Das Heizprinzip Konvektionsheizung

Herkömmliche Konvektionsheizungen beheizen die Luft und sorgen damit für eine Temperaturerhöhung im Raum.

Ein Heizkörper bedient sich der Konvektion. Durch die Abgabe von Wärme (richtig viel Wärme) wird die umgebende Luft erwärmt. In Folge dieses Vorgangs erwärmt sich die Luft und steigt an die Decke. Warme und kalte Luft befinden sich in einem „strömenden Kreislauf“ und es herrschen unterschiedliche Klimazonen im Raum. Das Endergebnis erinnert stark an eine Nacht vorm Lagerfeuer. In direkter Nähe zum Heizkörper herrscht eine beinahe unangenehme Temperatur, während es abseits „der Heizung“ noch zu kalt ist. In Sachen Energieeffizienz wird hierbei viel Energie verschwendet, um einen Großteil des Raums sinnlos zu überheizen.

Eine Fußbodenheizung fußt auf dem gleichen Heizprinzip, wie ein gewöhnlicher Heizkörper. Jedoch wird bei diesem „Heizprinzip“ keine kleine Fläche auf hohe Temperatur erhitzt, sondern eine große Fläche auf eine bei weitem kleinere Temperatur gebracht. Eine Fußbodenheizung ist eine Flächenheizung. Der gesamte Raum wird mittels verlegter Heizrohre mit warmen Wasser geheizt. Bei dieser Heizungsart wird direkte Strahlungswärme verwendet, um Wohnung oder Haus auf Temperatur zu halten.

Das (andere) Heizprinzip einer Infrarotheizung

Infrarotheizungen hingegen arbeiten nach dem Prinzip der Strahlungswärme, wie die Sonne. Neben dem sichtbaren Licht strahlt die Sonne ein Farbspektrum auf die Erde, das für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Dazu gehören die elektromagnetischen Wellen der Infrarotstrahlung. Trifft Infrarotstrahlung auf feste Körper, erwärmt sich deren Oberfläche und gibt diese Wärme wieder an die Umgebung ab. Auf der menschlichen Haut erzeugt Infrarotstrahlung nicht nur Wärme. Sie dringt in die oberen Hautschichten ein, was zu einem angenehmen Wohlbefinden beiträgt sowie Stoffwechsel und Organismus anregt.

Infrarotheizungen machen sich dieses Prinzip zu nutzen, in dem die Infrarotwellen Wände, Decken, Böden, Möbel und nicht zuletzt den menschlichen Körper erwärmen. Ein angenehm warmes Raumklima entsteht, ohne konvektionsbedingte Staubaufwirbelung. Je nach Eigenschaften der Materialien geben die angestrahlten Gegenstände schneller oder langsamer einen gewissen Teil der Wärme an die Raumluft ab. Man spricht von indirekter Raumerwärmung. Es wird also doch im Idealfall unter bestimmten Voraussetzungen ebenfalls die Raumluft erwärmt.

Ein entscheidender Vorteil der Infrarotheizung ist in diesem Zug auch ihr indirekter Beitrag zur Wärmeisolation. Da die Oberflächentemperatur der angestrahlten Wände höher ist als die (teils feuchte) Luft im Raum, kann sich demzufolge auch kein Kondensat bilden. Die Wände bleiben trocken und es kann zu keiner Schimmelbildung kommen. Der Feind der Dämmung ist die Feuchtigkeit.

Es ist nur eine Frage der Auslegung und Verteilung der Infrarotstrahlung, sowie die Einwirkzeit. Ebenso sind die Materialien und der Isoliergrad eines Raumes mit entscheidend, ob und wie schnell sich der Raum erwärmt.

Über den Erfolg oder Misserfolg einer Infrarotheizung als alternative Heizung entscheidet letztendlich, genauso wie bei einer bisherigen Heizungsberechnung, die richtige Auslegung unter fachlicher Berücksichtigung der bauphysikalischen Verhältnisse.

Man muss die Heizung raumgenau auf die jeweiligen Gegebenheiten und Anforderungen berechnen und auslegen. Ein täglich benutztes Badezimmer, welches meistens gefliest wurde, bedarf eine höhere Auslegung als z.B. ein Schlafzimmer oder Flur.

Ebenso unterscheidet man den ungedämmten Altbau vom perfekt gedämmten Neubau. Es bedeutet nicht automatisch, dass im Altbau der Einsatz von Infrarotheizung generell ungeeignet wäre. Man muss dort eben andere Dinge beachten, um eine ebenso effiziente Wirkweise zu erzielen. Eine Konvektionsheizung würde ohne Isoliermaßnahmen hier auch für höhere Heizkosten sorgen, als im Neubau.

