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Überschlägige Auslegung von Heizkörpern

19.11.2017 | 84 x | von: now | Kategorie: Heizkörper | Druckansicht Druckansicht

Überschlägige Auslegung von Heizkörpern
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Faustgrößen zur überschlägigen Auslegung von Heizkörpern in verschiedenen Raumgrößen und -qualitäten.

Ausgangspunkt der Dimensionierung eines Heizkörpers ist die ermittelte Heizlast des Raumes. Bei ihrer präzisen Ermittlung wird von den baulichen Gegebenheiten (Wärmedämmung der Wände, Fenster, Türen, Fußboden und Decke) ausgegangen. Hinzu kommt der Lüftungswärmebedarf. Außerdem spielt die Auslegungstemperatur, also die maximale Temperaturdifferenz zwischen innen und außen einer Region (meist -14°C) eine Rolle.

Bei der Auslegung von Heizkörpern spielen die Baulänge, die Tiefe, die Höhe, die Anzahl der Platten bzw. Glieder und die Konvektionselemente eine Rolle
Bei der Auslegung von Heizkörpern spielen die Baulänge, die Tiefe, die Höhe, die Anzahl der Platten bzw. Glieder und die Konvektionselemente eine Rolle

Die im Raum zu installierende Gesamtwärmeleistung (Konvektionsleistung plus Wärmestrahlungsleistung) des Heizkörpers muss der Heizlast des Raumes mindestens entsprechen. Überdimensionierungen, also der Einbau leistungsstärkerer Heizkörper als berechnet, sind dagegen meist unschädlich. Sie führen nicht zu einem Mehrverbrauch an Heizenergie, im Gegenteil. Werden alle Heizkörper etwas “größer” ausgelegt, kann die Heizwassertemperatur (Vorlauftemperatur) abgesenkt werden, wodurch sich die Verluste bei der Wärmeerzeugung und Verteilung verringern. Das gilt auch bei einer Aufteilung der benötigten Leistung auf mehrere Heizkörper. Ich empfehle daher, die Heizleistung der Heizkörper 1,3- bis 1,5-fach größer zu wählen, als es die berechnete Heizlast erfordert.

Die Wärmeleistung eines gegebenen Heizkörpers ist keine Konstante, sondern abhängig von der Anschlussart und vor allem von der Temperatur des Heizungswassers (Oberflächentemperatur des Heizkörpers). Bei der Auswahl von Plattenheizkörpern ist also darauf zu achten, dass sich die auf der Verpackung angegebene Wärmeleistung meist auf hohe Heizwassertemperaturen (90°C Vorlauf, 70°C Rücklauf) bezieht. Bei niedrigeren Heizwassertemperaturen sinkt die Heizleistung ganz erheblich. Die richtige Zuordnung gelingt nur mit Hilfe des Datenblattes des Heizkörpers, aus dem hervorgeht, welche Leistung der Heizkörper bei 70°C, bei 60°C oder bei 50 °C hat. Farbe und Material des Heizkörpers sind dagegen nahezu bedeutungslos, sofern es sich nicht um metallisch blanke Oberflächen handelt.

Maximale Vor- und Rücklauftemperatur

Bei Neuanlagen mit einem Niedertemperatur-Heizkessel sollte die maximale Vorlauftemperatur – die sogenannte Auslegungstemperatur – keinesfalls größer als 70 °C gewählt werden. Bei den empfehlenswerteren Brennwertheizkesseln sollten Heizkörper so dimensioniert werden, dass mit einer maximalen Heizwassertemperatur von 55°C bis 60 °C geheizt werden kann. Wegen der gleitenden Betriebsweise beider Kesselarten ergeben sich im Schnitt deutlich niedrigere Heizwassertemperaturen. Die für die Effizienz von Brennwertkesseln wichtige Rücklauftemperatur sollte sich im Bereich von etwa 15 bis 25 Grad unter der Vorlauftemperatur bewegen. Das Auslegungstemperaturpaar bestimmt auch die Parameter beim hydraulischen Abgleich.

Heizungsanlagen, die mit niedrigen Heizwasser-Temperaturen betrieben werden können und daher größere Heizkörper besitzen, haben Vorteile. Sie zeichnen sich aus durch

  • die Schaffung verbesserter Behaglichkeit in den beheizten Räumen,
  • eine günstige Regelfähigkeit bei erhöhtem oder abgesenktem Wärmebedarf und
  • geringere Verluste bei der Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung.

Für die Modernisierung bestehender Heizungsanlagen ist zu klären, ob bei gegebenen Heizflächen (Plattenheizkörper, Radiatoren oder Konvektoren) der Einbau eines Niedertemperatur-Heizkessels oder – besser noch – eines Brennwertheizgerätes, also der Betrieb der Heizungsanlage mit abgesenkten Heizwassertemperaturen, überhaupt möglich ist. In den meisten Fällen wurde zum Modernisierungszeitpunkt der Heizungsanlage jedoch schon einiges an der Bausubstanz verändert (neue Fenster, Außendämmung o.ä.), so dass sich die verminderte Heizlast positiv auf die Nutzbarkeit einer abgesenkten Vorlauftemperatur auswirkt.

Eine möglichst exakte Ermittlung der Heizlast der Räume bzw. des Hauses ist empfehlenswert, um Fehldimensionierungen insbesondere beim wichtigen hydraulischen Abgleich zu vermeiden. Der Rechenweg für die Auslegung von Heizkörpern (DIN EN 12831) ist allerdings aufwendig und wird selbst vom Heizungsinstallateur nur selten durchgeführt. Er verlässt sich meist auf sein “geübtes Auge” und einige Faustgrößen. Die nachfolgende Tabelle gibt die dabei genutzten Faustwerte wieder:

Raumsituation, Raumhöhe 2,60 m Faustwerte, Heizlast pro m2 Ergebnis
ungedämmter Ziegel-Altbau, 24 cm, Eckraum, zwei Fenster, Raumtemperatur 21 °C, 20 m2 160 Watt pro m2 20 x 160 Watt = 3200 Watt, unter jedes Fenster ein Heizkörper mit 1600 Watt Leistung
ungedämmter Ziegel-Altbau, 24 cm, Eckraum, ein Fenster Raumtemperatur 24 °C (Bad), 8 m2 200 Watt pro m2 8 x 200 Watt = 1600 Watt, ein Heizkörper unter dem Fenster
ungedämmter Ziegel-Altbau, 36 cm, zwei Fenster, eine Außenwand, 21 °C, 20 m2, 130 Watt pro m2 20 x 130 Watt = 2600 Watt, unter jedes Fenster ein Heizkörper mit 1300 Watt
gedämmter Ziegelneubau, 36 cm, (z.B. Porotonziegel) oder Porenbeton (Gas-Beton), Eckraum, zwei Fenster, 21 °C, 20 m2 100 Watt pro m2 20 x 100 Watt = 2000 Watt, unter jedes Fenster ein Heizkörper mit 1000 Watt
gedämmter Ziegelneubau, 36 cm Leichthochlochziegel (z.B. Poroton) oder Porenbeton (Gas-Beton),  eine Außenwand, drei Fenster, 21 °C, 20 m2 70 Watt pro m2 20 x 70 Watt = 1400 Watt, unter jedes Fenster ein Heizkörper von 500 Watt
Niedrigenergiehaus, Werte 30% unter der gültigen Energieeinspar-Verordnung, je nach Raum 30 – 50 Watt pro m2  

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