IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 21/1999, Seite 56 ff.
HEIZUNG
Wand oder Boden
Der richtige Platz für die Heizung
Herbert Hanning*
Früher war der Fall klar: Ein Zentral-Heizgerät hatte auf dem Fußboden zu stehen und wurde in aller Regel in den Heizungskeller verbannt. Heute haben Bauherren, Bauträger und Modernisierer dagegen die Wahl zwischen Wandgeräten (Thermen) einerseits und Bodengeräten (Kessel) andererseits. Damit stellt sich die Frage, welcher Gerätetyp denn der bessere ist. Diese Frage läßt sich jedoch nicht pauschal beantworten, entscheidend sind eine ganze Reihe von Faktoren, die wiederum vom Einzelfall abhängig sind.
Die Frage nach Wand oder Boden wird - so zeigen die aktuellen Umsatzzahlen - mit steigender Tendenz für das Wandgerät entschieden. 1996 waren 69 Prozent aller in Deutschland verkauften Gasheizgeräte wandhängend, 1997 betrug der Anteil 71, vergangenes Jahr 73 Prozent. Anders als in der Vergangenheit ist die Diskussion um Wand- oder Bodenmontage nicht mehr von Ideologien geprägt. Die klassischen Kesselproduzenten bieten mittlerweile wandhängende Geräte an, und die altbekannten Thermenhersteller haben ihrerseits ein umfassendes Kesselprogramm aufgebaut. Auf der ISH ’99 präsentierten gar die ersten Anbieter ölbetriebene Wandgeräte.
Auch auf seiten des Handwerks verwischten die Grenzen. Die klassische Aufteilung, wonach Heizungsbauer bevorzugt Kessel, Installateure mehrheitlich Thermen einbauen, gibt es nicht mehr.
Bei Einzelgeräten ist die Leistung der am Markt angebotenen Wandgeräte auf rund 70 kW begrenzt. Kaskaden aus mehreren Einzelgeräten gibt es bis ca. 450 kW. Der Vergleich zwischen Boden- und Wandgeräten beschränkt sich also zwangsläufig auf diesen Bereich. Da das Sortiment an ölbetriebenen Wandgeräten noch sehr begrenzt ist, stehen Gasgeräte im Zentrum der Betrachtung.
Trotz zunehmender Verbreitung der Thermen bestehen immer noch Vorbehalte gegenüber den kompakten Wandgeräten. Bei der Therme sind alle für die Funktion wichtigen Bauteile innerhalb des Geräts eingebaut. Ein Ausfall der Pumpe, der Regelung oder des Brenners verstehen Betreiber immer als Ausfall des gesamten Geräts, beim Kessel dagegen als Ausfall der jeweiligen Komponente. Der Wärmeerzeuger selbst gilt nicht als "Übeltäter". Somit scheint die Therme vordergründig störungsanfälliger zu sein als der Kessel. Tatsächlich gibt es diesbezüglich aber keine Unterschiede. Auch hinsichtlich der verbrennungstechnischen Eigenschaften schenken sich die beiden Gerätetypen nichts. Worin unterscheiden sich Wandgeräte dann wirklich von Bodengeräten? Sinnvollerweise unterteilt man die Betrachtung in konventionelle Gerätetechnik (Heizwertgeräte) und Brennwertgeräte.
| Bild 1: Typischer Gas-Heizkessel. Ein optional indirekt beheizter Warmwasserspeicher stellt die Versorgung mit erwärmtem Trinkwasser sicher. |
Konventionelle Niedertemperaturkessel
Abgesehen von der Montageart gibt es im wesentlichen Unterschiede bei den eingesetzten Brennern, Werkstoffen, Leistungen und Abmessungen. Bei den sogenannten Heizwertgeräten (auch konventionelle Kessel/Thermen genannt) haben die Kessel einen Wärmeübertrager (Kesselkörper) aus Grauguß oder Stahl. Zum Kessel gehören außer dem Kesselkörper mit Isolierung und Verkleidung auch Brenner, Feuerungsautomat, Regeleinrichtung und häufig auch die witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung (Bild 1).
