Letzte Bearbeitung: 13.12.2011 19:34 IBS HEIZUNG/ GRUNDLAGEN/ WÄRMEABGABESYSTEME
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Flächen- und Strahlungsheizsysteme & Heizstrahler.
Wärmestrahlung, physikalische Grundlagen; Bauarten, Formen, Temperaturen, Flächenheizsysteme, Fußboden- Wand- und Deckenheizung, Heizen und Kühlen; Infrarotheizung mit Hell- und Dunkelstrahlern; Neuheiten.
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Flächen- und Strahlungsheizsysteme & Heizstrahler |
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Wärmestrahlung |
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Strahlungsheizungen nutzen das älteste Prinzip der Wärmeübertragung, nämlich die Wärmestrahlung.
Wie bei der Sonne oder dem Kachelofen (s. Bild) wird die Wärme als langwellige Strahlung ausgesandt.
Wirkungsprinzip Die Strahlungsenergie, die auf Oberflächen auftrifft, wird von diesen absorbiert und in Wärme umgewandelt. D. h., die Wärme entsteht erst dann, wenn die Strahlung von einer Oberfläche aufgenommen wird.
Die Raumluft wird durch die Strahlung direkt nicht aufgeheizt. |
Energieeffizienz Das unnötige direkte Aufheizen der Raumluft wie bei anderen Systemen spart bei Strahlungsheizungen > 30% Energie ein.
Wärmeabgabe Bei Strahlungsheizungen erfolgt die Wärmeabgabe in d. R. zum größeren Teil durch Strahlung und zum kleineren Teil durch Konvektion.
Einsatz Besonders effizient werden die verschiedenen Formen der Strahlungsheizungen z. B. bei großen Räumen oder Flächen und Hallen und bei Raumhöhen > 3 m eingesetzt. Hier sollten generell wegen der höheren Energiekosten keine Konvektionssysteme eingesetzt werden.
Auch im Wohnungsbau mit normalen Raumhöhen sind Fußboden- und Wandheizungen oder Heizleisten die optimale Lösung. |
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Physikalische Grundlagen |
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Die beiden Wissenschaftler (Physiker) Stefan und Boltzmann entdeckten vor 150 Jahren das Naturgesetz, dass alle Körper Energie in Form von Lichtwellen ausstrahlen und Max Planck erklärte dann um die Jahrhundertwende (1900), wie dieses Phänomen zustande kommt. Das Planksche Strahlungsgesetz beschreibt die Wärmestrahlung als elektromagnetische Welle, wie den Strom, die Röntgenstrahlung und das Licht.
Für Körper bei Raumtemperatur ist dieses Licht allerdings unsichtbar, denn es strahlt im IR-Bereich (IR=Infrarot). Die Helligkeit des abgestrahlten Infrarotlichtes hängt dabei sehr stark von der Temperatur ab.
Das Stefan-Boltzmannsche Gesetz erklärt den Zusammenhang der Lichtabstrahlung mit der Körpertemperatur für einen schwarzen Körper: P = s * A * T4 P = Strahlungsleistung (Watt/m²) A = Fläche s = Stefan-Boltzmannkonstante (5,667* 10-8 W/m²K4) T = absolute Temperatur (Kelvin), also mit dem absoluten Nullpunkt als Bezugstemperatur (273 K).
Für einen nicht schwarzen Körper (grauer Lambert-Strahler) gilt: P = e(T) * s * A * T4 e(T) = gewichteter gemittelter Emissionsgrad über alle Wellenlängen |
Viele Körper weichen nur wenig vom idealen Lambert-Strahler ab. Wenn der Emissionsgrad in dem Frequenzbereich, in dem der Körper einen merklichen Anteil seiner Strahlungsleistung abgibt, nur wenig variiert, lässt sich das Stefan-Boltzmann-Gesetz zumindest näherungsweise anwenden.
Das bedeutet, daß es dann vollkommen dunkel wird, wenn die Temperatur am absoluten Nullpunkt angekommen ist.
Wichtig ist die Abhängigkeit der abgestrahlten Intensität in der vierten Potenz von der Temperatur. Das bedeutet, daß eine geringe Temperaturänderung schon einen sehr großen Unterschied in der Helligkeit ausmacht.
