Infrarot Heizstrahler » Wis­senschft­li­che Stu­di­en über Infra­rot Heiz­tech­nik wie Infra­rot­hei­zun­gen & IR Heiz­strah­ler
Wis­senschft­li­che Stu­di­en über Infra­rot Heiz­tech­nik wie Infra­rot­hei­zun­gen & IR Heiz­strah­ler

Inhalts­ver­zeich­nis

1. Umfra­ge zur Akzep­tanz und Bekannt­heit von Infra­rot­hei­zun­gen

Ziel der Umfra­ge war es die Mei­nun­gen und auch Ent­wick­lun­gen von Inter­es­sen­ten an der Tech­no­lo­gie Infra­rot­hei­zung zu erfra­gen. Dazu wur­den die Inter­es­sen­ten in ver­schie­de­ne Inter­es­sen­grup­pen unter­teilt und ent­spre­chend nach ihrer Ent­wick­lung und nach ihrer Mei­nung befragt. Die Ant­wor­ten der Teil­neh­mer legen nahe, dass sowohl das Inter­es­se von Ver­brau­chern am The­ma Infra­rot­hei­zung als auch die Ver­kaufs­zah­len für Infra­rot­hei­zun­gen stei­gen. Dies gilt für die Ver­kaufs­zah­len der teil­neh­men­den Händ­ler sowohl für 2012 gegen­über 2011 als auch für die Pro­gno­se für 2013. Zuwäch­se waren mit bis zu 200% ange­ge­ben. Obwohl kurz­fris­ti­ge Pro­gno­sen eher neu­tral bis leicht posi­tiv sind, wird län­ger­fris­tig von einer guten bis sehr guten Wachs­tums­aus­sicht aus­ge­gan­gen. Als Haupt­grün­de sehen die Teil­neh­mer der Umfra­ge die tech­ni­sche Ent­wick­lung, die auf der einen Sei­te die Ver­sor­gung von Elek­tro­hei­zun­gen mit Strom immer mehr ver­ein­facht (z.B. durch Selbst­ver­sor­gung über Pho­to­vol­ta­ik, ver­bun­den mit ent­spre­chen­der Spei­cher­ent­wick­lung), auf der ande­ren Sei­te durch den sin­ken­den Ener­gie­be­darf im Neu­bau, der grö­ße­re Inves­ti­tio­nen in Hei­zungs­sys­te­me und hohe Ser­vice­auf­wen­dun­gen nicht mehr rechtfertigt.ls Grün­de für die kurz­fris­tig eher ver­hal­te­ne Pro­gno­se wer­den haupt­säch­lich die feh­len­de Aner­ken­nung der Gesell­schaft, auch in Form der gesetz­li­chen Vor­ga­ben, aber auch Män­gel der Bran­che (feh­len­de Zusam­men­ar­beit bei der Bear­bei­tung des Mark­tes, bei wis­sen­schaft­li­chen Unter­su­chun­gen usw.) genannt. Auch die Stei­ge­rung des Strom­prei­ses in den letz­ten Jah­ren spielt hier eine Rol­le.
Die Nut­zer von Infra­rot­hei­zung haben sich aus Sicht der Befra­gungs­teil­neh­mer weit­ge­hend zufrie­den mit den Eigen­schaf­ten der Infra­rot­hei­zun­gen gezeigt. Hier ist inter­es­sant, dass die gesund­heit­li­chen Wir­kun­gen als wich­ti­ger gegen­über dem Ener­gie­ver­brauch ein­ge­stuft und auch posi­ti­ver bewer­tet wur­den. Auch die Infor­ma­ti­on durch die Her­stel­ler war weit­ge­hend zufrie­den­stel­lend. Aller­dings gab es auch Teil­neh­mer die anga­ben, dass sie schlecht infor­miert wur­den und Ener­gie­kos­ten von mehr als dem Dop­pel­ten der pro­gnos­ti­zier­ten Kos­ten hat­ten. Die Ener­gie­be­ra­ter hat­ten stei­gen­de Anfra­gen zu ver­zeich­nen, wenn auch teil­wei­se zu ganz spe­zi­el­len The­men. Wich­ti­ge The­men sind hier die ENEV-kon­for­me Berech­nung von Infra­rot­hei­zun­gen, die Berech­nung der Heiz­last sowie wei­te­re Aus­le­gungs­fra­gen …

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2. Bericht zum For­schung­pro­jekt – „Bei­spiel­haf­te Ver­gleichs­mes­sung zwi­schen Infra­rot­strah­lungs­hei­zung und Gas­hei­zung im Alt­bau­be­reich“

Pro­jekt­lei­tung:

  • Dr.-Ing. Peter Kosack
    Gra­dua­te School CVT
    Arbeit­kreis Öko­lo­gi­sches Bau­en
    TU Kai­sers­lau­tern
    Gott­lieb-Daim­ler-Sra­ße 42
    67663 Kai­sers­lau­tern
    Pro­jekt­zeit­raum: 1. 10. 2008 bis 30. 4. 2009
    Ver­si­on 1; Stand: Okto­ber 2009

© Copy­right by Dr.-Ing. Peter Kosack
Der For­schungs­be­richt darf als Gan­zes belie­big kopiert und wei­ter­ver­brei­tet wer­den. Aus­zugs­wei­se Ver­wen­dung, ins­be­son­de­re sol­che, die die Aus­sa­gen des For­schungs­be­richts ver­fäl­schen, sind dage­gen strengs­tens unter­sagt!