| Bild 2: Kaskadenschaltung zweier atmosphärischer Kessel. Mit einem dritten Kessel wäre in diesem Fall eine Gesamtleistung von 918 kW möglich. |
Aus Kostengründen geschieht die Verbrennung bei Leistungen bis ca. 350 kW meistens mit atmosphärischen Brennern. Bei größeren Kesselleistungen kommen zweistufige oder modulierende Gebläsebrenner zum Einsatz. Bis zu drei Kessel lassen sich zu einer Gesamtleistung von über 1000 kW als Kaskade zusammenschalten (Bild 2). Kessel werden in Deutschland grundsätzlich nur raumluftabhängig betrieben, benötigen also zwingend einen Schornsteinanschluß (nach neuer Muster-FeuVo eine Abgasleitung für Unterdruckbetrieb).
| Bild 3: Blick in ein Heizgerät mit Lamellenbrenner. |
Konventionelle Wandgeräte gibt es in Leistungen von 5 bis 40 kW. Mehrere Geräte lassen sich zu einer Kaskade mit einer Gesamtleistung von 160 kW zusammenschalten. Der Wärmeübertrager besteht hauptsächlich aus einem Kupferkern (Rohre) und aufgeschobenen und verlöteten Edelstahllamellen (Bild 3). Eingesetzt werden immer atmosphärische Brenner.
Das Gerät ist als komplette Heizzentrale konzipiert, alle notwendigen Komponenten wie zum Beispiel Umwälzpumpe, Ausdehnungsgefäß und sicherheitstechnische Einrichtungen sind in das Gerät integriert. Ein Raumregler oder ein Außentemperaturregler kann angeschlossen werden. Die Regler lassen sich sowohl extern wie auch intern montieren. Die Brenner arbeiten grundsätzlich modulierend, die Brennerleistung paßt sich also stufenlos dem Bedarf an. Thermen können raumluftabhängig an einem Schornstein oder raumluftunabhängig an einem Luft-Abgassystem betrieben werden. Die Geräte gibt es wahlweise mit integrierter Warmwasserbereitung als sogenannte Kombithermen oder als Heizgeräte mit vorgerüstetem Speicheranschluß. Speichervor- und -rücklauf sind dann bereits anschlußfertig am Gerät vorhanden. Tabelle 1 faßt die wichtigsten Kriterien zusammen.
Tabelle 1: Vergleich von Wand- und Bodengeräten bei konventioneller Niedertemperaturtechnik
Merkmal/ | Kessel | Therme | Bemerkung |
Abmessungen | 1000 x 600 x 700 | 850 x 500 x 360 | Bei Einkessel- |
Gewicht | > 120 kg | 33 - 55 kg | |
Einsatz- | - Zentrale Beheizung von Wohn- - Warm- - Prozeß- | - Zentrale und dezentrale Beheizung von Wohn- - Warm- - Prozeß- | Wohnräume lassen sich auch dezentral durch Küchenkessel beheizen; Bei Prozeß- |
Platzbedarf | - ca. 3 m3 (neben- - ca. 2 m2 (Unterbau- | - Wandfläche der Grundfläche entsprechend; - ggf. ca. 0,5 m2 Bodenfläche für den Speicher | Gilt für Anlagen mit Speicher bei Einsatz in einem Ein- oder Zwei- |
Brennerart und Betrieb | - Einstufig, - ab 70 kW zweistufig; - große Kessel- | - Durch Modulation optimale Anpassung an Wärme- - bei Kaskaden größt- - zusätzlich hohe Betriebs- | Einige Kessel- |
Warm- | Nur über externe Speicher möglich | Sowohl über externe Speicher oder im Gerät integriert nach dem Durch- | Speicher muß man beim Kessel über Pumpengruppe anschließen, bei der Kesseltherme sind Speicher- |
