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FAQs zur dezentralen Hallenbeheizung

Fragen und Antworten zur Planungs- und Ausführungspraxis

Dipl.-Ing. Harald Petermann verantwortet als Geschäftsführer den Fachbereich Gas bei der figawa. Bild: figawa

Infrarot-Hellstahler. Die Wärmestrahlung wird durch die glühende Keramikfläche emittiert, in der das Gas/Luftgemisch verbrennt. Speziell gedämmte Reflektoren lenken die Wärmestrahlung in die gewünschte Richtung. Bild: figawa

Infrarot-Dunkelstrahler. Gedämmte Reflektoren richten gezielt die Wärmestrahlung und Brennwerttechnik entzieht dem Abgas die Restwärme zur weiteren Nutzung. Bild: figawa

 

Für die Erwärmung von Hallengebäuden stehen neben zentralen Heizungssystemen heute auch zahlreiche dezentrale Systeme bereit. Zur Planungs- und Ausführungspraxis tauchen dazu auch immer wieder Fragen auf. Einige dieser sogenannten FAQs (Frequently asked Questions) werden nachfolgend von Dipl.-Ing. Harald Petermann beantwortet. Er ist Geschäftsführer für den Fachbereich Gas bei der Bundesvereinigung der Firmen im Gas- und Wasserfach e. V. (figawa).

Was unterscheidet die Raumtemperatur von der Lufttemperatur?
Die Temperatur der Luft kann mit einem üblichen Thermometer gemessen werden. Das thermische Behaglichkeitsempfinden wird jedoch neben der Lufttemperatur ungefähr in gleicher Gewichtung durch die Strahlungstemperatur der Raumumschließungsflächen bestimmt, mit denen sich der Mensch in Strahlungsaustausch befindet. Die Wirkung des Strahlungsaustauschs mit der Umgebung kann für den Menschen sowohl positiv, z. B. durch die Sonneneinstrahlung bei niedriger Lufttemperatur, als auch negativ sein, z. B. durch den Aufenthalt in einem beheizten Raum in Nähe einer schlecht gedämmten Wand oder in Nähe einer großen Fensterfläche im Winter. Die für das Temperaturempfinden ausschlaggebende Raumtemperatur misst man üblicherweise mit einem Kugel-Thermometer (Globe-Kugel).

Wie erfolgt der Wärmetransport in Großräumen?
In Hallengebäuden ist aufgrund des großen Volumens ein effektiver Wärmetransport nur durch erzwungene Luftkonvektion oder Infrarotstrahlung möglich. Bei der Konvektionsheizung wird die Hallenluft (und/oder Außenluft) durch Ventilatoren angesaugt, über ein Brennkammer-Wärmeübertragersystem erwärmt und mit einer Zuluft-Verteilung dem Raum gleichmäßig zugeführt. Die bereits im Raum evtl. vorhandene aufsteigende Abwärme von Betriebsprozessen, Maschinen, Personen, Beleuchtung sowie Sonneneinstrahlung kann in den Heizprozess aufgenommen und durch Re-Zirkulation in den Arbeitsbereich zurückgeführt werden. Durch die flächige und gleichmäßige Verteilung der Wärme im gesamten Raum werden Kaltzonen vermieden. Das Behaglichkeitsgefühl der im Raum befindlichen Personen wird positiv beeinflusst.
Bei der Wärmestrahlung findet die Übertragung der Wärme von einem Körper zu einem anderen ohne Wärmeträger statt. Während bei Konvektion und Wärmeleitung also die Wärmeenergie in Form von Molekularbewegungen vom Ort höherer Temperatur zu dem niederer fließt, erfolgt bei der Wärmestrahlung der Energietransport in Form elektromagnetischer Wellen (Infrarot-Strahlung), d. h. ohne Wärmeträgermedium. Die von einer Fläche ausgestrahlte Wärmeenergie ist stark überproportional der Temperaturdifferenz, d.  h.  z. B. bei einer Erhöhung der Temperatur der Wärmequelle auf das Doppelte erhöht sich die abgegebene Strahlungswärme auf etwa das 16-Fache. Wärmestrahlung durchdringt Luft nahezu verlustfrei und temperiert beim Auftreffen die Wände, Maschinen, Lagergut, Fußboden, welche daraufhin diese Wärme wieder an die Umgebung abgeben.

