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Hilfestellung bei der Wahl von Infrarotheizungen

Im Internet gibt es unzählige Artikel und Beschreibungen zum Thema Infrarotheizungen, die teilweise unvollständig, unrichtig oder in ihren Aussagen konträr sind. Um etwas Transparenz in dieses Dickicht und in das große Angebot von Infrarotheizungen zu bringen, geben wir eine Hilfestellung worauf bei der Auswahl geachtet werden sollte. Dadurch können vor allem Qualitätsprodukte, wie die Photonenheizung, leichter erkannt werden.

Infrarotstrahlungsbereich – Reichweite der Wärmestrahlung

Die Reichweite der Strahlungswärme gibt an, in welchem Wärmewellenbereich sich die Infrarotheizung befindet. Der für den Menschen optimale Wärmewellenbereich liegt im langwelligen Infrarotstrahlungsbereich, wo eine dauerhaft angenehm empfundene Wärme erzeugt wird (Anlehnung an DIN 7730).

Herkömmliche Infrarotheizungen agieren überwiegend im kurzwelligen Bereich, was vor allem spürbar ist, wenn man sich dem Heizelement auf kurze Entfernung nähert. Die hauptsächlich im kurzen Wärmewellenbereich agierenden Infrarotheizungen strahlen eine, für einige Menschen unangenehme Wärme oder sogar Hitze (wie z.B. beim Heizpilz) im kurzen Abstand (von z.B. 50 cm) aus, während man in einer Entfernung von ca. 2 Metern fast keinerlei Wärmegefühl mehr empfindet. Die abgegebene Strahlungsenergie reicht daher meistens nicht für eine Raumerwärmung aus, wenn dieser auf eine höhere Distanz von z.B. 4 Metern erwärmt werden soll. Dies ist vor allem baubedingt, also auf die alte Bauart zurückzuführen.

Je nach Raumgröße bedarf es daher für kurzwellige Infrarotheizungen einer höheren Anzahl von Heizelementen, um die über 2-3 Meter hinausgehenden Räumlichkeiten, vor allem in kalten Jahreszeiten, nach den BGB Vorgaben zu erwärmen. Um später notwendige Nachkäufe zu verhindern, sollte man sich beim Anbieter darüber informieren, in welchem Wärmewellenbereich und mit welcher Reichweite die angebotenen Infrarotheizungen agieren.

Verteilung der Strahlungsleistung im Infrarotstrahlungsbereich

Infrarotheizungen und deren Strahlung
  • Die im Schaubild aufgeführte Strahlungsverteilung von Infrarotheizungen und der Photonenheizung basieren jeweils auf der Leistung eines 500 Watt Heizelements, dessen Strahlungs- und Konvektionsanteil 50% beträgt, die reine Strahlungsleistung somit bei beiden Elementen je 250 Watt aufweist
  • Da Infrarotheizungen hauptsächlich im kurzwelligen Bereich agieren, wird die volle Strahlungsleistung überwiegend bei 1m abgegeben und verringert sich signifikant mit zunehmender Reichweite
  • Die Photonenheizung hingegen agiert überwiegend im langwelligen Bereich, so dass die volle Leistung (hier 250 W) der Wärmestrahlung innerhalb einer Reichweite von ca. 5m abgegeben wird
Da die Photonenheizung überwiegend in dem für den menschlichen Körper maßgeblichen langwelligen Infrarotstrahlungsbereich agiert, stellt sich auf einer Entfernung von bis zu 5 Meter ein gleichmäßiges und wohltuendes Wärmegefühl ein. Eine unangenehme Hitze vor dem Heizelement existiert ebenso wenig wie ein störendes “Brennen”.

