Heizungsanlage: Funktionsweise und Tipps zur Modernisierung

Wie funktioniert eine Heizung?

Eine Heizung beziehungsweise Heizungsanlage funktioniert durch das reibungslose Zusammenspiel verschiedener Komponenten mit dem Ziel ein Haus mit Wärme für die Heizung und das Trinkwasser zu versorgen. Moderne Systeme bestehen dabei unter anderem aus einem Wärmeerzeuger, einer Regelung, einem Abgassystem, einem Wärmeverteilungssystem, mindestens einer Pumpe und verschiedenen Heizflächen. Je nachdem, welche Technik in der Anlage zum Einsatz kommt, kann außerdem auch ein Puffer- oder ein Kombispeicher nötig werden.

Der Wärmeerzeuger

Der Wärmeerzeuger oder Heizkessel ist das Herz der meisten Heizungsanlagen. Er hat die Aufgabe Brennstoffe wie Heizöl, Erdgas oder Holz effizient zu verbrennen und die dabei frei werdende Wärme an das Heizwasser zu übergeben. Vor allem die modernen Gas-Kombithermen sorgen gleichzeitig auch für die Warmwasserbereitung im Durchflussprinzip – dabei wird genau so viel Trinkwasser erwärmt, wie an den Armaturen gezapft wird. Damit ersetzen sie einen zusätzlich nötigen Warmwasserbereiter.

Die Regelung einer Heizungsanlage

Die  Heizungsregelung  sorgt dafür, dass die Heizungsanlage immer genau so viel Wärme bereitstellt, wie im Haus auch benötigt wird. Damit das funktioniert, misst sie als witterungsgeführte Regelung die Außentemperaturen und gibt genaue Vorgaben für die Temperaturen des Heizungswassers. Wird es draußen kalt, sorgt sie dabei für eine höhere Kesselleistung und wärmeres Heizungswasser. Funktioniert die Regelung richtig, hat das einen hohen Komfort und niedrige Heizkosten zur Folge.

Das Abgassystem

Die Aufgabe des Abgassystems ist es, die Abgase der Verbrennung ungehindert nach außen zu führen. Abhängig vom eingesetzten Heizsystem sind dabei spezielle Anforderungen einzuhalten. Neben dem richtigen Querschnitt geht es dabei zum Beispiel im Betrieb mit Brennwertheizungen darum, dass die Leitungen feuchteunempfindlich sind und bei anfallendem Kondensat keinen Schaden nehmen.

Wärmeverteilungssystem und Pumpe

Wie der Blutkreislauf im menschlichen Körper sorgt das Wärmeverteilungssystem in Heizungsanlagen dafür, dass die Wärme des Kessels zu allen Heizflächen im Haus transportiert wird. Neben einer Reihe von Armaturen und Einbauten besteht es dazu aus mindestens einer Pumpe und einem mit Wasser gefüllten Rohrnetz. Ist die Pumpe alt oder das Rohrnetz nicht richtig abgeglichen, kann es passieren, dass die Kosten steigen und einige Heizflächen nicht richtig versorgt werden. Während weit entfernte Heizkörper dabei zum Beispiel kalt bleiben, kann es an Heizkörpern nahe am Kessel zu einer Überversorgung und störenden Strömungsgeräuschen kommen.

Die Heizflächen

Die Heizflächen einer Heizungsanlage sorgen dafür, dass die mit dem Heizungswasser transportierte Wärme im richtigen Maß an die jeweiligen Räume abgegeben wird. Neben Heizkörpern, die einen Großteil der thermischen Energie über Konvektion direkt an die Luft geben, funktioniert das auch mit einer Flächenheizung. Diese wird im Boden, in der Wand oder an der Decke montiert und überträgt die thermische Energie genau wie die Sonne in Form von Strahlung. Da die Wärme direkt auf der Haut wirksam wird, kann die Lufttemperatur bei einer Flächenheizung auch ohne Komfortverluste um einige Grad Celsius gesenkt werden. Allein ein Grad Celsius lässt die Heizkosten dabei schon um bis zu sechs Prozent sinken.

Was unterscheidet ein Heizgerät von der Heizungsanlage?

Die Begrifflichkeiten in der Heiztechnik sind nicht immer ganz so einfach zu unterscheiden. So gibt es neben der Heizungsanlage auch die Begriffe Heizsystem, Heizung oder eben Heizgerät. Grundsätzlich ist die Bezeichnung davon abhängig, welche Komponenten gerade berücksichtigt werden. So gibt es für die Heizgeräte keine allgemeingültige Definition, da sie mehr als den Heizkessel oder das Wandgerät beschreiben. Doch sind sie gleichzusetzen mit der Heizungsanlage, die wie gezeigt aus mehreren Elementen besteht.  

Prinzipiell handelt es sich hier auch um einen Wärmeerzeuger, der wie folgt unterschieden werden kann:

• Einzelraumheizgerät
• Raumheizgerät
• Kombiheizgerät

Einzelraum-, Raumheizgeräte und Kombiheizgeräte

Einzelraum-Heizgeräte haben meist eine Leistung von zwei bis sieben Kilowatt. Gerade genug, um einzelne Räume oder Bereiche eines Gebäudes mollig warm zu heizen. Anders als die Kessel einer Zentralheizung übertragen sie die bei der Verbrennung entstehende Wärme aber nicht an ein zirkulierendes Heizungswasser, sondern direkt an den Aufstellraum. Damit das funktioniert, strömt kühlere Raumluft durch die Heizgeräte und erwärmt sich.

