Heizung Potenziale zur Energieeinsparung
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Heizung Potenziale zur Energieeinsparung www.energieagentur.nrw.de
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Das Heizsystem anpassen und Energie sparen
Die Heizung und die tägliche Wärme, die sie spendet, ist Bauweise von Bürohäusern sowie Produktions- und La-
so eine Selbstverständlichkeit, dass die zugrunde liegen- gerhallen entscheidend. Denn die schafft die Vorausset-
de Technik oftmals kaum beachtet wird. Doch gerade bei zung dafür, dass ein geringer Heizaufwand erreicht wer-
der Beheizung eines Betriebes bestehen große Einspar- den kann. Die Heizwärme sollte durch ein gut regelbares
potenziale. Das gilt für Büroräume und im noch größeren System zugeführt werden, das zum Gebäude und seiner
Maße für Produktions- und Lagerhallen. Denn großvolu- Nutzungsart passt. Das Gebäude ist dabei von Beginn an
mige Hallen haben häufig eine schlechte Wärmedäm- als Gesamtsystem zu betrachten, in dem auch interne
mung, bei vielen Betrieben sind zudem geöffnete Tore er- Wärmequellen und passive Solarwärme berücksichtigt
forderlich. Je nach Nutzung der Halle kann es auch einen werden. Die technische Ausstattung sollte das Bauwerk
besonders hohen Lüftungsbedarf geben. All das erzeugt in seinem thermischen Verhalten jahreszeitlich so gut
Wärmeverluste, die mit hohem Energieaufwand ausgegli- wie möglich ergänzen.
chen werden müssen.
Wenn der Betrieb erstmal läuft, ist darauf zu achten,
Umso wichtiger ist es, dass die Halle über ein Heizungs- dass die Räume nicht unnötig beheizt oder gar überhitzt
system verfügt, das auf die Raumbedingungen und die werden. Es lohnt sich, das Gebäude daraufhin einmal
Nutzung genau ausgerichtet ist. Zu überprüfen ist auch, durchzuchecken. Die Verringerung der Durchschnitts-
ob die Größe der Anlage dem tatsächlichen Bedarf ent- temperatur um 1 °C bedeutet einer Faustregel zufolge
spricht oder ob sie überdimensioniert ist, wie es bei älte- 6 % weniger Heizkosten. Auch die Nacht- und Wochen-
ren Heizkesseln oftmals vorkommt. Eine Modernisierung endabsenkung der Innentemperaturen reduziert den
und Anpassung der Heizungsanlage kann den erforderli- Heizwärmebedarf erheblich.
chen Energieeinsatz erheblich reduzieren und somit eine
bedeutende Kosteneinsparung einbringen. Zur Raumwärmeerzeugung bestehen zudem Möglichkei-
ten der Abwärmenutzung beispielsweise aus der Produk-
Das Gebäude als Gesamtsystem betrachten tion. Die sind für die Beheizung von Produktions- und La-
Vor dem Einsatz einer effizienten Heiztechnik ist erstmal gerhallen oder Büros sowie gegebenenfalls für die Warm-
eine bedarfsgerechte und auf Energieeffizienz bedachte wasserbereitung in das Gesamtkonzept einzubeziehen.
