Es gibt einige Gründe, die für eine Infrarotheizung sprechen: Die Installation ist einfach und günstig. Das Prinzip nutzt Strom effizient. Der Nachteil sind die immer noch hohen Stromkosten. Für einige Situationen ist der Einsatz von Infrarot-
paneelen dennoch eine Überlegung wert.
Heizen mit Strom galt bis vor wenigen Jahren als ineffizient und teuer. Heute geht es in Richtung „Raus aus Öl und Gas“, und in diesem Zusammenhang kommt auch Strom zur Raumwärmebereitung zu neuer Relevanz. Indirekt geschieht dies bei der Wärmepumpe. Sie erzeugt allerdings keine Wärme, sondern holt sie aus der Umwelt. Den Strom benötigt die Wärmepumpe, um diese Wärme „umzuschaufeln“. Das heißt: von draußen in die Wohnung zu transferieren.
Anders bei „direkten“ Elektroheizungen. Ihr Prinzip ist simpel. Strom fließt durch einen elektrischen Widerstand und dieser gibt die Energie in Form von Wärme und elektromagnetischer Strahlung ab. Deutlich wird dies bei der traditionellen Glühlampe. Bei einer Glühbirne fließt Strom durch die Glühwendel, die nichts anderes ist, als ein elektrischer Widerstand. Dabei entsteht einerseits Strahlung in Form von Licht. Andererseits entsteht auch Wärme, die wir spüren, wenn wir eine Glühlampe, die schon länger in Betrieb ist, anfassen.
Unterschied zwischen Konvektion und Strahlung
Bei einer herkömmlichen elektrischen Konvektionsheizung erwärmen elektrische Heizelemente direkt oder indirekt die Raumluft und umgebende Festkörper. Wir sprechen von Konvektion und Wärmeleitung. Erwärmte Luft stiegt nach oben. Unten fließt kalte Luft nach. Es entsteht eine Luftzirkulation, und der Raum erwärmt sich durch Konvektion.
Nach einem anderen Prinzip arbeiten Infrarotheizungen. Auch hier fließt Strom durch ein Heizelement. Ein großer Teil wird aber nicht direkt in Wärme umgewandelt, sondern in elektromagnetische Strahlung. Deren Spektrum liegt unter dem Spektrum von sichtbarem Licht – das heißt, die Strahlung ist langwelliger. Es handelt sich um Infrarotstrahlung. Diese hat die Eigenschaft, dass sie – abhängig von der Wellenlänge – in die Haut des menschlichen Körpers eindringt und dort die Moleküle in Schwingung versetzt. Das nehmen wir als Wärme wahr. Auch dann, wenn die Temperatur der Umgebungsluft um einige Grad unter unserer Körpertemperatur liegt.
Das hat zur Folge, dass Infrarotheizungen gar nicht so sehr die Luft im Raum erwärmen müssen. Sie „erzeugen“ Wärme direkt im menschlichen Körper. Dadurch arbeiten Infrarotheizungen effizienter als elektrische Konvektionsheizungen und haben einen geringeren Stromverbrauch.
Was sind „echte“ Infrarotheizungen?
Jede konventionelle Heizung erzeugt neben heißer Luft auch Infrarotstrahlung. Bei „normalen“ Heizkörpern sind es 25 bis 30 %. Was eine „echte“ Infrarotheizung ausmacht, wurde von der International Electrotechnical Commission (IEC) in der Norm IEC 60675–3 festgelegt. Demnach muss eine Infrarotheizung mindestens 40 % der zugeführten elektrischen Energie in Infrarotstrahlung umwandeln. Ab dieser Schwelle überwiegt die Infrarotstrahlung sowohl die Wärmeübertragung durch Konvektion als auch die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung.
Gelegentlich ist die Rede von Infrarotheizungen, die angeblich einen Wirkungsgrad von 100 % aufweisen. Das ist einerseits richtig, andererseits aber falsch und irrelevant. Richtig ist, dass Strom in einem elektrischen Widerstand immer zu 100 % in Wärme umgewandelt wird. Die Frage ist: Welche Form von Wärme?
Bei Infrarotheizungen ist entscheidend, welcher Anteil des elektrischen Stroms in Infrarotstrahlung umgewandelt wird. Dies wird mit dem Strahlungswirkungsgrad (radiation effiziency) beschrieben und von der Norm IEC 60675–3 definiert. Der Strahlungswirkungsgrad ist eines der Hauptkriterien bei der Auswahl von Infrarotheizungen und soll – wie oben erwähnt – über 40 % liegen. In der Praxis können bis zu 90% erreicht werden. 100 % sind physikalisch nur für Strahler im Vakuum möglich. Zum Vergleich: Ein Kachelofen hat einen Strahlungswirkungsgrad von 25 % bis 45 %.
In der Norm IEC 60675–3 wird auch das Messverfahren für die Aufheizzeit der Infrarotheizung festgelegt. Dies ist das zweite wichtige Qualitätskriterium. Gute Infrarotheizungen schaffen Aufheizzeiten unter fünf Minuten, ideal wären weniger als zwei Minuten.