Zusam­men­fas­sung
In der Heiz­pe­ri­ode 2008/2009 wur­de eine Ener­gie­ver­brauchs-Ver­gleichs­mes­sung zwi­schen einer Infra­rot­strah­lungs­hei­zung und einer Gas­hei­zung durchgeführt, um vor dem Hin­ter­grund des Struk­tur­wan­dels im Ener­gie­ver­sor­gungs­be­reich den prin­zi­pi­el­len Nut­zen und Taug­lich­keit einer Infra­rot­strah­lungs­hei­zung für den Wohn­be­reich zu überprüfen. Es konn­te in der vor­lie­gen­den Unter­su­chung gezeigt wer­den, dass die Infra­rot­strah­lungs­hei­zung eine sinn­vol­le Alter­na­ti­ve zu her­kömm­li­chen Heiz­sys­te­men dar­stellt. Bei rich­ti­ger Anwen­dung einer Infra­rot­strah­lungs­hei­zung erge­ben sich sowohl Vor­tei­le beim Ener­gie­ver­brauch als auch bei den Kos­ten und der CO2-Bilanz. For­schung­pro­jekt Ver­gleichs­mes­sung IR-/Gas­hei­zung, Dr.-Ing. Peter Kosack, Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Kai­sers­lau­tern Sei­te 2 / 52

Vor­wort: All­ge­mei­nes, Ziel­set­zung der Arbeit
In der Heiz­pe­ri­ode 2008/2009 wur­de eine Ver­gleichs­mes­sung zwi­schen einer Infra­rot­strah­lungs­hei­zung (kurz: Infra­rot­hei­zung) und einer Gas­hei­zung durchgeführt. Ziel­set­zung war die Bestim­mung des Ener­gie- und Ener­gie­kos­ten­ver­brauchs am kon­kre­ten Bei­spiel und ein dar­aus abge­lei­te­ter Ver­such einer ver­all­ge­mei­ner­ten Bewer­tung der Ener­gie­bi­lanz unter öko­lo­gi­schen Gesichts­punk­ten und der Gesamt­kos­ten für bei­de Hei­zungs­sys­te­me.

Moti­va­ti­on und Hin­ter­grund
Der Ener­gie­markt ist der­zeit durch stark anstei­gen­de Kos­ten für fos­si­le Ener­gie­trä­ger gekenn­zeich­net. Auch der zwi­schen­zeit­lich ein­ge­tre­te­ne Ein­bruch in die­ser Ent­wick­lung als Fol­ge der welt­wei­ten Finanz­kri­se muss nach all­ge­mei­ner Ein­schät­zung als vorübergehend und als kur­ze Ver­schnauf­pau­se betrach­tet wer­den, was sich aktu­ell auch schon abzeich­net. Unter die­sem Preis­an­stieg lei­den ins­be­son­de­re die Besit­zer und Mie­ter von Alt­bau­ten mit ent­spre­chend hohen Heiz­ener­gie­ver­bräu­chen. Es gibt zwar viel­fäl­ti­ge staat­li­che Anrei­ze zur Sanie­rung, doch in vie­len Fäl­len feh­len die dafür nöti­gen finan­zi­el­len Mit­tel. Dies gilt trotz umfang­rei­cher staat­li­cher För­der­maß­nah­men. Als ein mög­li­cher Aus­weg wird am Markt die Ver­wen­dung von elek­trisch betrie­be­nen Infra­rot­strah­lern ange­bo­ten. Das Pro­jekt soll­te die prin­zi­pi­el­le Anwend­bar­keit und öko­no­mi­sche wie öko­lo­gi­sche Sinn­haf­tig­keit die­ser Lösung am Bei­spiel überprüfen.

Dank­sa­gun­gen
Beson­ders herz­lich dankt der Pro­jekt­lei­ter der Fami­lie Dietz-Groß für die Geneh­mi­gung aller not­wen­di­gen Instal­la­tio­nen, die Mög­lich­keit, die Mes­sun­gen unter All­tags­be­din­gun­gen durchführen zu kön­nen und die viel­fäl­ti­ge Unterstützung wäh­rend des Pro­jekt­ab­laufs. Herz­li­chen Dank auch an die Fa. Kne­bel, die ein sehr unbürokratischer Pro­jekt­part­ner war und die Infra­rot­strah­ler sowie die Meß­ge­rä­te zur Verfügung stell­te.

Wich­ti­ger Hin­weis
Der vor­lie­gen­de Bericht ist wegen des gro­ßen all­ge­mei­nen Inter­es­ses so abge­fasst, dass er auch vom inter­es­sier­ten Lai­en ver­stan­den wer­den kann. Er ent­hält des­halb eine übersichtliche Dar­stel­lung der phy­si­ka­li­schen sowie hei­zungs- und kli­ma­tech­ni­schen Grund­la­gen. Zur bes­se­ren Hin­ter­grund­in­for­ma­ti­on wer­den neben der Fach­li­te­ra­tur auch umfang­rei­che, leich­ter ver­ständ­li­che Inter­net­sei­ten ange­ge­ben.

