Heizen durch Wärmestrahlung oder über warme Luft

Erfahrung aus der Praxis: Infrarotheizungen benötigen ca. 1/3 der Energie, die von Konvektionsheizungen einschließlich Fußbodenheizungen in einer Heizsaison benötigt werden.

Vergleicht man die früheren Wärmemengenzählerstände von unserer ehemaligen Zentralheizung(Gas) für unser vermietetes Ladengeschäft, mit den Heizkörpern rechts und links unter den Schaufenstern, mit den Stromverbräuchen der Infrarotheizungen nach Umstellung in den Wintern der letzten 10 Jahre, dann kann ich sagen, der Energieverbrauch (KWh)ist mit den Infrarotheizungen auf etwa 1/3 bis 1/4 des vorherigen Niveaus zurückgegangen!

Diese Beobachtung haben wir mehr oder weniger in allen von uns vermessenen Objekten gemacht, auch in durch Fußbodenheizung geheizten Wohnungen. Hier war die Range bei 1/2 bis 1/3 des vorherigen Energieverbrauchs in der Heizsaison.

Warum ist das so? Wir vergleichen hier Zentralheizungen, die größtenteils über Konvektion/warme Luft heizen, mit Infrarotheizungen.

These: Es geht zu viel warme Luft verloren beim Öffnen von Türen und Fenstern.

Was bedeutet Heizen mit Luft:

Wenn man es genau nimmt, wird reine Luft in vielen Anwendungen oft als Isolator eingesetzt. Luft zu erwärmen ist demnach nicht so einfach. Dennoch wird versucht Raumluft über Heizkörper zu erwärmen und das funktioniert ja dann auch. Was wird hier denn genau erwärmt? Raumluft enthält neben der eigentlichen Luft, Feuchtigkeit (Wasser) und alle möglichen Staubpartikel. Man könnte überspitzt sagen, 1 Kubikmeter Luft besteht aus Luft und ca. 1 Schnapsglas voll mit Wasser und Staub.
Je mehr Bestandteile die Luft hat, desto besser lässt sie sich erwärmen. Das spüren zum Beispiel Saunagänger nach einem Aufguss in der Sauna.
Warme Luft kann relativ viel Wasser enthalten. Diese warme Feuchtigkeit trifft auf immer kältere Wände. Dort kondensiert sie und die Wände werden mit der Zeit immer feuchter. Die Wand wird mit Hilfe des "warmen" Wassers in der Luft erwärmt!
Vorteil, oder demnach auch Nachteil der warmen Luft, sie verteilt sich schnell über den ganzen Raum auch in jede kalte Ecke. Dabei steigt die warme Luft über den Heizkörpern nach oben um langsam an der Decke abgekühlt zu werden und dann oft an der gegenüberliegenden Wand abgekühlt wieder zu Boden zu sinken.
Der Heizkörper braucht Nachschub, zieht die abgekühlte Luft am Boden an und erwärmt diese wieder. Man muss solche Räume immer etwas höher heizen damit der Mensch sich wohl fühlt und nicht durch den kalten Luftzug am Boden zur Heizung hin fröstelt. Es entsteht also eine Feuchte- und Staubwalze im Raum. Nach und nach füllt sich so der ganze Raum mit warmer Luft.
Beim Heizen über Klimageräte wird über ein Gebläse die warme Luft inclusive Feuchtigkeit und Staub unter permanentem Geräuschpegel nach unten in den Raum geblasen. Ein Wohlfühlklima geht anders.
Beim Heizen über Fußbodenheizung wird die am Boden liegende Luft auch direkt erwärmt und wabert eine Zeit lang am Boden, bis, wie bei einem Gewitter die warmen Luftzellen plötzlich nach oben schießen, wie durch Aufnahmen belegt wurde.
Neben der Erwärmung der Luft bieten sowohl Fußbodenheizungen und als auch Heizkörper, einen kleinen Anteil an Wärmestrahlung, der ebenfalls im Raum für Wärme sorgt. Klimageräte heizen nur über die Luft.
Wird nun eine Türe, oder Fenster geöffnet ist die unter hohem Energieaufwand erzeugte warme Luft schnell weg und muss neu produziert werden.
Generell ist ständig zirkulierende und auch feuchte Luft ein Problem an kälteren Wänden, da ständig Nachschub an Feuchtigkeit in die Wände gelangen kann. Die Wand wird mit der Zeit immer feuchter. Die Isolationswirkung der Wand an diesen Stellen nimmt drastisch ab.
Die Wärme, die letztendlich zentral im Heizungsraum durch Zentralheizungen ( Öl-, Gasheizung, oder Wärmepumpe) mit hohem Technikaufwand erzeugt und dort in Pufferspeichern gelagert wird, gelangt über aufwendig isolierte Rohrleitungen schließlich zu den Heizkörpern, oder zur Fußbodenheizung in den Räumen. Es ist klar dass hierbei einige Wärmeverluste entstehen können. Gerade bei Öl- und Gas- oder auch Pelletheizungen geht einiges an Wärme auch durch den Schornstein verloren. Hier entstehen zusätzlich Kosten durch den Schornsteinfeger.
Eine Wärmepumpe hat eine tolle Energiebilanz, wenn sie aus 1 KWh Strom 3,4, oder 5 KWh Wärme machen kann. Das gilt aber nur für den Heizungskeller. Was kommt davon in den Räumen an und was sorgt dann für Wärme und wie lange? Meist sind in den Räumen Fußbodenheizungen verlegt, die nur sehr träge auf Temperaturänderungen im Raum reagieren können. Oft ist es zu warm oder zu kalt in den Räumen. Da auch hier die Luft erwärmt wird, geht diese auch verloren. (s.o.)
Diese technisch aufwendigen Heizungsanlagen benötigen regelmäßige Wartungen und Reparaturen, die sehr teuer werden können, gerade bei dem heutigen Fachkräftemangel, speziell für Wärmepumpen kann das ein Problem werden, wenn man nach einem Defekt einen Installateur benötigt.
Die Lebensdauer von Wärmepumpen, oder anderer Zentralheizungen beträgt ca. 15-20 Jahre. Dann müssen sie ausgetauscht werden. Will man diese Art von Heizung mit Infrarotheizung vergleichen, kann man davon ausgehen dass Infrarotheizungen mindestens die doppelte Lebensdauer haben. Dies muss man in die Betriebskosten mit einfließen lassen. Rechnen Sie einmal die Kosten für 2 Wärmepumpen und deren Montage, sowie deren jährliche Wartungs- und Reparatur-Kosten über 40 Jahre (Vgl. zu IR-Heizungen) auf den jährlichen Verbrauch um und addieren die Strom-, sowie die Finanzierungskosten hinzu. Sie werden erstaunt sein, wie hoch die Heizkosten für eine Wärmepumpe sind. (machen Sie das gleiche mal mit Infrarotheizungen)
Zur Umweltbilanz sollte man auch die graue Energie, die zur Produktion von dieser Art von Zentralheizungen benötigt wird, berücksichtigen. (hierzu Prof. Timo Leukefeld)

Heizen über die Luft ist also technisch sehr aufwendig und somit auch störanfällig.

Heizen mit Infrarotheizungen

ist eine innovative und effiziente Methode, um Wärme zu erzeugen. Anders als herkömmliche Heizsysteme erwärmen Infrarotheizungen nicht die Raumluft, sondern direkt den Körper und andere Oberflächen im Raum. Dies geschieht durch die Abgabe von Infrarotstrahlung, ähnlich wie die Sonne es täglich tut.

Infrarotheizungen arbeiten mit einer hohen Energieumwandlung von fast 100% (aufgeteilt in einen Strahlungs- und einen kleinen Konvektionsanteil) und heizen somit äußerst sparsam.