Behaglichkeit ist nicht gleich Raumtemperatur
Das Empfinden, ob es warm oder kalt ist, resultiert aus einer Kombination von Lufttemperatur und Raumoberflächentemperatur. Kalte Wände führen zu einem Gefühl des Unbehagens. Das kommt zu einem daher, dass sich die Raumluft an den Wänden abkühlt. Es entsteht ein Luftzug, der als unangenehm kühlend empfunden wird. Zum anderen führen kalte Wände zu Strahlungsverlusten bei Personen, die sich in der Nähe aufhalten. Flächenheizungen wie es Infrarotheizungen sind, sorgen für wärmere Wände und in Folge auch für ein behaglicheres Innenraumklima. Forschungen haben gezeigt, dass mit höheren Raumflächentemperaturen die Lufttemperatur im Raum niedriger gehalten werden kann, ohne dass ein Verlust an Behaglichkeit stattfindet. Wandheizungen helfen also, Energie zu sparen.
Wo setzt man Infrarotheizungen ein?
Infrarotheizungen sind einfach zu montieren. Man braucht nicht viel mehr als einen Stromanschluss und einen Platz an der Wand oder an der Decke, wo die Paneele montiert werden können. Der Nachteil liegt im Betrieb: Stromkosten sind meist zu hoch, um sinnvoll ein ganzes Haus mit Infrarotheizungen zu wärmen. Aber es gibtSituationen, wo Infrarotheizungen durchaus ihren Platz haben.
Sinnvoll sind sie zum Beispiel für kleine Räume, die selten benutzt werden. Dort sorgen Infrarotpaneele in kurzer Zeit für angenehme Wärme, es genügt, sie für kurze Zeit einzuschalten.
Infrarotheizungen eigenen sich auch als Zusatzheizungen, zum Beispiel in Kombination mit einer Wärmepumpe. An wirklich kalten Tagen arbeiten Wärmepumpen wenig effektiv. Da hilft es, wenn man mit Infrarotheizungen zusätzlich Wärme erzeugt. Da dies meist nur wenige Tage im Jahr betrifft, ist der Einsatz von Infrarotheizungen ökonomisch vorteilhaft.
Infrarotpaneele helfen auch, kalte Zonen in einem beheizten Raum zu temperieren. Das ist auch in Hinblick auf Schimmel sinnvoll, da warme Luft, die auf kalte Oberflächen trifft, kondensiert, was das Wachstum von Schimmel begünstigt.
Wie setzte man Infrarotheizungen ein?
Infrarotheizungen haben meist die Form relativ großflächiger Paneele, die für die Wand- oder Deckenmontage gedacht sind. Ideal ist in den meisten Flächen die Deckenmontage – sofern die statischen Gegebenheiten dies zulassen. Dabei ist meist garantiert, dass sich die Strahlung ungehindert im ganzen Raum ausbreiten kann.
Denn Infrarotstrahlung verhält sich ähnlich wie Licht (das ja auch nichts weiter als elektromagnetische Strahlung ist). Sie breitet sich solange ungehindert aus, bis sie auf ein Hindernis trifft. Alles, was sich hinter diesem Hindernis befindet, liegt im Strahlungsschatten. Man kennt den Effekt von einem Lagerfeuer oder einem offenen Kamin in einem kalten Raum: Die dem Feuer zugewandte Körperseite wird warm. Die dem Feuer abgewandte Körperseite liegt im Strahlungsschatten, dort ist es spürbar kälter.
Werden Infrarotpaneele an der Wand montiert, sollen sie möglichst hoch platziert werden. Das ist zum einen sinnvoll, weil sie dann über Stühle, Sessel, Kommoden etc., also über niedrige Möbel, die einen Strahlungsschatten werfen können, hinwegstrahlen. Zum anderen werden Infrarotpaneele im Betrieb heiß. Zwar nicht so heiß, dass man bei kurzzeitiger Berührung sofort Verbrennungen dritten Grades erleidet, aber doch heiß genug, dass längerer Kontakt schmerzhaft wird. Werden die Paneele in einer Höhe von über 180 cm platziert, ist die Gefahr einer unabsichtlichen Berührung gering.
Nach Möglichkeit zu vermeiden ist eine Platzierung an der Wand, die der Fensterfront direkt gegenüber liegt. Fensterflächen sind kälter als die umgebenden Wände. Befinden sich Infrarotpaneele ihnen gegenüber, kann es zu einer Strahlungs-Asymmetrie kommen; eine Seite wird als zu kalt, die andere wird als zu heiß empfunden. Es ist der oben beschriebene Lagerfeuer-Effekt. Speziell in Altbauten ist es besser, die Paneele neben oder zwischen den Fenstern zu positionieren.
Die Lufttemperatur in Räumen, die mit Infrarot beheizt werden, kann einige Grad unter der „Wohlfühltemperatur“ liegen, da die Körper der Menschen im Raum vor allem von der Strahlung und weniger von warmer Luft erwärmt werden. Das macht aber auch die Regelung mittels herkömmlicher Raumthermostate komplizierter. Diese reagieren ja auf Raumwärme, nicht auf Infrarotstrahlung. Die Temperaturanzeigen sind deshalb irreführend, und es ist notwendig, das Thermostat auf die subjektiv wahrgenommene Behaglichkeitsstufe einzustellen.
Infrarotheizung pro oder kontra? Es kommt auf den Einzelfall an.
Das Temperieren von Gebäuden ist ein kompliziertes Thema, bei dem viele Variablen berücksichtigt werden müssen: Wärmedämmung des Hauses, Raumgröße, Nutzerverhalten und vieles mehr. In manchen Situationen kann eine Infrarotheizung oder eine Kombination mit Wärmepumpe oder Gasheizung sinnvoll sein. Die Entscheidung ist aber stets im Einzelfall und unter Berücksichtigung aller Parameter zu treffen. Generelle Aussagen sind nicht möglich.
