Infrarotheizungen von IRH Infrarot Heizsysteme

● Enorme Kosteneinsparungen gegenüber anderen Heizsystemen möglich
● Optimale Alternative zu Öl-/ Gas-/ Pellet-Heizungen/ Wärmepumpe
● Ideale Lösung als Ersatz von Elektro-Nachtspeicheröfen
● Komfortable Steuerung für bestmögliche Energieeinsparung
● Angenehme Strahlungswärme wie vom Kachelofen
● Gleichmäßige Wärmeverteilung im ganzen Raum
● Gesundes Raumklima, keine trockene Heizluft
● Schafft spürbares Wohlfühlklima und Behaglichkeit
● Platz sparende und attraktive Wand-/Deckenbefestigung
● Geringer Montageaufwand, Thermostate überall einsetzbar
● LED-Beleuchtung möglich
● Auch mit Bildmotiv (Bildheizung) oder als Spiegelheizung erhältlich

HEIZEN – WO SIE WOLLEN

Infrarotheizung: Abmessungen und Heizleistung der Glas-IRH: (Bedarf: ab 40 W/m² Wfl.)
● 150 x 60 cm (Ø 1150-1350 W)
● 120 x 60 cm (Ø 800-1000 W)
● 90 x 60 cm (Ø 650-850 W)
● 60 x 60 cm (Ø 400-600 W)
● 30 x 60 cm (Ø 200-400 W)
● 150/120/90/60/30 x 30 cm
● Sondermaße / weitere Maße auf Anfrage

Infrarotheizung Anwendungsbereiche:
● Gesamtheizung
● Übergangsheizung
● Zusatz- / Arbeitsplatzheizung

Wirkungsweise von Infrarotheizungen

Herkömmliche Heizungen funktionieren über Lufterwärmung

Konvektion ist im gängigen Sprachgebrauch das Erwärmen von Luft und deren Transport durch Umwälzung in einem Raum. Dafür ist es notwendig, ein Temperatur- oder Druckgefälle zu erzeugen, denn nur dann kann Konvektion funktionieren. Die Folgen: warmer Kopf und kalte Füße, ein belastendes Raumklima mit trockener Luft und Staubaufwirbelung. Der Temperaturunterschied zwischen Boden und Decke kann 6 bis 9°C betragen. Außerdem ist Luft ein schlechter Wärmeleiter und ein schlechter Wärmespeicher.

Infrarotheizungen arbeiten mit gleichmäßiger Strahlungswärme

Strahlungswärme unterscheidet sich grundsätzlich von der Konvektionswärme, insbesondere dadurch, dass eben nichts transportiert wird. Strahlung ist an keinen Träger, wie z.B. Luft gebunden und hängt auch nicht von der Lufttemperatur in einem Raum ab. Genau wie Sonnenlicht wird Infrarotstrahlung, die auf die Haut auftrifft, sofort in Wärme umgesetzt. Die Oberflächentemperatur von Boden, Wänden, Decke und Gegenständen erhöht sich und gibt die gespeicherte Wärme wieder an den Raum ab. Die Raumtemperatur an Boden und Decke erwärmt sich daher nahezu gleich. Es findet keine Luftumwälzung (Konvektion) mehr statt. Die relative Luftfeuchtigkeit wird kaum beeinflusst. Dies führt dazu, dass die Raumtemperatur um ca. 3°C gesenkt werden kann (pro 1°C Temperatursenkung etwa eine Einsparung von 6% Heizenergie!), wobei das subjektive Wärmeempfinden jedoch gleich bleibt.

Luft, wie auch andere Gase, verhält sich diatherm (Wärmestrahlen durchlassend).

