RP-Energie-Lexikon
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Zentralheizung

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

Englisch: central heating system

Kategorien: Haustechnik, Wärme und Kälte

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 27.04.2010; letzte Änderung: 21.10.2018

Zentralheizung
Abbildung 1: Aufbau eines einfachen Zentral­heizungs­systems. Erwärmtes Heiz­wasser wird in die Heiz­körper gepumpt, gibt dort Wärme ab und fließt zum Wärmeerzeuger zurück.

Eine Zentralheizung ist eine Heizungsanlage, mit der ein ganzes Gebäude beheizt werden kann. Sie enthält eine Einrichtung zur bedarfsgerechten Herstellung von Heizwärme (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).

Erst in der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg fanden Zentralheizungen eine weite Verbreitung. Dies hatte viel damit zu tun, dass Brennstoffe wie Heizöl und Erdgas breit verfügbar wurden und automatisch zu betreibende Brenner dafür erhältlich waren. In der Zeit davor wurde sehr viel mit Einzelöfen geheizt; es war damals nicht üblich, alle Räume eines Hauses in der kalten Jahreszeit ständig gleichmäßig warmzuhalten.

Wärmeerzeugung

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

Der Wärmeerzeuger steht in den meisten Fällen in einem Kellerraum oder (z. B. bei Luft/Wasser-Wärmepumpen) manchmal im Freien. In der Regel wird ein Wärmeerzeuger verwendet, der voll automatisch betrieben werden kann; eine Ausnahme sind manuell bestückte Holzkessel. Manche Zentralheizungen arbeiten auch mit einer Wärmequelle weit außerhalb des Gebäudes (Fernwärme oder Nahwärme).

In manchen Fällen wird mehr als ein Wärmeerzeuger verwendet; beispielsweise gibt es bivalente Anlagen mit zwei Wärmeerzeugern, z. B. eine Wärmepumpe für mildere Tage und ein Heizkessel für die kältesten Tage. Die Anzahl der Wärmeerzeuger ist jedoch normalerweise weitaus geringer als bei Gebäuden, die mit Einzelraumheizungen betrieben werden.

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 20 kW sein können. Ein Mehrfamilienhaus mit z. B. 10 Wohnungen benötigt normalerweise weit weniger als die zehnfache Heizleistung eines Einfamilienhauses, da bei einem größeren Haus das Verhältnis von Oberfläche und Volumen deutlich günstiger ist.

Verteilung und Abgabe der Wärme im Gebäude

Verteilungsverluste
Abbildung 2: Eine Wärmebildaufnahme deckt erhebliche Verteilungsverluste der Zentralheizungsanlage eines Altbaus auf. Hinter der Steigleitung (und ebenfalls hinter dem Heizkörper unter dem Fenster) wird die ungedämmte Außenwand erheblich wärmer und verliert entsprechend mehr Wärme nach außen.
Quelle: Sammlung “Wärmebilder 2007–2010” von André Masson.

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:

Häufig verlaufen waagrechte Vorlauf- und Rücklaufleitungen unter der Kellerdecke, und von dort aus verlaufen senkrechte Leitungen zu den einzelnen Heizkörpersträngen. Dies erlaubt allerdings nicht die Installation separater Wärmezähler für die einzelnen Stockwerke; das würde eine horizontale Verteilung auf den einzelnen Stockwerken erfordern. Gebräuchlich sind Zweirohrsysteme, bei denen wie in Abbildung 1 die einzelnen Heizkörper parallel an die Vorlauf- und Rücklaufleitungen angeschlossen werden. Es gibt jedoch auch Einrohrsysteme, wo die Heizkörper zumindest eines Strangs in Serie geschaltet sind und das Heizwasser bei Nichtbenutzung eines Heizkörpers an diesem vorbei fließen kann.

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:

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.

Manche Anlagen regeln die Vorlauftemperatur nicht nach der Außentemperatur, sondern nach der Temperatur in einem Referenzraum. In diesem darf die Heizung dann auf keinen Fall mit anderen Mitteln (etwa Heizkörperventilen) reduziert werden, da sonst die zentrale Regelung die Vorlauftemperatur für das gesamte Gebäude erhöhen würde. Eine Regelung mit Referenzraum ist nur dann sinnvoll, wenn alle beheizten Räume ähnliche Verhältnisse bezüglich nötiger Temperatur, Wärmeverlusten, Heizkörpergrößen und Sonneneinstrahlung haben, was häufig aber nicht der Fall ist.

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:

Es gibt aber auch Nachteile:

Bei Passivhäusern wird komplett auf eine eigentliche Heizungsanlage verzichtet und nur eine Art Notheizung für besonders kalte und trübe Tage eingesetzt.

Siehe auch: Heizungsanlage, Heizungserneuerung, Heizkörper, Heizungs-Umwälzpumpe, hydraulischer Abgleich von Zentralheizungsanlagen, Heizkostenverteiler, Heizkurve, Warmluftheizung, Wärme, solare Heizungsunterstützung
sowie andere Artikel in den Kategorien Haustechnik, Wärme und Kälte

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