Kommen wir jetzt zu den Unterschieden bei der Installation der Infrarotheizung im Vergleich zu den anderen Heizsystemen.

Infrarotheizungen lassen sich überall dort betreiben, wo es einen Stromanschluss gibt. Hohe Investitionskosten in aufwändige Rohrleitungssysteme sind nicht erforderlich. Jedes Heizmodul ist autonom und daher sofort mit voller Energieleistung einsatzbereit, sobald es eingeschaltet wird. Selbst der Laie kann bei einer mobilen Infrarotheizung auf Rollen (z.B. als ideale Zusatzheizung) die Heizplatte in Betrieb nehmen. Es wird lediglich ein Steckdosen-Relais zur öko-design-gerechten Steuerung zwischen gesteckt. Das Thermostat kann somit z.B. funkübertragend die Heizung zeit- und temperaturgerecht ein- bzw. ausschalten. Auch bei der Wandmontage einer Infrarot-Heizung als Spiegel oder Bild verhält es sich ähnlich. Allerdings sollte die Platzierung der wandhängenden Infrarotheizung genau abgestimmt sein.

Infrarotstrahlen haben wie Lichtstrahlen prinzipiell eine unendliche Reichweite, nehmen aber in der Strahlungsintensität wie die Helligkeit einer Lampe mit der Entfernung ab. Je nach Entfernung zur auftreffenden Oberfläche kann sich die Effizienz ggf. verschlechtern.

Die meisten Fachleute raten deshalb mittlerweile für den effizientesten Einsatz der Infrarotheizung zur Deckenmontage. Von hier können die Infrarotwellen ohne Hindernisse die meiste „relevante Fläche“ erreichen. Wände und Böden lassen die indirekt erwärmte Luft ganz gleichmäßig und mit wenig Bewegung (Konvektion) nach oben steigen. Der Unterschied zwischen Boden- und Deckenluft-Temperatur beträgt nur wenige Grad. „Kalte Füße gehören der Vergangenheit an“.

Auch die Oberflächentemperatur der Heizplatte bei Deckeninstallation ist etwas höher als bei Wandmontage. Die Deckenmontage ist natürlich nur mit Infrarotheizungen möglich, die dafür geeignet und zulässig sind. Gewicht, Oberflächentemperatur und Aufbau der Infrarotheizung können das evtl. verhindern. Man sollte auf entsprechenden Hinweis achten.

Wenn man die deckenmontierte Infrarotheizung z.B. ohne Stecker direkt an das vorhandene Leitungsnetz anschließen möchte, sollte man einen Fachmann zu Rate ziehen. Der Anschluss darf nur von einer Elektrofachkraft vorgenommen werden.

Im Renovierungsbereich ergeben sich durchaus Unterschiede zum Neubau.

Im Neubau werden die Zuleitungen für die Infrarotheizungen planungsgenau und unsichtbar vom Sicherungskasten zum Heizungsstandort verlegt. Ein Heizungs-Raumthermostat wird entweder kabelgebunden oder funkgesteuert dazwischen geschaltet.

Im Renovierungsbereich oder nachträglicher Heizungsergänzung kann man mittels SmartHome-Funklösungen den Anschluss der Infrarotheizung ggf. von dem Deckenlicht „abzweigen“, ohne sichtbar neue Anschlussleitungen verlegen zu müssen. Das spart Aufwand, Zeit und Geld. Diese Arbeiten müssen ebenfalls von einer Elektrofachkraft ausgeführt werden.

Wir haben für diese Variante schon vor über 10 Jahren besondere Lösungen entwickelt.

Die Modelle „LED-Deckenelement“ und „Modul WH“ sind bisher einzigartige Lichtlösungen, welche Infrarotheizung und modernste Lichttechnik kombiniert. Die „alte Lampe“ wird einfach gegen die komplett vorgefertigte „LED-Deckenelementlösung“ ausgetauscht. Die integrierte Funklicht- und Funkthermostat-Lösung ermöglichen dies.

Beim System „Modul WH“ können vorhandene Lampen auch weiterhin verwendet werden.

Vergleich der Betriebs- und Unterhaltskosten

Da der kWh Strom-Preis höher liegt als der kWh-Preis bei Öl oder Gas, gehen viele davon aus, dass die Infrarotheizung zwangsläufig teurer im Unterhalt sei. Dies würde dann zutreffen, wenn die gleiche Energie aufgebracht werden müsste, um die Raumluft zu erwärmen. Manch Eigentümer/in von Nachtspeicheröfen hat diese schmerzliche Erfahrung in den letzten Jahren machen müssen. Auch Heizlüfter sind gute Beispiele dafür. Hieraus entstand wohl die These: „Heizen mit Strom wäre grundlegend teuer“.