Strahlungsanteil

Jede Heizung, ob konventionell oder infrarotbasierend, produziert Strahlungs- und Konvektionswärme (Lufterwärmung). Bei konventionellen Heizkörpern (Öl, Gas, Wärmepumpe) liegt der Konvektionsanteil in der Regel über 70%, der Strahlungsanteil beträgt somit weniger als 30%. Der Strahlungsanteil ist mit entscheidend für die Wirksamkeit des Infrarot-Strahlungseffektes und kann bei Infrarotheizungen, nach dem Planckschen Strahlungsgesetz, physikalisch bei einer Oberflächentemperatur zwischen 50°C und 100°C maximal 60% betragen. Dabei muss beachtet werden, dass ein sehr hoher Strahlungsanteil nicht unbedingt effizient ist. Der optimale Strahlungsanteil von Infrarotheizungen liegt bei ca. 50% (was einem Konvektionsanteil von ebenfalls 50% entspricht). Höhere Strahlungsanteile bedingen eine deutlich höhere Oberflächentemperatur mit einer einhergehenden höheren Leistung und einem somit höheren Energieaufwand, also Stromverbrauch.
Der Strahlungsanteil der Photonenheizung liegt im idealen Bereich, je nach gewählter Oberfläche, um 50%. Somit ergibt sich ein optimales Verhältnis zwischen ausreichend abgegebener Strahlungswärme und kleinstmöglichem Energieaufwand (Stromverbrauch).

Oberflächentemperatur

Entgegen einiger Meinungen ist eine hohe Oberflächentemperatur weder ein Zeichen von Effizienz, noch zeugt sie von Qualität, vor allem wenn sie jenseits der 90°C liegt. Wie bereits erwähnt, ist die Effizienz einer Infrarotheizung abhängig von dem abgegebenen Infrarotstrahlungsbereich sowie dem Strahlungsanteil pro vorhandener Strahlungsfläche. Agieren Heizelemente weder im optimalen langwelligen Infrarotwellenbereich und / oder verfügen sie nicht über den idealen Strahlungsanteil, wird dies meist durch eine erhöhte Heizelementtemperatur kompensiert. Dies führt vor allem zu einem erhöhten Energieaufwand und einer reduzierten Effizienz. In diesen Fällen verfügen die Heizelemente meist über eine Dämmung der Rückwand, da sie aufgrund der Temperaturerhöhung der Frontflächen einen Wärmestau erzeugen. Teile der somit erzeugten Strahlungswärme gehen dadurch verloren, da sie nicht an den Raum abgegeben werden können. Zudem wird das Heizelement dicker und schwerer.
Da sich die erzeugte Strahlungswärme bei der Photonenheizung überwiegend im optimalen Wärmewellenbereich befindet und der Strahlungsanteil ideal ist, kann auf erhöhte Temperaturen des Heizelements verzichtet werden. Aus diesem Grund kann die erzeugte Wärme auch über die Rückwand an den Raum abgegeben und die Effizienz zusätzlich gesteigert werden. Das Heizelement wird somit flacher und leichter.

Aktive und passive Wärmstrahlung

Die Effizienz einer Infrarotheizung kann zudem gesteigert werden, wenn die an den Raum abgegebene Strahlungswärme nicht nur über die Oberflächenerwärmung passiv erfolgt, sondern Wärmestrahlung zusätzlich aktiv (durch das Oberflächenmaterial) direkt in den Raum gelangen kann.
Durch speziell abgestimmte Oberflächen ist die Photonenheizung als infrarotbasierende Heizung in der Lage, aktiv wie auch passiv Wärmestrahlung an den Raum abzugeben und somit ihre Effizienz zu steigern.

Nachheizen / Nachlauf

Energiekosten können zusätzlich gesenkt werden, wenn das Heizelement nach seiner Abschaltung weiterhin, für eine gewisse Zeit, Strahlungswärme abgibt. Bei den heute modernen Steuerungseinheiten wird dieses sogenannte „Nachheizen“ in der Heizphase berücksichtigt und das Element vorzeitig automatisch abgestellt (Hysterese). Die Wunschtemperatur wird durch den Nachlauf des ausgeschalteten Elements trotzdem erreicht.