Gesunde Wärme durch langwellige Infrarotwärmestrahlung:

Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge von 6-14 μm wird auch als biogenetische Strahlung bezeichnet. Genau wie Sonnenlicht wird diese Wärmewelle vom Körper direkt aufgenommen und sofort als spürbare Wärme empfunden – Wohlfühlwärme wie von einem Kachelofen – behaglich und wohltuend.

als Spiegelheizung für Bad oder Flur 

oder als Bildheizung – rahmenlos und freistehend

Speckstein

Granit – grob 

Granit – Tiger 

Marmor

RAL-Farben/RAL-Glitter 

Das Auge 

Abstrakt

Mann+Frau

Seelandschaft

 Karibik 

Kaminfeuer

Infrarot-Heizpaneel
z.B. mit Bild / als Spiegel

Abmessungen z.B.:

• 140 x 60 cm (900 W)
• 120 x 60 cm (700 W)
• 110 x 60 cm (600 W)
•   90 x 60 cm (500 W)
•   70 x 60 cm (400 W)
•   60 x 40 cm (210 W)

(weitere Steindekore und Bildmotive für Infrarotheizungen auf Anfrage, Irrtümer und Änderungen vorbehalten)

Infrarotheizung Anwendungsbeispiele

Wand

Decke

Die wirklich innovative Wärmequelle So behaglich wie ein Kachelofen

Was ist Infrarotstrahlung?

Wärmestrahlung besteht aus elektromagnetischen Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 0,78  m und 1000 µm (Mikrometer) und ist zum größten Teil nicht sichtbar. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Wellenlängen und der daraus resultierenden Wirkungsweisen unterscheidet man 3 Arten von Infrarotstrahlen: IR-A = Kurzwelle (0,78-1,4 µm), IR-B = Mittelwelle (1,4-3 µm), IR-C = Langwelle (3-14 µm). Zum Vergleich: Licht hat eine Wellenlänge von 0,38-0,78 µm.

Sie ist in der Natur eine wichtige Art der Wärmeübertragung. Die Sonne ist die älteste und wohl auch bekannteste Strahlungsheizung. Sie produziert durch Kernfusion Energie und sendet diese als Strahlung mit verschiedenen Wellenlängen aus, unter anderem als Ultraviolettstrahlung (UV) – sichtbares Licht.

Die Sonnenstrahlen treffen auf die Erde und erwärmen diese tagsüber. Nachts, ohne Sonneneinstrahlung, gibt die Erdoberfläche wieder Infrarotwärme ab. Das ist auch der Grund, weshalb wir im Sommer nachts noch gemütlich auf der Terrasse sitzen können, obwohl keine Sonne mehr scheint. Die Infrarotstrahlen der Sonne erwärmen die Außenwände des Hauses und die Bodenfliesen, diese speichern die Wärmeenergie und geben sie in den Abendstunden wieder an die Umgebung ab.

Was bewirkt Infrarotwärmestrahlung?

Gesundheitsaspekte

• Mit einer Wellenlänge zwischen 6 und 14 µm wird sie auch als biogenetische Strahlung bezeichnet. Genau wie Sonnenlicht wird diese Wärmewelle vom Körper direkt aufgenommen und sofort als spürbar warm empfunden –Wohlfühlwärme wie von einem Kachelofen –behaglich und wohltuend.
• Wenn Sie auf die auf die Haut trifft, wird sofort in Körperwärme umgesetzt. Der Körper reagiert mit einer Erhöhung der Blutzirkulation, was insgesamt gefäßerweiternd wirkt und das erwärmte Blut optimaler im Körper verteilt.
• Menschen mit Erkrankungen der Luftwege (z.B. Asthma) und Rheuma empfinden durch Infrarotwellen erwärmte, staubarme Raumluft und stabile Luftfeuchtigkeit als besonders angenehm. Dies gilt auch für Kontaktlinsenträger.

Vergleich der Heizsysteme

Es gibt drei Arten, Wärme zu transportieren:

1. Wärmeleitung, die hier vernachlässigt werden soll
2. Wärmeströmung (Konvektion)
3. Wärmestrahlung (Infrarot-Wärmewellen)

Konvektion ist im gängigen Sprachgebrauch das Erwärmen von Luft und deren Transport durch Umwälzung in einem Raum. Dafür ist es notwendig, ein Temperatur- oder Druckgefälle zu erzeugen, denn nur dann kann Konvektion funktionieren. Die Folgen: warmer Kopf und kalte Füße, ein belastendes Raumklima mit trockener Luft und Staubaufwirbelung. Der Temperaturunterschied zwischen Boden und Decke kann 6 bis 9°C betragen. Außerdem ist Luft ein schlechter Wärmeleiter und ein schlechter Wärmespeicher.

