Beratung FBH oder Wandheizung

Na, die Begründung würde mich aber interessieren.

Gruß
Ralf

 

Mhh... Erhöhung der Oberflächentemperaturen? Ich fänd es hier in manchen Ecken auch nett, dann bekäme bei dem ollen Mauerwerk keinen kalten Rücken... Wieder Prinzip Kachelofen, man spart zwar keine Energie, spürt aber die Kälte nicht mehr so dolle... Mit einer Wandheizung bekommst du auch eine 30 cm Betonwand ohne Wärmedämmung wohnlich warm. Wie viel Energie du dafür verschleuderst ist was Anderes

 

Bei einer gedämmten Außenwand liegt aber die Oberflächentemperatur nur minimal unter der Raum(luft)temperatur.

Die Erhöhung der Transmission(sverluste) nach außen ist auch ein Thema. Ob ich mit einem dT von 35K oder 45K rechnen muss, das macht unter´m Strich schon etwas aus. Bei einem U-Wert von 0,25 ergibt das ruckzuck eine Erhöhung der Verluste um 2,5W/m2. Rechnet man das jetzt auf die Gesamtfläche der Wandheizung und ein komplettes Jahr hoch.....

Gruß
Ralf

 

Stimmt! Der eine Extremfall ist die Punktquelle, dann habe ich quadratisches Abstandsgesetz und mir wird (was die Strahlung betrifft) kalt, wenn ich von der Quelle weiter weggehe. Der andere Extremfall ist die unendlich ausgedehnte Heizfläche. Hier habe ich keine Abstandsabhängigkeit und mir wird nicht kalt, wenn ich weiter weg gehe. Ganz offensichtlich befindet sich eine Wandheizung irgendwo dazwischen, je nach Größe wohl näher an der Punktquelle als an der Flächenheizung. Bei einer Deckenheizung bin ich schon näher an der unendlich ausgedehnten Fläche, d.h. die Decke nimmt schon einen größeren Teil des maximal möglichen Raumwinkels von 2*pi ein.
Der Punkt zur Einschätzung der Abstandsabhängigkeit (das war der Ausgangspunkt) ist die Frage, welchen Raumwinkel die heizende Fläche aus Sicht des Beheizten einnimmt. Oder in der Sprache der E-Techniker: Bin ich noch im Nahfeld, oder schon im Fernfeld ...

 

Jepp, Stichworte Grenzübergang, Integralrechnung ...

Ich sehe nicht, wieso das so sein sollte. Für die Strahlungsemission sind die Emissionseigenschaften der Oberfläche und insbesondere deren (lokale) Temperatur verantwortlich. Wenn die Fläche von hinten gekühlt wird, dann sinkt ihre Temperatur, das führt (von Randeffekten abgesehen) aber nicht zu einer Inhomogenität der Temperaturverteilung. Ansonsten heißen die Stichworte Inkohärenz und Lambert-Strahler, und beides ist durch eine Wand imho relativ gut erfüllt. Mit kohärenten Strahlern funktioniert es nicht, Beispiel phasengesteuerte Antennen. Auch die Sonnenoberfläche ist kein idealer Lambert-Strahler, weil dort die Strahlung nicht von einer festen Oberfläche, sondern aus verschiedenen Tiefen kommt, je nachdem unter welchem Winkel Du hineinschaust.

Und der Bogen zur Wandheizung: Mach die Fläche groß, dann frierst Du auch in größerem Abstand davon nicht (zumindest was das Strahlungsgleichgewicht angeht).

 

Damit unterstellt Du aber doch, dass die Wärme die "nach hinten" abgeht dort "verschwindet (absorbiert oder was auch immer). Was ist aber wenn (ein Teil der) Wärme dort reflektiert wird?

Antenne, gutes Beispiel. Bringst Du hinter dem Erreger einen Reflektor an, wie verändert sich dann das Strahlungsdiagramm? Na ja, es ergibt keine ideale Ellipse, das ist korrekt, aber vom Kreis bzw. Halbkreis respektive Kugel/Halbkugel sind wir weit entfernt. Ein zugeben etwas weit hergeholter Vergleich, ein kleiner Dipol vor einer sehr großen Reflektorwand. Bei einer Wandheizung handelt es sich natürlich um einem nicht idealen Reflektor.

Gruß
Ralf

 

Das freie Strahlungsfeld im Raum koppelt nur innerhalb der Eindringtiefe mit der Materie der Wand, die Wandtemperatur in diesem Bereich ist entscheidend. Im stationären Zustand sollten sich Wand (bzw. deren oberste Schicht innerhalb der Eindringtiefe) und Strahlungsfeld auf derselben Temperatur befinden. Wenn Du jetzt außen dämmst, dann bildet sich eine andere Temperaturverteilung innerhalb der Wand heraus, die Grenzschicht wird evtl wärmer (d.h. die Oberflächentemperatur steigt), und auch das Strahlungsfeld wird wärmer. Mit der Emissionsrichtung der Strahlung hat das alles nichts zu tun.