Die Photonenheizung ist technisch in der Lage, die maßgebliche Wärmestrahlung nach dem Ausschalten an den Raum abzugeben, was in der empfohlenen Steuerung bereits berücksichtigt wird. Dies kann deshalb erfolgen, da ihre Oberflächentemperatur bis ca. 27°C absinken kann, dabei noch immer die für den menschlichen Körper maßgebliche Strahlungswärme an den Raum abgibt und somit die Wärme weiterhin erhält.

Wärmebedarfsermittlung – benötigte Wattleistung pro Raum

Der Wärmebedarf (Wattleistung des Heizelements) richtet sich nach der Beschaffenheit und Größe des Gebäudes (Raums), der Dämmung, den Fenstern sowie der Sonnenausrichtung. Generell wird der sogenannte U-Wert (Maß für Wärmedurchlässigkeit) eines Gebäudes als Grundlage der Wärmebedarfsrechnung herangezogen. Basierend auf dieser Wärmebedarfsrechnung sollte die Leistung und Anzahl der benötigten Heizelemente bestimmt werden. Sofern eine Wärmebedarfsrechnung nicht vorgenommen und dadurch die tatsächlich benötigte Leistung nicht bestimmt wird, kann es dazu führen, dass die Leistung und Anzahl der eingesetzten Heizelemente -vor allem bei niedrigen Außentemperaturen- für die gewünschte Innentemperatur nicht ausreichend ist. Auch kann es dazu führen, dass zu viel Elemente installiert werden, die eigentlich nicht gebraucht werden und somit unnötige Kosten verursachen.

Da diverse Hersteller unterschiedliche Berechnungsmethoden haben kommt es häufig vor, dass die berechnete Leistung und Anzahl der Heizelemente nicht ausreicht und später Nachrüstungen vorgenommen werden müssen. Die anfänglich geglaubte billige Anschaffung wird dann schnell zu einer teuren Angelegenheit, auch in Bezug auf die dann erhöhte Betriebsdauer. Um dies zu verhindern, sollte man sich vorher über die Berechnungsmethode der Wärmebedarfsermittlung informieren. Wichtig ist hier vor allem, dass die offiziellen Vorgaben eingehalten werden.

Grundlagen und Einflussfaktoren der Wärmebedarfsrechnung für Heizungen

infrarotheizungen Grundlagen

Demnach sollte die Berechnung auf einer Temperaturdifferenz von 30°C zwischen der gewünschten Innentemperatur (von durchschnittlich 20°C) und einer Außentemperatur von -10°C bei einer täglichen Betriebsdauer von 7 Stunden basieren. Beinhaltet die vorgenommene Berechnung einen geringeren Temperaturunterschied in Form einer höheren Außentemperatur (von z.B. 0°C), ist die berechnete Wattleistung des Heizelements in kalten Wintern nicht ausreichend. Die Wunschtemperatur wird entweder nicht, oder nur über eine höhere Betriebsdauer (von bis zu 24 Stunden) und somit durch einen stark erhöhten Energieverbrauch erreicht.

Die Basisleistungsberechnung der Photonenheizung wird (nach BGB) so ausgelegt, dass die gewünschte Innentemperatur von durchschnittlich 20°C auch bei Außentemperaturen von -10°C ohne zusätzlichen Energieaufwand problemlos erreicht wird.

Verbrauchsermittlung und -garantie

Wie effizient eine Infrarotheizung tatsächlich ist, hängt nicht nur von der benötigten Wattleistung, sondern vor allem von ihrem Strahlungsanteil und dessen Reichweite, sowie von ihrem Verbrauch ab. So kann es sein, dass Heizelemente von diversen Herstellern mit gleicher Leistung (Watt) und Oberfläche, die auf ähnlichen Wärmebedarfsrechnungen basieren, unterschiedliche Verbräuche aufweisen. Ursachen hierfür sind die, bereits auf den vorherigen Seiten, erwähnten Eigenschaften.

