Definition: Was bedeutet Heizung?
Eine Heizung ist eine technische Anlage, die Gebäude, Räume oder einzelne Bereiche mit Wärme versorgt. Sie dient vor allem dazu, während kühler Jahreszeiten eine ausreichende Innentemperatur herzustellen und zu erhalten. Viele Heizungsanlagen übernehmen zusätzlich die Erwärmung von Trinkwasser für Duschen, Waschbecken, Küchen oder andere Nutzungen.
Der Begriff Heizung kann sowohl den eigentlichen Wärmeerzeuger als auch das gesamte Heizsystem bezeichnen. Zu einem vollständigen System gehören je nach Bauart ein Heizkessel, eine Wärmepumpe, ein Ofen oder eine Übergabestation, außerdem Rohrleitungen, Pumpen, Speicher, Heizkörper, Flächenheizungen und Regelungseinrichtungen.
Heizungen benötigen Energie, die aus unterschiedlichen Quellen stammen kann. Verbreitet sind Erdgas, Heizöl, Holz, Strom, Umweltwärme, Solarenergie und Fernwärme. Welche ökologischen Auswirkungen eine Heizung verursacht, hängt von der verwendeten Energiequelle, der Effizienz der Anlage, dem Zustand des Gebäudes und der Art des Betriebs ab.
Aufbau einer Heizungsanlage
Eine zentrale Heizungsanlage erzeugt Wärme an einem bestimmten Ort im Gebäude und verteilt sie anschließend auf mehrere Räume. Der Wärmeerzeuger erwärmt meist Wasser, das durch ein Rohrnetz zu Heizkörpern oder Flächenheizungen transportiert wird. Dort gibt das Wasser einen Teil seiner Wärme an die Raumluft und an umgebende Oberflächen ab.
Nach der Wärmeabgabe fließt das abgekühlte Wasser zum Wärmeerzeuger zurück. Dieser Kreislauf wird durch eine Umwälzpumpe aufrechterhalten. Ein Ausdehnungsgefäß gleicht Volumenänderungen des Wassers aus, die durch Erwärmung und Abkühlung entstehen.
Wärmeerzeuger
Der Wärmeerzeuger ist das zentrale Element einer Heizung. Bei Verbrennungsheizungen wird ein Brennstoff verbrannt. Die dabei entstehende Wärme wird über einen Wärmetauscher auf das Heizungswasser übertragen. Typische Beispiele sind Gas-, Öl-, Pellet- und Scheitholzkessel.
Wärmepumpen erzeugen Wärme nicht durch Verbrennung. Sie entziehen der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser thermische Energie und bringen diese mithilfe eines technischen Kreislaufs auf ein höheres Temperaturniveau. Dafür benötigen sie Strom.
Bei Fernwärmesystemen befindet sich der eigentliche Wärmeerzeuger außerhalb des Gebäudes. Die Wärme wird über ein Leitungsnetz angeliefert und in einer Übergabestation auf das interne Heizsystem übertragen.
Wärmeverteilung
Die Wärmeverteilung erfolgt in den meisten Gebäuden über Wasser. Rohrleitungen verbinden den Wärmeerzeuger mit den einzelnen Heizflächen. Eine gute Dämmung der Leitungen verhindert, dass zu viel Wärme in unbeheizten Kellern, Schächten oder Technikräumen verloren geht.
Ältere Systeme arbeiten häufig mit hohen Vorlauftemperaturen. Moderne Anlagen können bei entsprechender Auslegung deutlich niedrigere Temperaturen nutzen. Dies reduziert Leitungsverluste und verbessert die Effizienz von Wärmepumpen und Brennwertgeräten.
Wärmeabgabe
Heizkörper übertragen Wärme durch Strahlung und die Erwärmung vorbeiströmender Luft. Flächenheizungen befinden sich im Fußboden, in Wänden oder Decken. Sie nutzen größere Flächen und kommen deshalb meist mit niedrigeren Wassertemperaturen aus.