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Alte Heizkessel austauschen oder optimieren
Zur Wärmeerzeugung werden derzeit meistens noch Optimierungen an bestehender Anlage vornehmen
Heizkessel für fossile Energieträger eingesetzt, auch Ist eine Kesselerneuerung vorerst nicht machbar, gibt es
wenn inzwischen vermehrt Biomasse genutzt wird. Das dennoch einige Möglichkeiten zur Verbesserung der Wär-
größte Energieeinsparpotenzial bei bestehenden Anla- meerzeugung. Sofern nicht vorhanden sollten alle Anla-
gen liegt im Austausch des Kessels. Denn ältere Exemp- gen, die vorrangig Raumwärme erzeugen, eine tempera-
lare haben erhebliche Bereitschaftsverluste, zusätzlich turgesteuerte Regelung erhalten. Weitere sinnvolle Maß-
sind viele Systeme überdimensioniert. Dies liegt oftmals nahmen sind:
an zwischenzeitlich erfolgten energetischen Verbesse- n Anpassen der Heizkurven und gegebenenfalls Redu-
rungen der Gebäudehülle, aber auch daran, dass vielfach zieren der Vorlauf- und Kesseltemperatur
von vornherein zu große Kessel installiert wurden. n periodische Messung des CO2-Gehaltes der Abgase,
der Abgastemperatur, der Rußziffer und des Feuer-
Bei einer anstehenden Kesselerneuerung sollte zuerst raumdrucks
geklärt werden, ob der vorhandene Energieträger weiter n periodische Kontrolle und gegebenenfalls Reinigen
genutzt werden soll. Welche Art der Wärmeerzeugung der Heizflächen bzw. Kesselheizflächen
dann gewählt wird, ist im Wesentlichen von dem Tempe- n hydraulisches Entkoppeln der Wärmeerzeuger bei
raturniveau des vorhandenen Heizungssystems abhän- Mehrkesselanlagen
gig. Mit hoher Energieeffizienz nutzt die Kraft-Wärme- n automatisch arbeitende Folgeschaltung für Mehrkes-
Kopplung als Blockheizkraftwerk oder in Form der Fern- selanlagen
wärme den Brennstoff aus. n Ergänzung, Verbesserung oder Erneuerung der Wär-
medämmung an den Wärmeerzeugern, den Armatu-
ren und der Wärmeverteilung
n Installieren von automatisch arbeitenden Abgas-
oder Verbrennungsluftklappen
n hydraulischer Abgleich des Heizungssystems
Bereitschaftsverluste in Abhängigkeit von Baugröße und Baujahr
Faktor q B (%)
7 Heizkessel bis Baujahr 1965
Heizkessel Baujahr 1966 bis 1970
Heizkessel Baujahr 1971 bis 1975
6
Heizkessel Baujahr 1976 bis 1980
Heizkessel ab Baujahr 1981
5
4
3
2
1
0
15 20 30 40 50 100 1.000
Leistung des Heizkessels (kW)
Durchschnittswerte für Heizkessel mit Gebläsebrenner bei einer mittleren Kesseltem-
peratur von 67,5 °C (75/60 °C)
Quelle: Viessmann
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Gebäudetyp und Nutzung bedenken
Heißwasser statt Dampf verwenden Aufgrund dieser Anforderungen sowie der verschiedenen
Falls möglich sollte als Wärmeträger Heißwasser statt Bauarten kommen für Produktions- und Lagerhallen mehr
Dampf zum Einsatz kommen. Denn die Dampferzeugung Heizungsvarianten zum Einsatz als in Wohn- oder Büro-
ist mit hohen Umwandlungsverlusten verbunden. Mit gebäuden. Sie werden auf den folgenden Seiten vorge-
Heißwasserheizungen lassen sich unter Druck auch Tem- stellt.
peraturen bis über 120 °C erreichen. Bei der Prozesswär-
me kann es sinnvoll sein, einzelne Verbraucher mit hohem Bürogebäude optimal beheizen
Temperatur- oder Dampfdruckniveau vom sonstigen In Bürogebäuden geschieht die Wärmeverteilung in der
Wärmenetz abzukoppeln. Regel mittels Wasser, das als Wärmeträgermedium
durch ein Heizsystem zirkuliert. In einem gut wärmege-
Produktions- und Lagerhallen optimal beheizen dämmten Gebäude kann die Zuführung der geringen be-
Bei der Beheizung von Produktions- und Lagerhallen be- nötigten Heizenergie über den hygienisch ohnehin nöti-
stehen ganz unterschiedliche Anforderungen. Es kommt gen Luftaustausch erfolgen. Bei den meisten Gebäuden
auf die Ausmaße des Gebäudes und auf die jeweilige Nut- ist der Transport warmer oder kalter Luftmengen durch
zung an. So kann es vorwiegend um die gleichmäßige platzraubende Luftkanäle energetisch nicht sinnvoll. Ein-
Temperierung großer Luftvolumina gehen oder eher um facher kann durch die Installation von Flächensystemen
die gezielte Beheizung einzelner Arbeitsplätze. Grund- der Installations- und Energieaufwand auf ein Minimum
sätzlich muss die Beheizung von Firmengebäuden den begrenzt werden. Flächenheizsysteme wie Fußboden-
gesetzlichen Rahmenbedingungen entsprechen, die in oder Wandheizung reagieren allerdings oftmals träge.
