© Dr. Rüdiger Paschotta

Zentralheizung

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Definition: eine Anlage, mit der ein ganzes Gebäude beheizt werden kann

Eine Zentralheizung ist eine Anlage, mit der ein ganzes Gebäude beheizt werden kann. Sie enthält eine Einrichtung zur bedarfsgerechten Herstellung von Niedertemperaturwärme sowie Vorrichtungen zur Verteilung der Wärme im Gebäude. In aller Regel erfolgt die Wärmeverteilung über ein Rohrleitungssystem, in dem warmes Wasser zirkuliert; nur selten wird Luft verwendet (Warmluftheizung) oder Wasserdampf (Dampfheizung).

Anstelle einer Zentralheizung können Etagenheizungen verwendet werden, die z. B. die einzelnen Stockwerke versorgen, oder auch Einzelraumheizsysteme (Einzelheizungen).

Wärmeerzeugung

Die Erzeugung von Wärme (fast immer Niedertemperaturwärme) in einer Zentralheizung ist mit unterschiedlichen Methoden möglich:

• Heizkessel erzeugen Wärme durch die Verbrennung von Brennstoffen wie Heizöl, Erdgas, Holzpellets oder Hackschnitzeln.
• Wärmepumpenheizungen entziehen einem kälteren Reservoir (z. B. dem Erdreich oder der Außenluft) Wärme, die sie in das Heizsystem einspeisen.
• Weniger verbreitet sind Solaranlagen, die Wärme mit Hilfe von Sonnenkollektoren gewinnen und in einem Warmwasserspeicher für kältere Zeiten speichern.

Der Wärmeerzeuger steht in den meisten Fällen in einem Kellerraum oder (z. B. bei Luft-Wasser-Wärmepumpen) manchmal im Freien. Manche Zentralheizungen arbeiten auch mit einer Wärmequelle weit außerhalb des Gebäudes (Fernwärme oder Nahwärme).

Die maximale Heizleistung hängt nicht nur von der Größe des Gebäudes und den klimatischen Verhältnissen ab, sondern sehr stark auch von der Qualität der Gebäudehülle. Ein Einfamilienhaus mit guter Wärmedämmung kommt in Mitteleuropa mit einigen Kilowatt aus, während es bei nicht vorhandener Dämmung auch mehr als 30 kW sein können.

Verteilung und Abgabe der Wärme im Gebäude

Die Verteilung der Wärme in einem Gebäude geschieht fast immer durch warmes Wasser, welches in einem Rohrleitungssystem zwischen dem Wärmeerzeuger und den Heizkörpern mit einer Umwälzpumpe bewegt wird. (Nur sehr selten wird stattdessen Wasserdampf oder heiße Luft verwendet.) Die Temperatur des aufgewärmten Wassers, welches zu den Heizkörpern strömt, wird Vorlauftemperatur genannt. Die Temperatur des zur Heizanlage zurückfließenden Wassers heißt Rücklauftemperatur. Die insgesamt übertragene Heizleistung hängt ab von der Differenz dieser Temperaturen und von der pro Sekunde umgewälzten Wassermenge.

Für die Abgabe der Wärme in die Räume gibt es unterschiedliche Möglichkeiten:

• Heizkörper (oft als Radiatoren oder Konvektoren bezeichnet) sind vom warmem Wasser aufgeheizte Geräte, die meistens an Wänden (häufig unter Fenstern) angebracht sind. Die Wärmeabgabe erfolgt einerseits über Wärmestrahlung, andererseits aber auch über aufsteigende Warmluft. Typische Vorlauftemperaturen für Radiatoren an kalten Wintertagen (mit Frost) liegen bei 40 bis 60 °C; die Vorlauftemperatur muss umso höher liegen, je höher der Wärmebedarf ist und je kleiner die Heizkörperflächen bemessen sind.
• Spezielle Hochleistungs-Konvektoren sind mit einem Ventilator für eine verstärkte Luftumwälzung versehen. Sie werden gelegentlich in großen Räumen eingesetzt, die bei Bedarf schnell aufgeheizt werden müssen.
• Bei einer Fußbodenheizung sind Heizschlangen im Fußboden untergebracht. Wegen der großflächigen Wärmeabgabe sind wesentlich niedrigere Vorlauftemperaturen von z. B. maximal 35 °C ausreichend.
• Bei einer Wandheizung sind die Heizschlangen in Wandflächen eingebaut. Nachteile im Vergleich zur Fußbodenheizung sind, dass die Wärmeabgabe durch Möbel stark behindert werden kann und dass der Behaglichkeitsvorteil eines erwärmten Bodens entfällt.