Strahlungswärme unterscheidet sich grundsätzlich von der Konvektionswärme, insbesondere dadurch, dass eben nichts transportiert wird. Strahlung ist an keinen Träger, wie z.B. Luft gebunden und hängt auch nicht von der Lufttemperatur in einem Raum ab. Genau wie Sonnenlicht wird Infrarotstrahlung, die auf die Haut auftrifft, sofort in Wärme umgesetzt. Die Oberflächentemperatur von Boden, Wänden, Decke und Gegenständen erhöht sich und gibt die gespeicherte Wärme wieder an den Raum ab. Die Raumtemperatur an Boden und Decke erwärmt sich daher nahezu gleich. Es findet keine Luftumwälzung (Konvektion) mehr statt. Die relative Luftfeuchtigkeit wird kaum beeinflusst. Trockene und Partikel verwirbelnde Heizluft gehört der Vergangenheit an. Dies führt dazu, dass die Raumtemperatur um ca. 3°C gesenkt werden kann (pro 1°C Temperatursenkung etwa eine Einsparung von 6% Heizenergie!), wobei das subjektive Wärmeempfinden jedoch gleich bleibt. Luft, wie auch andere Gase, verhält sich diatherm (Wärmestrahlen durchlassend).

Wie wurde früher geheizt?

Die Geschichte der Heizung ist eine Geschichte der Strahlungsheizung. Abgesehen von der offenen Feuerstelle des Urmenschen wur de das Feuer später „ umhaust “, als offener Kamin bis hin zum Kachelofen. Eine besonders wirksame Variante war die auch heute wieder ins Bewusstsein gerückte Hypokaustenheizung (Fußbodenheizung) der Antike. Allen diesen Bauarten bzw. Systemen ist gemein, dass sie die Energie des Feuers zum mehr oder minder großen Teil als Strahlung aussandten.

Diese Strahlung erwärmt die umgebenden Wände, Einrichtungsgegenstände und den Menschen. Da eine Wand nicht sofort die gesamte Strahlungsenergie absorbieren kann, wird ein Teil sofort reflektiert –zur nächsten Wand usw. Als grober Richtwert kann gelten, dass 70% reflektiert und 30% absorbiert werden. Verschwindet die reflektierte Infrarotstrahlungswärme? Nein, die reflektierten Wärmestrahlen verteilen sich gleichmäßig auf alle anderen Wände und sonstigen Körper, bis ein Strahlungsausgleich geschaffen ist. Man spricht von Temperierung der Gebäudehüllflächen.

Der Mensch kann über die Haut etwa 99% der auf ihn einwirkenden Wärmestrahlen aufnehmen. Daher entspricht die Strahlungsheizung ganz besonders der menschlichen Konstitution und wird als angenehm empfunden.

Heutiger Stand der Gebäude-Heizungstechnik ist die im 20. Jahrhundert aufgekommene Dampf/Konvektions-/Warmluftheizung, die als Wärmemedium erhitzte Luft nutzt, die zum ständigen Zirkulieren im Raum gezwungen wird (Konvektion).

Vorteile einer Strahlungsheizung / Infrarotheizung

• Kein Keller, Tankraum, Öltank, Kamin oder Gas-Anschluss notwendig
• Keine Heiznebenkosten (im Einfamilienwohnhaus bis zu 500,- EUR jährlich) für Tankprüfung, Kaminfeger, Abgaskontrolle, Brennerservice, Wartung, Reparatur, Ersatzteile, Strom für Brenner und Pumpe, u.s.w.
• Keine Wartung –keine Abgase (CO2, Feinstaub)  Nahezu unbegrenzte Lebensdauer, da keine beweglichen Teile
• Der Wirkungsgrad der Produkte beträgt nahezu 100%
• Es wird keine Luft im Raum umgewälzt, dadurch wird kein Staub aufgewirbelt
• Die menschliche Lunge bleibt damit sauberer
• Auf Möbeloberflächen liegt weniger Staub
• Die Außenwände bleiben trockener
• Trockene Wände leiten weniger Energie nach draußen
• Keine Kondensation von Feuchtigkeit an den Außenwänden
• Schimmelbildung wird verhindert
• Oberflächentemperaturen von Boden, Wänden und Fenstern sind höher
• Keine Raumluftumwälzung (Konvektion) mehr, daher weniger Abkühleffekte an Fensterflächen
• Geringere Raumlufttemperaturen bedeutet gesündere Atmung
• Typisch sind 2-3°C geringere Raumlufttemperaturen bei Strahlungsheizung
• Pro 1°C abgesenkter Raumlufttemperatur Einsparung von ca. 6% Heizenergie
• Gleichmäßiges Raumklima, konstante Luftfeuchtigkeit und staubarme Raumluft
• Enorme Kosteneinsparungen gegenüber anderen Heizsystemen möglich