der Arbeitsstättenrichtlinie formuliert sind. Darüber hin- Es kann dem System möglicherweise schwerfallen, im
aus sind die produktionsbedingten Faktoren zu berück- Tagesverlauf schnell ändernden Lasten rasch zu folgen.
sichtigen. Insgesamt sind folgende Aspekte relevant: Dies ist jedoch umso weniger von Bedeutung, je besser
die thermische Gebäudehülle ausgebildet ist. Die inneren
n die gesundheitlichen Anforderungen und die Leis- Temperaturschwankungen bleiben dann gering. Massive
tungsfähigkeit der im Betrieb arbeitenden Personen Bauteile können zudem thermisch puffernd genutzt wer-
n das Behaglichkeitsempfinden den.
n die Temperaturempfindlichkeit der Produkte bei
Lagerung und Transport
n die Anforderungen an Fertigungsprozesse und
Produktionsanlagen
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Heizungstypen für Produktions- und Lagerhallen
Fußbodenheizungen tem nur geheizt wird, sollten die Luftauslässe möglichst
Bei einer Fußbodenheizung werden im Boden verlegte in Bodennähe angebracht werden, da sich sonst auf-
Heizrohre mit zentral erwärmtem Wasser erhitzt. Im in- grund des thermischen Auftriebs der Luft der untere Hal-
dustriellen Anwendungsbereich betragen die Heizwas- lenbereich nur schwer erwärmen lässt.
sertemperaturen weniger als 45 °C. Dieses Heizsystem
eignet sich besonders gut für Brennwertkessel, Wärme- Eine andere Form der Warmluftheizung sind Lufterhitzer.
pumpen, solarthermische Anlagen und Prozessabwärme Bei dieser Variante wird zunächst in einer zentralen Heiz-
mit niedrigen Temperaturen. kesselanlage Warmwasser oder Dampf erzeugt und über
Rohrleitungen zu den einzelnen Geräten transportiert.
Vorteile von Fußbodenheizungen Über Heizregister wird die Wärme abgegeben und per
n günstiges Temperaturprofil über die Hallenhöhe, Ventilator dem Raum zugeführt. Dezentrale Lufterhitzer
daher besonders für hohe Hallen geeignet sind in Leistungsgrößen von circa 10 bis 150 kW
n angenehmes Wärmeempfinden bei niedrigeren erhältlich.
Temperaturen, dadurch Energieeinsparung von etwa
8 bis 10 % im Vergleich zu Konvektionsheizungen Vorteile von Warmluftheizungen
n Niedertemperatur-Prozessabwärme nutzbar n integrierbare Lüftungssysteme zur Einhaltung der
n gut kombinierbar mit Wärmepumpen und solarther- Luftqualität
mischen Anlagen n nächtliche Kühlung durch Zufuhr kühler Frischluft
n mögliche Ergänzung zusätzlicher Luftaufbereitungs-
Warmluftheizungen einrichtungen wie Staubfilter, Befeuchter und Luft-
Die direkt befeuerte Warmluftheizung fördert Luft mit kühler
Ventilatoren in den zu beheizenden Raum. Diese wird als
Wärmeträger genutzt und dem Gerät je nach Außenluft- Strahlungsheizungen
anteil vollständig oder teilweise im Kreislaufprinzip zu- Strahlungsheizungen sind Heizsysteme, die einen erhöh-
rückgeführt. Erhältlich sind dezentrale und zentrale ten Anteil an Wärmestrahlung erzeugen und damit direkt
Warmlufterzeuger. Dezentrale Varianten werden in Leis- den im Strahlungsbereich befindlichen Körper erwärmen.
