Strahlungsheizung – Funktion, Typen und Einsatzmöglichkeiten
Industrie- und Eventhallen sparsam und flexibel heizen: Strahlungsheizungen sind für diesen Job bestens geeignet. Ein Überblick über Funktionsweise, Typen und Einsatzmöglichkeiten.
Jeder kennt klassische Heizungen, die Raumluft durch Konvektion erwärmen – weiße Plattenheizkörper mit innenliegenden Wärmeleitblechen, die seit Jahrzehnten Millionen Wohnungen und Büros über warmes Wasser und Luft mit indirekter Wärme versorgen. Weit weniger bekannt: Strahlungsheizungen, auch Wärmewellenheizungen genannt. Ihr Funktionsprinzip unterscheidet sich von dem der klassischen Heizkörper grundlegend. Wasser und Luft spielen bei der Wärmeübertragung keine Rolle.
Stattdessen übertragen Strahlungsheizungen elektromagnetische Infrarot-Wärmestrahlung direkt auf Böden, Wände, Gegenstände und Personen. Ein Prinzip, das der Sonnenstrahlung ähnelt. Auch bei kühler Umgebungstemperatur ist das Empfinden angenehm warm. Und Anwender sparen Energie. Doch wie funktionieren Strahlungsheizungen überhaupt? Und welche Typen gibt es?
Strahlungsheizungen: Das zeichnet einen Hellstrahler aus
Strahlungsheizungen arbeiten nicht mit einem Übertragungsmedium wie Wasser, das zentral erwärmt wird, sondern erzeugen Heizenergie unmittelbar in oder an einem Abstrahlbauteil. Hier unterteilen sich die Heizungen in zwei Gruppen: Hellstrahler und Dunkelstrahler. In Hellstrahlern verbrennt ein mit der Verbrennungsluft gemischtes Brenngas an einer hochtemperaturbeständigen, perforierten Keramikplatte. Die Brennerfläche erwärmt sich dabei auf Temperaturen zwischen 750 °C und 950 °C. Die Platte glüht dabei sichtbar – daher der Name Hellstrahler – und gibt Infrarotstrahlung an die Umgebung ab. Sobald die Strahlung auf Festkörper trifft, verwandelt sie sich in Wärme. Die Abgase, die bei dieser offenen Verbrennung entstehen, gelangen in der Regel mit der Raumluft ins Freie. Entsprechend wichtig ist eine ausreichende Belüftung, realisiert beispielsweise mit Deckenventilatoren.
Charakteristika von Dunkelstrahlern
Die zweite Art der Strahlungsheizungen: Dunkelstrahler, heute in der Regel Infrarotstrahler genannt. Sie zählen ebenfalls zu den dezentralen Hallenheizsystemen, die Wärmeerzeugung und Wärmeübergabe in einem Gerät vereinen. Zwar ist ihr physikalisches Prinzip mit dem der Hellstrahler identisch. Doch die Funktionsweise ist eine andere.
Dunkelstrahler arbeiten nicht mit offener Verbrennung, sondern mit Rohren, meist in U-Form. Durch diese Rohre strömt ein Verbrennungsgas, in der Regel Erdgas, mit einer Temperatur von bis zu 800 °C – ein Sauggebläse am Rohrende erzeugt dabei den Unterdruck für den Transport des Brenngases. Ein Brenner verbrennt das Erdgas. Dabei ist die mittlere Oberflächentemperatur mit 250 °C bis 500 °C entlang der gesamten Rohrlänge annähernd gleich. Ein Reflektor lenkt die Infrarotstrahlung der Rohre schließlich in den Heizbereich.
Warum der Name Dunkelstrahler aus technischer Sicht überholt ist
Der Begriff Dunkelstrahler bezeichnete früher im Gegensatz zu Hellstrahlern eine nicht-glühende Heizfläche. Doch heute existieren in der Hochleistungsklasse der Dunkelstrahler auch Geräte mit glühenden Rohren. Warum sie dann nicht zu den Hellstrahlern zählen? Weil sie nicht mit einer offenen, sondern mit einer geschlossenen Verbrennung arbeiten. Passender erscheint daher der Name Infrarotstrahler.
Der große Vorteil der geschlossenen Verbrennung: Anwender können Abgase kontrolliert über Rohre abführen. Und dabei auf Wunsch die Restwärme an einen Wärmetauscher weiterleiten, um z. B. über ein klassisches hydraulische Heizungssystem Büros zu heizen.