Grundsätzlich basiert der berechnete jährliche Verbrauch auf der durchschnittlich verwendeten Heizperiode, der täglichen Betriebsdauer sowie der vorhandenen Außentemperatur (siehe Wärmebedarfsermittlung). Unter einer Heizperiode versteht man die für ein spezifisches Gebäude notwendige Anzahl von Heiztagen. Um für den Anwender einen Vergleich zu ermöglichen, sollten beim jeweiligen Anbieter folgende Informationen zu dessen Verbrauchsrechnung eingeholt werden:

  • Welche durchschnittliche Heizperiode (Anzahl der Heiztage p.a.) liegt der Berechnung zugrunde
  • Mit welcher täglichen Betriebsdauer (Stundenzahl) wurden die Berechnung vorgenommen
  • Handelt es sich bei dem ermittelten Stromverbrauch um den Maximalverbrauch
  • Gibt der Anbieter eine Garantie für den angegebenen Verbrauch in kWh p.a., basierend auf der von ihm vorgenommenen Wärmebedarfsrechnung

Der durchschnittlich jährliche Verbrauch pro m² einer Infrarotheizung kann von dem Anwender nach folgender Formel selber bestimmt werden:

kWh / m² p.a. = (Wattzahl gem. Wärmebedarfsrechnung / 1000) x Heiztage x Betriebsdauer in Stunden

Wird das Ergebnis nun mit der Raumgröße (in m²) multipliziert, erhält man den jährlichen Verbrauch des Raumes. Basierend auf dieser Formel kann der Anwender somit leichter einen Verbrauchsvergleich vornehmen und die Effizienz der entsprechenden Infrarotheizung selber einschätzen.

Allerdings ist zusätzlich darauf zu achten, dass es sich bei den vom Anbieter vorgegebenen Angaben um Verbrauchsangaben für die Berechnung des maximalen Stromverbrauchs der Infrarotheizung handelt. Um dies sicherzustellen, sollte man sich eine Garantie geben lassen.

Die Basisberechnungsgrundlage für den Stromverbrauch der Photonenheizung beinhaltet eine auf das Gebäude individuell abgestimmte Heizperiode, unter Berücksichtigung einer täglichen Betriebsdauer von 7 Stunden. Der so ermittelte durchschnittliche Verbrauch stellt den maximalen Verbrauch dar. Der tatsächliche Verbrauch kann sich in normalen (wärmeren) Winterperioden um bis zu 40% reduzieren. Als Beweis für die tatsächliche Effizienz der Photonenheizung erhält jeder Käufer der Photonenheizung eine Garantie für den angegebenen Verbrauch in kWh p.a., im Rahmen der vorgenommenen Wärmebedarfsrechnung.

Garantie und Lebenszeit ohne Funktionsverluste

Maßgebend für ein funktionierendes Qualitätsprodukt ist dessen lange Lebenszeit ohne auftretende Funktionsverluste. Vor allem meist aus dem Ausland bezogene, auch zur Herstellung verwendete, Materialien führen zu kurzen Lebenszeiten und raschen Funktionsverlusten. Zudem kommt es nicht selten vor, dass die angegebene Wattleistung bereits bei Kauf nicht erreicht wird.

Um im Garantiefall keine Überraschungen zu erleben, sollte man sich im Vorfeld genau darüber informieren, was garantiert wird. Der Gestaltungsspielraum ist hier sehr groß.

Da es sich bei der Photonenheizung um ein deutsches Qualitätsprodukt handelt, welches in Deutschland hergestellt und entwickelt wird, beträgt die Lebenszeit bei sachgerechter Nutzung mehr als 15 Jahre. Aus diesem Grund kann die Garantiezeit, auf Kundenwunsch, auf bis zu 15 Jahre ausgeweitet werden.