Für den For­schungs­be­richt wird es in Abhän­gig­keit der Rückmeldungen aus dem Leser­kreis und nach­fol­gen­der erwei­ter­ter Aus­wer­tung der Meß­ergeb­nis­se meh­re­re Ver­sio­nen geben. Nach­fra­gen, Anre­gun­gen, Kri­tik und Ver­bes­se­rungs­vor­schlä­ge für künftige Ver­sio­nen sind daher ausdrücklich erwünscht!

Die jeweils aktu­el­le Ver­si­on ist zu fin­den unter
www-user.rhrk.uni-kl.de

Lesen Sie hier die gan­ze Stu­die als PDF im Down­load: For­schungs­be­richt-IR-im-ver­gleich-zu-gas-im-alt­bau

3. Wehrt Euch – es ist höchs­te Zeit!

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4. 100 % Erneu­er­ba­re Ener­gi­en

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5. Das Kon­zept Ener­gie-Amor­ti­sa­ti­ons-Haus und sei­ne Rea­li­sie­rung

Defi­ni­ti­on Ener­gie-Amor­ti­sa­ti­ons-Haus:
Ein Haus, das als Mikro­kraft­werk so viel Ener­gie pro­du­ziert, dass es den Ener­gie­be­darf für den gesam­ten Lebens­zy­klus des Hau­ses lie­fert.
Dazu gehört die Ener­gie

  • zur Her­stel­lung des Hau­ses (graue Ener­gie)
  • zum Betrieb oder Unter­halt
  • zu Reno­vie­rungs­nah­men
  • zum Abriß oder Rückbau.

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6. Stu­die: Hei­zen wie die Son­ne

Die stei­gen­den Ener­gie­prei­se hei­zen der­zeit wie­der die Debat­ten hier­zu­lan­de an. Otto Nor­mal­ver­brau­cher schimpft auf die aus­län­di­schen Gas- und Öllie­fe­ran­ten, Poli­ti­ker und Indus­trie beschwö­ren die Atom­kraft. Ener­gie­spa­ren wird dage­gen kaum umge­setzt. Dabei bie­tet sich beim Hei­zen eine Ener­gie spa­ren­de Alter­na­ti­ve an: die Strah­lungs­hei­zung. Sie ver­braucht nicht nur weni­ger Ener­gie, sie schafft auch mehr Behag­lich­keit und ver­mei­det Schim­mel­bil­dung. Aller­dings wird sie von inter­es­sier­ten Krei­sen auf klei­ner Flam­me gehal­ten – mit unver­fro­re­nen Mit­teln. Das deckt Prof. Dr. Claus Mei­er im fol­gen­den Bei­trag auf. Von Prof. Dr.-Ing. habil. Claus Mei­er, Nürnberg.

Das obers­te Ziel der Heiz­tech­nik ist es, beson­ders die Behag­lich­keit zu gewähr­leis­ten, die vor allem ein Zusam­men­spiel von Raum­luft­tem­pe­ra­tur und Wand­ober­flä­chen­tem­pe­ra­tur ist. Abbil­dung 1 zeigt den Zusam­men­hang. Die Behag­lich­keits­tem­pe­ra­tur liegt etwa in der Mit­te bei­der Tem­pe­ra­tu­ren. Um Behag­lich­keits­kri­te­ri­en zu erfüllen, benö­tigt eine Raum­luft­tem­pe­ra­tur von zum Bei­spiel 20°C eine Wand­tem­pe­ra­tur von 16°C (dies wären die Ver­hält­nis­se bei einer Kon­vek­ti­ons­o­der Luft­hei­zung). Denk­bar wäre aber auch eine Wand­tem­pe­ra­tur von zum Bei­spiel 22°C, die dann eine Raum­luft­tem­pe­ra­tur
von nur 15°C erfor­der­lich macht. Die­se ener­ge­tisch äußerst günstige Kon­stel­la­ti­on aber kann nur eine Strah­lungs­hei­zung leis­ten. War­um ist dies so?

Die phy­si­ka­li­schen Beson­der­hei­ten
Die phy­si­ka­li­schen Grund­la­gen bei­der Heiz­sys­te­me sind völ­lig ver­schie­den. Wäh­rend bei der Kon­vek­ti­ons­hei­zung (Luft­hei­zung) zum Wär­me­trans­port die Wär­me­strö­mung von war­mer Luft wirk­sam wird (das ist Ther­mo­dy­na­mik), voll­zieht sich bei einer Strah­lungs­hei­zung der Wär­me­trans­port ohne irgend­ein Trans­port­me­di­um nur durch Wär­me­strah­lung (das aber ist dann Quan­ten­me­cha­nik). Die Wär­me …

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7. Stu­die über Ver­gleich Ener­gie­ef­fi­zi­enz: Infra­rot-Hei­zung vs. Wär­me­pum­pen-Hei­zung

