Strahlungsheizung kontra Konvektionsheizung

Eine Strahlungsheizung ist effektiver als eine Konvektionsheizung (allgemein übliche Heizung). Warum ist die Strahlungsheizung effektiver?

Eine Strahlungsheizung erwärmt lediglich Gegenstände (einschließlich lebender Wesen). Die Wärmestrahlung (Infrarot-Strahlung) durchdringt die Luft, ohne diese zu erwärmen. Das ist am Besten an einem klaren sonnigen Tag im Winter zu spüren. Bekannt sind die Fotos aus Wintersportgebieten, in denen sich Skifahrer nur mit Badebekleidung sonnen, obwohl die Lufttemperatur Minusgrade hat.

Unterschiedliche Berechnungen des Wärmebedarfs beider Heizungsarten

Vereinfacht dargestellt wird bei der Berechnung des Wärmebedarfs für eine Konvektionsheizung das Volumen eines Raumes berechnet – Länge x Breite x Höhe. Das Volumen wird nun mit einer entsprechenden Wattleistung je Kubikmeter multipliziert. Unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Umfassungsfläche des Raumes ist die nötige Bedarfswärme für den Raum berechnet. Man kann auch sagen, es handelt sich hier um eine dreidimensionale Berechnungsweise.

Bei Strahlungsheizungen bedarf es einer weiteren Dimension, die ausschlaggebend für die enormen Energieeinsparungen ist; nämlich die ZEIT. Wo herkömmliche, also Konvektionsheizungen, im Einsatz sind, verläuft die Beheizungsphase langsam und träge. Bis die Umfassungsflächen erwärmt sind, kann es unter Umständen Stunden dauern. Hingegen bei Strahlungsheizungen verläuft die Beheizungsphase rasch. Sie beträgt nur Minuten, da hier dem Zeitfaktor keine wesentliche Rolle zugeordnet wird. Das liegt daran, dass Strahlungswärme (Photonen) kein Trägermedium zum Transport der Wärme benötigt. Die Konvektion benutzt jedoch die Luft als Transportmittel. Die Wärmeübertragung der Strahlungswärme geschieht in Lichtgeschwindigkeit. Somit ergibt sich eine ganz andere Sichtweise im Heizungswesen.

Durch längere Aufheizzeit braucht eine Konvektionsheizung mehr Energie

Würde eine Konvektionsheizung im Vergleich mit einer Strahlungsheizung einen identischen Raum beheizen und das in einer fest gelegten Zeit, so wäre eine erhöhte Konvektionswärmeleistung erforderlich, um die gleichen Heizergebnisse zu erreichen. Kurz gesagt: Die Strahlungsheizung benötigt 40 – 50% weniger Energie als eine Konvektionsheizung. Um nun den Zeitfaktor in die Berechnung der Strahlungsheizung einfließen zu lassen, bedarf es eines ganz einfachen Tricks. Dazu eine kurze Erklärung:

Wie bereits erwähnt, bewegt sich die Strahlungswärme in Form von Photonen in Lichtgeschwindigkeit durch den Raum. Mühelos und ohne Verlust trifft diese Strahlung auf feste und flüssige Stoffe auf und erwärmt diese. Jetzt kommt der geniale Effekt. Die Strahlungswärme wird nun zu einem gewissen Teil aufgenommen, gibt aber einen Teil wieder an die Umgebung ab. Das heißt, es entsteht eine Rückstrahlung, die wiederum aufgenommen und zu einem Teil wieder abgegeben wird. Dieses Hin und Her der Photonen bzw. der Strahlungsaustausch ist immerwährend, solange Wärmequellen vorhanden sind.

Jetzt der „Trick“! Da nun ein erhöhter Strahlungsaustausch durch die Strahlungsheizung erbracht ist und diese Photonen in Bewegung sind, kann die Strahlungs-Heizquelle entsprechend geschaltet werden, um das Gleichgewicht in der Wärmeentwicklung und Wärmebewegung zu gewährleisten.

Eine Neuentwicklung der Infrarot-Heizung bedient sich eines Energie-Effizienz-Schalters (EES). Dadurch wird die Infrarot-Heizung noch günstiger. Dieser EES schaltet nun das Strahlungsheizmodul bei Erreichen einer gewünschten Oberflächentemperatur ab. Die Strahlungsleistung der Heizplatte wird nun geringer, aber durch die bereits im Raum befindlichen Photonen gleicht sich die Wärmebewegung aus. Bis zu einer bestimmten Oberflächentemperatur heizt das Modul ohne Fremdenergie. Erst wenn der Ausgleich nicht mehr gegeben ist bzw. wenn die Oberflächentemperatur zu stark gesunken ist, schaltet sich das Modul wieder ein und es kommt wieder zu einer erhöhten Photonenbewegung. Dies geschieht natürlich nur so lange, bis eine angenehme Raumtemperatur erreicht ist und das Thermostat die Heizplatte komplett abschaltet.

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