Aufbau und Funktionsweise einer Warmwasserheizung
Aus dem Inhalt:
Die Warmwasserheizung beschreibt eine weitverbreitete Art der Zentralheizung. Dabei erzeugt mindestens ein Wärmeerzeuger Heizwärme, die er anschließend auf das sogenannte Heizungswasser überträgt. Dieses strömt durch Rohre zu allen Räumen im Haus und gibt die mitgeführte Energie über Heizflächen an diese ab. Während das passiert, sinkt die Heizwassertemperatur und das Medium fließt zurück zum Kessel.
Wärmeerzeugung an einem zentralen Ort im Haus
Wärmeerzeuger haben eine zentrale Rolle in der Warmwasserheizung: Sie gewinnen thermische Energie, mit der sie das Heizungswasser auf die benötigte Vorlauftemperatur bringen. Zum Einsatz kommen dabei ganz unterschiedliche Technologien. Welche das sind und wie diese funktionieren, zeigt die folgende Tabelle.
| Wärmeerzeuger einer Warmwasserheizung | Eigenschaften |
|---|---|
| Öl- und Gasbrennwertheizung | Öl- und Gasheizungen verbrennen überwiegend fossile Rohstoffe. Dabei wandeln sie chemische Energie in nutzbare Wärme um. Effizient sind vor allem Geräte mit Brennwerttechnik. Denn diese gewinnen verborgene Energie aus dem Abgas und kommen mit einem geringeren Verbrauch aus. Vor allem Gasbrennwertheizungen sind platzsparend und für nahezu jedes Haus geeignet. |
| Holzvergaserheizung | Ein moderner Holzvergaser verbrennt Holzscheite, die Verbraucher in der Regel manuell in den Brennraum einlegen müssen. Er besitzt dazu zwei Brennkammern. Während das Holz in der ersten ausgast, brennen die Holzgase in der zweiten Kammer besonders heiß und sauber ab. Nachteil der Holzvergaser ist der hohe Platz- und Zeitbedarf. |
| Hackschnitzel- und Pelletheizung | Hackschnitzel- und Pelletkessel verbrennen Restholz in Form grob zerhackter Späne (Hackschnitzel) oder gleichförmig gepresster Stäbchen (Pellets). Die Anlagen sind mit Lager- und Fördertechnik ausgestattet und laufen vollautomatisch. Die Heizung arbeitet sparsam und komfortabel, benötigt aber sehr viel Platz im Aufstellraum. |
| Wärmepumpe | Auch Wärmepumpen liefern Energie für die Warmwasserheizung. Die Systeme funktionierten im Grunde wie ein Kühlschrank und machen kostenfreie Wärme aus der Luft, der Erde oder dem Wasser zum Heizen nutzbar. Damit das energiesparend funktioniert, sollte das Haus mit besonders niedrigen Vorlauftemperaturen auskommen. Erreichen lassen sich diese mit groß ausgelegten Heizflächen oder Flächenheizsystemen. |
| Stromerzeugende Heizung (BHKW) | Die stromerzeugende Heizung produziert nicht nur Heizwärme. Sie erzeugt auch elektrische Energie, die einen Teil des Strombedarfs im Haus selbst decken kann. Das sorgt für eine höhere Unabhängigkeit und nachhaltig sinkende Energiekosten. Durch hohe Anschaffungskosten lohnen sich Blockheizkraftwerke und Brennstoffzellen jedoch nur dann, wenn sie ausreichend Energie erzeugen. Voraussetzung dafür ist eine lange Laufzeit. Erreichen lässt sich diese, wenn der Wärmebedarf ganzjährig hoch ist. |
| Solarthermieanlage | Solarthermieanlagen wandeln kostenfreie Sonnenenergie in nutzbare Heizwärme um. Sie ergänzen in der Regel einen der vorgenannten Wärmeerzeuger (außer BHKW) und versorgen Trink- und/oder Heizungswasser mit wohliger Wärme. |
| Kaminofen mit Wassertasche | Ein Kamin- oder Pelletofen verbrennt Holz oder Pellets, um seinen Aufstellraum mit Wärme zu versorgen. Sind die Geräte mit einem zusätzlichen Wärmeübertrager ausgestattet, können sie auch die zentrale Warmwasserheizung mit thermischer Energie versorgen. Zum Einsatz kommen sie dabei in der Regel als Zusatzheizung. |
Moderne Anlagen setzten heute immer öfter auf mehrere Energieerzeuger. So lassen sich zum Beispiel Gasheizungen und Wärmepumpen, Gasheizungen und Solaranlagen oder Gas- und Holzheizungen miteinander verbinden. Die sogenannten Hybridheizungen kombinieren die Vorteile der einzelnen Wärmeerzeuger und sorgen für Komfort, Effizienz und Umweltverträglichkeit.
