Die Schwerkraftheizung arbeitet ohne Pumpe 

Genau wie bei einer modernen Zentralheizung verteilt auch eine Schwerkraftheizung thermische Energie über das Heizungswasser im gesamten Haus. Das Besondere daran ist jedoch, dass dieses ohne elektrische Pumpen im Rohrnetz zirkuliert. Für den nötigen Antrieb sorgen vor allem die Dichteunterschiede im Heizungswasser selbst. Wir erklären, wie eine Schwerkraftheizung funktioniert und zeigen auf, warum diese heute nicht mehr zeitgemäß ist.

Die Funktionsweise einer Schwerkraftheizung  

Die Schwerkraftheizung besteht genau wie moderne Anlagen aus einem Kessel, den Heizflächen im Haus und einem verbindenden Rohrnetz. Gewinnt der Wärmeerzeuger thermische Energie bei einer Verbrennung, nutzt er diese, um das Heizungswasser zu erwärmen. Mit zunehmender Temperatur sinkt dessen Dichte und das leichtere Medium steigt in der Anlage nach oben. Es strömt durch die Heizflächen im Haus und gibt die mitgeführte Wärme ab. Während das passiert, sinkt die Heizwassertemperatur und die Dichte des Mediums nimmt zu. Es fällt in der Anlage nach unten, strömt zurück zum Kessel und wird erneut erwärmt. Der sogenannten Umtriebsdruck der Zirkulation hängt dabei von mehreren Faktoren ab. Die wichtigsten sind:

  • die Temperaturunterschiede zwischen Vor- und Rücklauf
  • die zwischen Kessel und Heizflächen bestehende Höhe
  • das Niveau der Heizwassertemperaturen in der Anlage

Eine Heizungspumpe, wie sie in modernen Anlagen gang und gäbe ist, benötigt die Schwerkraftheizung nicht.

Heizungsrohre für eine Schwerkraftheizung
© megakunstfoto – stock.adobe.com

Geringe Druckverluste erfordern große Rohrdurchmesser

Die Funktion der besonderen Heizungsart ist jedoch an eine Reihe von Voraussetzungen gebunden. So ist der natürliche Umtriebsdruck im Vergleich zum Druck einer modernen Hocheffizienzpumpe nur sehr klein. Damit das Heizungswasser dennoch durch die Anlage strömt, müssen die Druckverluste minimal sein. Das heißt: Die Rohrdurchmesser sind größer zu wählen und die verwendeten Armaturen müssen strömungstechnisch optimiert sein. Gleiches trifft auch auf die Heizflächen zu.

Hohe Temperaturen und große Spreizung sind wichtig

Um den Umtriebsdruck zu steigern, fahren Schwerkraftheizungen in der Regel mit sehr hohen Anlagentemperaturen. Auch die Spreizung, also die Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur, muss groß sein, damit das Heizungswasser überhaupt durch die Anlage zirkulieren kann.

Heizkessel ist der tiefste Punkt der Schwerkraftheizung  

Der Heizkessel muss unterdessen den tiefsten Punkt der Anlage bilden. Ein Grund dafür, dass alte Schwerkraftheizungen häufig im Keller oder sogar auf einem tiefergelegten Plateau im Technikraum aufgestellt sind. Die Anlage selbst sollte hingegen hoch sein. Denn das steigert die Druckdifferenz und damit auch den zur Verfügung stehenden Umtriebsdruck.

Einsatzbereiche der Heizung mit Schwerkraftprinzip

Die Schwerkraftheizung kam früher zum Beispiel als Zentralheizung in Wohngebäuden zum Einsatz. Dort wurde sie in den 1960er (in der DDR in den 1980er) Jahren von den Pumpen-Warmwasser-Heizungen abgelöst. Auch heute sind Experten zu Folge noch einige der besonderen Anlagen in Betrieb. Für moderne Systeme, die mit einer Flächenheizung für Komfort und Effizienz sorgen, sind Schwerkraftheizungen jedoch nicht mehr geeignet. Durch die geringen Vorlauftemperaturen käme eine so geringer Druckdifferenz zustande, dass das Wasser nicht mehr durch die Heizungsrohre strömen würde. Der Heizkreislauf käme schnell zum Erliegen und die Wärme nicht mehr in den Räumen an.

Vorteile und Nachteile der Systeme im Überblick

Die Schwerkraftheizung ist sehr einfach aufgebaut. Sie arbeitet nahezu geräuschlos und funktioniert ohne Strom (der Kessel ausgenommen). Durch die großen Rohrdurchmesser zirkuliert jedoch viel heißes Wasser in der Anlage. Es dauert lange, bis die Heizwärme in den Räumen ankommt und die Wärmeverluste in der Verteilung sind vergleichsweise hoch. Hinzu kommt die Tatsache, dass eine Schwerkraftheizung nur sehr schlecht regelbar ist. Das stört den Komfort und führt zu höheren Heizkosten. Durch große Heizungsrohre und Spezialventile sind darüber hinaus auch die Anschaffungskosten höher als bei modernen Systemen. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Vor- und Nachteile einer Schwerkraftheizung:

Vorteile einer Schwerkraftheizung Nachteile einer Schwerkraftheizung
Wärmeverteilung ohne Stromgroße Rohre und besondere Ventile nötig
nahezu geräuschloser BetriebFunktion erfordert hohe Systemtemperaturen
einfacher Aufbau der Heizunghöhere Wärmeverluste in der Verteilung

träges und schlecht regelbares Verhalten

Schwerkraftheizung optimieren und Kosten sparen

Wer eine alte Heizung mit Schwerkraftprinzip besitzt, kann mit einer Optimierung oder einem Austausch oft viel Geld sparen. Die günstigste Variante ist dabei ein hydraulischer Abgleich, der sich mit strömungstechnisch optimierten Thermostatventilen auch bei der Schwerkraftheizung realisieren lässt. Möchten Hausbesitzer alle Einsparpotenzial ausschöpfen, raten Experten häufig zum Austausch der Schwerkraftheizung. Wichtig zu wissen ist jedoch, dass Handwerker dabei auch alle Rohrleitungen, Ventile und Armaturen in der Anlage gegen neue und bedarfsgerechte Komponenten austauschen. Dabei entstehen hohe Kosten, die sich zum Beispiel mit einer Förderung für die Heizung abfedern lassen. Finanzielle Unterstützung gibt es dabei von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW-Programm 430) für eine neue Gas- oder Öl-Brennwertheizung. Wer sich stattdessen für eine Umweltheizung (Wärmepumpe oder Holzheizung) entscheidet, kann die BAFA-Förderung der Heizung in Anspruch nehmen.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Eine Schwerkraftheizung kann die Heizwärme auch ohne elektrische Pumpe im gesamten Haus verteilen. Möglich ist das durch den Differenzdruck, der sich bei unterschiedlichen Temperaturen des Heizungswassers im Vor- und im Rücklauf ergibt. Während das für einen stromsparenden und geräuschlosen Betrieb sorgt, gilt die Heizung mit Schwerkraftprinzip als träge, schlecht regelbar und ineffizient. Wer die hohen Kosten eines Austauschs scheut, sollte die Wärmeverteilung hydraulisch abgleichen lassen. 

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