Dabei gilt, je heißer eine Platte ist desto größer ist deren Wärmestrahlung, aber desto größer wird auch der Anteil der produzierten warmen Luft. Durch die hohe Temperaturdifferenz von Plattenoberfläche zur Raumluft, bewegt diese sich schneller (nach oben) und dadurch kommt immer wieder neue "kalte Luft" mit der Platte in Berührung. Wird die gleiche Platte zunächst an der Wand installiert und die Oberflächentemperatur gemessen, hat diese beispielsweise 80°C. Die gleiche Platte an der Decke installiert wird ca. 100°C heiß und hat somit eine viel höhere Strahlungswirkung. Die unterschiedliche Temperatur, der gleichen Platte liegt daran, dass die Luft an der Wand sehr gut nach oben, an der Platte vorbei, strömen kann und somit Wärme mit nach oben nimmt. (Konvektion). Hängt die gleiche Platte an der Decke ist der Strömungseffekt an der Platte geringer, da nach oben ja kein Platz mehr ist. Es wird sich hier die Warmluft also an der Decke sammeln und diese insgesamt leicht erwärmen, was wiederum zu einer leichten Wärmestrahlung der Decke in den Raum führen könnte.

Bei einer Deckeninstallation der gleichen Platte wird also bei gegeben eingesetzter Energie, eine, durch höhere Plattentemperatur bedingte höhere Strahlungswirkung erzielt, als bei geringerer Konvektion (Lufterwärmung).

Man kann also sagen die optimale Raumheizung sollte viel Wärmestrahlung erzeugen bei gleichzeitig minimierter Konvektion.

Aus diesen Überlegungen heraus wurde das Konzept der Sunlight-Deckenheizung entwickelt.

Die Sunlight-Deckenheizung heizt im Vergleich zu ihren heißen herkömmlichen "Kollegen" mit Ihrer sehr großen Oberfläche (bis 4,5 qm), die ca. 40°C aufweist, mit der 2-3 fachen Wärmestrahlung (nach Claus Meier, Phänomen Strahlungsheizung) bei gleicher Stromaufnahme.

Durch die geringere Temperaturdifferenz zur Raumluft ist die Konvektion (Bewegung der Luft) an der Platte äußerst gering. Es wird nur wenig Luft erwärmt. Es entsteht keine Raumkonvektion. Hier geht nur wenig warme Luft beim Lüften verloren.

Dafür wird über die große Oberfläche der Platte insgesamt mehr Wärmestrahlung abgegeben, trotz niedriger Temperatur im Vergleich zu den relativ kleinen heißen Platten.

Es wird eine sehr gute Verteilung der Wärme im Raum erreicht. Es ist oft nur 1 Platte nötig, wo sonst mehrere heiße Platten benötigt werden.

Durch die geringere Plattentemperatur ist es möglich LED-Spot-Beleuchtung und auch indirekte Beleuchtung in die Platte einzubauen.

Im Bestandsbau heist das, man kann die bisherige Deckenlampe durch eine Sunlight-Deckenheizung ersetzen. Die unabhängige Steuerung der Komponenten erledigt dann ein Smart-Home-System mit Funkthermostat, Funkschaltern in der Platte und Funktaster für Licht.

Das Sunlight-Konzept: mehr Wärmestrahlung und weniger Konvektion bei gleicher Watt-Stärke bedeutete höhere Effizienz und geringere Kosten und ist eine Weiterentwicklung der herkömmlichen heißen Infrarotheizungen

mehr Wärmestrahlung bedeutet:

bessere Erwärmung der Raumoberflächen
länger warme Räume

weniger Konvektion bedeutet:

weniger unangenehme Zugluft im Raum

weniger Lüftungsverluste

Unsere jahrelange Messungen ergaben, dass mit großflächigen Infrarotheizungen wie die Sunlight-Deckenheizung mit niedriger Oberflächentemperatur besonders effizient geheizt werden kann.

Die

Wärmewellen von Infrarotheizungen allgemein werden durch eine Heizschicht in einem, meist Metall-, oder Glas-Gehäuse erzeugt und erwärmen die Oberflächen im Raum. Durch eine optimale Anordnung der Platten im Raum entsteht eine angenehme Raumtemperatur durch Rundumwärme, ähnlich einem mediterranen Raumklima.

Es entstehen zwei Arten von Wärme: eine indirekte Raumwärme von den Oberflächen und eine direkte Strahlungswärme, die bis zu 3-4 Meter deutlich spürbar ist.

Obwohl die gemessene Raumtemperatur niedrig sein kann, wird die empfundene Wärme um 2-3 Grad höher empfunden, was letztlich zu einer Energieeinsparung von 20-30% führt.