Übrigens: Solaranlagen, Holzheizungen und Hybridheizanlagen sind oft auch mit einem Pufferspeicher oder einem sogenannten Schichtladespeicher ausgestattet. Dabei handelt es sich um große, mit Heizungswasser befüllte Behälter. Diese nehmen die Wärme der Heizung auf, wenn im Haus kein Bedarf besteht. Sie bevorraten die thermische Energie für eine gewisse Zeit und sorgen für einen effizienten Heizbetrieb.
Wärmeverteilung über ein verzweigtes Rohrnetz
Haben die Wärmeerzeuger das Heizungswasser auf die benötigte Vorlauftemperatur gebracht, strömt es über ein verzweigtes Rohrnetz zu allen Heizflächen in der Anlage. Experten unterscheiden dabei die Warmwasserheizung mit Ein- und Zweirohrsystem.
- Eine sogenannte Einrohrheizung besteht aus einem Vorlauf, der nacheinander zu allen Heizflächen im Haus führt. Der Rücklauf des ersten Heizkörpers ist dabei der Vorlauf des zweiten. Hat sich das Wasser abgekühlt, strömt es vom letzten Heizkörper über den Rücklauf zurück zum Kessel. Die Anlagen wurden früher eingebaut, um Material und Kosten zu sparen. Sie lassen sich allerdings schlechter Regeln und kommen heute nicht mehr zum Einsatz.
- Anders sieht das bei der Warmwasserheizung mit Zweirohrsystem aus. Bei dieser ist jede Heizfläche mit einem eigenen Vor- und Rücklauf ausgestattet. Auf diese Weise arbeitet das System effizienter. Auch ein hydraulischer Abgleich, der für die zielgerichtete Wärmeverteilung im Haus sorgt, ist mit einer Zweirohr-Warmwasserheizung einfacher möglich.
Übrigens: Verschiedene Armaturen stellen sicher, dass die Warmwasserheizung unter allen Umständen zuverlässig läuft. So nimmt ein Membranausdehnungsgefäß zum Beispiel die Volumenänderungen des Heizungswassers auf. Diese entstehen, wenn sich das Heizungswasser durch unterschiedliche Betriebstemperaturen ausdehnt oder zusammenzieht. Steigt der Druck in der Heizung auf einen zu hohen Wert an, öffnet außerdem auch ein Sicherheitsventil. Das Bauteil lässt einen Teil des Wassers abfließen, um den Druck in der Warmwasserheizung zu senken.
Wärmeübertragung mit verschiedenen Systemen
Ist das Heizungswasser in den Räumen angekommen, strömt es durch die Heizflächen. Infrage kommen hier Heizkörper, Flächenheizsysteme sowie Lufterhitzer. Die folgende Tabelle zeigt, was die verschiedenen Systeme voneinander unterscheidet.