Nur bedingt, weil bei Antennen die Kohärenz der Strahlung eine entscheidende Rolle spielt. Damit kannst Du eine Richtcharakteristik der Emission erzielen. Und dann ist das mit den Abstandsgesetzen nicht mehr so einfach (Stichwort Multipolentwicklung). Bei der thermischen Strahlung der beheizten Wand passt dieses Bild aber nicht (isotrop und inkohärent, eben in etwa ein Lambert-Strahler). Oder um in Deinem Bild zu bleiben: Die einzelnen kleine Dipole liegen nicht nur ohne Reflektor kreuz und quer durcheinander, sondern emittieren auch noch, wann sie gerade lustig sind (inkohärent).

 

Jetzt erklärst Du mich gleich für verrückt. Einerseits bin ich Dir dankbar, denn Du nimmst mir das (von mir gewünschte) Ergebnis vorweg, andererseits kann ich jetzt meinen Versuchsaufbau in die Tonne treten, denn anscheinend habe ich nur Müll gemessen...und habe nicht einmal eine Erklärung dafür. Jetzt kann ich noch einmal von vorne anfangen.

Gruß
Ralf

 

Upps ... sry ... ist wohl an der Zeit, die Messwerte an das gewünschte Ergebnis anzupassen

 

Ich werde´s einfach mal auf die äußeren Umstände schieben...Regen, Schnee, oder vielleicht gab´s irgendwo auf der Welt einen Vulkanausbruch. Irgendwo muss ich ca. 5K verstecken.

Oder ich schreibe dem Kunde, "der Rosmarin hat´s gesagt. Also lass Kohle rüberwachsen und gut iss".

Gruß
Ralf

 

Ich versuch's mal:

Wenn man eine Wandheizung an die Innenwände montiert steigt die erwärmte Luft Richtung Zimmerdecke. Von dort zirkuliert bzw. strömt sie Richtung kalte Wände - welche i.d.R die Außenwände oder aber Fensterflächen sind. Hier fällt sie nach unten und kült sich ab. Die abgekühlte Luft fließt dann über den Fußboden wieder zurück zu den beheizten Wänden. Je kälter die Wände/Fenster, desto stärker Abfall der Kaltluft sowie Strömung zu den Innenwänden. Installiert man die Wandheizung an den Außenwänden verläuft diese Zirkulation quasi spiegelbildlich. Sprich, die Innenwände sind dann üblicherweise kälter als die Außenwände und die erwärmte Luft fliest Richtung Innenwände und fällt dort ab. Durch den geringeren Temperaturunterschied ist dann gleichzeitig die Temperatur des Kaltstromrücklaufes geringer.

Natürlich gibt es bei Wandheizung an Außenwänden durch die höhere Temperaturdifferenz der beiden Wandseiten aber auch größere Transmissionswärmeverluste. Theoretisch könnte sich sogar der U-Wert der Wand verschlechtern, da der raumseitige, innere Wärmeübergangswiderstand zwischen Raumluft und Wandoberfläche (Rsi-Wert) in der Berechnung nicht angesetzt wird. Daher ist es wichtig, dass die Außenwände ordentlich gedämmt sind.

 

Na ja, man sollte eine Wandheizung nicht mit Heizkörpern verwechseln. Konvektion ist erst einmal von den Temperaturen abhängig, und ich hoffe doch, dass niemand auf die Idee kommt die Wandheizung mit 60°C zu fahren. Bei einer gedämmten Wand wird die innere Oberfläche eine Temperatur irgendwo um 19-20°C aufweisen, je nach Raumtemperatur. Befinde ich mich in einem Raum mit RT 21°C, dann fühlen sich 20°C oder 19°C nicht mehr kalt an, das spürt man vermutlich nicht einmal wenn man die Hände an die Wand legt.

Optimal wäre natürlich, wenn alle Flächen die mich umgeben, nur knapp unter RT liegen würden, oder sogar noch etwas darüber. In der Praxis würde das bedeuten, Heizflächen am Boden, Wänden und an der Decke. Das ist natürlich kaum umsetzbar. Also muss man versuchen eine möglichst große Heizfläche zu erschließen, wobei der Aufwand natürlich auch eine Rolle spielt. Kann ich die Heizlast mit einer FBH abdecken, dann brauche ich keine Wandheizung mehr. Sie liefert mir keine Vorteile mehr, auch nicht hinsichtlich Komfort, denn die Oberflächen sind auch so nicht kalt.

d.h. Wandheizung zusätzlich zur FBH um eine Minderleistung zu kompensieren, da bin ich sofort dabei. Aber Wandheizung anstatt FBH, dafür sehe ich keinen Grund.