Diese energetisch äußerst günstige Konstellation aber kann nur eine Strahlungsheizung / Infrarotheizung leisten.

Abb.: Behaglichkeitsprofil aus Wand- und Raumlufttemperatur (nach Bedford und Leise)

Der Versuch im John B. Pierce Laboratory, USA, verdeutlichte das Ziel vernünftiger Heiztechnik:

Personen in einem Raum mit 50°C warmer Luft und gekühlten Wänden froren jämmerlich, während sie bei 10°C Lufttemperatur und erhitzten Wänden ins Schwitzen gerieten.

(Quelle: Techn. Info “Strahlungsenergie – die Ur-Energie, neu entdeckt, TT Technotherm GmbH, Nürnberg)

Verhalten von Fensterglas

Fensterglas lässt nur kurzwellige Sonnenstrahlung im Spektralbreich von etwa 0,3 –2,5 µm (Wellenlänge in Mikrometern) durch. Dies entspricht im Wesentlichen dem Strahlungsband des sichtbaren Lichts und der kurzwelligen Infrarotstrahlung. Ultraviolettstrahlung dringt nicht durch Fensterglas.

Die durch das Fenster in den Raum gelangte kurzwellige Strahlung erwärmt Fußboden, Wände, Mobiliar, etc. Diese festen Körper strahlen nun, wärmer werdend, ihrerseits langwellige Wärmestrahlung ab. Diese Temperaturstrahlung liegt bei Oberflächentemperaturen von 20 – 30°C in einem Wellenlängenbereich zwischen 3 und 40 µm. Das Maximum liegt zwischen 8 und 14 µm.

Das bedeutet, dass die kurzwellige Sonnenstrahlung das Glas passieren kann und im Wohnraum alle Gegenstände erwärmt. Die von den Gegenständen abgestrahlte, langwellige Infrarotstrahlung kann allerdings durch das Fensterglas nicht mehr entweichen, wird reflektiert und bleibt dem Raum erhalten.

Es ist unwesentlich, ob es sich um Einfachglas, Doppelscheiben oder Thermoglas handelt. Die Glasscheiben lassen zwar keinen Strahlungsdurchgang zu, leiten jedoch Energie von der warmen zur kalten Seite. Dieser Energietransfer ist abhängig von der Isolierqualität der Scheiben.

Infrarotheizungen – Technik:

Funktion

Das Wellness-Heizpaneel ist ein flaches Infrarot-Strahlungselement. Die Abstrahlfläche besteht aus gehärtetem Glas (ESG Sicherheitsglas). Die Glasplatte wird auf der Rückseite durch eine Heizschicht aufgeheizt und dadurch zur Strahlung angeregt. Die abgestrahlten Infrarot-Wärmewellen sind langwellig und werden daher als besonders angenehm empfunden.

Aufbau der Infrarotheizungen

Die beheizte Glasplatte ist rückseitig mit einem Mehrschicht-Dämmsystem ausgerüstet, wodurch die unerwünschte Erwärmung der Paneelrückseite auf ein Minimum reduziert bleibt. Als Fassung und dekorative Umrahmung der Glasplatte dient ein umlaufendes, silbern eloxiertes Aluminiumprofil. Die Rückwand aus Aluminiumblech schließt das Paneel sicher vor Zugriff und Wärmeverlust ab. Vier Aufhängeösen auf der Rückseite stellen den erforderlichen Abstand zur Wand oder Decke sicher.