Seit strombetriebene Luftwärmepumpen aber mittlerweile zu den modernen Heizsystemen gelten, scheint diese These seine Glaubwürdigkeit zu verlieren. Die mittlerweile tausendfach von Fachbetrieben richtig verbauten Infrarotheizungen belegen ebenfalls deren kostengünstigen Betrieb.

Entscheidend ist der Verbrauch

Wie schon zuvor erwähnt, arbeitet die Infrarotheizung nach einem völlig anderen Prinzip als die Konvektionsheizungen. Es muss nicht dauerhaft das Luftvolumen warm gehalten werden, sondern die Gebäude- bzw. Raumhülle. Die kompletten Gegenstände, Wände und Böden fungieren als Wärmespeicher. Es muss nach erfolgter kurzer Raumerwärmungsphase lediglich ab und zu automatisch per Raum-Thermostat-Überwachung nachgeheizt werden. Die moderne Steuerungstechnik ermöglicht heutzutage eine bedarfsgerechte Regelung auch per Handy- oder Tablettbedienung von unterwegs. Ebenso hat man durch verbrauchsaufzeichnende SmartHome-Steuer-Relais die Heizkosten raumgenau immer im Überblick.

Bei richtiger Berechnung, Steuerung und Einsatzweise kann der reine kWh-Verbrauch auf 30-50% einer herkömmlichen Öl-, Gas-, oder Nachtspeicherheizung reduziert werden. Hier bewegt man sich dann schon im Verbrauchsbereich der Luftwärmepumpe.

Unsere Erfahrungen und Auswertungen von den letzten 10 Jahren können das belegen.

Ziel des Verbandes ist der Nachweis der vielfältigen Vorteilhaftigkeiten der Infrarot-Heizung. Darüber hinaus sollen Vorurteile gegen die Infrarot-Heizung abgebaut und die Wahrnehmung in der Öffentlichkeit verbessert werden.

Ist die Kombination von Infrarotheizungen und Photovoltaik sinnvoll?

Nahezu jeder Neubau ist mit einer Photovoltaik-Anlage ausgestattet. Dadurch kann man einen Anteil seines eigenen Heizstromes selbst produzieren. Stromspeicher und Cloud-Lösungen erhöhen zusätzlich den Autarkiegrad, bis hin zur Insellösung! Günstiger geht es kaum!

Infrarotheizungen in Bestandsgebäuden mit Photovoltaik: Hier gilt das gleiche wie im Neubau.

Lt. aktuellen Forschungen zu hochgedämmten neuen Gebäuden, als auch die Untersuchungen zu Altbausanierungen haben ergeben, dass sich die Ökobilanz gegenüber anderen Heizungen entscheidend verbessert. „Die Ergebnisse sind sogar so gut, dass sie bei gleichem Investitionsaufwand für Heizung und Photovoltaik von keinem anderen Heizsystem erreicht wird.“ So der Wortlaut von Dr. Peter Kosack, Leiter Arbeits-Kreis Infrarot (AKI), TU Kaiserslautern im Leitfaden Infrarot.

Infrarotheizungen im Neubau:

Durch die geringeren Anschaffungskosten im Vergleich zu „gängigen Heizungsanlagen“ kombiniert mit einer nahezu wartungsfreien Betriebsdauer von mehreren Jahrzehnten ist die Infrarotheizung „unschlagbar“.

Aktuellen Forschungen zu hochgedämmten neuen Gebäuden haben ergeben, dass sich die Ökobilanz gegenüber anderen Heizungen entscheidend verbessert. „Die Ergebnisse sind sogar so gut, dass sie bei gleichem Investitionsaufwand für Heizung und Photovoltaik von keinem anderen Heizsystem erreicht wird.“ So der Wortlaut im Leitfaden Infrarot des BVIR (Bundes- Verband Infrarot Heizungen).

Als Hybridlösung in einzelnen Räumen für schnellere Erwärmung oder in der Übergangszeit sinnvoll.

Infrarotheizungen in Bestandsgebäuden:

Der Einsatz von Infrarotheizungen als Zusatz-Heizung ist gerade zum Zeitpunkt von explodierenden Öl- und Gaspreisen eine sehr sinnvolle Ergänzung.

Möglichkeit einzelne Räume Stück für Stück umrüsten zu können.

Keine aufwendige Installationsarbeiten notwendig. Die Infrarotheizungen können durch unsere SmartHome-Lösungen an vorhandene Leitungen* (z.B. Licht, Steckdosen oder Verteilerdosen) angeschlossen werden. *Ausreichende Absicherung vorausgesetzt.

Auch die Infrarotheizung als Einzelmaßnahme ist jetzt beim Heizungstausch förderfähig. Die Benachteiligung der Fördermaßnahmen, gegenüber einer Wärmepumpe oder Holzpelletsheizung hat damit ein Ende.