| Wärmeübertragung der Warmwasserheizung | Eigenschaften |
|---|---|
| Heizkörper | Heizkörper sind kompakte Heizflächen, die sich meist unter dem Fenster befinden. Sie werden vom Heizungswasser durchströmt, erwärmen sich und geben die Energie der Warmwasserheizung anschließend an die Räume ab. Damit das richtig funktioniert, liegt die Vorlauftemperatur in aller Regel bei mehr als 45 Grad Celsius. |
| Flächenheizung | Eine Flächenheizung verwandelt Wände, Decken oder Böden in große Heizflächen. Möglich ist das durch wasserführende Rohrleitungen, die unter den jeweiligen Oberflächen liegen. Sie erwärmen sich bei dem Betrieb der Warmwasserheizung und versorgen den entsprechenden Raum daraufhin mit sonnengleicher Strahlungswärme. Da Wand-, Decken- und Fußbodenheizungen meist große Heizflächen haben, bringen sie auch bei Vorlauftemperaturen von weniger als 45 Grad Celsius ausreichend Wärme in die Räume ein. Günstig ist das vor allem für Brennwert- und Umweltheizungen, die dadurch effizienter arbeiten. |
| Lufterhitzer | Lufterhitzer bestehen aus wasserführenden Wärmeübertragern und einem Ventilator. Im Betrieb der Warmwasserheizung übertragen sie die Wärme des Heizungswassers direkt auf die Luft im Raum. Lufterhitzer benötigen in der Regel Vorlauftemperaturen von mindestens 55 Grad Celsius und kommen überwiegend im gewerblichen Bereich zum Einsatz. |
Während Heizkörper vor wenigen Jahren noch Standard waren, entscheiden sich heute immer mehr Hausbesitzer für eine Warmwasserheizung mit Flächenheizsystem. In vielen Altbauten lässt sich sogar eine Fußbodenheizung nachrüsten. Wer die Maßnahme in Angriff nimmt, profitiert von einem höheren Heizkomfort und sinkenden Heizkosten.
Übrigens: Ob eine Boden-, Decken- oder Wandheizung im eigenen Zuhause einsetzbar ist, weiß ein Experte aus unserem Sanierungsforum.
Heizungsregelung sorgt für Effizienz und Komfort
Eine Heizung arbeitet nur dann sparsam und komfortabel, wenn sie ihre Leistung an den aktuellen Wärmebedarf im Haus anpassen kann. Möglich ist das mit einer funktionierenden Regelung. Infrage kommen grundsätzlich drei Systeme:
- die witterungsgeführte Regelung (passt die Vorlauftemperatur an die Außentemperatur an)
- die raumtemperaturgeführte Regelung (passt die Vorlauftemperatur der Heizung an die Raumtemperatur in einem bestimmten Führungsraum an)
- die Differenztemperaturregelung (passt die Leistung der Heizung an die Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur an; ist diese klein, besteht kein Bedarf im Haus und die Leistung sinkt)
Am gebräuchlichsten ist heute die witterungs- oder außentemperaturgeführte Heizungsregelung. Um die Warmwasserheizung besser an den eigenen Bedarf anpassen zu können, lässt sich diese mit verschiedenen Sensoren kombinieren. Messfühler können dabei auch die Windstärke oder die Temperatur in einem Führungsraum berücksichtigen.
Übrigens: Moderne Heizungen sind heute meist mit intelligenten Regelsystemen ausgestattet. Diese lernen das Gebäude zunächst kennen, bevor sie die Warmwasserheizung von selbst optimal an den eigenen Bedarf anpassen. Verbraucher können über Smartphones, Tablets oder PCs sogar aus der Ferne auf die Anlagen zugreifen und verschiedene Parameter bedarfsgerecht verändern. Intuitiv, einfach und ganz bequem vom Sofa aus.
Verschiedene Arten der Warmwasserheizung im Vergleich
Abhängig davon, wie das Heizungswasser durch das System zirkuliert, lassen sich heute grundsätzlich zwei Arten der Warmwasserheizung unterscheiden. So sind neben der weitverbreiteten Pumpen-Warmwasserheizung vereinzelt auch noch Schwerkraftheizungen im Einsatz.
