Hohe Oberflächentemperatur = hohe Strahlungs-Wärmeleistung. Eine hohe Strahlungsleistung ergibt sich aus einer hohen Oberflächentemperatur des Heizkörpers. Je höher, desto besser – siehe unten:
Bei der Anwendung der Stephan-Bolzmann-Formel ergeben sich hohe Strahlungsleistungen, weil es sich hier um elektromagnetische Strahlung eines schwarzen Körpers im Infrarotbereich handelt. Eine derart hohe Leistung hängt nach quantenmechanischen Regularien allein von der absoluten Oberflächentemperatur der strahlenden Fläche ab.*
* nach Prof. Dr. Ing. Claus Meier: „Phänomen Strahlungsheizung“, Kapitel 3.7, Seite 30
Im Gegensatz zur Vorderseite sollte die Rückseite eines Heizelementes Temperaturen nahe der Raumtemperatur aufweisen. Jedes Grad an Wärme, welches nach hinten strahlt, bedeutet Energie- und Effizienzverlust des Heizelementes. Es verringert außerdem die vordere Abstrahltemperatur, wodurch der Wirkungsgrad nochmals verringert wird.
Empfehlung zum Energiesparen: Verwende nur Produkte, bei dem Du die Oberflächentemperaturen und den Wirkungsgrad nach DIN kennst !
Lichtstrahlen, also auch Infrarotstrahlen, breiten sich von einer geraden Fläche im Winkel von 120° im Raum aus. Wenn die Fläche gebogen ist, vergrößert sich dieser Winkel. Das wirkt sich effizienzsteigernd insbesondere in Kombination mit einer hohen Strahlungstemperatur aus. Es wird eine große Fläche des Raumes gleichmäßig erwärmt.
Gleichzeitig wird die Reflektionsfläche stark vergrößert, so dass sich die außerhalb des Strahlungswinkels liegenden Raumteile schnell erwärmen. AbegSun Heizkörper nutzen diesen Effekt. Sie haben einen Strahlungswinkel von 147 Grad. In 2,5 Metern Entfernung wird so von dem AbegSun Heizelement mit 120 cm Länge und 60 cm Breite eine Fläche von 33 m² bestrahlt und erwärmt.
Sind die Heizelemente an der Decke montiert, strahlen sie bei der hohen Strahlungstemperatur von AbegSun bis auf den Fußboden hinunter und erzeugen dabei den Effekt der Erwärmung nach dem Prinzip der Fußbodenheizung.
Wenn sich ein Infrarot-Heizelement einschaltet, wird sofort entsprechend seiner Leistung der volle Strom verbraucht. Die volle Wärme ist aber erst nach Beendigung der Aufheizzeit vorhanden. Diese Aufwärmphase muss also möglichst kurz sein, um die Energieverluste klein zu halten.
AbegSun Heizkörper haben eine extrem kurze Anheizzeit. Sie erreichen bereits nach ca. 120 Sekunden eine durchschnittliche Vorderseitentemperatur von 100° Celsius. Das wird erreicht durch eine 3-schichtige, aber nur 0,8 mm dicke Heizfläche ohne jegliche vordere Verkleidung. Sie kann mehrere 100 Grad Hitze aushalten, so dass sich eine für den Wirkungsgrad des Heizelementes wichtige hohe Oberflächentemperatur einstellen lässt.
Da die Vorderseite nicht durch Blech, Schiefer, Marmor oder Glas verkleidet ist, findet kein verlustbringender Materialwechsel bei der Wärmeabgabe statt. Die Wärmestrahlung geht ohne Hindernisse direkt in den Raum hinein. Auch dort erwärmt sie nicht als Zwischenträger die Raumluft, sondern direkt die Personen und Gegenstände, die sich im Bereich des Strahlungswinkels befinden.
Die Wärmeteilchen (Photonen), die nicht absorbiert werden, werden reflektiert und bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit bis in jede Ecke des Raums bis die gesamte Wärme aufgenommen wurde. Als Nebeneffekt ist dadurch eine Schimmelbildung ausgeschlossen.
Besteht ein Infrarotheizelement aus einem dicken Material oder ist es durch ein anderes Material aus optischen Gründen verkleidet (Blech, Schiefer, Marmor, Glas usw.), kann sich die Anheizzeit extrem verlängern. Des weiteren findet ein Materialwechsel statt, der zu weiteren Verlusten des Wirkungsgrades führt.
