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Infrarotheizung als alternatives Heizsystem?


Infrarotheizung als alternatives Heizsystem?

Immer wieder ist in der Diskussion, inwieweit sich die Infrarotheizung oder auch Strahlungsheizung oder Infrarotstrahlungsheizung genannt als alternatives Heizsystem eignen würde. Hersteller von Strahlungsheizungen werben damit, dass man mit diesem Heizsystem Energie und Heizkosten einsparen kann und es sich somit um das Heizsystem der Zukunft handeln würde. Zudem lässt sich – laut Herstellerangaben – dieses Heizsystem mit einer Solaranlage sogar nahezu kostenlos betreiben lassen.

Wenn sich durch diese Form der Heizung tatsächlich so viel Energie einsparen lässt und man damit ja sogar autark werden kann, so ist dieser Fakt einen Beitrag wert.

Infrarotheizung hinter einem Spiegel; Bild: Gabi Schoenemann / pixelio.de

Infrarotheizung hinter einem Spiegel; Bild: Gabi Schoenemann / pixelio.de

Das Prinzip einer Infrarotheizung

Die Infrarotheizung beruht auf einen hohen Wärmestrahlungsanteil. Die Wärmestrahlung wird im Rahmen der Beheizung eines Gebäudes als sehr angenehm empfunden – vergleichbar mit der Strahlung der Sonne. Bekannt ist diese angenehme Strahlungswärme auch von klassischen Kachelöfen. Dabei ist die Strahlungsintensität grundsätzlich von der Oberflächentemperatur des strahlenden Körpers abhängig.

Die Wärmestrahlung, welche zur Beheizung der Gebäude genutzt wird, ist eigentlich eine Infrarotstrahlung mit einem Wellenlängenspektrum von 0,78 µm bis 100 µm. Daher werden die Strahlungsheizungen oftmals als  Infrarotheizungen oder Infrarotstrahlungsheizungen bezeichnet. Das klingt natürlich besser als eine Bezeichnung wie „Heizstrahler“.

Von der Wirkungsweise ist die Strahlungsheizung (egal ob strombetrieben oder anderweitig betrieben) zu unterscheiden von Konvektionsheizungen. Bei einer Konvektionsheizung wird die Wärmeenergie an die Raumluft abgegeben und letztendlich im Raum verteilt. Dabei wird vom klassischen (meist wasserführenden) Heizkörper (auch Konvektionsheizkörper genannt) die Luft erwärmt. Diese warme Luft dehnt sich dadurch aus und steigt nach oben. Kühlere Luft sinkt entsprechend wieder nach unten so dass eine Raumluftzirkulation auftritt und den Raum so erwärmt. In der Regel hat jedes Heizungssystem sowohl einen bestimmten Anteil an Strahlung und einen Anteil an Konvektion. Je nachdem welcher Anteil überwiegt, spricht man von einer Strahlungsheizung oder von einer Konvektionsheizung. Wie hoch welche Anteil ist, hängt insbesondere von der Oberflächentemperatur, der Oberflächenbeschaffenheit und vor allem auch der Bauform des Heizkörpers ab.

Beispielsweise kann bei einem klassischen Plattenheizkörper  (mit einer einzelnen Platte) und hohen Oberflächentemperaturen der Strahlungsanteil überwiegen, jedoch bei sehr geringen Oberflächentemperaturen würde der Konvektionsanteil überwiegen.

Die so genannten Infrarotspeicherheizungen, welche als alternatives Heizsystem beworben werden, sind in der Regel Einzelheizungen, natürlich mit Strom betrieben. Sie geben ihrer Wärmeenergie überwiegend in Form von Strahlungsenergie an den Raum ab, wobei das Strahlungsmaximum typischerweise im Infrarotbereich liegt. Sie sind nicht zu verwechseln mit elektrischen Heizlüftern oder Elektrospeicherheizungen, welche aufgrund ihrer Funktionsweise ihre Wärme überwiegend nicht durch Strahlung abgeben.

