Vergleich: Die Wärmekapazität von Wasser ist ungefähr um den Faktor 4 höher als die von Luft. Gegenüber dem Medium Luft muss man mit Wasser also nur ein Viertel der Menge umwälzen. Wasser ist außerdem näherungsweise inkompressibel, was vorteilhaft beim Pumpen in den Verteilerleitungen ist.

Wärmeverbraucher und Heizflächen

Die Übergabe der Wärmeenergie an den Raum erfolgt über Wärmeverbraucher bzw. Heizflächen. Heizkörper bzw. Radiatoren sind kompakte Bauteile, die die Wärme über Konvektion direkt an die Luft abgeben. Infrarotheizungen hingegen erwärmen über Strahlungswärme nicht die Raumluft, sondern direkt die Gegenstände und Personen in einem Zimmer. Flächenheizungen sind in den meisten Fällen im Fußboden verbaut, aber auch Wand- und Deckenheizungen sind möglich.

In Bürogebäuden oder ähnlichen Bauwerken findet die Wärmeübergabe an den Raum zunehmend auch per Bauteilaktivierung statt. Dabei werden in Betondecken Rohrleitungen verlegt, die dann mit dem Wärmeträgermedium durchströmt werden. Die Bauteilaktivierung kann auch zur Raumkühlung genutzt werden. Welche Art der Wärmeübergabe am sinnvollsten ist, hängt von den räumlichen Gegebenheiten und der Nutzung ab. Eine gute Planung ist dabei wichtig, denn mit der richtigen Anordnung lässt sich ohne Komforteinbußen Heizenergie sparen.

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