Aufstellungs- | - Im Keller oder Erdgeschoß (wo Schornstein- - bei Leistungen > 50 kW separater Aufstellraum mit Be- und Entlüftung nach TRGI bzw. FeuVo notwendig | - Keller, Garage, Bad, Küche, Flur; - mit speziellem Luft-Abgas-System, auch Dachboden | Für bestimmte Anwendungs- |
Betriebsart | Raumluft- | - Raumluft- - Raumluft- | Lüftungs- |
Kessel- | Bei fast allen Fabrikaten mindestens 40°C erforderlich | Bei Edelstahl- | Stütz- |
Hydrau- | - Mindest- - Maximal- | - Kein Mindest- - Maximal- | Bei Einsatz in Kaskaden sind durch Gebrauch von hydraulischen Weichen Primär- und Sekundär- |
Wartungs- Schwierig- | - Da der größte Teil der Kessel direkt auf dem Boden steht, müssen alle Arbeiten kniend ausgeführt werden; - Kesselblock läßt sich ohne Wasser- | - Geräte hängen in Arbeitshöhe, daher einfache Sicht- und Funktions- - zur Reinigung des Wärme- | Mit Ausnahme des Lamellen- |
Montage- | Bei Verwendung von vorgefertigten Anschluß- | - Gering, nur die Rohr- - alle wichtigen Komponenten sind im Gerät eingebaut | |
Möglichkeit der Vorrichtung, Vormontage | Keine | Durch Vormontage- | Wegen Vor- |
Brennwertgeräte
Bei Brennwertgeräten gestaltet sich die Gegenüberstellung etwas schwieriger. Hier kann nicht mehr die einfache Frage nach Montageort und den daraus abgeleiteten grundsätzlich unterschiedlichen Konstruktionen gestellt werden. Brennwertgeräte als Kessel sind heute in zwei Grundbauarten am Markt vertreten:
1. Der Kessel in herkömmlicher Bauweise, hier meistens als Stahlkessel mit Gebläsebrenner und nachgeschaltetem Wärmetauscher für die Brennwertnutzung. Die Leistungen reichen bis zu mehreren MW.
2. Kessel, deren kompakte Bauweise von den Thermen abgeleitet ist. Geräte dieser Bauart haben nahezu die gleichen Eigenschaften wie wandhängende Brennwertthermen. Der Leistungsbereich entspricht dem der Wandgeräte. Anschlüsse und Bedienfeld sind für Kessel entsprechend angebracht (Bild 4). Aus Thermen abgeleitete Kessel gibt es nicht mit integrierter Warmwasserbereitung.
| Bild 4: Diese Art der Brennwertkessel sind besonders für Modernisierer, die bislang mit einem bodenstehenden Gerät heizten, eine interessante Alternative. |
Da die grundsätzlichen Unterschiede zwischen Brennwertgeräten für Boden oder Wand, denen der Heizwertgeräte entsprechen, beschränkt sich Tabelle 2 auf die darüber hinausgehenden Eigenschaften der Wandgeräte.
Wandgeräte in vielen Fällen die bessere Alternative
Nimmt man die beiden Tabellen genauer unter die Lupe, fällt auf, daß wandhängende Geräte in den meisten Anwendungsbereichen klare Vorteile besitzen. Bodenstehende Geräte sind in erster Linie dort die richtige Wahl, wo man sehr große Leistungen benötigt: im Zweckbau, bei der einzelnen oder kombinierten Prozeßwärme-Bereitstellung und in Mehrfamilienhäusern mit zentraler Wärmebereitstellung. Dagegen dominieren bei kleinerem Leistungsbedarf in Ein- oder Zweifamilienhäuser und bei dezentraler Wärmebereitstellung die Wandgeräte.