Hierbei muss bedacht werden, dass Energieverluste von wenigen Prozent oder wenigen Grad Celsius über die Nutzungsdauer von Tagen, Wochen, Monaten und auch Jahren immense finanzielle Auswirkungen haben können.
Wegen der für die Effizienz erforderlichen hohen Temperaturen stellt ABEG keine Infrarot-Heizkörper als Bilder, Handtuch-Heizkörper oder Schiefertafeln her. Insbesondere, wenn diese als Bilder über einer Sitzgelegenheit, z. B. einem Sofa, montiert sind, müssen sie wegen der möglichen Nähe von Köpfen von Personen niedrige Strahlungstemperaturen von unter 90°C aufweisen. Sie wären sonst gesundheitsschädlich.
Es ist wissenschaftlicher Konsens, dass Heizkörper mit einer Oberflächentemperatur unter 90°C nicht als Infrarotheizkörper gelten, weil die Anteile an uneffizienter Konvektionswärme überwiegen. Sie haben einen schlechteren Wirkungsgrad gegenüber Heizelementen mit hohen Oberflächentemperaturen. Das Gleiche trifft zu, wenn der nach DIN geprüfte Wirkungsgrad unter 40% liegt.
Die Temperatur eines Infrarot-Heizelementes wird durch Intermittieren (Ein- und Ausschalten) geregelt. Ist die gewünschte Wohlfühl-Temperatur erreicht, wird der Heizkörper manuell oder besser automatisch, durch einen Thermostaten ausgeschaltet.
Kühlt sich die Umgebungsluft ab, schaltet sich die Heizung wieder ein. Nach und nach wird die Einschaltzeit durch die Raumerwärmung immer kürzer, die Auszeit immer länger. Insgesamt ergeben sich innerhalb eines Tages nur kurze Gesamt-Einschaltzeiten des Heizelementes (40-50%).
Hält man sich nur im Strahlungsbereich des Elementes auf, ist die Gesamt-Heizzeit am kürzesten, der Verbrauch am geringsten. Dafür muss der Thermostat natürlich dort auch aufgestellt sein, damit er regeln kann. Will man den Raum insgesamt erwärmen, wird der Thermostat außerhalb des Strahlungswinkels aufgestellt. Der Thermostat sollte einen Aufstellfuß haben und nicht an der Wand montiert sein.
Ist keine Person im Raum, kann über den Thermostaten komplett abgeschaltet werden. Der Verbrauch ist gleich null.
Die Wohlfühltemperatur kann bei einer Infrarotheizung um 1,5 bis 2 Grad Celsius gegenüber der Raumtemperatur einer Konvektionsheizung niedriger eingestellt werden. Dieser Einspareffekt beruht darauf, dass sich bewegende Luft kühlend wirkt, und eine höhere Raumtemperatur bei einer Konvektionsheizung erforderlich macht.
Durch die niedrigere Raumtemperatur der Infrarotheizung verringern sich des weiteren die Transmissionswärmeverluste durch Wände, Fenster und Türen, – ein weiterer Effizienzgewinn der Infrarotheizung, der bei einer Konvektionsheizung nicht erreicht wird.
Mit einer Strahlungsheizung kann man sich im Bereich des Strahlungswinkels auf Wohlfühltemperatur erwärmen, auch wenn im Raum daneben Minustemperaturen herrschen. Nun könnte man annehmen, dass eine gute Wärmedämmung eines Hauses nicht mehr erforderlich ist.
Theoretisch stimmt das. Es ist nur nicht praxisgerecht, weil man eine ungefähr gleichmäßige Temperatur überall im Raum haben will. Das erreicht man wirtschaftlich nur bei guter, besser noch, sehr guter Wärmedämmung. Außerdem wollen wir auch im Sommer angenehme Temperaturen haben, ohne sofort eine Klimaanlage anschaffen zu müssen.
