Wärmeabgabe

Flächenheizungen, Radiatoren, Konvektoren, Platten- und Kompaktheizkörper

Wärmeenergie kann auf drei verschiedene Arten übertragen werden: durch Wärmeleitung, Konvektion oder Strahlung. Bei der Wärmeleitung wird die innere Energie eines Stoffes weitergegeben, ohne dass dieser selbst bewegt wird. Sie tritt auf in Festkörpern, Flüssigkeiten oder Gasen und ist vor allem für den Wärmedurchgang durch Bauteile von Bedeutung. Für die Raumheizung spielt sie eine so geringe Rolle dass sie außer Acht gelassen werden kann. Anders die Wärmeübertragungsarten Konvektion und Strahlung.

Gallerie

Heizungen mit einem hohen Strahlungsanteil heizen die Wandflächen stärker auf. Dies und eine gleichmäßige geringe Wärmestrahlung über eine relativ große Fläche, wie z.B. bei der Fußbodenheizung, macht Strahlungsheizungen physiologisch angenehmer als Konvektionsheizungen.

Flächenheizungen
Bei Flächenheizungen erfolgt die Wärmeabgabe über Böden, Decken oder Wände. In diese werden Heizrohre oder andere Hohlprofilen verlegt, die von Wasser als Heizmedium durchströmt werden. Das warme Wasser heizt die Flächen auf und diese geben die Wärme in Form von Strahlungswärme an den Raum ab. Damit wird ein gleichmäßiges Temperaturprofil erzielt. Das hat zur Folge, dass ein Raum wärmer empfunden wird und so die Raumlufttemperatur niedriger gehalten werden kann. Neben der Einsparung von Energie verbessern sich damit auch die lufthygienischen Verhältnisse im Raum.

Flächenheizungen eignen sich aufgrund ihrer großen Heizfläche mit niedrigen Vorlauftemperaturen besonders für den Einsatz regenerativer Energien, wie der Sonnenenergie oder der Nutzung von Umweltenergien in Verbindung mit einer Wärmepumpe. Darüber hinaus können sie über eine Wärmepumpe oder einen Kälteerzeuger auch im Kühlbetrieb gefahren werden. Im Vergleich zu konventionellen Heizkörpern weisen Flächenheizungen aber eine höhere Trägheit, geringere Regelbarkeit und höhere Installationskosten auf. Dafür benötigen sie keinen Platz für Heizkörper, eine geringere Lufttemperatur und aufgrund der geringeren Vorlauftemperaturen auch weniger Heizenergie.

Eine weitere Form sind elektrische Flächenheizungen, bei denen Heizleiter direkt unter dem Bodenbelag verlegt werden. Der elektrische Strom erzeugt die Wärme.

Radiatoren
Die Wärmeabgabe bei Radiotoren erfolgt sowohl durch Konvektion (Wärmemitführung) als auch durch Strahlung. Der Strahlungsanteil liegt zwischen 20 und 40%. Es gibt sie als Glieder-, Flach-, Platten-, Rippen- oder Stahlrohrheizkörper. Ihre Leistung variiert je nach Bauart und Größe. Der Anschluss eines Radiators ist abhängig vom jeweiligen Verteilsystem und den örtlichen Gegebenheiten. Sie können einseitig oder wechselseitig, reitend oder in Reihe, senkrecht, stehend oder hängend angeschlossen werden. Geregelt wird jeder Heizkörper mithilfe eines Thermostatventils, das die Raumtemperatur durch Durchflussmengenregelung auf dem eingestellten Wert konstant hält. Dabei gibt es Ausführungen mit externem oder integriertem Temperaturfühler, sowie mikroelektronische Thermostatköpfe zur programmierbaren Regelung der Anlage. Radiatoren haben hohe Vorlauftemperaturen (moderne Systeme liegen bei ca. 55 - 75°C, ältere Systeme bei ca. 90°C) und damit eine schlechte Energieeiffizienz.