Elektrosmog

Bei der Auswahl der entsprechenden Infrarotheizung sollte darauf geachtet werden, ob es sich dabei um ein Heizelement handelt, welches gemäß EMV elektrosmogarm oder elektrosmogfrei ist.

Bei der Photonenheizung handelt es sich um ein Heizelement, welches gemäß EMV elektrosmogfrei ist.

Identische Wattleistung bedeutet nicht identische Heizleistung

Häufig wird davon ausgegangen, dass die identische Wattleistung (von z.B. 500 Watt) diverser Infrarotheizungen von unterschiedlichen Infrarotheizungsherstellern automatisch zum gleichen Heizergebnis führt. Man könnte also meinen, dass mit 500 Watt Leistung nur ein bestimmtes Heizergebnis erzielt werden kann, das Ergebnis also leistungsabhängig ist.

Dies ist aus diversen Gründen nicht der Fall!

Am einfachsten lässt es sich anhand eines Bügeleisens erklären. Trotz einer Leistung von 2000 Watt ist es nicht in der Lage einen Raum maßgeblich zu erwärmen. Für eine Infrarotheizung mit nur 500 Watt ist dies allerdings kein Problem. Geht man nun davon aus, dass gleiche Wattleistung auch zum gleichen Heizergebnis führt, müsste das Bügeleisen gegenüber der Infrarotheizung ein deutlich besseres Heizergebnis erzielen. Immerhin ist die Leistung viermal so hoch.

Ein anderes Beispiel: nicht jedes Auto mit einem 150 PS Motor verfügt über die gleiche Technik, den gleichen Hubraum, die gleiche Beschleunigung, Höchstgeschwindigkeit und den gleichen Verbrauch.

So ist es auch bei Infrarotheizungen. Aufgrund der vom Hersteller eingesetzten Techniken und den verwendeten Materialien sind die Heizergebnisse und Verbräuche, trotz gleicher Leistungsausrüstung, unterschiedlich. Dies führt sogar dazu, dass “sogenannte” Infrarotheizungen (die in Wirklichkeit reine Elektroheizungen sind) mit Heizleistungen von z.B. 1000 Watt ein deutlich schlechteres Heizergebnis erzielen als qualitativ hochwertige Infrarotheizungen mit 500 Watt Leistung. Der dazu noch erhöhte Stromverbrauch führt zu zusätzlichen Kosten, die dem Nutzer erst nach Inbetriebnahme auffallen und die Anschaffungskosten nachträglich signifikant erhöhen.

Erkennbar ist dies für den Verbraucher zunächst nur durch den etwas höheren Anschaffungspreis. Zudem kann durch die Auskunftsbereitschaft des Herstellers oder des Vertriebs schnell erkannt werden, ob es sich um ein Qualitätsprodukt handelt. Vor allem, wenn diese bereit sind die zugesicherten Eigenschaften auch schriftlich zu garantieren.

Die Photonenheizung benötigt durch ihre unterschiedlichen Alleinstellungsmerkmale und den Einsatz neuester Technik eine deutlich geringere Leistungsausrüstung, um ein gewünschtes Heizergebnis zu erzielen. Der breite Abstrahlwinkel, der aktive und passive Heizbetrieb, die nicht benötigte Dämmung, die gleiche Abstrahlung nach vorne wie hinten sowie die einzigartige Reichweite von 5m sind die wesentlichen Alleinstellungsmerkmale, die zu einem bis zu ca. 30% geringeren Verbrauch führen.

EnEV Konformität

Die Voraussetzung für den Einsatz von Infrarotheizungen in Neubauten und / oder Passivhäusern ist die Erfüllung der strikteren EnEV 2009 (§10a) für elektrisch betriebene Heizungen.

