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Die Heizung der Zukunft schon heute - Niedertemperatur-Flächenheizungssysteme stellen eine energieeffiziente Alternative dar

Rund 15 Millionen Heizungen in Deutschland sind älter als 20 Jahre. Sie verschwenden unnötig Energie und setzen viel CO2 frei.*1) Durch den Austausch der alten Heizkessel können folglich hohe Einsparpotenziale erzielt werden. Doch welches System macht ökonomisch wie ökologisch Sinn? Eine energieeffiziente Alternative: Niedertemperatur-Flächenheizungssysteme: Sie werden versteckt in Boden, Wand oder Decke eingebracht und verteilen die Wärme gleichmäßig im Raum.

Flächenheizungssysteme können versteckt in Boden, Wand und Decke eingebracht werden. Bild: Thermofer

Das Herzstück des Niedertemperatur-Flächenheizungssystems ist das „MESH“: ein dünnes Glasfasernetz, das mit Kohlenstoffnanoröhren und einem Isolationsmaterial beschichtet ist. Bild: Jörn Wolter/Thermofer

Lokales Beheizen einer Sitzecke mit der mobilen Flächenheizungsvariante „FRAME“. Bild: Jörn Wolter/Thermofer

Aufgenommen mit der Wärmebildkamera, die Flächenheizung emittiert wärmende Infrarot-Strahlen. Bild: Thermofer

Die Wärmebildkamera zeigt die von der Flächenheizung emittierten wärmenden Infrarot-Strahlen. Bild: Jörn Wolter/Thermofer

 

Eine neuartige Technologie hat Thermofer mit dem „Carbon-Nanotube“ Flächenheizsystem entwickelt. Herzstück des Niedertemperatur-Flächenheizungssystems ist das Heizelement „MESH“. Dabei handelt es sich um ein ca. 1,5 mm dünnes Glasfasernetz, das mit elektrisch leitenden Kohlenstoffnanoröhren sowie einem isolierenden und stabilisierenden Material beschichtet ist.
Das Heizelement lässt sich je nach Bedarf oberflächennah in Wände, Böden, Decken oder Systembauelemente integrieren. Der Gesamtaufbau einer Deckschicht mit Heizgewebe einschließlich eines dampfdiffusionsfähigen Dämm­vlieses liegt in der Regel bei 10 bis 20 mm, je nach Anwendungsfall und Schlussbeschichtung. Das Flächenheizungssystem verschwindet unsichtbar hinter Putz, Fliesen, Bodenbelägen und Co. und stört somit nicht die Raumstruktur.

Wie funktioniert die Flächenheizung?
In das Glasfasernetz sind in regelmäßigen Abständen Kupferfäden eingewebt. Wird an diese eine Spannungsquelle angeschlossen, fließt Strom durch das Netz und erwärmt es großflächig. Eingeputzt in eine oberflächennahe Wandschicht wird die Wärme sehr schnell an die Wandoberfläche weitergeleitet und dann überwiegend als Wärmestrahlung in den Raum emittiert. Also als elektromagnetische Wellen, die Energie transportieren und für das menschliche Auge nicht sichtbar sind – vergleichbar mit der Wirkung von Sonnenstrahlen.
Treffen diese Wellen auf feste Körper, wie z.B. Personen, Wände oder Einrichtungsgegenstände, wandelt sich die Energie in Wärme um. Die im Raum befindlichen Körper absorbieren die Wärmestrahlung und geben sie anschließend teilweise weiter. So findet ein gegenseitiger, gleichmäßiger Wärmeaustausch statt, der Möbel, Personen und Wände zu sekundären Wärmequellen macht.
Das Ergebnis ist eine wesentlich höhere thermische Behaglichkeit als im Vergleich zu herkömmlichen Heizungssystemen. Konvektionsheizungen, die mit fossilen Brennstoffen wie Kohle, Gas oder Öl betrieben werden, erwärmen überwiegend die Luft. Dabei kommt es zu Luftzirkulationen, wobei heiße Luft zur Decke aufsteigt, sich dort wieder abkühlt und danach ständig im Raum zirkuliert. Das kann zu Staubaufwirbelungen, trocke­ner Raumluft, Schimmelbildung und einem als unangenehm empfundenen Raumklima führen.
Neben dem Aspekt der höheren thermischen Behaglichkeit punktet das Niedertemperatur-Flächenheizungssystem mit weiteren, vielfältigen Vorteilen – z.B. einer hohen Energieeffizienz. Das System kann durch die großflächige Wärmeverteilung mit niedrigen Temperaturen arbeiten, sodass Verluste nach außen minimal sind. Außerdem wird die vom Stromerzeuger gelieferte und vom Kunden zu bezahlende Energie, die sogenannte End­energie, zu fast 100 % in Wärme umgesetzt, was bei konventionellen Heizsystemen nicht möglich ist.
Konventionelle Heizkörper müssen sehr stark erhitzt werden, um mit ihrer verhältnismäßig kleinen Fläche größere Räume zu erwärmen. Dafür sind Vorlauftemperaturen von bis zu 60°C erforderlich. Zudem dauert es relativ lange, bis sich die Wärme im Raum verteilt hat. Das Niedertemperatur-Flächenheizungssystem hingegen erwärmt sich wegen der oberflächennahen Integration des Heizelementes sowie der Verwendung einer dünnen, hochwirksamen Dämmschicht deutlich schneller – innerhalb von wenigen Minuten. Die Wärmeabgabe erfolgt dabei aufgrund der niedrigen Oberflächentemperatur durch 65 bis 70% Wärmestrahlung und 30 bis 35% konvektive Wärmeabgabe.
Wegen der niedrigen Betriebstemperatur und der schnellen Erwärmungszeit sind erhebliche Einsparungen an Heiz- und Gesamtbetriebskosten möglich. Darüber hinaus tragen der daraus resultierende verringerte Energieverbrauch und der minimierte CO2-Ausstoß zum Schutz der Umwelt bei.
Weiterer Pluspunkt: Das Systemprinzip ermöglicht die Integration der Heizung in bestehende und zukünftige Anlagentechnik. Die Einbindung von regenerativen Energieerzeugern, wie Photovoltaik, Kleinwindkraftanlagen etc., ist ebenso möglich wie die Kopplung an Bussysteme. Bei einer großflächigen Fußbodenheizung kann z.B. schon ein kleines Leck zu einer signifikanten Beeinträchtigung bzw. einem Ausfall des gesamten Heizsystems führen. Häufig ist dies mit einem Wasserschaden samt sehr aufwendiger Reparatur verbunden. Dies ist bei dem System von Thermofer nicht möglich, da keine Flüssigkeiten genutzt werden.
Aufgrund des robusten Designs und der besonders engmaschigen Netzstruktur des Heizgewebes sind nachträgliche Montagen von Lampen, Vorhängen, Bildern, TV-Halterungen usw. kein Problem. Sollte das Glasfasernetz durch Nägel, Dübel oder Schrauben beschädigt werden, ist keine Reparatur erforderlich. Die Funktionsfähigkeit des Systems wird nicht bzw. nur stellenweise beeinträchtigt.

