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Wärmeabgabesysteme -
Grundlagen
Raumheizsysteme |
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Systematik,
Begriffe und Zusammenhänge |
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Wärmeabgabesysteme
Im Folgenden werden die am häufigsten eingesetzten Systeme
beschrieben.
Die verschiedeneren Arten der Wärmeabgabesystem (auch als
Übergabe- oder Übertragungssysteme bezeichnet) dienen in erster Linie zur
Deckung der Heizlast in den Verschiedenen Räumen, um diese ausreichend zu
erwärmen.
Jedes Wärmeabgabesystem hat seine spezifischen Vor- und
Nachteile, so werden auch häufig Kombinationen angewendet.
Die Anwendung hängt ab von:
- Art des Wärmeerzeugers
- bauliche Gegebenheiten
- Raumnutzung
- Bedürfnisse und Anforderungen des Nutzers
Als Medium (Energieträger) für die Wärmeabgabe wird z. B.
Warmwasser oder warme Zuluft verwendet.
Demzufolge unterscheidet man:
1. Warmwasser-Wärmeabgabesysteme
Deckung der Heizlast durch Warmwasser als Energieträger zwischen
zwischen Wärmeerzeuger und Raumheizflächen. (Warmwasserheizsysteme
erwärmen die Raumluft durch Raumheizflächen)
2. Wärmeabgabesysteme nur durch reine Wärmestrahlung
Deckung der Heizlast direkt durch reine Strahlungswärme
(Heizstrahler).
3. Warmluft-Wärmeabgabesysteme
Deckung der Heizlast direkt durch Zuführung warmer Zuluft als
Energieträger zwischen zwischen Wärmeerzeuger und Raum (Klimaanlagen,
Luftheizanlagen).
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1. Warmwasser-Wärmeabgabesysteme
Art der Wärmeabgabe: Wärmestrahlung und Konvektion
Bei den Warmwasser-Wärmeabgabesystemen gibt es in der
Praxis keine reinen Wärmestrahler oder reine Konvektoren.
Es sind immer beide Übertragungsarten mit unterschiedlichen
Anteilen beteiligt. Je nach dem, welcher Anteil größer ist, unterscheidet man bei den
gebräuchlichsten Systemen nach der Art der Wärmeabgabe zwischen:
1.1. Wärmeabgabesysteme mit Kombination aus Konvektion und
Strahlung
z. B. Plattenheizkörper (Strahlungsanteil s = ca. 20 bis 55%) oder Radiatoren (s =
ca. 20 bis 40%
1.2. Wärmeabgabesysteme mit überwiegenden Konvektionsanteil
z. B. Rippenrohr- (s = ca. 5 %) oder Unterflurkonvektoren (s< 5%)
1.3. Wärmeabgabesysteme mit überwiegenden Wärmestrahlungsanteil
(s)
z. B. Flächenheizsysteme wie Fußboden- (s = ca. 95%) und
Wandheizungen (s = ca. 90%)
Definition Wärmestrahlung
Als Strahlung bezeichnet den Energietransport von warmen zu kalten
Oberflächen ohne Konvektion, d.h. ohne nennenswerte Erwärmung zwischenliegender
Luftschichten.
Definition
Konvektion
Konvektiv (Wärmemitführung) ist die Wärmeabgabe, wenn die
Raumluft an den Heizflächen vorbeistreicht und sich dabei erwärmt. |
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1. Warmwasser-Wärmeabgabesysteme |
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1.1. Abgabesysteme mit Kombination aus Konvektion und Strahlung |
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Heizkörper |
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Zu den Raumheizkörpern zählen die verschiedenen Arten der Guss-
und Stahlradiatoren, Plattenheizkörper, Konvektoren sowie Sonderbauformen, wie
z. B. Badheizkörper in Form von Handtuchtrocknern.
Radiatoren
werden aus einzelnen Heizkörpergliedern durch Nippel auf die erforderliche
Länge auf der Baustelle zusammengesetzt (Gliederheizkörper).
Als Material werden Aluminium., Stahl- oder Gussprofile verwendet.
Bei Röhrenradiatoren bestehen die Glieder aus einzelnen miteinander
verbundenen Stahlrohren.
Der Strahlungsanteil beträgt je nach Typ und Ausführung ca. 20 bis 40%. |
Plattenheizkörper
auch als Kompakt- oder Flachheizkörper bezeichnet, bestehen
aus profilierteten oder glatten Stahlblechen (wasserführende Platten) und
sind je nach Typ mit Konvektorblechen versehen.
Von oben werden sie in d. R. mit einer Zierabdeckung versehen und seitlich
mit einer Verkleidung.
Sie werden werksfertig in vordefinierten Größen geliefert. Die Herstellung
erfolgt in großen Stückzahlen und ist relativ kostengünstig.
Der Strahlungsanteil beträgt je nach Typ und Ausführung ca. 20 bis 55%.
Bad- und Designheizkörper
Bei dieser Sonderform stehen Optik und Design im Vordergrund. Die
Wärmeleistung ist meistens relativ gering. Deshalb wird häufig auch mit
Heizkörpern oder Fußbodenheizung kombiniert.
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Heizleisten
(Sockelleistenheizung
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Bild)
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Unverständlicherweise wird diese geniale Form von Energieeinsparung und
Behaglichkeit in Deutschland wenig beachtet und noch weniger publiziert.