Die Photonenheizung erfüllt die inzwischen gelockerten, aber strikteren EnEV-2009 (§10a) Vorgaben für elektrisch betriebene Heizungen, was ihren Einsatz in Neubauten / Passivhäusern ermöglicht.

Vielseitigkeit

Da jede Immobilie und Kundennachfrage individuell verschieden ist, steht auch die vielseitige Gestaltungsmöglichkeit sowie der unterschiedliche Einsatz(ort) im Vordergrund. Ob Standardmaße oder Sonderanfertigungen, schlicht oder designorientiert, im privaten oder gewerblichen Bereich, eine Vielzahl von Kundenwünschen sollte abgedeckt werden.

Neben den gängig angebotenen Heizelementen (wie z.B. Glasbild, Spiegel etc.), kann die Photonenheizung zusätzlich auch als Gemälde (patentiert) angeboten werden, ohne Farbveränderungen zu verursachen. Sie ist das einzige Heizelement, bei dem diverse (auch steuerbare) Lichtelemente integriert oder angebracht werden können.

Als Bestandteil einer Sauna schafft es nur die Photonenheizung, eine gefühlte Umgebungstemperatur von ca. 120°C -bei einer Lufttemperatur zwischen 60°C und 80°C- zu erzeugen.

Auch im gewerblichen Bereich, wie z.B. in Kfz-Werkstätten, ist ein Einsatz durchaus möglich und bereits umgesetzt worden. Entgegen der allgemeinen Aussage für Dunkelstrahler mit einer Oberflächentemperatur von unter 100°C konnten positive und nachweisbare Resultate erzielt werden.

Die Bedeutung “Made in Germany” und “Engineered in Germany”

Eins vorweg, nicht überall wo ‘Made in Germany’ draufsteht ist auch ‘Made in Germany’ drin. Produkte werden trotzdem ganz oder teilweise im Ausland produziert und verfügen über das angebrachte Gütesiegel. Generell ist ein Anbringen oder eine Werbung mit dem Siegel nur erlaubt wenn

  • die Herstellung maßgeblich in Deutschland erfolgt
  • die Endmontage in Deutschland erbracht wird
  • ein entscheidender Wertschöpfungsanteil in Deutschland stattfindet

Leider ist der angewandte Gestaltungsspielraum hierzulande sehr groß. Dabei enthält das Markengesetz und das Gesetz gegen den unlauteren Wettbewerb konkrete Vorgaben, die durch diverse Gerichtsurteile gestützt werden. Dies erschwert es dem Käufer zu erkennen, ob es sich bei dem angebotenen Produkt wirklich um ein deutsches Qualitätsprodukt handelt. Oftmals ist das Produkt bestenfalls in Deutschland konzipiert und entwickelt worden (Engineered in Germany). Daher lohnt es sich immer nachzufragen.

Die Photonenheizung ist/wird sowohl in Deutschland (weiter-) entwickelt und konzipiert als auch hergestellt. Die hat zur Folge, dass die von uns zugesicherten Eigenschaften im Hinblick auf Qualität und Funktionsweisen eingehalten werden.

Die Infrarotheizung als Zusatzheizung

Für den Fall, dass Anwender eine Infrarotheizung als Zusatzheizung in Verbindung mit einer bestehenden Heizung im gleichen Raum nutzen möchten, sollte dies nicht ohne Beratung durch den Anbieter erfolgen. Grund dafür ist die hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Infrarotheizung -statt unterstützend zu wirken- zur Primärheizung wird. Die z.B. vorhandene Fußbodenheizung springt wegen der durch die Infrarotheizung erzeugten Wärme nicht mehr an, was den Energieverbrauch durch die zu geringe Leistung der Infrarotheizung unnötig ansteigen lässt.

Sofern die im Markt angebotenen Infrarotheizungen alle diese oder darüber hinausgehende Eigenschaften erfüllen, sollten diese dem Anwender auch schriftlich zugesichert werden.

 

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