Niedrige Systemtemperaturen sind energetisch vorteilhaft. Gleichzeitig beeinflusst die Art der Wärmeabgabe den Komfort. Strahlungswärme erwärmt Oberflächen und kann auch bei einer etwas niedrigeren Lufttemperatur als angenehm empfunden werden.
Arten von Heizungen
Heizsysteme unterscheiden sich nach Energiequelle, Technik und räumlichem Aufbau. Neben zentralen Heizungen existieren Einzelraumheizungen wie Kaminöfen, elektrische Heizgeräte oder Gasöfen. Dezentrale Anlagen versorgen nur bestimmte Räume, während Zentralheizungen ein gesamtes Gebäude oder mehrere Gebäude beheizen.
Gasheizung
Gasheizungen verbrennen meist Erdgas. Moderne Brennwertgeräte nutzen zusätzlich einen Teil der Wärme, die im Wasserdampf der Abgase enthalten ist. Dazu werden die Abgase so weit abgekühlt, dass Wasserdampf kondensiert und Wärme freisetzt.
Gasheizungen sind technisch weit verbreitet und lassen sich gut regeln. Bei der Verbrennung entsteht jedoch Kohlendioxid. Auch bei Förderung und Transport des Erdgases kann Methan entweichen. Dadurch trägt die Nutzung zur Belastung des Klimas bei.
Ölheizung
Ölheizungen nutzen flüssiges Heizöl, das in einem Tank im oder am Gebäude gelagert wird. Der Brennstoff wird in einem Kessel verbrannt. Wie bei Gasheizungen kann Brennwerttechnik die Energieausnutzung erhöhen.
Heizöl verursacht bei der Verbrennung erhebliche Kohlendioxidemissionen. Hinzu kommen Umweltwirkungen bei Erdölförderung, Raffination und Transport. Undichte Tanks können Böden und Grundwasser belasten.
Holzheizung
Holzheizungen verbrennen Scheitholz, Hackschnitzel oder Pellets. Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, steht aber nicht unbegrenzt zur Verfügung. Die Klimabilanz hängt davon ab, ob das Holz aus nachhaltiger Forstwirtschaft stammt und wie sich die Kohlenstoffvorräte der Wälder entwickeln.
Bei der Verbrennung entstehen Feinstaub, Kohlenmonoxid, Stickoxide und weitere Schadstoffe. Moderne Anlagen mit guter Verbrennungsregelung verursachen meist geringere Emissionen als alte Öfen. Eine regelmäßige Wartung und geeigneter Brennstoff sind für einen schadstoffarmen Betrieb wichtig.
Wärmepumpe
Wärmepumpen nutzen Umweltwärme aus Luft, Boden oder Wasser. Ein Kältemittel nimmt Wärme auf, wird verdichtet und gibt die Energie anschließend an das Heizsystem ab. Der Prozess ähnelt der Funktionsweise eines Kühlschranks, läuft jedoch mit dem Ziel der Wärmeerzeugung.
Die Effizienz wird durch das Verhältnis von eingesetztem Strom zu erzeugter Wärme beschrieben. Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizsystem ist, desto effizienter arbeitet die Anlage. Gut gedämmte Gebäude und große Heizflächen bieten daher günstige Bedingungen.
Elektrische Direktheizung
Elektrische Direktheizungen wandeln Strom unmittelbar in Wärme um. Dazu gehören Heizlüfter, Nachtspeicherheizungen, elektrische Fußbodenheizungen und Infrarotheizungen. Die Geräte sind häufig einfach zu installieren, benötigen aber für jede erzeugte Wärmeeinheit ungefähr die gleiche Menge elektrischer Energie.
Im Vergleich zu Wärmepumpen ist der Strombedarf deshalb deutlich höher. Die Umweltwirkung hängt vom Strommix ab. Bei einem hohen Anteil fossiler Stromerzeugung entstehen indirekt erhebliche Treibhausgasemissionen.
