Auf der bundesweiten Suche nach kostengünstigen Lösungen zur Energieeinsparung und CO²-Senkung im Ein- und Mehrfamilienhausbau, Neu –und Altbau wurde das Cluster regenerative Energien und Energieeinsparung der Stadt Leipzig auf die Infrarotheizung der Firma Carbotherm aufmerksam.
Im Rahmen einer Energieberatung äußerte ein Kunde seine Vorstellungen für die Heizung im Einfamilienhaus wie folgt:
Wohnzimmer
Heizen
Erdwärme mit Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdwärmekollektor in Kombination mit einer Bewässerung durch das Dachwasser
Kühlen
Erdwärme mit Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdwärmekollektor in Kombination mit einer Bewässerung durch das Dachwasser
Küche/Bad/Schlafzimmer/Kinderzimmer
Heizen
Keine ständige Heizung
Warmwasserbereitung
Mit einer Luftwärmepumpe
Umfangreiche Energieberatungen und Untersuchungen in Neubau- und Altbaubauwohnungen in Ein-und Mehrfamilienhäusern haben gezeigt, dass in der Regel nur das Wohnzimmer evtl. noch das Bad geheizt wird.
Im Massenwohnungsbau mit Einrohrheizungsanlagen lassen sich infolge der unterschiedlichen Nutzungsgewohnheiten und der Lage im Haus sowie dem Wärmediebstahl Heizkostenabweichungen in Größenordnungen nicht immer vermeiden.
Erste Versuche, die Heizkörper im Wohnzimmer mit dem größten Belastungsfaktor um ca. 50 % ihrer Wärmeleistung zu verringern und für die verringerte Wärmeleistung eine elektrische Fußbodenheizung zu installieren, brachte bei ca. 3.000,- Euro/Heizkosten pro Jahr eine Ersparnis von ca. 1400,- Euro/a.
Die Elektrospeicherheizung soll zukünftig aufgrund ihres ungünstigen Primärenergiefaktors abgelöst werden.
Häufigkeit von Bauschäden mit Schimmelbildung und Wasserschäden, die eine optimale gezielte Trocknung erfordern.
Hinter diesem Hintergrund wurde eine Infrarotheizplatte der Firma Carbotherm aus weißem Fiberglas
mit folgenden technischen Daten einer herkömmlichen Erdgas- Zweirohrheizung im praktischen Heizbetrieb bei Außentemperaturen um 0°C vermessen und gegenübergestellt:
Heizleiter: Carbonvlies
Isolation: Glasfaser und mineralische Substanzen
Anschlüsse: Leitfolie
Abmessungen: 1030 x 630 mm
Spezifische Leistung: ca. 800 Watt
Oberflächentemperatur: ca. 85°C
Spannung: 4-400 V Gleich oder Wechselstrom
Steuerung und Regelung: Steckraumthermostat
Strahlungsanteil: 90%
Versuch:
Herkömmliche Heizung (Erdgas- Zweirohrheizung), Mehrgeschossiger Wohnungsbau, Baujahr 1994, WSVO 95 (s. Bild 1)
Bild 1 zeigt das Gebäude
Bild 2 Wohnungsgrundriss mit Heizflächen und Messstellen
Der Versuch wurde im Wohnzimmer mit 29,2 m² und einem Wärmebedarf von 2.044 W durchgeführt.
Als Heizflächen sind 2 Stück Konvektoren mit den Abmessungen von 133x1400x140 mm mit einer Wärmeleistung bei 70/55 °C von 2 x 1.229 = 2.458 Watt vorhanden.
Eine Heizfläche kostet soviel wie eine Infrarotheizplatte 1030 x630 mm.
Laut Angaben der Firma Carbotherm ist bei einem Raum von 25 – 35 °C ein 800 Watt – Element erforderlich.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 und dem Diagramm 1 dargestellt:
Tabelle 1 Messwerte
Diagramm 1
Zusammenhang Außentemperatur/ Raumtemperatur/Vor- und Rücklauftemperatur/ Wandtemperaturen
Auswertung:
Die Thermostatventile wurden auf die Stellung 3 gestellt und belassen.