Der Physiker Wien beschrieb den Zusammenhang des Abstrahlungsmaximums und der Temperatur in einem einfachen Gesetz (Wiensches Gesetz): lmax = 2980 µm/K / T lmax = Wellenlänge, bei der das meiste Licht abgestrahlt wird T = absolute Temperatur (K)
Beispiel Fester Körper bei Zimmertemperatur von 20 °C -> absolute Temperatur T von 293 Kelvin (273 + 20) -> Abstrahlungsmaxiumum lmax = 10,17 µm, also mitten im thermischen IR-Bereich. |
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Bauarten und Formen von Strahlungsheizungen |
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Ausführungsformen Nach den Ausführungsformen der Strahler unterscheidet man: - Flächenstrahlungsheizung - Plattenstrahlungsheizung - Infrarotstrahlungsheizung
Oberflächentemperaturen Nach den mittleren Oberflächentemperaturen des Strahlungskörpers unterscheidet man: - bis ca. 60°C -> Niedertemperaturstrahlungsheizung - bis ca. 200°C -> Mitteltemperaturstrahlungsheizung - bis ca. 900°C -> Hochtemperaturstrahlungsheizung |
Wasserführenden Systeme Im Niedertemperaturbereich (bis ca. 60°C) gibt es z. B. die wasserführenden Systeme als Flächenstrahlungsheizung (Fußboden- Wand- oder Deckenheizung), Heizleisten oder auch die Plattenstrahlungsheizung (an der Decke abgehängte Strahlplatten).
Im Mitteltemperaturbereich (bis 200°C) werden ebenfalls Plattenstrahlungsheizung eingesetzt
Direktbeheizte Systeme (Infrarotsysteme) Im Hochtemperaturbereich (bis 900°C) werden Strahler (Heizstrahler) mit direkter Beheizung durch Gas oder Strom eingesetzt. |
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Strahlungsheizungen und Energieeinsparverordnung (EnEV) |
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Unverständlicherweise wird bei den Wärmeübertragungssystemen die Strahlungsheizung als effiziente Maßnahme zur Energieeinsparung in der nicht zu Ende gedachten und zu laschen Energieeinsparverordnung noch nicht einmal direkt erwähnt.
Dafür wird um so mehr informiert über sehr dicke Wärmedämmung, Solaranlagen, mehr oder weniger teure Wärmeerzeugungssysteme, Niedrigenergiehäuser mit künstlicher Belüftung etc.
Für fast alle energiesparende Lösungen (selbst z. B. für effiziente Umwälzpumpen etc.) gibt es außerdem auch Fördermittel, bis jetzt aber nicht für Strahlungsheizsysteme. |
Das Planksche Strahlungsgesetz beschreibt die Wärmestrahlung als elektromagnetische Welle, damit ist es ein Teil der Quantenphysik.
Mit den Methoden der Thermodynamik (Wärmelehre) kann Strahlung somit (nach Prof. C. Meier) nicht behandelt werden. Das wird aber gemacht, mit der Folge einer Überbewertung der Konvektionsheizung und Unterbewertung der Strahlungsheizung.
Selbst DIN-Normen können, sogar mit Unterstützung der Wissenschaft, mitunter nur ein Regelungsinstrument zur Durchsetzung wirtschaftlicher Interessen sein.
Mehr zur > Tragödie der Strahlung, von Prof. Dr.-Ing. Claus Meier, Architekt SRL, BayAK Nürnberg. (Quelle: http://clausmeier.tripod.com/missbr.htm) |
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Flächenheizsysteme |
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Bei Flächenheizungen handelt es sich um integrierte Strahlungsheizungen mit einem Strahlungsanteil > 90%.
Hierbei werden wasserführende Heizrohre aus Kunststoff- oder Kupfer in die Bodenkonstruktion/Fußboden (Fußbodenheizung) oder die Wand (Wandheizung) unsichtbar integriert.
Bei Deckenheizungen sind die Heizrohre entweder in die Deckenkonstruktion integriert oder z. B. als Strahlplatten unter die Decke gehängt.
Durch die großen Übertragungsflächen sind nur geringe Übertemperaturen der Heizfläche zur Erzielung der gewünschten Rumlufttemperatur erforderlich.