Infrarotheizung Sicherheit

Ein eingebauter Sicherheits-Temperaturbegrenzer schaltet das Heizungspaneel bei Überschreiten der Sicherheitstemperatur automatisch ab. Die Wiedereinschaltung bei Unterschreiten der Sicherheitstemperatur erfolgt ebenfalls automatisch. Die maximale Oberflächentemperatur der Glasscheibe liegt bei maximal 125° Celsius, der laut DIN-Norm zulässigen Temperatur sogenannt er „ nicht – leitender Oberflächen“ . Das Berühren der Glasplatte ist ungefährlich, auch für Kinder und Haustiere, da die Wärmeleitfähigkeit von Glas nur gering ist.

Wartung / Reinigung der Infrarotheizungen

Das Paneel muss nicht gewartet werden. Es genügt, Glasfläche und Rahmenprofile gelegentlich feucht abzuwischen, evt. mit mildem Haushaltsreiniger. Die Reinigung sollte nur bei ausgeschaltetem und abgekühltem Paneel stattfinden. Bitte keinen starken Druck auf die Glasplatte ausüben.

Montage der Heizpaneele

Die Heizpaneele können beliebig horizontal oder vertikal montiert werden, je nach erforderlicher Einbausituation. Energetisch ist die horizontale Anordnung am günstigsten, weil der Anteil der per Konvektion abgegebenen Wärme am geringsten ist. Bei Deckenmontage sollte darauf geachtet werden, daß das Infrarotheizungen nicht direkt über einem Dauersitz oder Dauerarbeitsplatz angebracht wird.

Häufig gestellte Fragen und Behauptungen zur Strahlungsheizung (FAQ)

1. Vorne wird es heiß und hinten friert man

Alle festen Körper, Wände, Möbel, Gebrauchsgegenstände sowie Menschen und Tiere sind Temperaturstrahler. Nur Gase –wie z.B. Luft –strahlen nicht. Alle festen Körper stehen miteinander in ständigem Strahlungsaustausch. Dabei gilt, dass immer der wärmere Körper den kälteren warm macht. Nach einiger Zeit gleichen sich die Temperaturen an.

2. Strahlungsheizung ist schwer regelbar und träge

Moderne Strahlungsheizungen / Infrarotheizungen sind genauso direkt regelbar wie der bekannte Warmwasser Heizkörper mit Thermostat. Dabei kann sowohl die Oberflächentemperatur wie auch die Raumtemperatur über einen Raumthermostaten geregelt werden. Der deutlich positive Unterschied besteht allerdings darin, dass alle angestrahlten Körper, z.B. Wände, zueinander keine hohen Temperaturunterschiede aufweisen, sondern alle Raumteile fast gleichmäßig temperiert sind.

3. Strahlungsheizung funktioniert nur im Massivbau

Es ist unerheblich, aus welchem Material der angestrahlte Körper bzw. die Wand besteht; er strahlt immer mit seiner Oberflächentemperatur. Unterschiede bestehen nur in der Wärmespeicherfähigkeit des Materials: Eine massive Wand kann mehr Wärme speichern als die dünne Plattenwand eines Fertighauses. Allerdings dauert die Aufheizung der Massivwand im Vergleich zur Plattenwand auch entsprechend länger.

4. Mit der Infrarotheizung erwärmte Außenmauern führen zu höheren Energieverlusten

Das Gegenteil ist der Fall. Mittels der Strahlungswärme wärmt sich die Außenmauer auf und trocknet aus. Je geringer die Restfeuchtigkeit in der Außenmauer ist, umso weniger Wärme kann nach außen abfließen. Der damit vermiedene Wärmeverlust muss nicht mehr durch das Heizsystem ausgeglichen werden, wird also eingespart.

5. Strahlungsheizungen lassen die Luft kalt, daher friert man

Wie im Schaubild des Behaglichkeitsprofils dargestellt, wird es vom Menschen als angenehmer empfunden, wenn die umgebenden Wände und Gegenstände ein höheres Temperaturniveau aufweisen als die Raumluft. Umgekehrt gilt, dass der Einfluss sehr kalter Wände auch durch höhere Raumtemperaturen nicht ausgeglichen werden können. Der Mensch empfindet den Raum trotzdem als kühl. Typische Oberflächentemperatur einer Außenwand bei Konvektionsheizung: ca. 15°C. Vergleichswert bei Strahlungsheizung: ca. 20°C.

