Heizungsarten und -systeme

Einzel-, Sammel- und Fernheizungen, Arten der Warmwasserheizung

Zur Beheizung eines Raumes, eines Gebäudes oder einer Stadt stehen unterschiedliche Heizungsarten und -systeme zur Verfügung. Diese lassen sich nach verschiedenen Gesichtspunkten klassifizieren, z.B. nach Art des Wärmeträgers, dem technischen Prinzip, der Leitungsführung oder dem Ort der Wärmeerzeugung. Grundsätzlich unterscheidet man zunächst zwischen Einzel-, Sammel- und Fernheizungen.

Gallerie

Einzelheizung
Einzelheizungen dienen der Beheizung des Raumes, in dem sie aufgestellt sind. Sie werden an den Schornstein angeschlossen und mit Holz, Kohle, elektrischem Strom, Heizöl oder Gas beheizt. Zu ihnen gehören Kamine, Kachelöfen, Elektroheizgeräte, eiserne Öfen, Ölöfen, Dauerbrandöfen und Gasheizer. Im Neubau spielen Einzelfeuerstätten zur ausschließlichen Beheizung eines Gebäudes keine Rolle mehr. Häufig werden offene Kamine und Kachelöfen als zusätzliche Heizung von Wohn- und Aufenthaltsräumen installiert.

Sammelheizung
Sammelheizungen wie z.B. Etagen-, Zentral- oder Blockheizungen erzeugen Wärme an zentraler Stelle und leiten sie über ein Medium wie Wasser, Dampf oder Luft durch ein Rohrsystem zu den angeschlossenen Heizflächen. Die Verteilung der Wärme erfolgt in Decken, Wänden und Fußböden. Etagenheizungen liefern die Wärme entweder für ein Geschoss oder für eine Wohnung; der kleine Heizkessel kann in Bad, Küche oder Flur angeordnet werden. Im Gegensatz dazu wird die Wärme einer Zentralheizung meistens in einem Heizraum erzeugt. Von hier gelangt sie über Steig- und Verteilungsleitungen zu den Wohnungen der einzelnen Geschosse. Blockheizungen versorgen eine ganze Gebäudegruppe mit Wärme und meistens auch mit Warmwasser.

Warmwasserheizung
Die häufigste Form der Zentralheizung in Deutschland ist die Warmwasserheizung. Sie besteht aus einem Wärmeerzeuger, der das Wärmeübertragermedium Wasser erwärmt und mithilfe einer Pumpe durch Rohrleitungen (Vorlauf) zu den Heizflächen liefert, die die Wärme an den zu beheizenden Raum abgeben. Anschließend fließt das abgekühlte Wasser über die Rücklaufleitungen zurück zum Wärmeerzeuger. Je nach Wassertemperatur, technischem Prinzip und Leitungsführung werden folgende Arten unterschieden.

Warmwasserheizung (WWH)
Bei Warmwasserheizungen wird die Warmwassertemperatur auf 120°C begrenzt. Konventionelle Warmwasserheizungen werden für eine Vorlauftemperatur von 90°C und eine Rücklauftemperatur von 70°C bei maximaler Leistung ausgelegt.

Heißwasserheizung (WWH)

Heißwasserheizungen werden mit Vorlauftemperaturen höher als 110°C betrieben. Sie kommen insbesondere für Fernheizungen mit weitläufigen Rohrnetzen infrage.

Niedertemperaturheizung

Niedertemperatur-Warmwasserheizungen besitzen eine Kesselwasserregelung, die über einen äußeren Temperaturfühler gesteuert wird. So erwärmt sich das Kesselwasser passend zur Jahreszeit und bleibt auf dem gleichen Temperaturniveau wie das Heizungswasser im System. Die gleitenden Vorlauftemperaturen betragen zwischen 40°C in der Übergangsjahreszeit und maximal 75°C an kalten Wintertagen. Wegen der geringeren Vorlauftemperaturen benötigen sie wesentlich größere Heizkörper oder Flächenheizungen.

Schwerkraft- oder Pumpenwarmwasserheizung
Die Schwerkraftheizung ist die einfachste Art der Warmwasserheizung. Bei ihr erfolgt die Wasserzirkulation allein durch den Dichteunterschied des Wassers in den Steigesträngen. Da sie keine Umwälzpumpe benötigt, arbeitet sie völlig geräuschlos, hat aber zahlreiche Nachteile. So muss u.a. der Heizkessel am tiefsten Punkt des Heiznetzes angeordnet werden, die Leitungen erfordern große Nennweiten und damit einhergehend ein großes Wasservolumen. Zudem kommt die Zirkulation bei geringen Wassertemperaturen zum Stillstand und auch die Bereitstellung von Heizwasser mit einer definierten Temperatur ist nicht möglich. Aus diesen Gründen wird die Schwerkraftheizung heute nicht mehr eingesetzt. Stattdessen kommen Pumpenwarmwasserheizungen zum Einsatz. Bei ihnen erfolgt die Wasserzirkulation zwangsweise über eine elektrisch betriebene Umwälzpumpe, die im Vor- oder Rücklauf eingebaut werden kann. Ihre Nachteile bestehen in den nicht völlig zu vermeidenden Pumpengeräuschen und dem zum Betrieb der Pumpe notwendigen Stromverbrauch.