Über die gleichmäßige Temperatur der Raumumschließungsflächen wird ein hohes Maß an Behaglichkeit erreicht. Die von den Benutzern als behaglich empfundene Raumlufttemperatur liegt somit ca. 1 bis 2 °C unter der von z. B. Systemen mit Heizkörpern. |
Durch die geringen notwendigen Systemvorlauftemperaturen von ca. 30 bis 50 °C sind Fußboden- und Wandheizungen sehr gut für Heizsysteme mit Wärmepumpen geeignet.
Da die Wärmeübertragung fast komplett durch Wärmestrahlung (s = 90 bis 95%) erfolgt, werden die Raumluftschichten kaum umgewälzt (wenig Staubverwirbelung).
Durch die geringen Übertemperaturen der Übertragungsfläche reagieren Flächenheizungen automatisch sehr schnell auf auf kleine Temperaturabweichungen im Raum (Selbstregeleffekt).
Bei Integration in das Bauwerk muss jedoch auch viel Speichermasse aufgeheizt werden, demzufolge ist die komplette Auf- und Abheizzeit des Systems über einen großen Temperaturbereich relativ lang (Kachelofeneffekt).
Durch diese Trägheit eignen sich Flächenheizungen nicht zur Impulsheizung oder Schnellaufheizung eines Raumes |
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Fußboden- und Wandheizung |
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Fußbodenheizung (FBH) Die FBH hat den Vorteil, dass sie durch ihre große Fläche mit sehr niedrigen Heizmitteltemperaturen (VL max. 40 °C bis optimal 30 °C) auskommt. Der hohe Strahlungsanteil der FBH bei der Wärmeübertragung sorgt für ein behagliches Raumklima.
Bei Flächenheizsystemen werden zur Wärmeübertragung im Baukörper (Fußboden, Wand, Decke) integrierte 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.
Selbstregeleffekt Die FBH gibt nur so lange Wärme an den Raum ab, wie die Oberflächentemperatur des Fußbodens wärmer ist als die Raumtemperatur (Energieeinsparung). |
Sorgfältige Planung Umbauarbeiten etc. sind später kaum möglich. Die Abstände der Leitungen (ca. 5 bis 30 cm) sind in Verbindung mit der Wärmeabgabe genau zu berechnen.
FBH werden in d. R. mit Heizwasser-Vorlauftemperaturen von 30 bis 35 °C ausgelegt. Die Oberflächentemperatur des Fußbodens muss < 25°C sein.
Wandheizung Bei Wandheizungen können die VL-Temperaturen höher ausgelegt werden (< 60°C), dafür ist die benötigte Fläche kleiner. Demzufolge sind gegenüber FBH auch die Oberflächentemperaturen etwas höher. Die Heizrohre sind in der Wand integriert.
Für einen 20 m² großen Raum sind z. B. c. 5 bis 10 m² Wandfläche nötig. Bei der Einrichtung eines Raumes sollte beachtet werden, dass die Wandheizung nicht durch Möbel verstellt werden darf. |
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Deckenheizung |
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Die Deckenstrahlungsheizung erwärmt den Raum gleichmäßig über die gesamte Deckenfläche. Die Heizrohre sind direkt in die Decke integriert.
Einsatz Die Deckenheizung wird überwiegend als Alternative zu Fußbodenheizungen, Wandheizungen, Heizkörpern oder als Kombination zu diesen Wärmekörpern für eingesetzt. Deckenheizungen werden z. B. in Wohnbauten auch als Zusatzheizfläche eingesetzt.
Optimaler Einsatz für Geschäfts-, Büro- und Verwaltungsbauten, Banken, Schalterhallen, Ladenlokale, Schwimmhallen etc. |
Heizwassertemperaturen Deckenheizungen können in d. R. bei Heizwassertemperaturen von 50/40° C bis 90/70° C bei gemeinsamer Regelung zusammen mit Fußbodenheizungen, Wandheizungen oder Radiatoren betrieben werden.
Wand- und Deckenstrahlplatten Strahlplatten sind hier unter die Decke oder vor die Wand gehängt.
