Heiztechnik

Gebäudeheizungssysteme

Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe ist eine thermodynamische Heizungsanlage, die thermische Energie aus der Umwelt (Luft, Erdreich oder Grundwasser) aufnimmt und auf ein höheres Temperaturniveau anhebt, um Gebäude zu beheizen und Warmwasser aufzubereiten. Sie funktioniert nach dem umgekehrten Prinzip eines Kühlschranks: Ein flüssiges Kältemittel verdampft schon bei niedrigen Temperaturen durch die Umweltwärme, wird anschließend von einem elektrisch betriebenen Kompressor verdichtet und gibt die dabei entstehende Wärme über einen Verflüssiger an das Heizsystem ab.

Da der Großteil der erzeugten Nutzwärme aus kostenlosen Umweltressourcen stammt, gilt die Wärmepumpe als besonders nachhaltige und effiziente Heiztechnologie.

Wärmepumpenheizung

Eine Wärmepumpenheizung ist ein vollständiges Heizsystem, das eine Wärmepumpe als zentralen Wärmeerzeuger nutzt, um ein Gebäude mit Raumwärme und Warmwasser zu versorgen. Sie entzieht der Umgebung, je nach Bauart der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser, regenerative Wärme und hebt diese mithilfe eines elektrisch betriebenen Verdichters auf das benötigte Temperaturniveau an.

Das Gesamtsystem umfasst neben dem Aggregat selbst auch die Wärmequellenerschließung (wie Sonden oder Lüfter), den Warmwasserspeicher sowie die Verteilungs- und Übergabesysteme (bevorzugt Flächenheizungen wie Fußbodenheizungen), um eine hohe Gesamteffizienz zu erreichen.

Fußbodenheizung

Eine Fußbodenheizung ist eine Flächenheizung, die unter dem Fußbodenestrich verlegt ist und den gesamten Boden als großflächigen Wärmeüberträger nutzt. Bei der warmwassergeführten Variante strömt erwärmtes Wasser durch ein Rohrsystem im Boden und gibt die Wärme gleichmäßig als Strahlungswärme (siehe auch Strahlungsheizung) an den Raum ab.

Aufgrund der großen Heizfläche kommt eine Fußbodenheizung mit sehr niedrigen Vorlauftemperaturen aus, daher ist sie besonders energieeffizient und ideal für die Kombination mit modernen Systemen wie Wärmepumpen oder Solarthermie.

Blockheizkraftwerk BHKW

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebaute Anlage zur dezentralen Erzeugung von Elektrizität und Wärme, die nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) arbeitet. Ein Motor oder eine Turbines treibt einen Generator an, der Strom produziert, während die dabei entstehende Abwärme (aus Kühlwasser und Abgas) direkt zum Beheizen von Gebäuden oder zur Warmwasserbereitung genutzt wird.

Durch die zeitgleiche Nutzung beider Energieformen erzielen BHKWs einen sehr hohen Gesamtwirkungsgrad und sparen im Vergleich zur getrennten Strom- und Wärmeerzeugung erheblich Brennstoff und CO₂-Emissionen ein.

Brennstoffzellenheizung

Eine Brennstoffzellenheizung ist ein hoch-effizientes Heizsystem, das auf Basis einer elektrochemischen Reaktion gleichzeitig Wärme und Strom erzeugt (Kraft-Wärme-Kopplung). In der Brennstoffzelle reagiert Wasserstoff, der meist über einen integrierten Reformer aus Erdgas gewonnen wird, kontrolliert mit Sauerstoff aus der Luft. Bei dieser sogenannten „kalten Verbrennung“ entstehen elektrische Energie für den Eigenbedarf im Haushalt, Nutzwärme für Heizung und Warmwasser sowie als einziges Abfallprodukt reines Wasser.

Während ein klassisches Blockheizkraftwerk (BHKW) Wärme und Strom über eine mechanische Verbrennung (z. B. mittels Verbrennungsmotor oder Turbine und Generator) erzeugt, nutzt eine Brennstoffzellenheizung einen elektrochemischen Prozess („kalte Verbrennung“) ohne bewegliche Teile.

Dadurch arbeitet die Brennstoffzellenheizung geräuschlos, wartungsärmer und erzielt einen deutlich höheren elektrischen Wirkungsgrad. Zudem liegt der Schwerpunkt bei der Brennstoffzelle meist auf der Stromerzeugung bei geringem Wärmeertrag, während ein konventionelles BHKW in der Regel mehr Wärme als Strom liefert.

Ölheizung

Eine Ölheizung ist ein Wärmeerzeuger, der durch die Verbrennung von flüssigem Heizöl thermische Energie zur Gebäudebeheizung und Warmwasserbereitung bereitstellt. Das Heizöl wird in speziellen Öltanks im oder am Gebäude gelagert, von dort zum Ölbrenner gefördert, im Heizkessel verbrannt und gibt die entstehende Wärme über einen Wärmetauscher an das Heizwasser ab.

Moderne Systeme nutzen die Öl-Brennwerttechnik, bei der auch die Kondensationswärme aus den Abgasen zurückgewonnen wird, um den Brennstoffbedarf und die Emissionen zu senken.

Gasheizung

Eine Gasheizung ist ein Wärmeerzeuger, der durch die kontrollierte Verbrennung von brennbaren Gasen, meist Erdgas (Erdgasheizung) oder Flüssiggas, thermische Energie für die Gebäudebeheizung und Warmwasserbereitung erzeugt. Die entstehende Verbrennungswärme wird über einen Wärmetauscher an das Heizwasser übertragen und mittels Pumpen im Gebäude verteilt.