Anders als bei Einzelraumheizgeräten können Raumheizgeräte nicht nur einzelne Räume, sondern ganze Gebäude mit thermischer Energie versorgen. Sie übertragen die Wärme der Verbrennung in der Regel an das Heizungswasser, über das sie dann bedarfsgerecht zu allen Heizflächen im Haus transportiert wird. Im Vergleich dazu erzeugen Kombiheizgeräte nutzbare Wärme nicht nur für die Raumheizung, sondern auch für die Warmwasserbereitung. Wie bei einer Gasbrennwerttherme funktioniert das in den meisten Fällen direkt im Gerät im Durchflussprinzip. Das heißt: Warmes Wasser wird immer nur dann erzeugt, wenn es tatsächlich auch zum Spülen, Waschen oder Duschen benötigt wird. Da es dabei meist darum geht, in kurzer Zeit viel Trinkwasser zu erwärmen, haben die Heizgeräte eine höhere Leistung als Raumheizgeräte. Damit sind Kombiheizgeräte mit Heizungsanlagen gleichzusetzen, da sie ein ganzes Gebäude mit Heizwärme und Warmwasser versorgen können.

Wie kann eine Heizungsanlage modernisiert werden?

Geht es darum, die Effizienz oder den Komfort einer Heizungsanlage zu erhöhen, führen oft schon einfache Maßnahmen zu spürbaren Verbesserungen. Beispiele dafür sind:

• das Nachrüsten moderner Thermostate
• das Dämmen der Heizungsrohre
• der Austausch der Heizungspumpe
• der hydraulische Abgleich
• die Optimierung der Reglung

Das Nachrüsten moderner Thermostate

Die  Thermostate  der Heizungsanlage haben die Aufgabe, die Temperatur im Raum zu steuern. Damit das funktioniert, bestehen sie aus einem Temperaturfühler und einem Ventil. Der Fühler, in der Regel Wachs, dehnt sich aus, sobald die Temperatur ansteigt und schließt dabei das Ventil. Die Folge: Der Heizwasserdurchsatz sinkt und der Heizkörper gibt weniger Wärme ab. Während das bei alten Thermostaten sehr ungenau funktioniert, können moderne Elemente die Temperatur fast auf ein Grad Celsius genau steuern. Das sorgt für höheren Komfort und bewahrt vor zu hohen Heizkosten. Geht es um den hydraulischen Abgleich, sind sogenannte voreinstellbare Thermostatventile nötig.

Das Dämmen der Heizungsrohre

Während der Heizperiode arbeiten die meisten Heizungsanlagen fast pausenlos. Auch die Heizungsrohre werden dabei ständig von warmem Heizungswasser durchflossen. Vor allem Leitungen, die ohne Dämmung in unbeheizten Räumen verlegt wurden, wirken dabei wie eine Heizfläche und geben viel Energie ab. Das  Dämmen der Heizungsrohre  kann den Verlust minimieren und Heizkosten sparen. Das Besondere daran: Die Maßnahme ist günstig und kann oft selbst erledigt werden.

Der Austausch der Heizungspumpe

Die Heizungspumpe sorgt dafür, dass die Wärme in der Heizungsanlage zu allen Heizflächen transportiert wird. Während sie dabei in einer Heizperiode auf mehr als 4.000 Betriebsstunden kommen kann, steigen die Kosten vor allem bei einer alten, nicht selbstständig regelnden Pumpe. Eine moderne Effizienzpumpe kann ihre Leistung hingegen optimal an dem Bedarf im Haus anpassen und transportiert immer nur so viel Wasser, wie wirklich notwendig. Die Kosten für den Strom der Pumpe sinken dabei spürbar.

Der hydraulische Abgleich einer Heizungsanlage

Bei einem hydraulischen Abgleich werden alle Fließwege der Heizungsanlage auf einheitliche hydraulische Bedingungen eingestellt. Er sorgt dafür, dass die Wärme gleichmäßig im gesamten Haus verteilt wird. Das erhöht den Komfort, indem alle Heizflächen ausreichend warm werden, und senkt zusätzlich auch die Kosten. Denn neben der Leistung der Pumpe kann oft auch die Temperatur des Heizwassers um einige Grad abgesenkt werden.

Die Optimierung der Regelung

Wird zum Beispiel eine witterungsgeführte Heizung nicht an das Haus angepasst, kann es passieren, dass der Kessel zu viel oder zu wenig Wärme abgibt. Während der eine Fall zu hohen Heizkosten führt, sinkt im anderen Fall die Behaglichkeit. Die Optimierung funktioniert dabei ganz einfach zum Beispiel über die Anpassung der Heizkurve. Hierbei handelt es sich um eine eine mathematische Funktion, über die die Vorlauftemperatur abhängig von der Außentemperatur ermittelt wird. Mit welchen Veränderungen Hausbesitzer auf Fehlfunktionen reagieren können, erklären wir im Beitrag  Heizkennlinie.