Zusam­men­fas­sung
In der vor­lie­gen­den Stu­die wird die Ener­gie­ef­fi­zi­enz von IR-Strah­lungs­hei­zun­gen im Ver­gleich zu einer Wär­me­pum­pe mit einem kon­ven­tio­nel­len Wär­me­ab­ga­be­sys­tem (Heiz­kör­per respek­ti­ve Boden­hei­zung)
unter­sucht. Die­ser Unter­su­chung wur­de ein real exis­tie­ren­des Gebäu­de in Kreuz­lin­gen TG zu Grun­de gelegt. Die­ses befin­det sich momen­tan in einem ener­ge­tisch schlech­ten Zustand und wird dem­nächst nach dem aktu­el­len Stand der Tech­nik saniert. Von die­sem Gebäu­de ist der bis­he­ri­ge Ener­gie­ver­brauch bekannt. Für die Stu­die aus­ge­wer­tet wer­den die Raum­luft­tem­pe­ra­tu­ren, die Kom­fort­wer­te (PPD, PMV) sowie
der jähr­li­che Ener­gie­be­darf für die Raum­wär­me. Der Ener­gie­be­darf bei­der Vari­an­ten wird auf Stu­fe Nutz-, End- und Pri­mär­ener­gie durchgeführt.

Die Unter­su­chung zeigt fol­gen­de Ergeb­nis­se:

  • Auf Stu­fe End- und Pri­mär­ener­gie wei­sen die IR-Strah­lungs­hei­zun­gen einen um ca. 2/3
    höhe­ren Ener­gie­be­darf auf als kon­ven­tio­nel­le Sys­te­me mit Wär­me­pum­pe und Was­ser­heiz­kör­per.
  • Wird die Wär­me­pum­pe mit einer Fuss­bo­den­hei­zung kom­bi­niert, so ist der End- und Pri­mär­ener­gie­ver­brauch
    halb so gross wie bei IR-Strah­lungs­hei­zun­gen.
  • Auf Stu­fe Nut­zen­er­gie sind IR-Strah­lungs­hei­zun­gen unwe­sent­lich effi­zi­en­ter (ca. 5 %) als
    kon­ven­tio­nel­le Sys­te­me.
  • Die mini­ma­len Kom­fort­be­din­gun­gen wer­den mit allen Wär­me­ab­ga­be­sys­te­men im unsa­nier­ten
    sowie auch im sanier­ten Gebäu­de erreicht.

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8. Bemer­kung zur Stu­die Luzern Infra­rot-Hei­zung vs. Wär­me­pum­pen-Hei­zung

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9. Ver­ord­nung zur Ände­rung der Ver­ord­nung über Heiz­kos­ten­ab­rech­nung

§ 1 Anwen­dungs­be­reich
(1) Die­se Ver­ord­nung gilt für die Ver­tei­lung der Kos­ten
1. des Betriebs zen­tra­ler Hei­zungs­an­la­gen und zen­tra­ler Warm­was­ser­ver­sor­gungs­an­la­gen,
2. der eigen­stän­dig gewerb­li­chen Lie­fe­rung von Wär­me und Warm­was­ser, auch aus Anla­gen nach Num­mer 1, (Wär­me­lie­fe­rung, Warm­was­ser­lie­fe­rung) durch den Gebäudeeigentümer auf die Nut­zer der mit Wär­me oder Warm­was­ser ver­sorg­ten Räu­me.
(2) Dem Gebäudeeigentümer ste­hen gleich
1. der zur Nutzungsüberlassung in eige­nem Namen und für eige­ne Rech­nung Berech­tig­te,
2. der­je­ni­ge, dem der Betrieb von Anla­gen im Sin­ne des § 1 Abs. 1 Nr. 1 in der Wei­se übertragen wor­den ist, dass er dafür ein Ent­gelt vom Nut­zer zu for­dern berech­tigt ist,
3. beim Woh­nungs­ei­gen­tum die Gemein­schaft der Wohnungseigentümer im Ver­hält­nis zum Woh-nungseigentümer, bei Ver­mie­tung einer oder meh­re­rer Eigen­tums­woh­nun­gen der Wohnungsei-gentümer im Ver­hält­nis zum Mie­ter.
(3) Die­se Ver­ord­nung gilt auch für die Ver­tei­lung der Kos­ten der Wär­me­lie­fe­rung und Warm-was­ser­lie­fe­rung auf die Nut­zer der mit Wär­me oder Warm­was­ser ver­sorg­ten Räu­me, soweit der Lie­fe­rer unmit­tel­bar mit den Nut­zern abrech­net und dabei nicht den für den ein­zel­nen Nut­zer gemes­se­nen Ver­brauch, son­dern die Antei­le der Nut­zer am Gesamt­ver­brauch zugrun­de legt; in die­sen Fäl­len gel­ten die Rech­te und Pflich­ten des Gebäudeeigentümers aus die­ser Ver­ord­nung für den Lie­fe­rer.
(4) Die­se Ver­ord­nung gilt auch für Miet­ver­hält­nis­se über preis­ge­bun­de­nen Wohn­raum, soweit für die­sen nichts ande­res bestimmt ist …