6. Bei Stromausfall funktioniert meine Heizung nicht mehr

Stimmt! Die Heizung funktioniert genauso wenig wie jede Gas-, Öl-, Pellets- oder Wärmepumpenheizung mit ihren Umwälzpumpen und elektronischen Steuerungen.

7. Strom ist doch zum Heizen zu teuer

Diese Aussage ist im Wesentlichen nur für elektrische Nachtspeicher-Heizungen richtig. Strahlungsheizungen benötigen für die Erwärmung des Raumes insgesamt weniger Energeieinsatz, da sie keine Raumluft erwärmen und das Gebäude trocken halten. Ein trockenes Gebäude verliert weniger Energie an die Umwelt.

Elektrischer Strom unterliegt zwar Preisschwankungen, ist aber weniger anfällig für marktpolitische Eingriffe und spekulative Beeinflussung als Öl oder Gas. Hinzu kommt, dass Öl und Gas oft aus geopolitisch kritischen Regionen stammen, während das Angebot an elektrischer Energie kleinräumig und dezentral verfügbar ist. Die wachsende Menge an regenerativ erzeugtem Strom vergrößert diese Verfügbarkeit künftig noch.

Haben Sie eine Photovoltaik / Solaranlage auf Ihrem Dach? Falls ja, dann sind Sie Ihr eigener Stromlieferant und produzieren Ihren eigenen, sauberen und umweltfreundlichen Ökostrom.

In Verbindung mit Ökostrom ist eine Infrarotheizung die denkbar sauberste Heizung!

Sie haben noch Fragen? Sie wollen eine Infrarotheizung kaufen?

Dipl.-Inf. (FH) Edwin Friedel, Ihr Energieberater.

Schreiben Sie mich an!

Strahlungsheizung – Heizen wie die Sonne mit IRH Infrarotheizungen

Die folgenden Ausführungen für den Infrarotbereich wurden teilweise aus der Zeitschrift ‘Raum & Zeit’, Ausgabe Nr. 144, Nov/Dez. 2006 übernommen. Es handelt sich um einen Artikel von Prof. Dr.-Ing. habil. Claus Meier, Nürnberg.

• Die Strahlungsheizung eröffnet als humane Alternative völlig neue Wege in der Heiztechnik und hilft auch Kosten zu sparen. Als Gegenpol zur Konvektionsheizung nimmt sie eine Position ein, die dieser in jeder Hinsicht weit überlegen ist. Eine Strahlungsheizung funktioniert eben durch Strahlung und vor allem durch niedrige Oberflächentemperaturen. Vorstellungen konvektiver Heiztechnik sind auf die Strahlungsheizung nicht übertragbar.
• Die konvektiv ausgerichtete Heizanlagenpraxis und die DIN-Normen berücksichtigen die Vorzüge der Strahlungsheizung leider nicht. Im Gegenteil, sie wehren sich vehement gegen diese für den Menschen so segensreiche radiaktive Heiztechnik und forcieren lieber die für den Nutzer äußerst nachteiligen konvektiven Heizungen.
• Mit den üblich gewordenen Konvektionsheizungen wird leider eine widersinnige, energieaufwändige, Gesundheit gefährdende und äußerst kundenfeindliche Heiztechnik der Hersteller protegiert.
• Die Heiztechnik der Zukunft heißt Strahlungsheizung; sie muss für temperierte Umfassungsflächen sorgen, die Raumlufttemperaturen laufen dann parallel nebenher und sind zweitrangig.

Die steigenden Energiepreise heizen derzeit wieder die Debatten hierzulande an. Otto Normalverbraucher schimpft auf die ausländischen Gas- und Öllieferanten, Politiker und Industrie beschwören die Atomkraft. Energiesparen wird dagegen kaum umgesetzt.

Dabei bietet sich beim Heizen eine sparende Alternative an: die Strahlungsheizung oder Infrarotheizung.