Übrigens, ein kleiner Exkurs: Es muss nicht immer Erdgas sein. Eine Sonderform der Strahlungsheizungen sind Elektrostrahler. Sie setzen nicht auf die Verbrennung eines Brennstoffs, sondern auf einen Stromfluss in einem elektrischen Widerstand. Allerdings spielen Elektrostrahler bei der Beheizung von Hallengebäuden in der Regel keine Rolle – eher bei Wickeltischen für Babys oder der Beheizung von Bänken und Tischen in Biergärten.
Darin unterscheiden sich Deckenstrahlplatten
Ebenfalls mit thermischer Strahlung arbeiten Deckenstrahlplatten – Heizelemente in Form von Profilbändern aus Stahlblech mit eingeschweißten Rohren. Durch die Rohre fließt warmes Wasser, welches die Strahlflächen temperiert, sodass sie Wärmestrahlung abgeben. Deckenstrahlplatten können große Hallen ebenfalls heizen. Aufgrund ihrer geringen Temperatur benötigen Deckenstrahlplatten sehr große Flächen an den Decken und daher verhältnismäßig viel Platz. Zudem ist warmes Wasser als Aktivator ein recht reaktionsträges Medium. Temperaturänderungen und Anpassungen des Heizbetriebs an einen dynamischen Alltag lassen sich daher nicht so schnell realisieren wie mit gasbetriebenen Strahlungsheizungen.
Strahlungsheizungen sind prädestiniert für den Einsatz in Industriehallen
Warum? Weil Hallen mit Deckenhöhen von mehreren Metern ein gigantisches Volumen haben. Und nur ein kleiner Teil von rund 20 Prozent sind dabei der Nutzbereich – meist 2,5 Meter über dem Boden. Das Problem: Mit klassischer Konvektion ist es schwierig, diesen Bereich gezielt und dazu effizient zu heizen. Denn warme Luft bleibt nicht am Fleck, sondern steigt stets nach oben – dorthin, wo niemand sie benötigt. Ein physikalisches Prinzip, das unbestechlich ist und Hallenbetreibern einen großen Wärmeverlust beschert. Zudem verursachen warme Luftströme Staubaufwirbelungen und unangenehme Zugerscheinungen in Hallen.
Aspekte, die für dezentrale Infrarot-Hallenheizsysteme sprechen
Sie ermöglichen, wie bereits erwähnt, die gezielte Erwärmung des gewünschten Bereichs einer Halle. Dort, wo Menschen arbeiten, ist es somit angenehm warm, in den oberen Luftschichten bleibt es hingegen kühl. Selbst dann, wenn sich Tore und Türen häufig öffnen und schließen. Nicht der einzige Vorteil, der Energie spart.
Die Wärme der Infrarotheizungen steht zudem sofort zur Verfügung, da kein reaktionsträger Umweg über Wärmeleitmedien wie Wasser und Luft nötig ist. Somit lassen sich auch Räume für kurze Nutzungsdauern effizient heizen, die normalerweise kalt bleiben. Etwa Lagerräume, die Mitarbeiter nur selten betreten. Da beim Heizen keine Zugluft entsteht, ist auch die Staubbelastung reduziert. Somit eignen sich Infrarotsysteme bestens für Allergiker und eine allgemein angenehmere und gesündere Hallenatmosphäre.
Mit Infrarotheizungen bis zu 70 Prozent Energie sparen
Infrarotheizungen machen es aber nicht nur möglich, kalte Räume schnell und kurzfristig zu heizen. Betreiber können riesige Hallenräume auch in mehrere Heizzonen aufteilen. Sie müssen nicht eine Einheitstemperatur einstellen, sondern können beispielsweise in der Nähe der Abwärme von Maschinen und Anlagen weniger heizen, im Lagerbereich hingegen mehr. So erhalten alle Mitarbeiter die perfekte Wohlfühltemperatur. Ohne Energieverschwendung.
Vernetzen Anwender die Heizungen darüber hinaus mit intelligenten Steuerungen und Analysesoftwares, können sie alle Parameter des Heizbetriebs kontinuierlich überwachen und optimieren. Unterm Strich steht eine enorme Kostenersparnis. So sparen Hallenbetreiber mit diesen Strahlungsheizungen im Vergleich zu konventionellen Konvektionssystemen in der Regel zwischen 30 und 50 Prozent, je nach Projekt auch bis zu 70 Prozent Energie.