Der großflächige gezielte Einsatz von Wärmeverteilern in Form von Strahlplatten aus Aluminium- oder Stahlblech erlaubt besonders eine feine Dosierung der Heizleistung und eine genaue Regelung des Wärmebedarf der Räume. |
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Deckenstrahlungsheizung |
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Was ist in einer Sport- oder Industriehalle wichtiger als ein angenehm warmer, aber nicht zu heißer Fußboden und angenehm temperierte Sportgeräte?
Ein Effekt, der übrigens mit einer Luft- oder einer Fußbodenheizung kaum erzielt werden kann.
Warmwasser-Deckenstrahlungsheizung Bei der Deckenstrahlungsheizung (s. Bild) hingegen wird diese Forderung bestens erfüllt, denn die Strahlung erwärmt die Wände, den Boden, die sich im Raum befindlichen Geräte und natürlich die Personen.
Die Raumluft wird erst durch den Kontakt mit Wänden, Boden und Decke erwärmt, wobei die Temperaturverteilung im Gegensatz zu anderen Heizsystemen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung sehr gleichmäßig verläuft.
Nach der auf die Raumfläche bezogene Größe und Leistungsabgabe unterscheidet man in 2 Grundvarianten:
1. Heiz-/Kühlelement (Einzelplatten, Segel und Bänder) Der Vorteil von freihängenden, luftumspülten Heiz-/Kühlelementen (ohne obere Isolierung) liegt in der erhöhten Leistungsabgabe. |
Sowohl beim Heizen als auch beim Kühlen wird die Raumdecke per Strahlung aktiviert und wird somit zur Bauteilkühlung bzw. -heizung.
Mit deutlich kleineren
Flächen (ca. 30-50 % der Grundfläche) wird die Heiz-/Kühlleistung einer
geschlossenen Decke erbracht.
2. Heiz-/Kühldecke Bei einer geschlossenen, abgehängten Heiz-/Kühldecke bringt eine Leistungsabgabe nach oben dem Raum keinen Nutzen (Energieverluste speziell im obersten Geschoss). Um dies zu verhindern, erhalten die aktiven Flächen einer geschlossenen Decke eine obere Isolierung.
Wärmeabgabe und Wärmeaufnahme (Kühlung) erfolgen ausschließlich über die untere Sichtfläche der Decke.
Daher sind die spezifischen Leistungen auch geringer als bei freihängenden unisolierten Elementen. Der aktive Flächenanteil wird deshalb größer und liegt in der Regel bei ca. 75 % der Raumfläche. |
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Heizen und Kühlen mit wasserführenden Deckenstrahlplatten |
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Heizen Deckenstrahlheizungen benötigen die Raumluft nicht als Wärmeträger (tatsächliche Lufttemperatur < gefühlte). Im Falle von Lüftungswärmeverlusten geht weniger Wärme verloren.
Die Temperatur unter Decke/Dach steigt weniger stark gegenüber Heizkörpern (Transmissions-Wärmeverlust geringer).
Nach DIN 18599 darf die ermittelte Heizlast mit dem Faktor 0,85 verkleinert werden.
Im Heizbetrieb erfolgt die Wärmeabgabe der Decke hauptsächlich durch Strahlung.
Kühlen Korrosionsfeste Deckenheizelemente aus Cu oder Al eignen sich sehr gut zur Kühlung.
Im Kühlbetrieb erfolgt die Wärmeaufnahme der Decke zu ca. 60% durch Strahlung, die zur Abkühlung aller Umgebungsflächen und Einrichtungsgegenstände führt. |
Der konvektive Anteil von ca. 40% bringt zusätzlich eine direkte Kühlung der Raumluft.
Vorlauf- und Oberflächentemperaturen (Beispiel) 1. Hallen > 4 m Raumhöhe Heizbetrieb: VL-Temperaturen von 70 bis 90 °C Oberflächentemperatur 21 bis 28 °C
Kühlbetrieb: Oberflächentemperatur 16 bis 22 °C
2. Räume bis 3 m Raumhöhe (Büros etc.) Heizbetrieb: Wärmezufuhr je nach Bedarf (Einzel-/Mischerregelung) VL-Temperaturen 70 °C (gleitend) Oberflächentemperatur 21 bis 28 °C (gleitend)
Kühlbetrieb Oberflächentemperatur 16 bis 22 °C (gleitend)
Quelle: IKZ HAUSTECHNIK 5/2008; www.best-bredemann.de |
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Vorteile der Strahlungsheizungen gegenüber herkömmlichen Heizsystemen mit Konvektion |
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Energieeinsparung Die Raumtemperatur kann bei gleicher Behaglichkeit um 2 bis 3 °C niedriger als bei herkömmliches Heizsystemen eingestellt werden. Deutliche Energieeinsparungen und geringste Wärmeverluste gegenüber herkömmlichen Systemen.