Sie verbraucht nicht nur weniger Energie, sie schafft auch mehr Behaglichkeit und vermeidet Schimmelbildung. Allerdings wird sie von interessierten Kreisen auf kleiner Flamme gehalten – mit unverfrorenen Mitteln.

Das oberste Ziel der Heiztechnik ist es, besonders die Behaglichkeit zu gewährleisten, die vor allem ein Zusammenspiel von Raumlufttemperatur und Wandoberflächentemperatur ist.

Die Behaglichkeitstemperatur liegt etwa in der Mitte beider Temperaturen. Um Behaglichkeits-kriterien zu erfüllen, benötigt eine Raumtemperatur von zum Beispiel 20 Grad C eine Wand-temperatur von 16 Grad C (dies wären die Verhältnisse bei einer Konvektions- oder Luftheizung). Denkbar wäre aber auch eine Wandtemperatur von zum Beispiel 22 Grad C, die dann eine Raumlufttemperatur von nur 15 Grad C erforderlich macht (Strahlungsheizung).

Diese energetisch äußerst günstige Konstellation aber kann nur eine Strahlungsheizung leisten:

Der Versuch im John B. Pierce Laboratory, USA, verdeutlichte das Ziel vernünftiger Heiztechnik:

Personen in einem Raum mit 50°C warmer Luft und gekühlten Wänden froren jämmerlich, während sie bei 10°C Lufttemperatur und erhitzten Wänden ins Schwitzen gerieten.

(Quelle: Techn. Info “Strahlungsenergie – die Ur-Energie, neu entdeckt, TT Technotherm GmbH, Nürnberg)

Abb.: Behaglichkeitsprofil aus Wand- und Raumlufttemperatur  (nach Bedford und Leise)

Warum ist es so?

Die physikalischen Grundlagen beider Heizsysteme sind völlig verschieden. Während bei der Konvektionsheizung (Luftheizung) zum Wärmetransport die Wärmeströmung von warmer Luft wirksam wird (Thermodynamik), vollzieht sich bei einer Strahlungsheizung (Infrarotheizung) der Wärmetransport ohne irgendein Transportmedium nur durch Strahlung (Quantenmechanik).

Die Wärmestrahlung ist physikalisch somit etwas ganz anderes als die Wärmeströmung.

Die Strahlungsgesetze lassen sich nicht aus der klassischen Physik (Thermodynamik) herleiten, sondern erfordern die Annahme einer Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlungsenergie durch den Schwarzen Strahler in Energiequanten.

Die Annahme gab den Anstoß zur Entwicklung der Quantentheorie. Es musste damit von Max Planck ein radikaler Bruch mit den Vorstellungen der klassischen Wärmelehre vollzogen werden. Somit lässt sich Strahlung auch nicht mit Mitteln der klassischen Wärmelehre, die mit Temperaturdifferenzen operiert, beschreiben.

Das Phänomen Strahlung ist ja durch die Sonne recht geläufig. Infrarotwärmestrahlung ist eine elektromagnetische Welle wie das Licht, der Strom, die Mikrowelle, die Radiowellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen.

Die als Infrarotstrahlen für Heizzwecke mit Temperaturen von circa 20 bis 80 Grad C in Frage kommenden Wellenlängen liegen im schmalen Band von 3 bis etwa 50 µm. Sie sind sofern völlig gefahrlos. Eine elektromagnetische Beeinträchtigung der Gesundheit ist bei der Wärmeinfrarotstrahlung auszuschließen und auch Elektrosmog liegt nicht vor.

Da feste Körper in der Lage sind, Wärmestrahlen zu absorbieren und auch auszusenden (Emission), wird die Strahlungsenergie von diesen zugleich absorbiert und emittiert.

Wärmestrahlung erwärmt keine Luft, sondern nur feste und flüssige Körper. Die Raumluft ist durchlässig für Wärmestrahlen und bleibt deswegen kühl und angenehm. Die Erwärmung angrenzender Luftschichten erfolgt demzufolge konvektiv (indirekt) durch die wärmeren Oberflächen.