Wichtig für eine optimale Funktion der Anlage ist ein sorgfältiger hydraulischer Abgleich. Dies beeinflusst den Heizkomfort wie auch den Bedarf sowohl an Heizwärme als auch an elektrischer Energie.

Eine Wärmeabgabe erfolgt nicht nur über die vorgesehenen Heizkörper, sondern auch durch die Verteilungsrohre. Soweit die abgegebene Wärme in ohnehin beheizte Räume fließt, ist dies unproblematisch. Heizkörperthermostate berücksichtigen dies automatisch und reduzieren die Wärmeabgabe über die Heizkörper entsprechend. Jedoch geht häufig auch Wärme in unbeheizte Räume über, z. B. bei Rohrleitungen in Kellern, oder über die Außenwände (wenn darin Verteilungsrohre liegen) nach außen. Bei alten ungedämmten Häusern können die Verteilungsverluste erheblich sein, da eine Außenwärmedämmung fehlt und die Vorlauftemperatur meist hoch ist. Bei guten neuen Bauten dagegen sollten die Verteilungsverluste vernachlässigbar klein sein.

Regelung der Wärmeabgabe

Typischerweise wird die Wärmeabgabe einer Zentralheizung auf zwei verschiedene Arten geregelt:

• Eine zentrale Steuerungseinrichtung (z. B. am Heizkessel angebracht) steuert den Wärmeerzeuger so, dass die nötige Vorlauftemperatur erreicht wird. Die nötige Vorlauftemperatur wird dabei gemäß einer Heizkurve bestimmt. Häufig wird einfach der Wärmeerzeuger eingeschaltet, sobald die Vorlauftemperatur zu niedrig wird. Die Vorlauftemperatur wird umso höher gewählt, je niedriger die Außentemperatur ist. Im Nachtbetrieb wird sie häufig etwas abgesenkt (Nachtabsenkung).
• In den einzelnen beheizten Räumen wird zusätzlich die Heizleistung der Heizkörper reduziert, sobald die gewünschte Raumtemperatur erreicht ist.

Mit einer nur zentralen Steuerung würde die Raumtemperatur oft stärker vom Sollwert abweichen, da der Wärmebedarf der einzelnen Räume recht unterschiedlich sein kann, wenn z. B. nur einzelne Räume von der Sonne beschienen sind. Andererseits wird man auf die zentrale Steuerung über die Vorlauftemperatur kaum verzichten wollen, da eine unnötige hohe Vorlauftemperatur die Verluste der Verteilanlage erhöht und (vor allem bei Wärmepumpen) auch die Effizienz der Wärmeerzeugung beeinträchtigen kann.

Vor- und Nachteile von Zentralheizungen

In Mittel- und Nordeuropa sind fast alle Häuser mit Zentralheizungsanlagen ausgestattet, da dieses Konzept im Vergleich zu Etagenheizungen und vor allem Einzelraumheizungen mehrere Vorteile bietet:

• Die Kosten für den Bau und vor allem die Wartung sind niedriger (vor allem bei größeren Gebäuden), da nur ein einziger Wärmeerzeuger benötigt wird.
• Entsprechend ist auch die Umstellung auf eine andere Art der Wärmeerzeugung (z. B. von einem Heizkessel zur einer Wärmepumpe) viel einfacher möglich.
• Ein einzelner Wärmeerzeuger ist häufig energieeffizienter und umweltfreundlicher als mehrere kleinere. Beispielsweise sollten die Abgase eines modernen Holzkessels wesentlich weniger Schadstoffe enthalten als die von kleinen Einzelöfen.
• Ein hoher Wärme- und Bedienungskomfort ist mit geeigneten Regeleinrichtungen (z. B. Raumthermostaten) leicht erreichbar.

Es gibt aber auch Nachteile:

• Das Verteilsystem kann nach langer Betriebszeit Probleme verursachen, beispielsweise durch Verrosten oder Verstopfen von Leitungen oder durch Undichtigkeiten. Allerdings ist die Lebensdauer solcher Rohrsysteme meist sehr hoch (viele Jahrzehnte).
• Wenn mehrere Parteien ein Haus mit Zentralheizung bewohnen, muss eine Einigkeit über diverse Vorgänge wie die Beschaffung des Brennstoffs oder die gelegentliche Erneuerung der Heizanlage erzielt werden. Eine einzelne Partei hat nicht die Möglichkeit, auf eine andere Art der Beheizung umzustellen.

Bei Passivhäusern wird manchmal komplett auf eine Heizungsanlage verzichtet oder nur eine Art Notheizung für besonders kalte Tage eingesetzt.

Siehe auch: Heizkörper, Heizungs-Umwälzpumpe, hydraulischer Abgleich von Zentralheizungsanlagen, Heizkurve, Warmluftheizung, Wärme

Kategorie: Wärme

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