Moderne Gasheizungen nutzen überwiegend die Brennwerttechnik, bei der auch die im Wasserdampf der Abgase enthaltene Kondensationswärme zurückgewonnen wird, um den Wirkungsgrad zu maximieren und den Brennstoffverbrauch zu senken. Mehr erfahren: Entwicklung der Gaspreise und Einflussfaktoren

Holzheizung

Eine Holzheizung ist eine Heizanlage, die durch die Verbrennung des nachwachsenden Rohstoffs Holz thermische Energie für die Raumwärme und Warmwasserbereitung erzeugt. Als Brennstoff kommen je nach Anlagentyp unterschiedliche Holzformen zum Einsatz: Stückholz (Kamin- und Scheitholzkessel), gepresste Holzpellets (Pelletheizungen) oder Hackschnitzel. Da bei der Verbrennung nur so viel Kohlenstoffdioxid (CO₂) freigesetzt wird, wie der Baum während seines Wachstums aufgenommen hat, gilt die Holzheizung als weitgehend CO₂-neutraler, erneuerbarer Wärmeerzeuger.

Pelletheizung

Eine Pelletheizung ist eine spezielle Form der Holzheizung, die gepresste Holzpellets (Stäbchen aus getrocknetem Sägemehl und Holzresten) als automatisierten Brennstoff zur Wärme- und Warmwasserbereitung nutzt. Über ein Fördersystem (wie eine Schnecke oder ein Saugsystem) werden die Pellets bedarfsgerecht aus einem Lagerraum direkt in den Pelletkessel transportiert und dort vollautomatisch verbrannt.

Durch die hohe Verdichtung des Brennstoffs arbeitet eine Pelletheizung besonders emissionsarm, weist einen hohen Wirkungsgrad auf und bietet einen vergleichbaren Bedienkomfort wie eine konventionelle Öl- oder Gasheizung.

Solarthermie

Die Solarthermie bezeichnet die Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare Wärme. Auf dem Dach installierte Solarkollektoren absorbieren das Sonnenlicht und erwärmen eine spezielle Trägerflüssigkeit, die in einem geschlossenen Rohrleitungssystem zirkuliert. Diese Wärme wird anschließend über einen Wärmetauscher an einen Wasserspeicher übertragen und steht dort für die Erwärmung des Trinkwassers (Brauchwasser) oder zur Unterstützung der Raumheizung im Gebäude zur Verfügung.

Solarheizung

Eine Solarheizung (Solarthermieanlage) nutzt die Strahlungsenergie der Sonne, um thermische Energie für die Warmwasserbereitung und die Unterstützung der Raumheizung zu erzeugen. Dabei absorbieren auf dem Dach montierte Solarkollektoren das Sonnenlicht und erwärmen eine Trägerflüssigkeit im Kreislauf. Diese Transportflüssigkeit leitet die Wärme über einen Wärmetauscher an einen Speichertank im Gebäude weiter, von wo aus sie bedarfsgerecht im Raumheizsystem oder zur Brauchwassererwärmung genutzt wird. Da die Sonneneinstrahlung saisonal schwankt, wird eine Solarheizung in der Regel als ergänzendes System in Kombination mit einem zweiten Wärmeerzeuger betrieben.

Hybridheizung

Eine Hybridheizung kombiniert mindestens zwei verschiedene Wärmeerzeuger in einem gemeinsamen System, um die jeweiligen Stärken der Energieträger optimal zu nutzen. Meist wird ein erneuerbarer Wärmeerzeuger (wie eine Wärmepumpe oder Solarthermie) für die energieeffiziente Grundversorgung eingesetzt und mit einem konventionellen Erzeuger (wie einer Gas- oder Öl-Brennwertheizung) für Spitzenlasten an sehr kalten Tagen ergänzt.

Eine intelligente Steuerung entscheidet automatisch, welche Energiequelle je nach Außentemperatur und aktuellen Energiepreisen am wirtschaftlichsten und ökologischsten arbeitet.

Elektroheizung

Eine Elektroheizung ist ein Heizsystem, das elektrische Energie durch den ohmschen Widerstand von Heizleitern direkt in thermische Energie (Wärme) umwandelt. Sie benötigt kein zentrales Rohrleitungsnetz oder Brennstofflager, sondern wird direkt an das Stromnetz angeschlossen. Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen Direktheizungen (z. B. Infrarotpaneele oder Konvektoren), die die Wärme sofort an den Raum abgeben, und Speicherheizungen (z. B. Nachtspeicheröfen), die Wärme zeitversetzt speichern und bedarfsgerecht abstrahlen.

Schamotteheizung

Eine Schamotteheizung (oft auch als Schamottespeicherheizung oder Teilspeicherheizung bezeichnet) ist eine elektrische Heizung, die Schamotte – ein feuerfestes, stark wärmespeicherndes Keramikmaterial – als Speichermedium nutzt. Im Inneren des Geräts erwärmen elektrische Heizleiter den Schamottekern rasch auf hohe Temperaturen. Der Stein nimmt diese Energie auf und gibt sie anschließend auch nach Abschalten der Stromzufuhr über einen längeren Zeitraum als gleichmäßige Strahlungs- und Konvektionswärme an den Raum ab.

Ratgeber

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