Eine Infrarotheizung erzeugt vornehmlich Strahlungs- und nur zu einem sehr geringen Teil Konvektionswärme mit Thermik. Es gelten dabei die Berechnungsformeln der Quantenphysik. Entdecker und Namensgeber ist der Physiker Max Plank.
Dieser berechnete um 1900, dass sich Infrarotstrahlen nicht als kontinuierlicher Strahl, sondern in Portionen (quantum) aufgeteilt durch den Raum bewegen. Damit war die Ära der Quantenphysik mit neuen physikalischen Grundlagen, Wirkungen und Berechnungen geboren.
Von den Physikern Stephan und Bolzmann wurde die gleichnamige Formel zur Berechnung der Strahlungsleistung von Infrarot-Heizelementen aufgestellt. Nur diese und weitere Formeln der Quantenmechanik dürfen bei irgendeiner Form von Wärme- oder Effizienzberechnungen im Zusammenhang mit Infrarotheizungen angewendet werden. Werden bei Wärmebedarfsberechnungen für ein Gebäude thermodynamischen Berechnungen für Transmissions- und Wärmeverluste des Gebäudes durchgeführt, sind die Ergebnisse falsch. Diese Berechnungen müssen den physikalischen Gegebenheiten der Strahlungswärme angepasst werden.
Achtung Bauphysiker: bei Nichtbeachtung könnten erhebliche Schadensersatzansprüche formuliert werden!
.
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: Kauf nie ein Produkt, bei dem die Oberflächentemperaturen des Elementes und der Wirkungsgrad nach DIN nicht angegeben werden !
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.
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.
Eine 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. AbegSun hat von erreichbaren 70% (±2.8%) einen Wirkungsgrad von 69,5%, gemessen bei der TU Dresden, erreicht.
In anderen europäischen Städten, z. B. in Wien, sind bereits ganze Wohnblöcke mit Infrarot-Decken-Heizkörpern ausgestattet worden. Eines der größten Neubau-Wohnkomplexe in Salzburg ist komplett mit Infrarot-Deckenheizkörpern geplant. Die Kosteneinsparungen sind immens! In Holland werden ganze 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 Infrarot-Heizelemente mit maximal möglichem Wirkungsgrad gibt.
Diese verbrauchen gegenüber den der Gesetzgebung zu Grunde liegenden wissenschaftlichen Untersuchungen so viel weniger Energie, dass sie jedem anderen Heizsystem in Wirkungsgrad und Anschaffungskosten weit überlegen sind.
Bei Wärmepumpen gibt es diese gesetzlichen Beschränkungen nicht, obwohl es dort nicht einmal prüfbare Wirkungsgradmessungen gibt. Da glauben Unwissende immer noch, dass die von der Branche selbst definiert Jahresarbeitszahl tatsächlich beweist, dass im gesamten System mehr Wärmeenergie, nämlich das 3-5-fache erzeugt wird, als vorne eingegeben wird.
Unser Vorschlag – erzeugen wir für die Hälfte davon Strom und speisen ihn vorne in das Wärmepumpensystem wieder ein – alle Energieprobleme der Welt wären damit gelöst! Da haben offensichtlich Lobbyisten ganze Arbeit geleistet. Wir sehen zukünftigen rechtlichen Auseinandersetzungen mit Gelassenheit entgegen. Wir sind als Ingenieure und Handwerker nach den Bedingungen der VOB (Verdingungsordnung für Bauleistungen) den “Neusten Regeln der Bautechnik” verpflichtet, nicht veralteten Gesetzen oder Bestimmungen.
Die AbegSun Deckenheizkörper sind in 2-jähriger Laborarbeit zu den technisch effizientesten IR-Heizkörpern entwickelt worden. Sie sind mit ihrer halbrunden Biegung ein Novum und erwärmen mit hoher Oberflächentemperatur und großem Abstrahlwinkel eine sehr große Raumfläche.
Beenden Sie mit der Taste "ESC"