St. Pauli: Fischauktionshalle wärmt Gäste mit Infrarotstrahlern und spart rund 50 Prozent Energiekosten
Strahlungsheizungen kommen aber nicht nur in Industriehallen zum Einsatz. Ihre Vorteile haben sich längst auch in der Eventbranche herumgesprochen. Zu finden sind die Heizsysteme mittlerweile auch auf Konzerten, Kunstausstellungen oder Firmenevents, die aus ausgefallenen Orten stattfinden – etwa in alten Fischwerken oder Heizwerken. So beispielsweise in der alten Fischauktionshalle auf dem St. Pauli Fischmarkt.
Infrarotstrahler von KÜBLER sorgen in der 103 Meter langen und 23 Meter breiten Halle, die an der Kuppel elf Meter hoch ist, für eine angenehme Wärme auf der Bühne sowie an Tischen, Bänken und Essensständen. Kühl hingegen bleiben die Kubikmeter Luft oberhalb des Nutzungsbereichs. Ohne dass es jemanden stört. Im Gegenteil. Die Betreiber sparen im Vergleich zu klassischen Warmluftheizungen bis zu 50 Prozent Energiekosten.
Warum Dunkelheizstrahler die maximal effiziente Lösung zum Beheizen Ihrer Industrie- und Gewerbehalle sind
Wenn Sie diesen Beitrag lesen, sind Sie vermutlich gerade auf der Suche nach einer effizienten Möglichkeit, Ihre Industrie- oder Gewerbehalle zu beheizen. Während Ihrer Recherche sind Sie schon auf die eine oder andere Technik wie Dunkelheizstrahler oder Heißluft gestoßen. Nun möchten Sie wissen, warum gerade Dunkelheizstrahler immer wieder als besonders effizient hervorgehoben werden. Wir verraten es Ihnen!
Der größte Effizienzfaktor lässt sich nur nachvollziehen, wenn Sie die Funktionsweise von Infrarot-Dunkelstrahlern kennen. Die ist schnell erklärt.
SO FUNKTIONIEREN DUNKELHEIZSTRAHLER
Dunkelstrahler sind dezentrale, direkt wirkende Heizungen. Sie werden an der Hallendecke montiert und dort mit Erd-, Flüssig- oder Biogas versorgt. Dunkelheizstrahler nutzen eine geschlossene Verbrennung in einem Rohrsystem. Die entstehende Wärme wird als Infrarotstahlen in die zu beheizenden Bereiche gelenkt. Damit wirken Dunkelstrahler auf ähnliche Weise wie die Sonne.Infrarotstrahlen zeichnen sich dadurch aus, dass sie nur das Objekt oder die Person erwärmen, auf die sie treffen. Und das führt uns bereits zum ersten Punkt, warum Dunkelstrahler die maximal effiziente Lösung für Ihre Halle sind.
GRUND 1: DUNKELHEIZSTRAHLER HEIZEN NUR, WAS NÖTIG IST
Bleiben wir beim Vergleich mit der Sonne. Wenn Sie an einem schönen Sommerabend draußen sitzen, ist es noch so lange angenehm warm, wie die letzten Sonnenstrahlen über den Horizont scheinen. Sobald die Sonne weg ist, müssen Sie sich etwas überziehen – denn obwohl sich die Lufttemperatur in den vergangenen Minuten nicht verändert hat, fühlt es sich plötzlich deutlich kälter an. Das liegt daran, dass die Sonnenstrahlen eben nicht die Luft an sich heizen, sondern in diesem Fall Ihren Körper.
Genau das tun auch Dunkelheizstrahler. Die Lufttemperatur bleibt von den Infrarotstrahlen völlig unberührt und es werden gezielt beispielsweise nur der Hallenboden, die Raumfassung und die Menschen im Arbeitsbereich erwärmt. Warum das so effizient ist? Weil es dann keine warme Luft gibt, die physikalisch bedingt, völlig nutzlos unter die Hallendecke steigt! Dunkelstrahler heizen also nur das, was auch warm sein soll – und Sie sparen dadurch Heizkosten und Energie.