Heizungsregelung
Eine Heizungsregelung passt die Wärmeerzeugung an den tatsächlichen Bedarf an. Sie berücksichtigt beispielsweise Außentemperatur, Raumtemperatur, Uhrzeit und Warmwasserbedarf. Eine schlecht eingestellte Regelung kann dazu führen, dass die Anlage unnötig hohe Temperaturen bereitstellt.
Thermostatventile begrenzen die Wärmeabgabe einzelner Heizkörper. Sie reagieren auf die Temperatur in ihrer Umgebung und verändern den Wasserdurchfluss. Elektronische Thermostate können zusätzlich Zeitprogramme verwenden.
Heizkurve
Die Heizkurve bestimmt, welche Vorlauftemperatur bei einer bestimmten Außentemperatur eingestellt wird. Sinkt die Außentemperatur, steigt normalerweise die benötigte Vorlauftemperatur. Eine zu hoch eingestellte Heizkurve erhöht Wärmeverluste und Energieverbrauch.
Eine möglichst niedrige, aber ausreichende Einstellung verbessert die Effizienz. Die passende Heizkurve hängt von Dämmstandard, Heizflächen, Gebäudekonstruktion und Nutzungsbedingungen ab.
Hydraulischer Abgleich
Beim hydraulischen Abgleich wird die Verteilung des Heizungswassers angepasst. Jeder Heizkörper erhält nur die Wassermenge, die für die Beheizung des jeweiligen Raumes benötigt wird. Ohne Abgleich werden Heizkörper in der Nähe der Pumpe häufig stärker versorgt als weiter entfernte Heizflächen.
Ein abgeglichenes System arbeitet gleichmäßiger und kann häufig mit geringerer Pumpenleistung sowie niedrigeren Vorlauftemperaturen betrieben werden. Dadurch sinkt der Energieverbrauch.
Heizung und Gebäudestandard
Der Energieverbrauch einer Heizung wird wesentlich durch den Zustand des Gebäudes bestimmt. Über ungedämmte Dächer, Fassaden, Kellerdecken und alte Fenster kann viel Wärme verloren gehen. In einem schlecht gedämmten Gebäude muss eine Heizung mehr Energie bereitstellen, um die gewünschte Innentemperatur zu halten.
Eine energetische Sanierung reduziert den Wärmebedarf. Dadurch kann häufig auch die Heizungsanlage kleiner ausgelegt werden. Niedrigere Heizlasten erleichtern den Einsatz von Wärmepumpen und anderen Systemen, die besonders bei niedrigen Temperaturen effizient arbeiten.
Wärmebrücken
Wärmebrücken sind Bereiche eines Gebäudes, an denen Wärme schneller nach außen gelangt. Sie treten beispielsweise an Balkonen, Gebäudeecken, Fensteranschlüssen oder schlecht gedämmten Bauteilverbindungen auf.
Die Innenoberflächen können dort stark abkühlen. Dadurch steigt die Gefahr von Kondensation und Schimmelbildung. Eine fachgerechte Sanierung muss Wärmebrücken deshalb berücksichtigen.
Warmwasserbereitung
Viele Heizungen erwärmen nicht nur Räume, sondern auch Trinkwasser. Das Wasser kann in einem Speicher bevorratet oder bei Bedarf im Durchflussprinzip erhitzt werden. Speicher ermöglichen eine schnelle Bereitstellung größerer Wassermengen, verursachen aber Wärmeverluste.
Die Temperatur muss hoch genug sein, um hygienische Risiken zu begrenzen. Gleichzeitig führen unnötig hohe Temperaturen zu zusätzlichen Energieverlusten. Die genaue Auslegung hängt von Anlagentyp, Speichergröße, Leitungsnetz und Nutzung ab.
Umweltwirkungen von Heizungen
Heizungen beeinflussen Umwelt und Klima durch Energieverbrauch, Emissionen und Rohstoffbedarf. Fossile Heizungen setzen Kohlendioxid frei. Holzfeuerungen können die Luft mit Feinstaub belasten. Wärmepumpen benötigen Strom und Kältemittel, während Solaranlagen, Speicher und Rohrsysteme Materialien für Herstellung und Installation beanspruchen.