Gleichmäßige Temperaturverteilung und angenehme Bodentemperatur, auch in schlecht gedämmten Hallen Keine nutzlosen hohen Temperaturen unter der Decke, Höhere Wand- und Bodentemperaturen gegenüber herkömmlichen Heizsystemen.
Niedrige Betriebskosten Keine beweglichen Teile, dadurch praktisch wartungsfrei.
Kurze Amortisationszeit Trotz höherer Einbaukosten machen sie sich durch die genannten Einsparungen innerhalb weniger Jahre bezahlt.
Raumgewinn bei Deckenstrahlungssystemen Montage an der Decke (z. B. Deckenstrahlplatten), wo der Platz nichts kostet. Bodenflächen und Wände können voll genutzt werden. |
Größtmögliche Hygiene und angenehmes Raumklima Keine Aufwirbelung von Staub und keine störende Zugluft.
Keine störenden Geräusche und Schallschutz Arbeiten praktisch lautlos, positive Beeinflussung der Schallabsorption möglich (Integration von Schallschluckelementen).
Einsatzgrenzen Es gibt nur wenige spezielle Einsatzfälle, die u. U. gegen die eine oder andere Form einer Strahlungsheizung sprechen könnten, z. B.:
Bei einer Fußbodenheizung (FBH), wenn die Wärmeabgabe über dem Fußboden vom Menschen nicht vertragen wird.
Bei Gebäuden in Leichtbauweise mit geringer Wärmespeicherkapazität (Holzhäuser etc.), wo nur die Raumluft schnell aufgeheizt werden muss und nicht auch noch die Umfassungskonstruktion. Hier wäre eine FBH zu träge.
Wenn generell eine schnelle und energieeffiziente Aufheizung der Raumluft gewünscht wird oder erforderlich ist. |
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Vergleich Energieverbrauch Deckenstrahlplatten - Lufterhitzer |
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Grundlagen
Berechnungsformeln nach DIN V 18599 Gesamtnutzungsgrad: ηh,ce = 1 / [4 - (ηL + ηC + ηB)]
zusätzlicher Aufwand der Wärmeübergabe in kWh/mth: Qh,ce,mth = [(fRad x fint x fhydr / ηh,ce) - 1] x Qh,mth |
Qh,ce,mth = zusätzlicher monatlicher Aufwand der Wärmeübergabe Qh,mth = monatlicher Nutzwärmebedarf (kWh/mth) fhydr = Faktor für hydraulischen Abgleich fint = Faktor für intermittierende Betrieb fRad = Faktor für Strahlungseinfluss ηh,ce = Gesamtnutzungsgrad für Wärmeabgabe in Raum ηL = Teilnutzungsgrad für vertikales Lufttemperaturprofil ηC = Teilnutzungsgrad für Raumtemperaturregelung ηB = Teilnutzungsgrad für spezifische Verluste der Außenbauteile Quelle: Ratgeber Energieeinsparung; www.www.zehnder.eu |
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Berechnungsbeispiel von Energieverbrauch und Einsparpotential |
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Randbedingungen für Rechenbeispiel - Hallenhöhe 20 m - Raumtemperaturregelung beider Systeme mit PI-Regler - Lufterhitzer frei ausblasend (ohne Kanal): Luftverteilung mit normalen Induktionsverhältnis, seitlicher Luftauslass - Deckenstrahlplatte (ZNB/Zehnder) - monatlicher Nutzwärmebedarf z. B. Qh,mth = 12.000 kWh/mth