Es ist deutlich zu erkennen, das:
Ø die mit der Außentemperatur die Vorlauftemperatur folgt,
Ø die Raumtemperatur durch die Thermostatventile sehr gut auf der Mitteltemperatur zwischen 20 bis 21 °C gehalten wird,
Ø die Wandtemperaturen sich auf ein Niveau nahe der Raumtemperatur einstellen.
Ø In 24 Stunden wurden 19 kWh verbraucht.
Ø Die Kosten betragen laut letzter Heizkostenabrechnung mit 0,14 Euro/kWh = 2,65 Euro/24 h.
Die mittlere Außentemperatur betrug 5,18 °C. Bei dieser Außentemperatur beträgt der Wärmebedarf ca. 1,13 kW (Bild 3) mit einer Vorlauftemperatur bei 70/50°C von 49 °C. Die Heizkurve war höher eingestellt.
Versuch:
Infrarot-Strahlungsheizung der Firma Carotherm
Der Versuch wurde im Wohnzimmer mit 29,2 m² und einem Wärmebedarf von 2.044 W durchgeführt.
Laut Angaben der Firma Carbotherm ist bei einem Raum von 25 – 35 °C ein 800 Watt – Element erforderlich.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 und dem Diagramm 2 dargestellt:
Tabelle 2 Messwerte-Strahlungsheizung
Diagramm 2
Zusammenhang Außentemperatur/ Raumtemperatur/Vor- und Rücklauftemperatur/ Wandtemperaturen Strahlungsheizung
Auswertung:
Ø Es ist deutlich zu erkennen, dass:
Ø Es fast zwei Stunden dauert, bevor die Raumtemperatur von 20 °C erreicht wird,
Ø Die Wandtemperaturen stellen sich ebenfalls nach dieser Zeit auf ein Niveau nahe der Raumtemperatur ein.
Ø In 24 Stunden wurden 14,4 kWh verbraucht.
Ø Die Kosten betragen laut letzter Stromkostenabrechnung 0,23 Euro/kWh = 3,31 Euro/18 h.
Ø Die Strahlplatte erreichte Oberflächentemperaturen im Bereich von 40 bis 86°C.
Ø Die mittlere Außentemperatur betrug 4,02 °C.
Ø Aussagen zum Wärmebedarf wurden bereits im ersten Versuch gemacht. Unser Eindruck ist:für diesen Belastungsfall reicht eine Strahlplatte aus. Für den Auslegungsfall bei -14°C sind mindestens 2 Strahlplatten notwendig.
Vorteilhaft ist aus unserer Sicht auch eine Anordnung an der Decke evtl. in Kombination mit der Beleuchtung.
Eine kreative Anordnung /Nutzung der Carbotherm- Strahlplatte zeigt das Bild 4
Bild 4 Anordnung /Nutzung der Carbotherm- Strahlplatte als Heizung/Leinwand.
Es wurde bei einer Raumtemperatur unter 20 °C keine Behaglichkeit festgestellt.
Bei einem Versuch in dem immer unbeheizten (Raumtemperatur von 15,8 °C) Schlafzimmer mit
12,3 m², einem Wärmebedarf von 860 Watt (entspricht der Leistung der Versuchs- Carbon- Strahlplatten der Fa. Carbotherm) dauerte es ca. 5 Stunden bis eine Raumtemperatur von 20°C erreicht wurde. Die Wandoberflächentemperaturen lagen nach 5 Stunden auch bei ca. 20°C.
Der Strahlungsanteil von 90% soll in einem weiteren Versuch nachgewiesen werden.
Es wird eingeschätzt, dass die Carbon- Strahlplatten der Fa. Carbotherm eine wirtschaftliche Lösung für Teilraumheizung bzw. für die eingangs genannten Anwendungsbereiche ist.