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10. Ver­ord­nung zur Ände­rung der Ver­ord­nung über Heiz­kos­ten­ab­rech­nung

Auf Grund der §§ 3a und 5 Abs. 4 des Ener­gie­ein­spa­rungs­ge­set­zes in der Fas­sung der Bekannt­ma­chung vom 1. Sep­tem­ber 2005 (BGBl. I S. 2684) ver­ord­net die Bun­des­re­gie­rung:
Arti­kel 1 Die Ver­ord­nung über Heiz­kos­ten­ab­rech­nung in der Fas­sung der Bekannt­ma­chung vom 20. Janu­ar 1989 (BGBl. I S. 115) wird wie folgt geän­dert:
1. § 6 wird wie folgt geän­dert:
a) Dem Absatz 1 wer­den fol­gen­de Sät­ze angefügt:
„Das Ergeb­nis der Able­sung soll dem Nut­zer in der Regel inner­halb eines Monats mit­ge­teilt wer­den. Eine geson­der­te Mit­tei­lung ist nicht erfor­der­lich, wenn das Able­se­er­geb­nis über einen län­ge­ren Zeit­raum in den Räu­men des Nut­zers gespei­chert ist und von die­sem selbst abge­ru­fen wer­den kann. Einer geson­der­ten Mit­tei­lung des Warm­was­ser­ver­brauchs bedarf es auch dann nicht, wenn in der Nutz­ein­heit ein Warm­was­ser­zäh­ler ein­ge­baut ist.“

b) Absatz 4 wird wie folgt geän­dert:
aa) In Satz 1 wer­den die Wör­ter „den §§ 7 bis 9“ durch die Wör­ter „§ 7 Abs. 1 Satz 1, §§ 8 und 9“ ersetzt.
bb) Satz 2 wird wie folgt geän­dert …

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11. Novel­lie­rung der HEIZ­KOS­TEN­VER­ORD­NUNG

Inkraft­tre­ten der Novel­lie­rung der Heiz­kos­ten­ver­ord­nung: 01.01.2009

Die­ser Text fasst die Rege­lun­gen der Novel­le der Heiz­kos­ten­ver­ord­nung (Heiz­kos­tenV) zusam­men, die am 01.01.2009 in Kraft getre­ten ist. Die Zusam­men­fas­sung bie­tet einen schnel­len Über­blick über die Neu­re­ge­lun­gen. Der Inhalt ist sorg­fäl­tig und nach bes­tem Wis­sen erstellt wor­den. Die dena übernimmt kei­ner­lei Haf­tung für even­tu­ell fal­sche oder miss­ver­ständ­li­che Dar­stel­lun­gen. Im Zwei­fel sind die Ori­gi­nal­tex­te, wie von der Bun­des­re­gie­rung ver­öf­fent­licht, maß­geb­lich. Die Tex­te fin­den Sie unter: www.dena-energieausweis.de

War­um soll die Heiz­kos­ten­ver­ord­nung von 1989 novel­liert wer­den?

  • Die Heiz­kos­tenV regelt bei zen­tra­ler Behei­zung und Warm­was­ser­be­rei­tung von Gebäu­den die Ver­tei­lung der Kos­ten auf die Gebäu­de­nut­zer ent­spre­chend ihres jewei­li­gen Ener­gie­ver­brauchs. Durch die Ver­tei­lung der Kos­ten nach Ver­brauch soll ein Anreiz beim Nut­zer zur spar­sa­men Ener­gie­ver­wen­dung geschaf­fen wer­den. Ange­sichts des tech­ni­schen Fort­schritts und geän­der­ter Rah­men­be­din­gun­gen
    sind Anpas­sun­gen not­wen­dig gewor­den, um ein höhe­res Ein­spar­po­ten­zi­al aus­schöp­fen zu kön­nen.
  • Durch eine Erhö­hung des ver­brauchs­ab­hän­gi­gen Anteils bei der Abrech­nung der Heiz­kos­ten soll die Moti­va­ti­on der Nut­zer zur Ener­gie­ein­spa­rung gestärkt wer­den.
  • Beson­ders ener­gie­ef­fi­zi­en­te Gebäu­de (wie Pas­siv­häu­ser) wer­den von der Ver­brauchs­er­fas­sungs­pflicht für Heiz­ener­gie aus­ge­nom­men. Eine ver­brauchs­ab­hän­gi­ge Abrech­nung ist hier nicht mehr sinn­voll, da die Kos­ten für die Ver­brauchs­er­fas­sung in der Regel höher sind, als die nur noch sehr gerin­gen Ein­spar­mög­lich­kei­ten durch das Nut­zer­ver­hal­ten.