1. Energieverbrauch mit Deckenstrahlplatten Gesamtnutzungsgrad: ηh,ce = 1 / [4 - (ηL + ηC + ηB)] ηh,ce = 1 / [4 - (0,89 + 0,97 + 1)] ηh,ce = 1 / [4 - 2,86] = 1 / 1,14 = 0,877 -> zusätzlicher Aufwand der Wärmeübergabe: Qh,ce,mth = [(fRad x fint x fhydr / ηh,ce) - 1] x Qh,mth Qh,ce,mth = [(0,85 x 1,0 x 1,0 / 0,877) - 1] x 12.000 Qh,ce,mth = [(0,85 / 0,877) - 1] x 12.000 Qh,ce,mth = [(0,9692) - 1] x 12.000 Qh,ce,mth = [-0,0301] x 12.000 = -361,2 kWh/mth
-> monatlicher Gesamtaufwand Qh,mth + Qh,ce,mth 12.000 + (- 361,2) = 11.638,8 kWh/mth -> 100% |
2. Energieverbrauch mit Lufterhitzer Gesamtnutzungsgrad: ηh,ce = 1 / [4 - (ηL + ηC + ηB)] ηh,ce = 1 / [4 - (0,63 + 0,97 + 1,0)] ηh,ce = 1 / [4 - (2,6)] = 1 / 1,4 = 0,714 -> zusätzlicher Aufwand der Wärmeübergabe: Qh,ce,mth = [(fRad x fint x fhydr / ηh,ce) - 1] x Qh,mth Qh,ce,mth = [(1,0 x 1,0 x 1,0 / 0,714) - 1] x 12.000 Qh,ce,mth = [(1,0 / 0,714) - 1] x 10.000 = [1,4 - 1] x 12.000 Qh,ce,mth = [0,4] x 12.000 = 4.800 kWh/mth
-> monatlicher Gesamtaufwand Qh,mth + Qh,ce,mth 12.000 + 4.800 = 16.800 kWh/mth
-> 16.800x100%/11.638,8=144,3% gegenüber Deckenstrahlplatte
Ergebnis Deckenstrahlplatten verbrauchen gegenüber einer Luftheizung in diesem Beispiel mehr als 40% weniger Energie. Die höheren Investkosten der Strahlplatten amortisieren sich somit relativ schnell über die geringeren Energiekosten.
In der Praxis wird man in d. R. für die Berechnung den Jahresverbrauch verwenden und nicht den monatlichen. Quelle: Ratgeber Energieeinsparung; www.zehnder-online.de |
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Heizstrahler |
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Infrarotheizungen |
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Begriffe Infrarot Abkürzung IR (alt Ultrarot) bezeichnet den unsichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums, der sich an den langwelligen Anteil (rot) des sichtbaren Lichtes anschließt und Wellenlängen λ zwischen etwa 800 nm und 1 mm umfasst.
Infrarotstrahlen entwickeln beim Auftreffen auf feste oder flüssige Gegenstände Wärme.
Infrarotstrahlen sind Lichtwellen oberhalb des sichtbaren Bereichs. Diese Wärmestrahlung kann am ehesten mit der des Sonnenlichtes verglichen werden.
Infrarotheizungen Das sind Heizungssysteme, die Infrarotstrahlung erzeugen und somit als Wärmequelle genutzt werden können.
Erzeugung Die Erzeugung der Infrarotstrahlung erfolgt durch die direkte Erhitzung eines Körpers in d. R. mit Strom (z. B. Heizsonne) oder durch Verbrennung mit Gas. Die nachfolgend beschriebenen Hell- und Dunkelstrahler werden direkt mit Erd- oder Flüssiggas befeuert. |
Vorteile - geringste Wärmeverluste Systeme mit den geringsten Wärmeverlusten
- Energie- und Kosteneinsparungen Bis zu 54% Energie- und Kosteneinsparungen gegenüber herkömmlichen Systemen
- angenehmes Raumklima (ähnlich dem natürlichen Wärmeprinzip der Sonne), staub- und zugfreies Beheizungsprinzip
- niedrige Investitionskosten, kurze Amortisationszeiten
- gleichmäßige Wärmeverteilung auch in schlecht gedämmten Hallen
- kurze Aufheizzeiten
Einsatz Besonders geeignet für große Räume und Flächen (Hallen).