Einrohr- und Zweirohrheizung
Die Einrohrheizung wird heute nur noch selten ausgeführt, da sie im Vergleich zur Zweirohrheizung einen größeren Aufwand für Auslegung, Berechnung und hydraulischen Abgleich erfordert. Bei der Zweirohrheizung wird jeder Heizkörper an eine Vor- und eine Rücklaufleitung angeschlossen und erhält damit eine annähernd gleiche Vorlauftemperatur. Die Leistung der Heizkörper wird – wie auch bei der Einrohrheizung – mit Thermostatventilen geregelt.

Offene und geschlossene Systeme
Zur Aufnahme der wärmebedingten Ausdehnung des Wassers in einer Warmwasserheizung gibt es zwei Möglichkeiten: In offenen Heizungsanlagen geschieht dies über ein offenes Ausdehnungsgefäß, das oberhalb des höchsten Punktes im Rohrnetz angeordnet, im kalten Zustand der Anlage einen niedrigen und im warmen Zustand einen hohen Füllstand aufweist. Der Kontakt des Wassers mit der Atmosphäre begünstigt allerdings Korrosion im System. Ein weiterer Nachteil ist der Platzbedarf im obersten Geschoss. Aus diesen Gründen werden Warmwasserheizungen heute nahezu ausschließlich als geschlossene Systeme ausgeführt. Die wärmebedingte Ausdehnung des Wassers übernimmt ein geschlossenes Ausdehnungsgefäß, das für den Druckausgleich sorgt. Das Gefäß, das an beliebiger Stelle angeordnet werden kann, wird meistens im Rücklauf nahe des Heizkessels angebracht.

Dampfheizungen
Bei ihnen wird Wasser im Heizkessel auf über 100°C erhitzt und in Dampf umgewandelt. Dieser gelangt durch Vorlaufleitungen unter Verdrängung der in der Anlage befindlichen Luft in die Heizkörper. Dort kondensiert der Dampf unter Wärmeabgabe und das Kondensat fließt zum Heizkessel zurück. Heute werden Dampfheizungen fast nur noch für die Beheizung von Industriebetrieben verwendet, die Prozessdampf erzeugen.

Fernheizungen
Fernheizungen erzeugen die Wärme für den Bedarf mehrerer Gebäude zentral in einem Heizwerk oder in einem Heizkraftwerk. Der Wärmetransport erfolgt über ein Fernwärmenetz, die Weitergabe an das jeweilige Heizsystem indirekt über eine Übergabestation. Für den Verbraucher bieten Fernheizungen den Vorteil, dass ein Wärmeerzeuger und die damit verbundenen baulichen Komponenten im Gebäude entfallen. Dem stehen die in der Regel größeren Wärmeverluste aufgrund des verzweigten Leitungsnetzes sowie die größere Abhängigkeit vom Wärmeversorger gegenüber. Fernheizungen werden hinsichtlich ihres Leitungsnetzes unterschieden in Fern- und Nahwärmenetze.

Fernwärmenetz
Mit Fernwärme werden ganze Städte oder Stadtteile versorgt. Sie wird meistens in Form von Heißwasser mit Vorlauftemperaturen von über 110°C, seltener als Dampf über ein Rohrleitungssystem zu den einzelnen Verbrauchern transportiert. Das Bindeglied zwischen Fernwärmenetz und Heizungsanlage bildet die Wärmeübergabestation.

Nahwärmenetz
Im Unterschied zur Fernwärme wird die Nahwärme für einzelne Gebäude, Gebäudeteile oder kleine Wohnsiedlungen vor Ort oder in unmittelbarer Nähe der zu beheizenden Gebäude erzeugt. Dazu kommen unterschiedliche Brennstoffe und Technologien infrage. Neben fossilen Energieträgern werden vor allem regenerative Energien aus Biomasse, Geo- und Solarthermie eingesetzt. Als Technologien für die Wärmeerzeugung kommen vorrangig die Kraft-Wärme-Kopplung, Wärmepumpenprozesse oder Brennstoffzellen zur Anwendung.

Weitere Informationen zu den verschiedenen Heizungssystemen und Wärmeerzeugern haben wir im Baunetz Wissen Heizung zusammengestellt (siehe Surftipps).

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