Tabelle 2: Vergleich von Wand- und Bodengeräten bei Brennwerttechnik
Merkmal/ | Brennwert- | Brennwert- | Bemerkung |
Leistung | Kleinere Leistungen werden als Kessel nicht angeboten | Große Leistungen nur als Kaskade | |
Einsatz- | - Zentrale Beheizung von Wohn- - Warm- - Prozeß- | - Zentrale und dezentrale Beheizung von Wohn- - Warm- - Prozeß- | Bei der Prozeß- |
Kessel- | - Bei fast allen Fabrikaten mind. 40°C im Primär-Wärme- - keine Mindest- | Ein Wärme- | Stütz- |
Hydrau- | - Mindest- - Maximal- | - Kein Mindest- - Maximal- | Bei Einsatz in Kaskaden sind durch Gebrauch von hydrau- |
Wartungs- | - Da der größte Teil der Kessel direkt auf dem Boden steht, müssen alle Arbeiten knieend ausgeführt werden; - Kessel- | - Geräte hängen in Arbeits- - Selbst- | Kessel und Therme die auf der gleichen Grund- |
Die Vorteile liegen auf der Hand. An erster Stelle steht der geringe Platzbedarf der Thermen. Dies wiegt um so schwerer, als bei geringerem Warmwasserbedarf auf Kombigeräte mit integrierter Warmwasserbereitung zurückgegriffen werden kann und somit auch der Platzbedarf für den Speicher entfällt. Zudem brauchen einige Wandgeräte im Gegensatz zu Bodengeräten keine Mindesttemperatur im Wärmeübertrager. Dies erleichtert die Nachtabsenkung und verringert die Stillstandsverluste. Durch die Stetigregelung paßt sich die Leistung zudem optimal an den aktuellen Wärmebedarf an. Alles in allem wirken sich diese Eigenschaften positiv auf den Nutzungsgrad der Geräte aus.
Da sich Thermen auch raumluftunabhängig betreiben lassen, besteht zudem größere Flexibilität in der Abgasführung und damit in puncto Aufstellungsort. Die Möglichkeit der Vormontage bei den Thermen hat für Handwerker und Installateur Vorteile bei der Vorfinanzierung. Bauherren profitieren davon durch geringeres Diebstahlrisiko: Wenn man will, kann man das Gerät auch erst am Einzugstag anbringen lassen.
Weil sämtliche Komponenten im Gehäuse integriert sind, geht bei Thermen die Installation leichter vonstatten. Lediglich die Rohrleitungen müssen bauseits angeschlossen werden. Auch das geringere Gewicht erleichtert die Installation. Schließlich sind wandhängende Einzelgeräte auch in den Anschaffungskosten zumeist günstiger als Bodengeräte.
Optimale Lösungen erfordern ganzheitliche Systemplanung
So gesehen müßte man sich also für ein Wandgerät entscheiden - oder für ein darauf basierendes Standgerät. Diese Entscheidung kann im Einzelfall allerdings voreilig und falsch sein. Optimale Lösungen setzen eine ganzheitliche Systemplanung voraus, in deren Mittelpunkt der spezifische Bedarf des jeweiligen Kunden stehen muß. So sind etwa für den Bauherren eines Einfamilienhauses andere Kostenaspekte relevant als für einen Generalbauunternehmer, der schlüsselfertige Eigentumswohnungen anbietet. Beispielhaft seien noch weitere Kriterien genannt, etwa die Art des Gebäudes (Fabrikhalle, Büro- oder Wohnräume), der maximale Leistungsbedarf oder der Zweck der Wärmebereitstellung (Heizung, Warmwasserbereitung, Prozeßwärme). Eine allgemeingültige Entscheidungsformel kann schon allein deshalb nicht gegeben werden, weil sich die Kriterien wechselseitig beeinflussen. Die Checkliste gibt einen Überblick über die wichtigsten Sachverhalte, die Handwerker, Installateure und Planer beim Beratungsgespräch mit dem Kunden klären sollten.