Die Schwerkraftheizung kommt ohne Pumpe aus
Eine Schwerkraftheizung besteht aus Wärmeerzeuger, Wärmeverteilung und Heizflächen. Anders als bei modernen Systemen funktionieren die Anlagen jedoch komplett ohne Heizungs- oder Umwälzpumpe. Möglich ist das durch Rohrleitungen mit großen Nennweiten und hohe Systemtemperaturen. So steigt das Wasser in der Anlage nach oben, wenn es sich erwärmt. Es strömt durch Heizflächen, kühlt sich ab und fließt durch die zunehmende Dichte zum Kessel zurück. Denn dieser steht am tiefsten Punkt der Anlage. Durch groß ausgelegte Rohrleitungen und besondere Armaturen strömt das Heizungswasser mit geringen Druckverlusten durch die Anlage. Während eine Schwerkraft-Warmwasserheizung leise und ohne Strom funktioniert, ist das System auch sehr träge. Es funktioniert nur mit hohen Systemtemperaturen und lässt sich schlecht regeln.
Die Pumpen-Warmwasserheizung ist zuverlässiger
Heute sind vor allem Pumpen-Warmwasserheizungen im Einsatz. Diese bestehen ebenfalls aus Wärmeerzeuger, Wärmeverteilung und Heizflächen. Für die Zirkulation des Heizungswassers sorgt allerdings eine Pumpe. Die sogenannten Heizungspumpen passen ihre Leistung heute an den Wärmebedarf an und schicken nie mehr Wasser durch das System, als zur Deckung der Heizlast nötig. Pumpen-Warmwasserheizungen haben einen geringeren Wasserinhalt. Sie arbeiten zuverlässiger und effizienter.
Bekannte Alternativen zur Warmwasserheizung
Neben der Schwerkraft- und der Pumpen-Warmwasserheizung sind heute auch weitere Heizsysteme im Einsatz. Die folgende Tabelle zeigt, welche das sind und wie sie funktionieren.
| Alternative Heizsysteme | Funktionsweise |
|---|---|
| Einzelraumheizgeräte | Einzelheizgeräte sind zum Beispiel Kamine, Kachelöfen, Pelletöfen oder Gasheizöfen. Sie verbrennen feste oder gasförmige Rohstoffe und erwärmen damit hauptsächlich ihren Aufstellraum. Einige Anlagen fördern die vom Ofen erwärmte Luft über Kanäle auch zu anderen Räumen. |
| Warmluftheizung | Die Warmluftheizung ähnelt der Warmwasserheizung. Als Wärmeträgermedium kommt hier allerdings Luft zum Einsatz. Diese wird an einer zentralen Stelle im Haus erwärmt, über ein Kanalnetz zu den jeweiligen Räumen befördert und über Luftdurchlässe in diese eingeblasen. Gleichzeitig können Lüftungsgeräte verbrauchte Luft aus den Räumen absaugen, um diese gegen frische auszutauschen und/oder erneut zu erhitzen. |
| Elektroheizung | Die Elektroheizung ist zwar auch in Form einer Warmwasserheizung erhältlich, kommt meist jedoch als Einzelraumheizung zum Einsatz. Dabei wandeln Heizlüfter, elektrisch betriebene Heizkörper oder Flächenheizungen die elektrische Energie aus dem Stromnetz an Ort und Stelle in Heizwärme um, die sie dann direkt oder zeitversetzt in den Raum einbringen. |
Grundsätzlich lassen sich mehrere Heizungsarten auch miteinander kombinieren. So ergänzen Elektroheizungen und Einzelraumheizgeräte wie Kamine oder Kachelöfen in aller Regel eine zentrale Warmwasserheizung.
Vorteile und Nachteile einer Pumpen-Warmwasserheizung
Eine Pumpen-Warmwasserheizung arbeitet mit verschiedensten Wärmeerzeugern, die sich untereinander auch kombinieren lassen. Die Systeme sind effizient und sorgen bedarfsgerecht für warme Räume. Sie laufen meist vollautomatisch und verbrauchen durch eine moderne Regelung nie mehr Energie als nötig. Darüber hinaus stehen verschieden Arten von Heizflächen zur Verfügung, die sich beliebig kombinieren und anordnen lassen. Nachteilig ist der hohe Aufwand für die Wärmeverteilung. Die Systeme kosten in der Anschaffung oft mehr als einfache Elektroheizungen und sind regelmäßig zu warten. Außerdem ist ein hydraulischer Abgleich ratsam. Denn ohne diesen kann es zu Problemen in der Wärmeverteilung kommen.