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12. Report Nr. 03b/​2013

Vor­schlag zur Ände­rung bzw. Ergän­zung der Norm EN 60675 mit dem Ziel der Erhö­hung der Trans­pa­renz von strah­lungs­phy­si­ka­li­schen Wir­kun­gen elek­tri­scher Heiz­ge­rä­te
Auf­trag­ge­ber: BVIR Ver­band Infra­rot-Hei­zung e.V. Am Saa­le­ha­fen 1 06112 Hal­le
Auf­trag­neh­mer: Dr. Die­ter Achil­les c/​o IET GmbH Insti­tut für ange­wand­te Ener­gie­tech­no­lo­gie Keß­ler­stra­ße 27 07745 Jena
Mit­wir­kung: Dipl.-Ing. Dani­el Krüger c/​o Dynatherm Flä­chen­heiz­sys­te­me GmbH Holt­kamp 4 46414 Rhe­de

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13. Effi­zi­enz der Energieübertragung mit Infra­rot-Flä­chen­strah­lern

Prof. Dr.-Ing. habil. Wer­ner Rich­ter / Ing.Kurt Schmidt
Ein Vor­gang ist dann effi­zi­ent, wenn mit mini­ma­lem Auf­wand ein bestimm­ter Nut­zen erzielt wird. Im kon­kre­ten Fall besteht der zu errei­chen­de Nut­zen dar­in, mit mög­lichst wenig Ener­gie­auf­wand eine ther­mi­sche Behag­lich­keit für die Nut­zer eines gege­be­nen Rau­mes oder eines Gebäu­des zu gewähr­leis­ten.

Bild 1: Auf­bau eines Infra­rot-Flä­chen­strah­lers

Der prin­zi­pi­el­le Auf­bau eines Infra­rot-Flä­chen­strah­lers ist sche­ma­tisch im Bild 1 dar­ge­stellt: Dicht unter der Vor­der­sei­te, wel­che die maxi­ma­le elek­tro­ma­gne­ti­sche Strah­lung in den Raum abge­ben soll, ist das Heiz­ele­ment ange­ord­net, wobei das Heiz­ele­ment in den meis­ten Fäl­len eine elek­tri­sche Heiz­fo­lie ist. Um den Wär­me­strom weit­ge­hend nach vorn zu rich­ten, wird rückseitig ein wär­me­däm­men­der Werk­stoff (Hart­schaum, Mine­ral­wol­le etc.) ange­ord­net. Phy­si­ka­lisch bedingt ist an einer war­men Ober­flä­che Kon­vek­ti­on nicht zu ver­mei­den; je nach Bau­art und Betriebs­da­ten beträgt der Strah­lungs­an­teil aber weit über 50 Pro­zent. Infra­rot-Flä­chen­strah­ler wan­deln die zugeführte elek­tri­sche Ener­gie direkt in Strah­lungs­en­er­gie um, die ihrer­seits von den Raum­wän­den und Gegen­stän­den absor­biert und damit in Wär­me­en­er­gie umge­setzt wird. Raum­wän­de und Gegen­stän­de reflek­tie­ren dann Wär­me in den Raum. Die ent­schei­den­de Über­le­gen­heit des Ener­gie­trans­por­tes durch elek­tro­ma­gne­ti­sche Strah­lung ist, dass sie ver­lust­frei ohne den Ener­gie­trä­ger Luft statt­fin­det …

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14. Ener­gie­be­darf in Räu­men – Strah­lungs­be­rech­nung für Infra­rot-Flä­chen­heiz­kör­per zur Raum­hei­zung

Prof. Dr.-Ing. habil. Wer­ner Rich­ter
Ing. Kurt Schmidt

Strah­lungs­be­rech­nung für Infra­rot-Flä­chen­heiz­kör­per zur Raum­hei­zung
Infra­rot-Flä­chen­heiz­kör­per wer­den wegen ihrer Gebrauchs­ei­gen­schaf­ten und der damit ver­bun­de­nen ener-geti­schen Vor­tei­le (sie­he z. B. [5]) zuneh­mend ein­ge­setzt. Im Unter­schied zu ande­ren Heiz­sys­te­men erfolgt bei einer Strah­lungs­hei­zung der Trans­port von Wär­me­en­ge­rie ohne einen mate­ri­el­len Trä­ger (Luft oder Was­ser), son­dern nur durch elek­tro­ma­gne­ti­sche Strah­lung. Die Unter­schie­de wer­den kurz skiz­ziert. Davon aus­ge­hend wird auf Basis der Ste­fan-Boltz­mann-Bezie­hung eine ein­fa­che Glei­chung ent­wi­ckelt, mit wel­cher die rei­ne Strah­lungs­leis­tung berech­net wer­den kann. Bei­spie­le run­den das Ergeb­nis ab.
Wärmeübertragung und Raum­hei­zung. Alles Leben auf der Erde beruht auf Umset­zungs­pro­zes­sen von Ener­gie. Allen die­sen Pro­zes­sen ist gemein­sam, dass sie nicht ver­lust­frei erfol­gen. Auch jedes Lebe­we­sen benö­tigt zur Erhal­tung des Zell­stoff­wech­sels, der Kör­per­tem­pe­ra­tur und der Bewe­gungs­ar­beit eine bestimm­te Ener­gie-men­ge. Ande­rer­seits wer­den die dabei im Kör­per ent­ste­hen­den Ver­lus­te als Strah­lung, durch Kon-vek­ti­on, über die Tran­spi­ra­ti­on, die Atmung und über Aus­schei­dun­gen abge­ge­ben. Die­ser Ener-gie­haus­halt ist nur in einem sehr engen Bereich um die 20°C aus­ge­gli­chen – Beklei­dung und ggf. erwärm­te Behau­sun­gen machen das Leben in den gemä­ßig­ten Brei­ten erst behag­lich [3]. Behag­lich­keit wird durch einen gan­zen Kom­plex von Umge­bungs­grö­ßen defi­niert, wobei Wär­me eine wich­ti­ge, aber nicht die ein­zi­ge ist (dazu kom­men Feuch­te, Staub, Gerüche …). Die Erwär-mung eines Rau­mes besor­gen Heiz­quel­len, von denen der Wär­me­trans­port aus­geht. Gene­rell kann Wär­me­en­er­gie auf drei Arten trans­por­tiert wer­den: durch Wärm­lei­tung (Bei­spiel: Löt­kol­ben), mit­tels eines Trä­ger­me­di­ums (war­mes Was­ser, war­me Luft) oder durch elek­tro­ma­gne­ti­sche Strah-lung. Letz­te­re hat den unschlag­ba­ren Vor­teil, dass zum Trans­port kein Wär­me­trä­ger benö­tigt wird, d. h. auch im Vaku­um funk­tio­niert – so beruht der Ener­gie­trans­port Son­ne – Erde aus­schließ­lich auf elek­tro­ma­gne­ti­scher Strah­lung. In Bild 1 sind die drei Haupt­ar­ten einer Raum­er­wär­mung sche­ma­ti­siert dar­ge­stellt. Dabei stellt sich her­aus, dass nur die Strah­lungs­hei­zung eine nahe­zu homo­ge­ne Tem­pe­ra­tur­ver­tei­lung im Raum her­stel­len kann, ganz abge­se­hen von unan­ge­neh­men Begleit­erschei­nun­gen wie Staub­auf­wir­be-lun­gen usw …