Der besondere Vorteil liegt darin, dass die Objekte direkt erwärmt werden und nicht die Luft, die in hohen Räumen nach oben steigt. Von oben nach unten heizen ist somit nicht notwendig. |
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Hell- und Dunkelstrahler mit Gasbrenner |
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Hellstrahler Der Hellstrahler ist eine Variante der Infrarotheizung. Die Erzeugung von Infrarotstrahlen geht z. B. durch die sichtbare Verbrennung eines Gas-Luft-Gemisches mit einem Gasbrenner von statten. Dabei glühen Keramikplatten hell auf.
Der Nachteil dieser Hellstrahlersysteme (mit Gasbrenner) ist, dass die Abgase nicht in geschlossenen Systemen abgeführt werden sondern indirekt über die Raumluft entsorgt werden.
Innerhalb der Strahlungsheizungen wird zwischen dem Hellstrahler mit offener Verbrennung und dem Dunkelstrahler mit geschlossener Verbrennung unterschieden
Dunkelstrahler Dunkelstrahler sind Rohre, meist in U-Form, durch die Verbrennungsgase mit einer Temperatur bis zu 800 °C geleitet werden.
Ein Gasbrenner, der an einem Rohrende montiert ist, verbrennt Erd- oder Flüssiggas, ein Sauggebläse am anderen Rohrende erzeugt den nötigen Unterdruck für den Verbrennungsgastransport. |
Durch einen Reflektor, der über dem gesamten Rohrsystem angebracht ist, wird die nach oben gestrahlte Wärme der Rohre in die zu beheizenden Bereiche gelenkt.
Infolge der U-förmigen Ausbildung des Strahlrohres ist die mittlere Oberflächentemperatur mit etwa 250 – 500 °C über der gesamten Länge annähernd gleich.
Der Name „Dunkelstrahler“ ist an sich aus technischer Sicht überholt, da er einst für eine nicht glühende Heizfläche im Gegensatz zum Hellstrahler stand. Heute findet man auch bei den Hochleistungsgeräten unter den Dunkelstrahlern glühende Rohre.
Der wesentliche Unterschied zwischen Hell- und Dunkelstrahlern ist, dass der Dunkelstrahler eine geschlossene Verbrennung realisiert, was eine kontrollierte Abführung der Abgase ermöglicht.
Mehrere Geräte können an eine gemeinsame Abgasleitung angeschlossen werden.
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Neuheiten |
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Restwärmenutzung bei Infrarotheizungssystemen (Dunkelstrahlern) |
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Die Restwärmenutzung bei Dunkelstrahlern mit Gasbrennern zur effektiven Beheizung von Hallen (Nichtwohngebäude) wird über ein Wärmetauschersystem ermöglicht. Damit wird die wirtschaftliche Nutzung der im Abgas von Hallenheizungsanlagen enthaltenen Energie ermöglicht, die zuvor weitgehend an die Umgebung verloren ging.
Ein Wärmetauscher entzieht die im Abgas enthaltene Energie und überträgt sie an ein Speichermedium, in d. R. Wasser (= Prinzip Brennwerttechnik). Ein Pufferspeicher nimmt das Heißwasser auf, welches dann über eine einfache Regelung je nach Bedarf in ein gewöhnliches Pumpen-Warmwasser-Heizungsnetz eingespeist wird. |
Die so zurück gewonnene Energie kann dann zur warmwasserbasierten Beheizung der in d. R. an die Industriehallen angeschlossenen Büro- oder Sozialräume verwendet werden oder vorhandene Systeme unterstützen, nahezu ohne zusätzliche Verbrauchskosten.
Damit kann somit bis zu 15 % Wärme zurück gewonnen und nutzbar gemacht werden (feuerungstechnischer Wirkungsgrad des Gasbrenners bis zu 108 %) – ein Quantensprung für die wirtschaftliche Hallenbeheizung mit Infrarotsystemen.
Die Anforderungen der EnEV 2009 und der Ersatzmaßnahmen nach § 7 Absatz 2 in Verbindung mit Anlage VI Abs. 1 EEWärmeG werden erfüllt. Quelle: Kübler Hallenheizungen; Stand: News 10.2009 |
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Für wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung. |
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