8. Missachtung der volkswirtschaftlichen Bedeutung von Infrarotheizungen durch die GesetzgebungEine Infrarot-Heizung ist auf Grund neu entwickelter Techniken und Materialien so wirtschaftlich, dass sie als Vollheizung für jedes Gebäude geeignet ist. Sie ist wirtschaftlich im Verbrauch und extrem günstig in der Anschaffung. Es ist die einzige Heizungsart für die es eine in einer DIN geregelte Wirkungsgradmessung gibt.
In anderen europäischen Städten, z. B. in Wien, sind bereits ganze Wohnblöcke mit Infrarot-Decken-Heizkörpern ausgestattet worden. Eines der größten Neubau-Wohnkomplexe in Österreich ist komplett mit Infrarot-Deckenheizkörpern geplant. Die Kosteneinsparungen sind immens!
In Holland werden mehrere Reihenhaussiedlungen mit Förderung durch den Staat mit Infrarotheizungen ausgestattet. In Deutschland sind beim Gesetzgeber offensichtlich die dringend notwendigen Kosteneinsparungen bei Neubau und Sanierungen noch nicht im Fokus.
Und – es kommt noch besser! Im neuen GEG-Gesetz der Bundesrepublik können Infrarot-Vollheizungen nur in selbst bewohnten Ein-/Zweifamilienhäusern oder bei Mehrfamilienhäusern nur in Verbindung mit einer Photovoltaik-Anlage genehmigt werden. Man hat hierbei nicht berücksichtigt, dass es moderne, neu entwickelte Infrarotheizungen mit maximal möglichem Wirkungsgrad gibt und dieses nach DIN nachgewiesen werden kann.
Diese verbrauchen so viel weniger Energie, dass Infrarotheizungen jedem anderen Heizsystem in Wirkungsgrad und Anschaffungskosten weit überlegen sind. Wir sind als Ingenieure und Handwerker nach den Bedingungen der VOB (Verdingungsordnung für Bauleistungen) den „Neusten Regeln der Bautechnik“ verpflichtet. Wir dürfen auf Grund dessen die Vorgaben im GEG nicht anwenden. Diese sind, so traurig es ist, schon mit ihrem Erscheinen veraltetet.
Bei Wärmepumpen gibt es diese gesetzlichen Beschränkungen nicht, obwohl es dort keine Wirkungsgradmessungen gibt. Da glauben Unwissende immer noch, dass die von der Branche selbst definierte Jahresarbeitszahl tatsächlich beweist, dass im gesamten System mehr Energie, nämlich das 3-5-fache erzeugt wird, als vorne eingegeben wird. COP-Werte und Jahresarbeitszahlen JAZ haben mit dem Wirkungsgrad der Gesamtanlage nichts zu tun!
Unser Vorschlag – erzeugen wir mit der Hälfte davon Strom und speisen ihn vorne in das Wärmepumpensystem wieder ein – alle Energieprobleme der Welt wären damit gelöst! Leider ist es seit 3000 Jahren niemandem gelungen, ein Perpetuum Mobile zu bauen. – Da haben offensichtlich Lobbyisten ganze Arbeit geleistet.
Infrarotwärme entsteht aus einem Teil des Spektrums der Sonnenstrahlung. Es entsteht eine gesunde, wohlige Wärme ohne Bräunung aber mit guter Eindringtiefe in den menschlichen Körper bis unter die Hornhaut. Die medizinische Wirkung z. B. bei Muskelverspannungen ist seit langem bekannt. Da die Infrarot-Strahlungswärme keine Konvektion erzeugt, wird auch keine Luft durch den Raum bewegt. Feuchtigkeit, die kühlend wirkt und Staub, der Allergikern zu schaffen macht, sind im Raum nicht vorhanden. Deshalb sorgt eine Infrarotheizung für ein sehr angenehmes und gesundes Raumklima.
Zwangsentlüftung
Eine Zwangsentlüftung, wie sie der Gesetzgeber im neuen GEG-Gesetz vorschreibt, ist damit bei einer Infrarotheizung unsinnig und erzeugt unnötige Energieverluste. Die Zwangsentlüftung ist sowieso kurios. Erst schreibt der Gesetzgeber ein luftdichtes Gebäude vor (geprüft mit dem Blower-Door-Test) und anschließend die Zwangsentlüftung. Kein Wunder, dass sich immer mehr Menschen von der Politik abwenden und auf die Regulierungswut „der da oben“ schimpfen.
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