Entscheidend ist die gesamte Lebensdauer der Anlage. Dazu gehören Herstellung, Nutzung, Wartung und Entsorgung. In der Regel entstehen die größten Umweltwirkungen während des Betriebs, wenn über viele Jahre Brennstoffe oder Strom eingesetzt werden.
Luftschadstoffe
Bei Verbrennungsprozessen entstehen neben Kohlendioxid verschiedene Luftschadstoffe. Dazu zählen Stickoxide, Kohlenmonoxid, Feinstaub und unverbrannte organische Verbindungen. Art und Menge hängen von Brennstoff, Verbrennungstemperatur, Anlagentechnik und Wartungszustand ab.
Abgasgrenzwerte, Filtertechnik und regelmäßige Kontrollen sollen die Belastungen begrenzen. Vollständig emissionsfrei sind Verbrennungsheizungen jedoch nicht.
Treibhausgasemissionen
Die Höhe der Treibhausgasemissionen hängt stark vom Energieträger ab. Heizöl und Erdgas setzen fossilen Kohlenstoff frei. Elektrische Heizsysteme verursachen indirekte Emissionen, wenn der Strom aus fossilen Kraftwerken stammt.
Erneuerbarer Strom, Umweltwärme, Solarenergie und andere klimaverträgliche Wärmequellen können die Emissionen deutlich verringern. Auch ein geringer Wärmebedarf des Gebäudes ist wichtig, da jede nicht benötigte Wärmeeinheit Ressourcen und Emissionen einspart.
Wartung und Lebensdauer
Heizungen müssen regelmäßig kontrolliert und gewartet werden. Verschmutzte Wärmetauscher, falsch eingestellte Brenner, defekte Pumpen oder Luft im Rohrsystem können die Effizienz verschlechtern. Bei Verbrennungsanlagen sind zusätzlich Abgaswege und Sicherheitseinrichtungen zu prüfen.
Die Lebensdauer einer Heizung hängt von Bauart, Qualität, Nutzung und Wartung ab. Einzelne Komponenten wie Pumpen, Ventile oder Regelgeräte können früher ausfallen als der Wärmeerzeuger. Eine alte Anlage arbeitet nicht automatisch ineffizient, verfügt aber häufig über weniger moderne Regelungs- und Sicherheitstechnik.
Nachhaltige Heizsysteme
Ein nachhaltiges Heizsystem verbindet einen niedrigen Wärmebedarf mit effizienter Technik und möglichst emissionsarmen Energiequellen. Die Auswahl muss zum Gebäude passen. Eine Wärmepumpe kann in einem gut gedämmten Gebäude sehr effizient arbeiten, während ein unsaniertes Gebäude zunächst hohe Systemtemperaturen benötigen kann.
Auch Wärmenetze können eine nachhaltige Lösung darstellen, wenn sie erneuerbare Energie, Geothermie, Abwärme oder große Wärmepumpen nutzen. Solarthermie kann einen Teil des Warmwasser- oder Heizbedarfs decken.
Eine langfristige Wärmeplanung berücksichtigt nicht nur die einzelne Anlage, sondern auch Stromnetze, Wärmenetze, Gebäudesanierung, Speicher und regionale Energiequellen.
Zusammenfassung
Eine Heizung ist ein technisches System zur Bereitstellung und Verteilung von Raumwärme und häufig auch Warmwasser. Sie besteht aus Wärmeerzeuger, Leitungen, Pumpen, Heizflächen, Regelung und gegebenenfalls einem Speicher.
Die Umweltwirkung hängt von Energieträger, Effizienz, Gebäudestandard und Betrieb ab. Fossile Heizungen verursachen Treibhausgasemissionen, während erneuerbare Systeme Rohstoffe und teilweise Strom benötigen. Ein geringer Wärmebedarf, niedrige Systemtemperaturen, eine gute Regelung und eine passende Anlagenauslegung sind zentrale Voraussetzungen für eine nachhaltige Wärmeversorgung.