Welchen Einfluss hat die Hallenhöhe auf die Auswahl eines Heizungssystems?
Mit zunehmender Hallenhöhe ist der Wahl des richtigen Heizungssystems eine noch größere Bedeutung beizumessen. Aufsteigende Wärme, bedingt durch den thermischen Auftrieb, kann durch geeignete Strahlungs- und Warmluftsysteme vermieden werden. So wird kein unerwünschtes Wärmepolster im Deckenbereich entstehen.

Welche Bedeutung hat die räumliche Auslastung bzw. eine nur zeitweise Nutzung des Hallengebäudes für die Auswahl eines Heizungssystems?
Zeitweise werden in Hallengebäuden nur Teilbereiche genutzt oder es sind für verschiedene Nutzungen mehrere unterschiedliche Temperaturzonen erforderlich. Mit zentralen Heizungssystemen sind solche räumlichen Teilnutzungen kaum wirtschaftlich zu beheizen. Hier empfiehlt sich dann die Wahl für dezentrale Hallenbeheizungen.
Wenn das Gebäude z. B. nur 40 von 168 Wochenstunden genutzt wird, spielen Aufheiz- und Abkühlvorgänge in der Jahresenergiebilanz eine ganz wesentliche Rolle. Dezentrale Heizsysteme mit geringer thermischer Trägheit spielen hier ihre Vorteil gegenüber zentralen Heizsystemen in Hallen aus: Sie bringen die Wärmeleistung punktgenau dann und dorthin, wo sie gebraucht wird. Wärmeträgersysteme wie Wasser oder Dampf entfallen bei der dezentralen Heizung, es entstehen keine Stillstands- und Verteilungsverluste. Lange Aufheizzeiten werden durch dezentrale Systeme auch weitestgehend vermieden.

Worin unterscheiden sich Infrarot-Dunkelstrahler zu Hellstrahlern?
Dunkelstrahler beheizen den Aufenthaltsraum vornehmlich durch Infrarotstrahlung. Spezielle Brenner mit Gebläse (in der Regel mit Gas) erzeugen innerhalb eines Stahlrohres eine lang gestreckte Flamme bzw. einen Abgasstrom, der die Rohroberfläche auf Temperaturen von 200 bis ca. 600 °C erhitzt. Die heiße Rohroberfläche emittiert Infrarot-Wärmestrahlung. Durch Reflektorkonstruktionen oberhalb und seitlich der Strahlrohre wird die Wärmestrahlung gerichtet zum Aufenthaltsbereich gelenkt. Die Verbrennungsgase werden mittels eines Abgassystems nach außen abgeführt. Das Einsatzfeld von Dunkelstrahlern beginnt mit Installationshöhen von ca. 3 m, bei hohen Geräteleistungen sind Höhen von mind. 8 m erforderlich.
Hellstrahler emittieren Wärmestrahlung im für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich. Klassische Hellstrahler arbeiten mit Brenngasen, die in einem speziellen Injektorbrenner vollständig mit der erforderlichen Verbrennungsluft vorgemischt werden, sogenanntes Premix-System. Eine keramische Brennoberfläche kommt im Betrieb bei Temperaturen von 850 bis 950 °C zum Glühen und ist damit gleichzeitig Strahlfläche, die von Reflektorkonstruktionen umgeben ist. Moderne Hellstrahler-Bauformen, sog. Kombistrahler, nutzen die von Abgas überströmten Reflektorflächen als zusätzliche Dunkel-Strahlflächen. Ähnlich wie bei Dunkelstrahlern müssen bei Hellstrahlern Mindestaufhängehöhen von ca. 3,5 m bis hin zu 9 m zur Vermeidung von lokal zu hohen Strahlungsintensitäten gegeben sein.

Welche Eigenschaften haben Hybridsysteme für Hell-/Dunkelstrahler?
Von verschiedenen Herstellern werden auch sogenanntes Hybridsysteme angeboten, die den Abgasen die noch enthaltenen Restmengen an Energie mittels Wärmetauscher entziehen und diese einer Nutzung in anderen Heizsystemen zuführen: z. B. zur Beheizung von angrenzenden Büroräumen oder zur Brauchwassererwärmung. Sie erreichen feuerungstechnische Wirkungsgrade von bis zu 105 % bezogen auf den Heizwert (Hi).

www.figawa.de

 

 

 


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