Eine Sonderbauform des Radiators ist der Badheizkörper. Er dient als Zusatzheizung und wird zum Erwärmen von Handtüchern verwendet (Handtuchwärmer), kann aber bei größeren Abmessungen auch als alleinige Heizquelle beispielsweise für selten genutzte Räume zum Einsatz kommen. Im Handel sind wassergeführte und elektrisch betriebene Systeme erhältlich.

Außerdem gibt es noch Ölradiatoren als Einzelheizung: Sie werden mit Strom betrieben, das Öl wird dabei von einem Heizaggregat erhitzt. Da ihre Heizleistung gering ist, die Energieeffizienz schlecht und sie teuer sind, kommen sie nur als Notheizungen, z.B. wenn die Heizung ausfällt oder selten in Ferienhäusern zum Einsatz.

Konvektoren
Konvektionsheizungen übertragen die Wärme fast ausschließlich durch Wärmemitführung (Konvektion) und geben keine nennenswerte Strahlungswärme ab. Dabei wird umgebende Luft erwärmt, steigt infolge der Erwärmung auf, stößt an die Decke, fließt auf die gegenüber liegende Seite und von dort wieder abwärts. Dabei kühlt sie sich ab und wird erneut erwärmt, so dass sich der Kreislauf wiederholt. Sie bestehen aus Heizrohren mit geringem Wasserinhalt, auf die zur Vergrößerung der Heizfläche Lamellen aufgesetzt sind. Ihre einfachste Form ist der Rippenrohrheizkörper (nicht zu verwechseln mit dem Radiator-Rippenheizkörper), der häufig ohne Verkleidung in Lagern, Fluren oder Fabriken seinen Einsatz findet. Außerdem gibt es Schachteinbau-, Unterflur-, Gebläse- oder Fußleistenkonvektoren.

Konvektionsheizungen zeichnen sich durch geringe Anlagenkosten und eine gute Anpassung an wechselnden Wärmebedarf aus, d.h. sie heizen schnell auf und reagieren rasch auf Regelvorgänge. Da bei der Konvektion Wärme über die vorbei streichende Luft aufgenommen wird, kann es bei großen Temperaturdifferenzen zwischen Konvektor und Raum zu relativ starken Luftbewegungen und damit zu Staubaufwirbelungen kommen. Zudem wirken sich die Temperaturunterschiede zwischen den warmen Luftschichten in den oberen Raumzonen und der kalten Luftschicht über dem Fußboden unangenehm aus.

Platten- und Kompaktheizkörper
Plattenheizkörper, auch Flachheizkörper genannt, geben je nach Ausführung zwischen 20 und 55% ihrer Wärme als Strahlung ab, den Rest durch Konvektion. Sie bestehen aus glatten oder profilierten Stahlblechen, die auf ihrer Rückseite mit Heizwasserrohren oder gewellten Stahlblechen verschweißt sind. Neben einlagigen Heizkörpern gibt es zwei- oder dreireihige Ausführungen, die über wesentlich höhere Heizleistungen verfügen. Mit Bautiefen zwischen etwa 20 mm bei einreihiger und 150 mm bei dreireihiger Ausführung sind die Heizkörper sehr schmal.

Plattenheizkörper, die rückseitig mit Lamellen zur Konvektionswärmeabgabe versehen sind, werden als Kompaktheizkörper bezeichnet. Bei ihnen kommt zur Wärmeabgabe durch Strahlung die durch Konvektion hinzu. Dadurch erhöht sich die Heizleistung bei gleichzeitig kürzerer Aufheizzeit. Wie Plattenheizkörper sind auch die Kompaktheizkörper in ein-, zwei- und dreireihiger Ausführung erhältlich.

Ausführliche Informationen über die verschiedenen Möglichkeiten der Wärmeabgabe haben wir im Baunetz Wissen Heizung zusammengestellt (siehe Surftipps).

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