Infolge der ruhenden Luft (keine Staubaufwirbelung) wird eine geringe Luftwechselrate ermöglicht. Es muss nicht so oft gelüftet werden, was wiederum Energie spart. Eine Infrarotwärmestrahlung mit einer Wellenlänge großer als 2,7 µm durchdringt kein normales Glas. Bei einer Strahlungsheizung genügt also normales Fensterglas. Wärmeschutzgläser mit kleinem U-Wert werden damit überflüssig.

Mit diesen Besonderheiten ergeben sich bei Wärmewellenheizung gegenüber einer Konvektionsheizung bereits entscheidende Vorteile wie Heizkosten Einsparung.

Diese werden jedoch in der praktizierenden Heiztechnik und angewandten Bauphysik nicht beachtet und strikt ignoriert

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Die Strahlungsleistung und Strahlungsaustausch

Die Strahlungsleistung einer temperierten Fläche gehorcht dem Stefan/Bolzmann-Gesetz, das heißt, sie ist proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur einer Oberfläche. Darin liegt der entscheidende Vorteil, denn unabhängig von Umgebungstemperaturen werden, bedingt allein nur durch die Oberflächentemperatur, Wärmestrahlen emittiert.

Eine Konvektionsheizung dagegen braucht zum Funktionieren „Übertemperaturen“. Die Wärmeleistung ist somit proportional zur Temperaturdifferenz zwischen Heizkörper und Raumluft. Derartige Übertemperaturen sind bei einer Strahlungsheizung unsinnig, da die Wärmeleistung allein nur durch die absolute Temperatur der Strahlfläche bestimmt wird.

Alle Oberflächen im Raum absorbieren und emittieren Wärmestrahlen. Die höher temperierte Fläche gibt an die niedriger temperierte Fläche Energie durch Strahlung ab. Umgekehrt geschieht dasselbe. Durch den Strahlungsaustausch gleichen sich die Oberflächentemperaturen im Raum an, absorbierte und emittierte Wärmeenergie sind dann gleich groß. Es entstehen gleichmäßig temperierte Flächen einschließlich der Möbel – man fühlt sich wohl und behaglich.

Die praktische Umsetzung einer Elektroheizung als Infrarotheizung

Bei Kenntnis der Vorzüge einer Strahlungsheizung wird natürlich stets die Frage gestellt, wie denn nun solch eine hervorragende Heizung aussieht. Bereits in den Thermen der Römer wurden Rauchgase durch Fußboden- und Wandkanäle geleitet, wodurch sich Fußboden und Wände erwärmten und damit für ein angenehmes Strahlungsklima sorgen konnten.

Die Aufgabe einer Elekto-Strahlungsheizung besteht also einzig und allein darin, temperierte Flächen zu schaffen, die dann durch ausgesendete Wärmestrahlung ein angenehmes Raumklima gewährleisten.

Für die Lage der Strahlflächen bieten sich die Decke (Deckenheizungen), der Fußboden (Bildheizungen) und die Wände (Spiegelheizungen) an. Die günstigste Strahlrichtung für den aufrechten Menschen ist die waagerechte. Insofern müssen die senkrechten Strahlflächen an den Wänden platziert werden.

Literatur zum Thema Infrarotheizung, Elektroheizung als Heizungsart:

• Eisenschink, Alfred: Strahlungsklima aus Türfutter, Sanitär und Heizungstechnik
• Eisenschink, Alfred: Falsch geheizt ist halb gestorben, Fehler der Fachbetriebe bei der Wohnraumlüftung.
• Lüscher, Edgar: Moderne Physik, Serie Piper
• Meier, Claus: Humane Strahlungwärme als energiesparende Heizungstechnik (redwell)
• Meier, Claus: Die Behaglichkeits-Maxime. Heiztechnik: Strahlungsheizungeun als Alternative zur Konvektionsheizung (thermowell) und Solarthermie. Bauen im Bestand – Bautenschutz und Bausanierung.
• Meier, Claus: Richtig Bauen – Bauphysik im Zwielicht – Heizkosten Probleme und Lösungen.
• Meyers Lexikon „Technik und exakte Naturwissenschaften“
• Raiß, Wilhelm: H. Rietschels Lehrbuch der Heiz- und Lüftungstechnik.
• Tipler, Paul A.: Physik. Spektrum Akademischer Verlag
• Zeitschrift Raum und Zeit: www.raum-und-zeit.com