Die folgende Tabelle zeigt die Vorteile und Nachteile einer Pumpen-Warmwasserheizung im Überblick:
| Vorteile der Pumpen-Warmwasserheizung | Nachteile der Pumpen-Warmwasserheizung |
|---|---|
| Wasser kann viel Energie speichern und mitführen | höhere Kosten bei der Anschaffung |
| verschiedenste Wärmeerzeuger sind möglich | höhere Kosten für die Wärmeverteilung |
| unterschiedliche Heizflächen sind verfügbar | Wärmeerzeuger sollten gewartet werden |
| Heizsysteme sind gut regelbar und effizient | ohne hydraulischen Abgleich sind Probleme in der Wärmeverteilung möglich |
| Anlagen laufen automatisch und komfortabel | Betriebskosten durch elektrische Pumpen |
Die Kosten einer modernen Warmwasserheizung
Wie viel kann eine Warmwasserheizung kosten? Diese Frage stellen sich viele Verbraucher. Eine pauschale Antwort ist jedoch kaum möglich. Denn die Gesamtkosten einer Heizungsanlage hängen von verschiedensten Faktoren ab. Neben der Größe und dem energetischen Zustand des Gebäudes, spielt dabei auch das regionale Preisgefüge eine Rolle. Wichtig sind natürlich auch die persönlichen Anforderungen an Qualitäts- und Ausführungsstandards. Grundsätzlich sind dabei jedoch die Positionen Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wärmeübertragung zu unterscheiden. Im Folgenden geben wir Richtwerte für die verschiedenen Bereiche.
Warmwasserheizung: Kosten für die Wärmeerzeugung
Geht es um die Wärmeerzeugung, unterscheiden sich die Kosten wohl am deutlichsten. Abhängig sind diese dabei vor allem von der Art und der Leistung der verschiedenen Heizgeräte. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über typische Preise für Ein- und Zweifamilienhäuser:
| Wärmeerzeuger | Kosten |
|---|---|
| Gasheizung inkl. Gasanschluss | 6.000 bis 10.000 Euro |
| Ölheizung inkl. Heizöltank | 8.000 bis 12.000 Euro |
| Pelletheizung | 14.000 bis 22.000 Euro |
| Wärmepumpe | 12.000 bis 25.000 Euro |
| Stromerzeugende Heizung | 16.000 bis 30.000 Euro |
| Solaranlage für Warmwasser | 3.000 bis 5.000 Euro |
| Solaranlage für die Heizung | 10.000 bis 14.000 Euro |
| Wasserführender Kaminofen | 2.000 bis 6.000 Euro |
Warmwasserheizung: Kosten für die Wärmeverteilung
Wie viel Bauherren und Sanierer für die Wärmeverteilung veranschlagen müssen, hängt grundsätzlich von der Gebäudegröße ab. Typische Richtwerte liegen hier bei 30 bis 50 Euro pro Quadratmeter Wohnfläche. Für ein Haus mit einer beheizbaren Fläche von 150 Quadratmeter entstehen also Kosten von 4.500 bis 7.500 Euro. Wichtig zu wissen ist, dass die Ausgaben für Material und Handwerker anfallen. Wer ein Teil der Arbeiten selbst übernimmt, kann hier viel sparen.
Warmwasserheizung: Kosten für die Wärmeübertragung
Darüber hinaus verursachen auch die Heizflächen Kosten bei der Installation einer zentralen Warmwasserheizung. Während Verbraucher bei einer Fußbodenheizung mit Ausgaben von 40 bis 70 Euro pro Quadratmeter rechnen können, kosten Heizkörper in gängigen Größen zwischen 100 und 300 Euro inkl. Zubehör und Montage.
Wichtig: Die Kosten einer Warmwasserheizung können individuell sehr stark variieren. Sicherheit bietet dabei allein das Angebot einer Heizungsfirma aus der eigenen Region. Passende Ansprechpartner finden Sie schnell und einfach über unser Sanierungsnetzwerk.
0 Kommentare