Ein weiterer Vorteil der Infrarotheizung ist, dass sie dazu beiträgt, trockene warme Wände zu erhalten, was letztlich zu einer besseren Isolationswirkung der Wände führt. Also sie wirkt hier genau anders als eine Konvektionsheizung. (s. oben 10.)

Erlebnis hierzu: Wir haben in ein, von einem Kunden, jahrelang leer stehendes, altes Haus mit kaputten Scheiben nach der Renovierung Infrarotheizungen eingebaut. Die ersten beiden Winter hatten die Infrarotheizungen schwer zu kämpfen. Dann plötzlich ab dem 3. Jahr ging der Stromverbrauch rapide runter. Die Heizkosten waren letztlich günstiger als das Nachbarhaus mit Gasheizung. Es hatte 2 Jahre gedauert, bis die durchfeuchteten massiven Wände getrocknet waren und endlich gut isolierten.

Durch die direkte Erwärmung der Oberflächen kann keine Feuchtigkeit aus der Raumluft in die Wand gelangen. Beim Lüften bleibt die Wärme im Raum, da nur die kühlere Luft ausgetauscht wird und die, in den Raumoberflächen gespeicherte Wärme nach Schließen der Fenster als 2. Heizung funktionieren.

Setzen Sie sich einmal vor eine Infrarotheizung und spüren Sie die angenehme Wärme, vergleichbar mit einem Kachelofen oder den wärmenden Strahlen der Sonne. Es ist eine natürliche und behagliche Art, Wärme zu genießen.

Beim Heizen mit Infrarotheizungen insbesondere der Sunlight-Deckenheizung, wird Energie eingespart, wenn möglichst wenig die Raumluft erwärmt wird und durch gute Umsetzung von Strom in Wärmestrahlung, Wärme gut in den Raumoberflächen eingebaut und gespeichert werden kann.

Dies lässt sich messen und das haben wir die letzten Jahren auch erlebt/gemessen.

Darüber hinaus sind Infrarotheizungen auch äußerst wartungsarm und langlebig. Es gibt keine beweglichen Teile, die verschleißen könnten, und sie sind einfach zu installieren und über Raumthermostate und/oder Smart-Home-Steuerungen zu bedienen. Infrarotheizungen werden locker 2 Generationen von Wärmepumpen, oder anderer Zentralheizungen überstehen.

Reparatur oder Wartung werden in Zukunft, durch den Fachkräftemangel, schwer zu erhalten und kostenintensiv sein. Vorteil IR-Heizung! Hier ist viel DIY möglich.

Ein weiterer Aspekt, der für Infrarotheizungen spricht, ist ihre Umweltfreundlichkeit. Da sie elektrisch betrieben werden, entstehen keine schädlichen Emissionen wie beispielsweise bei Öl- oder Gasheizungen. Außerdem kann sie gut durch PV-Anlegen unterstützt werden.

Da keine Luft zirkuliert, ist das Risiko von Staub oder Allergenen in der Raumluft minimiert.

Infrarotheizungen sind vielseitig einsetzbar und können in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, sei es in Wohnhäusern, Büros, Gewerbebetrieben oder sogar in öffentlichen Einrichtungen wie Schulen oder Krankenhäusern. Sie können als Haupt- oder Zusatzheizung verwendet werden und bieten eine flexible und effiziente Möglichkeit, Räume, oder auch nur Bereiche von Räumen, zu beheizen.

Abschließend lässt sich sagen, dass Infrarotheizungen eine moderne und zukunftsorientierte Methode sind, um Räume zu beheizen. Sie sind effizient, umweltfreundlich und sorgen für ein angenehmes Raumklima. Mit ihrer Vielseitigkeit und den vielen Vorteilen, die sie bieten, sind Infrarotheizungen eine wichtige Technologie jetzt und für die Zukunft.

Hier noch einmal, wenn Sie auf Infrarotheizung umsteigen wollen, schauen Sie auf Ihre Öl-/Gasrechnung und rechnen Sie 1/3 der dort verbrauchten KWh als Verbrauch für Infrarotheizungen, wenn Sie unsere Sunlight-Deckenheizungen, eine Infrarotheizung für die Decke mit Licht, einsetzen.

Ein Umstieg kann ja auch nach und nach mit der Zeit Raum für Raum erfolgen.