Wie schon erwähnt, finden Kessel ihre Domäne bei größerem Leistungsbedarf und damit bei zentraler Wärmebereitstellung in großen Gebäuden. Auf der anderen Seite besteht hier die Möglichkeit, auf Kaskaden mit mehreren wandhängenden Geräten zurückzugreifen. Die Vorteile solcher Anlagen bestehen wiederum in der perfekten Anpassung an den aktuellen Wärmebedarf sowie in der Ausfallsicherheit. Um die erforderliche Grundleistung zu erbringen, reicht in aller Regel ein Gerät aus. Ein Totalausfall ist damit so gut wie ausgeschlossen.
Dem stehen aber die höheren Installationskosten gegenüber. Bei der reinen Prozeßwärme-Bereitstellung, wo in der Regel kein Modulationsbedarf besteht, wird man daher eher auf bodenstehende Geräte zurückgreifen. Der Vorteil der Thermen in puncto Stetigregelung spielt also keine Rolle, wenn sich maximaler und minimaler Wärmebedarf kaum unterscheiden.
Zu beachten sind auch bauliche Gegebenheiten. Hier stellt sich die Frage, ob überhaupt freie und stabile Flächen für die Wandmontage gegeben sind. Auf der anderen Seite scheiden bodenstehende Geräte als Alternative aus, wenn der Boden im vorgesehenen Aufstellungsraum nicht genügend tragfähig ist.
Einige Beispiele
Einige Beispiele illustrieren die Einsatzbereiche der jeweiligen Gerätetypen.
Einfamilienhaus mit normaler oder gehobener Ausstattung
a) Sanierung: Bei der zu sanierenden Anlage handelt es sich um einen alten Gasheizkessel. Die Regeleinrichtung, Pumpen etc. müssen erneuert werden, grundsätzlich bleibt die Rohrführung aber erhalten. Weil sich die bestehenden Anschlüsse in der Regel übernehmen lassen, kommt ein Kessel mit angepaßter Leistung zum Einsatz. Alternativ kann ein konventionelles Wandheizgerät eingebaut werden, dadurch erhält man zusätzlichen Platz im Keller.
b) Kostenoptimierter Neubau: Viel Platz für die Haustechnik gibt es nicht, ein Schornstein ist ebenfalls nicht vorhanden. Ein Brennwertkessel auf dem Dachboden benötigt wenig Höhe und keine besonderen Befestigungspunkte. Die Montage der Luft-/Abgasführung aus dem Systemzubehör des Herstellers ist einfach. Alternativ kann ein Wandgerät im Erd- oder Obergeschoß installiert werden. Konzentrische Luft-/Abgasführung ermöglichen auch hier eine einfache Ver- und Entsorgung des Geräts.
| Bild 5: Zwei Brennwertgeräte mit indirekt beheiztem Warmwasserspeicher. |
Mehrfamilienhaus
a) Sanierung: Zusätzliche Wärmeschutzmaßnahmen senken den Wärmebedarf. Wegen der Wartungskosten stellt der Eigentümer von dezentraler auf zentrale Beheizung um. Reichen die vorhandenen Schornsteinquerschnitte nicht aus, bietet sich die Installation von Brennwertkaskaden auf dem Dachboden an (Bild 5). Hier können Luft-/Abgasführungen direkt durch die Dachhaut geführt werden.
b) Neubau mit Eigentumswohnungen: Einsatz eines Luft-Abgasschornsteins für Mehrfachbelegung und Anschluß von kleinen Wandheizgeräten (Brennwert oder Heizwert) mit untergestelltem Speicher (Bild 6). Besonders bei Eigentumswohnungen ermöglicht diese Variante neutrale Abrechnung und individuelles Heizen bei optimalem Komfort. Die Geräte werden raumluftunabhängig betrieben und können daher in eine Abstellkammer oder in einem Schrank "verschwinden".
| Bild 6: Die gängigste Variante bei geringem Heizwärme- und hohem Warmwasserbedarf: Gas-Warmwassertherme mit indirekt beheiztem Warmwasserspeicher. |
Gewerbegebäude
Benötigt man außer der Heizung noch Prozeßwärme, bietet sich ein Heizkessel an. Über entsprechende Regeleinrichtungen werden höhere Temperaturen und Leistungen an die Fertigung abgegeben, der Anteil der Gebäudeheizung läßt sich über eine Mischerregelung bedarfsgerecht bereitstellen.