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15. Ener­gie­be­darf in Räu­men – Nut­zung von Strah­lungs­wär­me (elek­tro­ma­gne­ti­sche Strah­lung im Infra­rot-Bereich) zur Redu­zie­rung des Ener­gie­be­darfs

Prof. Dr.-Ing. habil. Wer­ner Rich­ter
Ing. Kurt Schmidt

Nut­zung von Strah­lungs­wär­me (elek­tro­ma­gne­ti­sche Strah­lung im Infra­rot-Bereich) zur Redu­zie­rung des Ener­gie­be­darfs
Alles Leben auf der Erde beruht auf Umset­zungs­pro­zes­sen von Ener­gie, und allen die­sen Pro­zes­sen ist gemein­sam, dass die Umset­zung nicht ver­lust­frei erfolgt. Das gilt auch für jedes Lebe­we­sen: es benö­tigt zur Erhal­tung des Zell­stoff­wech­sels und der Kör­per­tem­pe­ra­tur sowie für die Bewe­gungs­ar­beit eine be-stimm­te Ener­gie­men­ge. Die dabei im Kör­per ent­ste­hen­den Ver­lus­te wer­den als Strah­lung, durch Kon­vek­ti-on, über Tran­spi­ra­ti­on und Atmung sowie über die Aus­schei­dun­gen abge­ge­ben. Die­ser Ener­gie­haus­halt ist beim Men­schen nur in einem sehr engen Bereich um die 20° C im Gleich­ge­wicht – Beklei­dung und ggf. erwärm­te Behau­sun­gen machen das Leben in den gemä­ßig­ten Brei­ten erst behag­lich. Behag­lich­keit wird durch einen gan­zen Kom­plex von Umge­bungs­grö­ßen defi­niert, wobei Wär­me eine wich-tige, aber nicht die ein­zi­ge ist (dazu kom­men Feuch­te, Staub, Gerüche und ande­re). Die Erwär­mung eines Rau­mes besor­gen Heiz­quel­len, von denen der Wär­me­trans­port aus­geht. Gene­rell kann Wär­me­en­er­gie auf drei Arten trans­por­tiert wer­den: durch Wär­me­lei­tung (Bei­spiel: Löt­kol­ben), mit­tels eines Trä­ger­me­di­ums (war­mes Was­ser, war­me Luft) oder durch elek­tro­ma­gne­ti­sche Strah­lung. Letz­te­re hat den unschlag­ba­ren Vor­teil, dass zum Wär­me­trans­port kein mate­ri­el­ler Wär­me­trä­ger benö­tigt wird und auch im Vaku­um funk-tio­niert – der Ener­gie­trans­port von der Son­ne zur Erde erfolgt aus­schließ­lich durch elek­tro­ma­gne­ti­sche Strah­lung. In Bild 1 sind die drei Haupt­ar­ten einer Raum­er­wär­mung sche­ma­ti­siert dar­ge­stellt. Augen­schein­lich ist, dass nur die Strah­lungs­hei­zung eine nahe­zu homo­ge­ne Tem­pe­ra­tur­ver­tei­lung im Raum her­stel­len kann.
Bild 1: Grund­ty­pen von Raumheizungen1
a) Kon­vek­ti­ons­hei­zung b) Fuß­bo­den­hei­zung c ) Strah­lungs­hei­zung Die in den Fäl­len a) und b) ent­ste­hen­den Luft­um­wäl­zun­gen führen Staub mit sich, wäh­rend im Fall c) durch pas­si­ve Rückstreuungen ein nahe­zu homo­ge­nes Tem­pe­ra­tur­feld auf­ge­baut wird (Prin­zip der „war­men Wand“ mit dem hier dar­ge­stell­ten Infra­rot-Heiz­sys­tem) …