Flexible Anwendungsmöglichkeiten
Für maximale Flexibilität bei der Raumerwärmung bzw. -nutzung gibt es das Niedertemperatur-Flächenheizungssystem in verschiedenen Ausführungen. Basis für alle Heizsysteme, die miteinander kombiniert werden können, ist dabei das Heizgewebe. Erhältlich sind zum einen Flächenheizungssysteme zur festen Integration in Wand, Decke und Boden. Diese eignen sich für den Einsatz in gut gedämmten Neubauten, können aber auch im ungedämmten Altbau nachgerüstet werden. Die Versorgungsspannung beträgt 42 V AC und erfüllt damit die Anforderungen an die elektrische Sicherheit. Das System ist als Bauprodukt nach EN 13501-1:2010 mit Brandverhaltensklasse E zugelassen.
Zum anderen bietet Thermofer mobile Flächenheizungssysteme wie „TARP“ oder „FRAME“ mit einer Versorgungsspannung von 230 V AC an. Bei der erstgenannten Variante ist das Heizgewebe in ein mehrschichtiges Sandwichelement integriert, das anschließend in eine PVC-Hülle eingeschweißt wird. Die Hülle besteht aus einem PES-Gewebe, das beidseitig mit PVC beschichtet ist. Das elektrische Anschlusskabel für die Betriebsspannung wird über eine Winkelkabelverschraubung nach außen geführt. Durch den speziellen Aufbau kann dieses mobile Flächenheizungssystem für verschiedenste Anwendungen genutzt werden. Es lässt sich mithilfe eines verdeckten Doppelkederschienensystems an der Wand befestigen. Zu empfehlen ist der Einsatz in Hobby- bzw. Kellerräumen, Werkstätten oder der Industrie.
Zur lokalen Beheizung und für die individuelle und formschöne Gestaltung eignet sich das Produkt „FRAME“. Hier ist das Heizelement in einen Profilrahmen integriert, der später mit einem bedruckten, leicht austauschbaren Stoff bezogen wird. Die 45 mm tiefen Profile bestehen aus eloxiertem Aluminium, die sich auch pulverbeschichten, folieren oder lackieren lassen. Das System kann als Aufsteller oder zur Wandmontage genutzt werden. Durch den bedruckten Stoff ist auch die Funktion als Werbeträger gut möglich.
Beide mobile Flächenheizungssysteme sind entsprechend den Normen EN 60335-1:2012 + A II:2014 (Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke. Teil I: Allgemeine Anforderungen) sowie EN 60335-2-30:2009 + A II:2012 (Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke. Teil 2-30: Besondere Anforderungen für Raumheizgeräte) und EN 62233:2008 (Verfahren zur Messung der elektro-magnetischen Felder von Haushaltsgeräten und ähnlichen Elektrogeräten im Hinblick auf die Sicherheit von Personen in elektromagnetischen Feldern) durch die DEKRA zertifiziert.

Intelligente Heizungssteuerung
Um Anwendern größtmöglichen Komfort zu bieten, gibt es für alle Thermofer-Flächenheizungen ein intelligentes Steuerungssystem, das exakt auf individuelle Bedürfnisse abgestimmt werden kann. Angefangen beim klassischen Ein/Aus-Schalter über einen Thermostat bis hin zu Spezial-Lösungen, die verschiedenste Parameter wie Anwesenheit, Außentemperatur, Sonneneinstrahlung und vieles mehr in der Regelung berücksichtigen können.
Über eine App können sämtliche Funktionen bequem per Smartphone oder Tablet gesteuert werden – von zu Hause und unterwegs.
Um die Vertriebsaktivitäten schrittweise auszubauen, ist thermofer fortlaufend auf der Suche nach passenden Vertriebs- und Installationspartnern. Nähere Informationen unter: www.thermofer.com

*) Quelle: www.baulinks.de/webplugin/2015/1610.php4

Autor: Matthias Hesse, Vertrieb und Entwicklung bei Thermofer, Köln

 


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