GRUND 2: FLEXIBLES WÄRMEMANAGEMENT ERLAUBT GEZIELTES HEIZEN
In engem Zusammenhang damit steht unser zweiter Grund, warum Dunkelheizstrahler so effizient sind. Mit den richtigen Steuerungs-Tools lassen sie sich nämlich besonders flexibel verwalten und einsetzen. Das ist besonders praktisch, wenn Ihre Halle z. B. in verschiedene Nutzzonen unterteilt ist. Moderne Dunkelstrahler lassen sich im Betrieb gezielt an die verschiedenen Zonen anpassen: Bei den Kommissionierern wird wahrscheinlich etwas mehr geheizt als im Bereich, wo die Schweißer arbeiten. Über den Regalen mit den temperaturempfindlichen Gütern können Sie die Temperatur ebenfalls gezielt anpassen – und direkt im Torbereich wird die Heizung beispielsweise automatisch ausgeschaltet, sobald das Tor offen steht. So wird auch auf diese Weise wirklich nur so geheizt, wie es sinnvoll ist. Wir sagen dazu gerne: Eine Heizung verbraucht dann am wenigsten Energie, wenn sie nicht läuft. Also lassen Sie Ihre Heizung doch einfach an den Stellen aus, wo sie gerade nicht gebraucht wird!
GRUND 3: MIT DUNKELHEIZSTRAHLERN GEHT SO GUT WIE KEINE WÄRME VERLOREN
Vielerorts werden Industrie- und Gewerbehallen noch immer mit der klassischen Warmluftheizung beheizt. Zwei entscheidende Eigenschaften sollten Sie kennen:
- Konvektion: Die Gesetze der Natur machen auch vor den Heizkosten nicht halt. Warme Luft steigt nach oben. In Hallen mit typischerweise großen Deckenhöhen geradewegs aus dem Arbeitsbereich weit nach oben unter das Dach, wo sie sich sammelt und ein Wärmepolster bildet. Mit Warmluftheizungen müssten Sie deshalb quasi die gesamte Halle beheizen, auch wenn der eigentliche Nutzraum nur etwa 20 % in Anspruch nimmt. Das ist weder effizient noch sinnvoll.
- Wärmeaustausch: Sobald das Tor geöffnet wird, es eine undichte Stelle in der Halle gibt oder die Halle schlecht gedämmt ist, verschwindet die Wärme nach draußen. Die Warmluftheizung muss auch deshalb ständig nachheizen und verbraucht unnötig viel Energie und Geld.
Dank der Infrarot-Technik von Dunkelheizstrahlern gehören diese Probleme für Sie nur noch der Vergangenheit an. Denn wenn keine warme Luft entsteht, kann auch keine warme Luft entweichen. Auch hier gilt also wieder: Der Dunkelheizstrahler heizt nur das, was geheizt werden muss – und der Deckenbereich Ihrer Halle oder die Umgebung gehören eben nicht dazu.
Grund 4: Dunkelstrahler sind gut für Ihre Mitarbeiter
Ein Effizienzfaktor, den viele ähnliche Beiträge zu diesem Thema unterschlagen: Dunkelheizstrahler kommen auch Ihren Mitarbeitern zugute. Warum?
- Es wird kein Staub durch Luftaufstieg aufgewirbelt.
- Es gibt keine unangenehmen Zugerscheinungen.
- Die Luft ist angenehmer zu atmen und reizt weder Haut noch Atemwege.
- Die Hälfte Ihrer Mitarbeiter in der Halle muss nicht schwitzen, damit es der anderen Hälfte nicht zu kalt wird – dank Zonierung und flexibler Steuerung.
Insgesamt schaffen Dunkelheizstrahler damit ein verbessertes Arbeitsklima, was die Zufriedenheit Ihrer Belegschaft und damit auch deren Produktivität erheblich steigert. Hätten Sie gedacht, dass Infrarotstrahler auch auf diese Weise einen echten Vorteil bedeuten?
FAZIT
Infrarotstrahler zahlen sich auf verschiedenste Weise ausAus welchem Blickwinkel Sie es auch betrachten: Dunkelheizstrahler sind in jedem Fall die hoch effiziente Lösung für Ihre Industrie- und Gewerbehalle. Und mit bis zu 70 % Energieeinsparung wirkt sich das auch direkt positiv auf die Heizkosten und die CO2-Bilanz aus. Wenn Sie sich noch weiter über effizientes Heizen informieren möchten, empfehlen wir Ihnen unseren Ratgeber. Dort finden Sie genaue Details zu Dunkelheizstrahlern, effizienten Heizungen und wie das mit den Vorgaben aktueller Gebäude- und Umweltschutzgesetze zusammenhängt. Schauen Sie doch mal rein!