tungsklassen von circa 10 bis 400 kW angeboten. Die Dabei wird Energie nicht wie bei der Konvektion durch die
Wirkungsgrade liegen bei normaler Ausführung bei etwa Luft transportiert, sondern durch elektromagnetische
90 %. Vorgänge übertragen. Im Vergleich zu Warmluftheizun-
gen kommen Strahlungswärmesysteme – bei gleichem
Zentrale Warmlufterzeuger mit Luftkanalsystem sind in körperlichen Wohlbefinden – mit etwa 3 bis 5 °C geringe-
der Leistung nicht begrenzt. Die Regelung der Raumtem- rer Raumlufttemperatur aus. Dadurch verringern sich die
peratur basiert in der Regel auf Temperaturfühlern, die Wärmeverluste durch Lüftung und Transmission. Strah-
im Raum oder im Kanalsystem angebracht werden. Von lungsheizungen für Hallen gibt es als direkt befeuerte
großer Bedeutung für den effizienten Betrieb ist die rich- Systeme und Warmwasser-Systeme. Bei direkt befeuer-
tige Position des Raumfühlers – keinesfalls zu weit vom ten Systemen wird je nach Oberflächentemperatur an
Warmlufterzeuger entfernt oder an Stellen, an denen den Strahlflächen zwischen Hell- und Dunkelstrahlern
Durchzug herrscht. Wichtig ist ebenso die sinnvolle Plat- unterschieden.
zierung der Luftauslässe. Wenn über das Lüftungssys-6
Hellstrahler eingebrachte Wärmeleistung wird zu mehr als 70 % als
In einem Hellstrahler erhitzt ein atmosphärischer Bren- Strahlung dem Raum zugeführt. In Abhängigkeit von der
ner eine Keramikplatte und ein Reflektor richtet die Wär- Medientemperatur müssen zur Abdeckung des erforder-
mestrahlung gezielt nach unten. Hellstrahler werden aus- lichen Wärmebedarfs etwa 10 bis 30 % der Deckenfläche
schließlich mit Gas betrieben. Sie erreichen einen hohen mit Strahlplatten belegt werden. Deckenstrahlplatten
Wirkungsgrad von etwa 95 %. Abhängig von der Reflek- können bereits ab einer Raumhöhe von circa 3 Metern
torform kann die Strahlung großflächig verteilt oder auf eingesetzt werden. Da die Beheizung indirekt über einen
bestimmte Bereiche konzentriert werden. Die Verbren- externen Wärmeerzeuger geschieht, ist auch der Einsatz
nungsabgase werden in der Regel in den zu beheizenden in explosionsgefährdeten Räumen möglich. Die Regelung
Raum abgegeben, sodass ein ausreichender Luftaus der Raumtemperatur kann über den zentralen Wärmeer-
tausch gewährleistet sein muss. zeuger sowie über die einzelnen Heizkreise beziehungs-
weise zonenweise erfolgen.
Dunkelstrahler
Diese Geräte bestehen aus Strahlrohren, die von heißen Vorteile von Strahlungsheizungen
Verbrennungsgasen durchströmt werden. Als Brennstoff n niedrigere Raumtemperaturen bei gleicher Behag-
dient meistens Gas, es sind aber auch Modelle für den lichkeit
Einsatz von Heizöl erhältlich. Ein Reflektor lenkt die Wär- n geringere Wärmeverluste bei häufig geöffneten Hal-
mestrahlung in den gewünschten Bereich. Die Abgase lentoren
werden durch ein Abgassystem aus dem Gebäude ge- n bis zu 30 % niedrigerer Primärenergieverbrauch
führt. Der Wirkungsgrad liegt bei circa 90 %. Dieser Hei- n kurze Aufheizzeiten
zungstyp strahlt in geringerer Intensität als ein Hellstrah- n keine Zuglufterscheinungen, keine Staubaufwirbe-
ler, versorgt aber ein größeres Strahlungsfeld. Aufgrund lungen
der geringeren Oberflächentemperatur können Dunkel- n gezielte Beheizung von Teilflächen möglich
strahler bereits in Räumen ab einer Deckenhöhe von n keine Verluste durch Wärmeverteilungsnetz bei Hell-
rund 4 Metern eingesetzt werden. und Dunkelstrahlern
n keine Einfriergefahr bei Hell- und Dunkelstrahlern
Deckenstrahlplatten n günstiges Temperaturprofil (keine großen Tempera-