(Gasbetriebene Infrarotheizungen gibt es ebenfalls. Sie sind jedoch nicht Gegenstand dieser Betrachtungen.)

 

Wissenschaftliche Studien, die Infrarotheizungen im Altbaubereich untersuchten

Wissenschaftliche Belege der Wirtschaftlichkeit basieren auf einen Forschungsbericht der TU Kaiserslautern „Beispielhafte Vergleichsmessung zwischen Infrarotstrahlungsheizung und Gasheizung im Altbaubereich“  aus dem Jahr 2008/2009. Dabei wurde in einem unterkellerten Zweifamilienhaus die Wohneinheit im Dachgeschoss mit einer zentralen Gasheizung beheizt und die Wohneinheit im Erdgeschoss wurde raumweise mit einzelnen Infrarotheizkörpern ausgestattet.

Laut Angaben der Projektbearbeiter wurden beide Wohneinheiten gleichermaßen genutzt und der „berechnete“ Heizwärmebedarf ist in beiden Wohnungen identisch.

Diese Angaben können leider von Außenstehenden nicht nachvollzogen bzw. überprüft werden. Typischerweise ist der Heizwärmebedarf in Dachgeschosswohnungen deutlich höher als in Erdgeschosswohnungen. Daher ist es schade, dass ausgerechnet die vorliegende Einteilung gewählt wurde. So ist leider nicht nachvollziehbar, inwieweit ein geringerer Energiebedarf im Erdgeschoss auf den prinzipiell geringeren Wärmebedarf im Erdgeschoss zurück zu führen ist oder auf die effizienter arbeitende Infrarotheiztechnik.

Grundsätzlich muss gesagt werden, dass der Heizwärmebedarf eines Gebäudes abhängig ist von dem Aufbau der Gebäudehülle (Wandaufbau, Dämmung etc.), dem Raumvolumen, der gewünschten Raumtemperatur und natürlich der entsprechenden Außentemperatur. Das Gebäude selbst „bestimmt“ also den Heizwärmebedarf (bei identischem Nutzerverhalten und identischen Witterungsbedingungen), so dass prinzipiell für das Erwärmen der Raumtemperatur um 1 °C ein bestimmte Energiemenge erforderlich ist – egal von welchem Heizsystem diese Energie bereitgestellt wird.

 

Ergebnis der Studie:

Die Studie ergab einen geringeren Energieverbrauch in der Erdgeschosswohnung mit Infrarotheizung und einen deutlich höheren Energieverbrauch in der Dachgeschosswohnung.

Gesamtverbrauch lt. Studie:

  1. Infrarotheizung: 71,21 kWh/m²
  2. Gasheizung (Niedertemperatur): 208,73 kWh/m²

Umgerechnet auf moderne Gas-Brennwerttechnik: 187,85 kWh/m²

Das ist natürlich eine deutliche Differenz.

 

Erklärungen:

  • Ein deutlich geringerer Energieverbrauch ist nur möglich, wenn die Raumtemperatur beispielsweise nicht auf 21 °C, sondern nur auf 20 °C oder 19 °C erwärmt werden würde. Möglicherweise könnte als die empfundene „Wohlfühltemperatur“ bei Strahlungsheizungen geringer sein.
  • Doch wie bereits festgestellt, sind die Ergebnisse aus dem Versuchsaufbau in dieser Form nicht verwertbar. Eine Erdgeschosswohnung und eine Dachgeschosswohnung sind hinsichtlich ihres Heizwärmebedarfs nicht miteinander vergleichbar.

Doch wie steht es nun mit den Kosten?




 

Kosten der Infrarotheizung und Kostenvergleich

Nehmen wir die Ergebnisse aus der Studie einfach als „richtig“ an (trotz den angezweifelten Versuchsaufbaus), dann ergibt sich folgendes Bild:

Eine Kilowattstunde Strom kostet derzeit durchschnittlich 0,28 €. Eine Kilowattstunde Gas kostet derzeit durchschnittlich 0,06 €, das heißt also ein Viertel des Strompreises.