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16. Tes­t­an­wen­dung und Veri­fi­zie­rung eines ver­ein­fach­ten Vergleichsprüfverfahrens bezüglich des Strah­lungs­an­teils von IR Heiz­kör­pern – Zusam­men­fas­sung –

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17. Stu­die: Tes­t­an­wen­dung ver­ein­fach­ten Vergleichsprüfverfahrens bezüglich von IR Heiz­kör­pern

Auf­trag­ge­ber: BVIR
Prof. Dr. Her­mann Mat­schi­ner
Am Saa­le­ha­fen 1
06112 Hal­le
Auf­trag­neh­mer: IET GmbH
Insti­tut für
Keß­ler­stra­ße 27
07745 Jena
Jena, 2012-07-06
und Veri­fi­zie­rung eines des Strah­lungs­an­teils Ver­band Infra­rot-Hei­zung e.V. ange­wand­te Ener­gie­tech­no­lo­gie

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18. Meß­ver­fah­ren zur Erfas­sung des IR-Strah­lungs­fel­des im Raum

H.H.Rüttinger u. H.Matschiner
Die Ent­wick­lung der Hei­zungs­tech­nik vom offe­nen Feu­er, Kamin, Kachel­ofen, Zen­tral­hei­zung bis zur Umluft­hei­zung und Kli­ma­an­la­ge hat zu einer Ver­la­ge­rung der Wärmeübertragung von der direk­ten Wär­me­strah­lung zur kon­vek­ti­ven Wärmeübertragung durch die Luft­strö­mung im Raum geführt. Dies hat eini­ge tech­ni­sche Vor­tei­le, bringt aber auch Nach­tei­le mit, die sich auf die „Behag­lich­keit“ sol­cher­ma­ßen beheiz­ter Räu­me aus­wirkt. Die erhöh­te Luft­strö­mung wir­belt Staub auf und ver­brei­tet damit an den Staub gebun­de­ne All­er­ge­ne und Krank­heits­kei­me. Durch die Erwär­mung sinkt die rela­ti­ve Luft­feuch­tig­keit im Raum, die anschlie­ßen­de Abkühlung an kal­ten Ecken oder in schlecht zugäng­li­chen Strö­mungs­ka­nä­len kann aber wie­der zur Unter­schrei­tung des Tau­punkts führen, was einer Schim­mel­bil­dung an die­sen Stel­len Vor­schub leis­tet. Ein­ge­hen­de Unter­su­chun­gen, beson­ders von B. Glück [1] haben gezeigt, dass für ein behag­li­ches Raum­kli­ma ein aus­ge­wo­ge­nes Ver­hält­nis von Kon­vek­ti­on und Strah­lungs­wär­me not­wen­dig ist. Dabei kann die Luft­tem­pe­ra­tur bis zu 5 Grad unter der gefühlten Raum­tem­pe­ra­tur lie­gen, wenn eine ent­spre­chend hohe Wär­me­strah­lung am Auf­ent­halts­ort vor­han­den ist. In Abbil­dung 1 sind die Zusam­men­hän­ge dar­ge­stellt …

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19. Posi­ti­ons­pa­pier des BVIR

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20. Erneu­er­ba­re Ener­gi­en – Vor­her­sa­ge und Wirk­lich­keit

Ver­gleich von Pro­gno­sen und Sze­na­ri­en mit der tat­säch­li­chen Ent­wick­lung Erneu­er­ba­rer Ener­gi­en. Deutsch­land – Euro­pa – Welt

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21. Umwelt­schutz blau­er Engel

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22. Feuch­tig­keit-und-Schim­mel­pilz

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23. Hei­zen Lüf­ten

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24. Inter­na­tio­na­ler-Work­shop-Infra­rot­hei­zung

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25. Über­sicht Bera­tungs­an­ge­bot Ener­gie

Down­load: Ueber­sicht-Bera­tungs­an­ge­bot-ener­gie

26. Info­gra­fik: Brut­to­strom­erzeu­gung in Deutsch­land 2014 (610 TWh*)

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* vor­läu­fig
** rege­ne­ra­ti­ver Anteil

Quel­le: AG Ener­gie­bi­lan­zen, Stand: Dezem­ber 2014 BMWI

27. Wei­te­re Infor­ma­tio­nen zu: Erhe­bungs­stu­di­en zum Ener­gie­ver­brauch

Pro­jekt­be­rich­te
Pro­jekt­be­richt für die Jah­re 2009 – 2010
Pro­jekt­be­richt für die Jah­re 2006 – 2008
Pro­jekt­be­richt für das Jahr 2005
Pro­jekt­be­richt für das Jahr 2003
Vor­läu­fer­pro­jekt für das Jahr 2002 (ande­re For­schungs­neh­mer)

BMWI