Dieses statische Heizsystem wird von einem Heizmedi- turunterschiede zwischen Hallenboden und Hallen-
um (Wasser, Dampf oder Thermoöl) durchströmt. Ein decke)
externer Wärmeerzeuger erwärmt das Heizmedium. Die7
Planungsempfehlungen für die Hallenbeheizung
Bei der Entscheidung, welches Heizungssystem in einer Luftwechselraten
Halle installiert wird, sind verschiedene Aspekte beson- In einigen Werkhallen entstehen produktionsbedingt
ders zu beachten. Denn mit der richtigen Technik lassen Dämpfe, schadstoffhaltige Gase und Stäube, die über die
sich betriebsbedingte Wärmeverluste entscheidend Luft abgeführt werden müssen. Mit der warmen Abluft
reduzieren. werden erhebliche Mengen an Energie an die Umgebung
abgegeben. Daher ist es am besten, die Schadstoffe
Höhe der Halle direkt am Entstehungsort abzusaugen und somit die be-
Viele Produktions- oder Lagerhallen haben eine Höhe von förderte Luftmenge möglichst gering zu halten. Ist eine
mehr als 5 Metern. Da gilt es zu verhindern, dass die war- Lüftung der gesamten Halle erforderlich, dann lässt sich
me Luft unter der Hallendecke ein energieverschwenden- eine Reduzierung der Wärmeverluste durch die Installati-
des Warmluftpolster bildet. Denn die Wärme wird vor al- on einer Wärmerückgewinnungsanlage (WRG) erreichen,
lem am Hallenboden benötigt. Außerdem geht durch die gegebenenfalls in Kombination mit einer Lüftungsanlage.
häufig besonders schlecht gedämmte Hallendecke viel Bei großen Abluftvolumenströmen kann der Einsatz ei-
Heizenergie verloren. Bei sehr hohen Hallen empfiehlt es ner WRG auch bei einer Direktabsaugung sinnvoll sein.
sich daher bei Warmlufterzeugern, die im Deckenbereich
installiert sind, nicht nur die Luft zu erhitzen, sondern Offene Hallentore
auch einen Luftstrom in Richtung Hallenboden zu erzeu- Ist es betriebsbedingt notwendig, die Hallentore häufig
gen. Ebenso ist es sinnvoll, die warme Luft aus den obe- zu öffnen oder über eine längere Zeitdauer geöffnet zu
ren Hallenbereichen anzusaugen. Strahlungsheizsyste- halten, entstehen im Winter hohe Wärmeverluste. In die-
me oder eine Fußbodenheizung sind für solche Fälle sem Fall empfiehlt sich die Erwärmung der Raumluft
ebenfalls sinnvoll. Bei Hallen von weniger als 4 Metern über eine Strahlungsheizung. Durch die geringere Tem-
Höhe ist der Einsatz einer direktbefeuerten Strahlungs- peraturdifferenz zwischen Hallen- und Außenluft fallen
heizung nicht möglich. In diesen Gebäuden müssen ent- die Wärmeverluste über die geöffneten Tore deutlich ge-
weder Warmwasser-Deckenstrahlplatten, eine Warmluft- ringer aus. Zudem ist der Einbau von Schnell-Lauftoren
heizung oder eine Fußbodenheizung installiert werden. oder Luftschleieranlagen mit einer hohen Luftaustritts-
geschwindigkeit vorteilhaft.
Nutzungszeiten der Halle
Wird die Halle nicht rund um die Uhr genutzt, so ist bei
Warmluftheizungen eine längere Vorheizphase notwen-
dig, um zu Arbeitsbeginn eine angenehme Temperatur in
der Halle zu realisieren. Denn selbst wenn die gewünsch-
te Lufttemperatur erreicht ist, kann die Halle noch als zu
kalt empfunden werden. Der Grund dafür sind die über
Nacht abgekühlten Maschinen, Wände und Böden, die
auch bei höheren Lufttemperaturen noch zu einem ins-
gesamt als unangenehm kühl empfundenen Gesamtein-
druck führen. Für diese Ausgangssituation ist eine Strah-
lungsheizung am besten geeignet. Da diese die Personen
und Objekte direkt erwärmt, stellt sich innerhalb kürzes-
ter Zeit eine angenehme Wärme ein.Impressum Informationen zum Thema
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