Dafür um so mehr über Wärmedämmung, nicht zu Ende gedachte
Energieeinsparverordnung, Plastikhäuser mit künstlicher Belüftung etc.
Funktion
Heizleisten
sind Heizkörper und Rohrleitung in einem.
In einer
formschönen Verkleidung (meistens aus Holz) verbirgt sich ein
Heizregister.
Durch dessen
Kupferkernrohr fließt das Heizungswasser und erwärmt die aufgepressten
Aluminium-Lamellen.
Der hauchdünne
Warmluftschleier steigt bei richtig bemessenen Vorlauftemperaturen an
der Wand über der Heizleiste hoch, solange er wärmer ist, als die
Raumluft (Coanda-Effekt).
Der
Wärmeinhalt des Luftschleiers wird an die oberste Wandschicht abgegeben.
Der abgekühlte Luftschleier schiebt sich horizontal in den Raum und
sinkt dann langsam unter Mitnahme von Staubpartikel zu Boden.
Die Wände
geben die empfangene Energie als langwellige Strahlung in den Raum ab.
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Vorteile:
- Bis zu 30% Energieeinsparung
- Durch geringe
Wassermengen im Heizsystem sehr reaktionsschnell,
kurze
Aufheizphasen
- Gesundes
Raumklima mit staubfreier Luft
- Gleichmäßige
Erwärmung des gesamten Raumes
- Für große
Glasflächen geeignet
- Anwendung auch in
Gebäuden mit geringer Speicherkapazität
(Holzhäuser,
Fertighäuser)
- Montage auch
hinter Möbeln möglich
Bauformen
Heizleisten
für spezielle Problemlösungen gibt es auch als:
-
Zargen
aus Stahl für Türleibungen
-
Heizrahmen für Fenster und Türen
- Beheizte
Pfosten für lange Fensterfronten
Quelle: Sancal
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1.2. Abgabesysteme mit überwiegenden Konvektionsanteil |
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Konvektoren |
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Konvektoren bestehen aus Stahl- oder Kupferrohren (Rippenrohre),
die fest mit Wärmeleitlamellen verbunden sind.
Über die Lammellen wird die Wärme des in den Rohren
zirkulierenden Wassers an die vorbeiströmende Luft abgegeben.
Damit eine Konvektion entsteht, sind die lamellierten Rohre in
einer z. B. als Luftschacht ausgebildeten Verkleidung untergebracht. |
Die Konvektorleistung (Wärmeleistung) ist hauptsächlich
abhängig von der Luftgeschwindigkeit der vorbeiströmenden Luft und der von der
Heizwassertemperatur erzeugten Lufttemperatur.
Die Wärmeübertragung erfolgt fast nur über Konvektion (ca. 95%). Der
Strahlungsanteil beträgt je nach Typ und Ausführung max. 5%.
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1.3. Abgabesysteme mit überwiegenden Wärmestrahlungsanteil |
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Flächenheizsysteme |
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Fußbodenheizung
Die
Fußbodenheizung hat den Vorteil, dass sie mit sehr niedrigen
Heizmitteltemperaturen (max. 40 bis 30° C) auskommt.
Die
Fußbodenheizung hat einen hohen Strahlungsanteil bei der
Wärmeübertragung und sorgt so für ein behagliches Raumklima.
Bei Flächenheizsystemen werden zur Wärmeübertragung Kunststoff-
oder Kupferrohre eingesetzt.
Die
Befestigung der Rohre erfolgt bei Fußbodenheizung (FBH) z. B. über Rohrhalter
(Clipse) direkt auf der Fußbodenwärmedämmung.
In Verbindung mit
massiven Fußböden mit großer Speicherfähigkeit ist die FBH regelungstechnisch
ein träges System. Demzufolge vermeidet man lange Absenkzeiten.
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Wandheizung Bei Wandheizungen können die
Oberflächentemperaturen höher ausgelegt werden (< 60°C), dafür ist die
benötigte Fläche kleiner.
Deckenheizung
Die Deckenheizung erwärmt den Raum gleichmäßig über die gesamte
Deckenfläche. Der großflächige Einsatz beispielsweise von
Aluminium-Wärmeverteilern erlaubt die Dosierung der Heizleistung und
eine genaue Regelung des Wärmebedarf der Räume.
Die Deckenheizung wird
überwiegend als Alternative zu Fußbodenheizungen, Wandheizungen,
Heizkörpern oder als Kombination zu diesen Wärmekörpern eingesetzt.
Einige Varianten sind im Sommer auch für die
Raumkühlung geeignet.
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2. Abgabesysteme mit reiner Wärmestrahlung |
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2.1. Heizstrahler |
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Das älteste und energetisch beste
Prinzip
der Wärmeübertragung ist die Strahlungsheizung, z. B. Sonne, Kachelofen oder
Deckenstrahlungsheizung
für Sporthallen etc.
Wärme wird in
langwelliger Strahlung ausgesandt.
Die
Strahlungsenergie, die auf die Oberfläche auftrifft, wird von dieser
absorbiert und in Wärme umgewandelt.
Die Raumluft wird durch die Strahlung direkt nicht
aufgeheizt.
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Je nach der Temperatur des Strahlers unterscheidet man
verschiedene Varianten.
- Infrarotheizung
In der Praxis gibt es kaum Anwendungsfälle, in denen
Strahlungsheizungen den Konvektionsheizungen nicht überlegen sind.
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Für
wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen
Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung. |
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