Damit ergibt sich für das Versuchsobjekt der Studie:

  1. Infrarotheizung: 71,21 kWh/m² x 0,28 €/kWh = 19,94 € Heizkosten pro Quadratmeter Wohnfläche
  2. Gasheizung (Niedertemperatur): 208,73 kWh/m² x 0,06 €/kWh = 12,52 € Heizkosten pro Quadratmeter Wohnfläche

Umgerechnet auf moderne Gas-Brennwerttechnik: 187,85 kWh/m² x 0,06 €/kWh = 11,27 € Heizkosten pro Quadratmeter Wohnfläche

 

Das Heizen mit Gas ist damit in der vorliegenden Studie um 37 bzw. 43 Prozent kostengünstiger!

Aufgrund der Tatsache, dass der Stromverbrauch die vierfachen Kosten im Vergleich zum Gasverbrauch verursacht, führt selbst der in der Studie ermittelte geringere Energieverbrauch nicht zum wirtschaftlichen Betrieb einer Infrarotheizung. Eine Wirtschaftlichkeit ist somit bei derzeitigen Energiepreisen keinesfalls gegeben. Auch nicht in dieser Studie!

 

Strombedarf der Infrarotheizung über eine Solaranlage decken

Nun gibt es natürlich noch das Argument, dass sich mit einer Solaranlage die strombetriebene Strahlungsheizung nahezu kostenlos betreiben lassen würde.

Zunächst würde das bedeuten, dass man neben den Investitionskosten für eine Heizung noch eine große Solaranlage finanzieren müsste. Damit wäre auf jeden Fall der Preisvorteil für den Kauf einer solchen Infrarotheizung nicht mehr gegeben.

Würde man nun also den Strom der Solaranlage für die Beheizung der Wohnung nutzen, so könnte man sicherlich im Sommer die Wohnung sehr gut damit beheizen. Im Winter könnte man am Tage (wenn die Sonne scheint) auch etwas Strom und damit Wärmeenergie erzeugen. Sollte die Solaranlage groß genug dimensioniert sein, so  würde das bei Sonnenschein möglicherweise auch ausreichen können. Allerdings ist eine Strahlungsheizung keine Speicherheizung. Das bedeutet, Wärmeenergie wird sofort abgegeben und nicht gespeichert.

Egal wie große die Solaranlage dimensioniert wird, sie ist in einem Altbau niemals ausreichend für die kalten Winterabende und –nächte.

(Unbenommen bleibt natürlich die Möglichkeit den Strom im Sommer in das Stromnetz einzuspeisen und bei Bedarf „normalen“ Strom aus dem Stromnetz für 0,28 € pro Kilowattstunde zu nutzen. Allerdings sollte dann der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer Solaranlage in Abhängigkeit von den Investitionskosten für diese Anlage und den tatsächlichen Ertragseinnahmen erfolgen.)

Fazit

Das Heizen mit Strom klingt zunächst sicherlich als eine Alternative zum Heizen mit Gas oder Öl und erscheint vielen Anhängern auch als zukunftsweisend. Dennoch ergibt eine einfache Kostenbetrachtung, dass die Beheizung mit Strom einfach viel zu teuer ist. Selbst die Studien zur Infrarotbeheizung belegen dieses Ergebnis.

Natürlich gibt es auch für Infrarotheizungen sinnvolle Einsatzmöglichkeiten, insbesondere wenn keine Möglichkeiten für alternative Heiztechniken existieren.

Unabhängig von der Heiztechnik kann man Heizkosten langfristig am besten sparen, indem man bei der nächsten ohnehin anstehenden Sanierung darauf achtet, den Heizwärmebedarf des Gebäudes dauerhaft zu reduzieren.

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