Die zeitgemäße Zentralheizung
Wie schafft man behagliche Wärme?
Heizwärme ist heute für uns selbstverständlicher Komfortbestandteil.
Sie soll exakt dosiert zu jeder Zeit und an jedem gewünschten Ort des Hauses verfügbar
sein und dies -selbstverständlich- ohne jeden körperlichen Einsatz. Natürlich hat dieser
Komfort auch seinen Preis. Mehr als 50% der privaten Energieaufwendung werden zur
Deckung des Heizwärmebedarfs benötigt.
Moderne Heizungsanlagen können alle Anforderungen, die an einen wirtschaftlichen und
umweltschonenden Brennstoffeinsatz zu stellen sind erfüllen. Entscheidend für den Erfolg
der planerischen Gestaltung ist die genaue Kenntnis der objektbezogenen Wünsche der
Bewohner.
 
Wie schafft man nun behagliche Wärme?
Die wissenschaftliche Antwort ist sehr komplex. Für die Praxis läßt sich dennoch ganz klar
sagen, Behaglichkeit hat vor allem mit den Temperaturverhältnissen im Raum und mit den
physikalischen Mechanismen der Wärmeübertragung zu tun. Die Art des Brennstoffs spielt
keine Rolle.
Wichtig zu wissen

Behagliches Wärmeempfinden setzt ein abgestimmtes Verhältnis
von Raumluft- und Wandoberflächentemperatur voraus.
Deshalb ist es notwendig,

    • kalten Wandflächen (Decken, Boden, Fenster) bauseitig vorzubeugen
    • Heizflächen so zu dimensionieren, daß sie Kaltflächen abschirmen
    • Heizflächen so zu dimensionieren, daß sie an kältesten Tagen


maximal 75°C Vorlauftemperatur benötigen, besser sind 60°C und weniger.


Häufige Heizpausen können dazu führen, daß die Wände
(einschließlich des Inventars) nicht ausreichend durchtemperiert
werden und eine unbehagliche "Kaltstrahlung" verursachen.
Die Größe der Heizflächen hat eine unmittelbare Auswirkung auf
den Brennstoffbedarf. Für Niedertemperatur- und Brennwertkessel gilt:
je größer die Heizfläche

    • um so niedriger die Betriebstemperatur
    • um so höher der Kesselnutzungsgrad
    • um so geringer der Brennstoffverbrauch
Aufbau des zentralen Heizsystems

Zentrale Heizsysteme weisen verschiedene Ausführungsvarianten auf, die aber immer auf
die gleiche Grundform zurückzuführen sind. Diese besteht aus der Wärmezentrale,
d.h. der Funktionsgruppe Wärmeerzeuger und Warmwasserbereitung, dem Wärme-
verteilsystem, zu dem das gesamte Rohrnetz einschließlich aller notwendigen Aggregate
und Armaturen gehören sowie den Raumheizflächen (Heizkörpern).
Wärmeerzeuger und Warmwasserspeicher bilden die Wärmezentrale. Wärmeerzeuger ist
ein Sammelbegriff für alle möglichen Bauarten von Geräten, die aus einem Energieumsatz
Heizwärme gewinnen. Es sind zwei grundsätzlich verschiedene Typen zu unterscheiden:
der Ofen, der seine Heizwärme unmittelbar an die Raumluft abgibt, und der Heizkessel,
der diese mittelbar über einen Wärmeträgerkreislauf (Wasser, Dampf, frostsichere Fluide)
überträgt. Der Ofen ist Wärmeerzeuger und Heizfläche in einem, der Kessel ist ausschließlich
Wärmeerzeuger. Das scheint auf den ersten Blick nachteilig für den Kessel zu sein, bringt
aber doch für die Aufgabe, ein Gebäude mit bewohnten und verschiedenartig genutzten
Räumen zu beheizen, ganz markante Vorteile.
Raumheizflächen (Heizkörper)

Die Raumheizflächen sind der auffällig sichtbare Teil des Heizsystems, sie finden deshalb
das besondere Interesse des Anlagenbetreibers. Neben optischen Gesichtspunkten erfüllt
die Heizfläche eminent wichtige Funktionen der behaglichen Wärmeabgabe. Heizflächen gibt
es in außerordentlicher Vielfalt. Neben rein optischen und geschmacklichen Kriterien sollten
auch praktische Gesichtspunkte gelten. Flächen mit einer Mischung von konvektiver
Wärmeabgabe (Erwärmung vorbeistreichender Luft) und Strahlung erfüllen ihre Aufgabe
besonders gut. Die Bauform bestimmt auch den Heizwasserinhalt der Fläche. Es kommt dem
Betriebsverhalten der gesamten Heizanlage zugute, wenn der Wasserinhalt der Heizflächen
nicht zu klein ist. Extrem geringvolumige Flächen sollten nur in den selten beheizten Räumen
installiert werden.
Das Wärmeverteilsystem

Sobald die Heizungsanlage in Betrieb genommen wird,
zirkuliert das Heizwasser zwischen dem Kessel und den
Heizflächen (Heizkörper) sowie bedarfsabhängig zwischen
Kessel und Warmwasserspeicher. Als Werkstoff für das
erforderliche Rohrnetz werden heute im Neubau über-
wiegend Kupfer und bei niedriger Betriebstemperatur auch
Kunststoff verwendet. Beim Verteilsystem ist die richtige
Dimensionierung der Rohrquerschnitte und eine
ökonomische Verlegung im Interesse der Investitions-
kosten und späteren "Verteilverlust" wichtig.
Die Wärmelverluste sind aufgrund der gesetzlich vorgeschribenen Dämmstärken und der
temperaturgleitenden Betriebsweise der modernen Niedertemperatur- und Brennwertkessel
fast bedeutungslos, zumal ein Großteil der Rohrstrecken innerhalb beheizter Gebäudeteile
verläuft und die Wärmeabgabe der Rohre somit als Heizwärme zu werden ist. Bei Anlagen
mit zum Teil hohen Betriebstemperaturen, großen Querschnitten und mangelhafter Dämmung
kann das anders sein. Der Verteilverlust kann dann bis 5 % der Brennstoffrechnung aus-
machen.

Ein betriebs- und sicherheitstechnisch relevantes Systembauteil ist das Ausdehn-
ungsgefäß. Wasser vergrößert sein Volumen bei Erwärmung von 10 °C auf 70 °C um mehr
als 2 %. Da es inkompressibel ist, würde es das Verteilsystem sprengen. Das Ausdehn-
ungsgefäß nimmt die Volumenvergößerung auf und gibt sie beim Abkühlen wieder ab.
Der letzte Vorgang ist genauso wichtig wie der erste, da bei Ausfall dieser Funktion durch
das Zusammenziehen des Wassers ein Unterdruck im System entsteht und Luft eingesaugt
würde. Dies kann zu unangenehmen Geräuchen und Betriebsstörungen führen.
Quelle: Die Bibliothek der Technik 85
Bilder (Buderus Heiztechnik)

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