Diese Liste ließe sich beliebig erweitern. Somit wird deutlich, daß bei der Frage "Wand oder Boden" eine Reihe von Parametern zu betrachten sind. Interessant sind aber auch andere Problemkreise: Zum Beispiel Brennwert oder konventionelle Technik, raumluftabhängige oder raumluftunabhängige Geräte, zentrale oder dezentrale Anlagen usw. Dank des umfassenden Geräteangebots haben Handwerker und Installateure die Möglichkeit, jedem Kunden eine genau auf dessen Bedarf zugeschnittene Anlage zu erstellen. Vor allem wegen der Installationskosten und dem geringeren Platzbedarf wird dies häufig ein Wandheizgerät sein - ganz gleich ob Brennwert oder Heizwert. Brennwertgeräte sind besonders hervorzuheben, da sie höchste Nutzungsgrade erzielen und besonders flexibel in der Abgasführung sind. Nicht nur, daß die bessere Technik (Modulation, kompakte Bauweise etc.) eingesetzt wird, oft ist auch der Preis eines wandhängenden Brennwertgeräts günstiger als der eines konventionellen Standkessels.
Checkliste fürs Beratungsgespräch
1. Allgemeine Fragen
- Erforderliche Leistung
- Konstanter oder schwankender Bedarf
- Erforderlicher Modulationsbereich
- Komfortanspruch (vor allem Warmwasserbereitung)
- Erforderliche Betriebssicherheit (Kaskaden- oder Einzelgerät)
- Größe des gesamten Investitionsvolumens
- Gibt es unterschiedliche Ausrichtungen nach Himmelsrichtung oder Zoneneinteilung?
- Anzahl zu regelnder/bedienender Heizkreise
2. Bauliche Gegebenheiten
- Tragfähigkeit von Böden und Decken
- Reicht der gegebene Schornsteinzug für die Umstellung von dezentraler auf zentrale Wärmebereitstellung aus?
- Schallschutz
- Raumluftabhängige Betriebsweise möglich?
- Schornsteinsanierung
- Einschränkungen durch den Denkmalschutz
- Kondensatablauf bei Brennwertgeräten
3. Renovierung oder Neubau?
- Kann auf die Anlagenplanung im Neubau noch Einfluß genommen werden?
- Welche Art von Wärmeerzeuger war eingebaut?
- Wie groß ist der Montageaufwand?
- Art der Brauchwasserbereitung (zentral, dezentral)
- Verwendung vorhandener Rohrleitungen möglich?
4. Auftraggeber
- Wohnungsbaugesellschaft
- Eigenheimbesitzer, der Immobilie selber nutzt
- Schlüsselfertig anbietender Generalbauunternehmer
- Privater Besitzer eines Mehrfamilienhauses
- Anbieter von Wärmecontracting
5. Zweck der Wärmebereitstellung
- Prozeßwärme
- Heizung
- Warmwasserbereitung
- Diverse Kombinationen
6. Gebäudeart
- Fabrikgebäude
- Lagergebäude
- Einfamilienhaus
- Mehrfamilienhaus
- Stallung
7. Betriebskosten
- Reine Verbrauchskosten
- Wartungskosten
- Schornsteinfeger
- Verteilkosten
- Abrechnungsdienste
*) Herbert Hanning, Produktmanager für Gasheizgeräte bei Bosch Thermotechnik/Junkers
B i l d e r : Robert Bosch GmbH, Geschäftsbereich Thermotechnik, Produktbereich Junkers
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