Gruß
Ralf

 

Großer Vorteil einer Wandheizung ist, dass die Strahlungswärmer angenehmer empfunden wird als die einer FBH. Zum Einen kommt der Mensch nicht direkt mit dem Wärmegeber in Kontakt (selbst wenn durch den niedrigen Vorlauf sich bei eine FBH die Oberfläche nicht mehr so warm wie früher mal). Zum Anderen trifft die Wärme von der Seite kommend auf größere Körperpartien. Der Anteil an Strahlungswäre ist bei einer Wandheizung größer als der einer FBH.

Btw.: Eine Verwechslung mit Heizkörpern liegt natürlich nicht vor ;-) Aber wie du schon schreibst (und ebenso in meinem vorherigen Beitrag geschrieben), ist Konvektion von den Temperaturen abhängig. Die Oberflächentemperatur einer Wandheizung liegt i.d.R. bei 25-35 °C. Eine unbeheizte Außenwand ist und bleibt m.E. kälter als eine unbeheizte Außenwand. Davon abgesehen gibt es halt auch noch Fensterflächen.

R.B., wie oft bist du schon in Gebäuden mit Wandheizung gewesen? Wie war deine Empfindung der Wärme in diesen Wohnräumen?

 

Ich kenne genügend Gebäude mit Wandheizungen, keine Sorge. Davon 1 Haus in dem ich ständig ein und aus ging, 2 Gebäude die ich öfter (min. 1 x wöchentlich) besucht habe, der Rest eher mal sporadisch besucht. Empfinden? Da bin ich schmerzfrei.

Warum soll das so sein? Hierfür gibt es keinen physikalischen Grund.

Ich habe den Eindruck Du betest hier Prospektdaten runter, und vergisst dabei die Physik die sich dahinter verbirgt.

Gruß
Ralf

 

Ich bete hier keine Prospektdaten runter und hätte dazu auch keinen Grund. Wenn du die Physik besser verstehst habe ich aber nichts dagegen, wenn du uns diese näher bringen würdest ;-)

 

Ich habe dazu jetzt schon so viel geschrieben, einfach mal nachlesen.

Gruß
Ralf

 

Ich weiss, dass Wikipedia sicherlich nicht als wissentschaftliche Quelle gilt bzw. die Beiträge auch teilweise in Frage gestellt werden können. Dennoch zitiere ich mal einfach:

"Der Strahlungsanteil des Wärmeübergangskoeffizienten innerhalb von Gebäuden im Temperaturbereich von 15 bis 30 Grad beträgt in Näherung 5,5 W / m² / K (EN 15377). Dies gilt für alle beheizten Flächen, physikalische Grundlage hierfür ist das Stefan-Boltzmann-Gesetz. Werte, die über diesem Wert liegen bedeuten, dass die Wärme zusätzlich über Konvektion abgegeben wird. Ausgehend davon hat die Deckenheizung den höchsten Strahlungsanteil (92 %), gefolgt von der Wandheizung (69 %) und der Fußbodenheizung (50 % - 69 %). Zum Vergleich: Flachheizkörper ohne Konvektoren haben einen Strahlungsanteil von etwa 50 %, reine Konvektoren dagegen nur etwa 10 %."

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Flächenheizung

 

Wenn die FBH mit gleichen Temperaturen betrieben wird als die Wandheizung, dann ergibt sich auch der gleiche Strahlungsanteil. Man könnte jetzt noch über den Einfluss der Oberfläche bzw. deren Beschaffenheit diskutieren, aber das lohnt in diesem Fall nicht wirklich.

Gruß
Ralf

 

flauso, das mag durchaus richtig sein, Deine Interpretation/Schlussfolgerung halte ich jedoch für etwas unglücklich:

Die Strahlungsleistung einer Oberfläche ergibt sich aus deren Temperatur und Emissivität. Dabei ist es egal, ob die warme Fläche sich an der Decke, an der Wand oder am Boden befindet.
Daneben gibt es noch die Wärmeabgabe per Konvektion, also Wärmeleitung in die Luft mit nachfolgendem Materialtransport (d.h. Aufstieg erwärmter Luft wg. geringerer Dichte). Wenn Du nun die Decke warm machst, ist offensichtlich, dass es in diesem Fall keine Konvektion gibt, denn die erwärmte Luft befindet sich ja schon oben. Anders wenn Du den Boden warm machst, da hat die erwärmte Luft viele Möglichkeiten zum Aufstieg und es strömt immer kühlere Luft zum warmen Boden nach.
Wenn Du nun dieselbe Heizleistung in den Raum einbringen möchtest, dann musst Du im Fall der Deckenheizung deren Temperatur höher drehen, weil ja der Konvektionsanteil wegfällt und nur Strahlung und Wärmeleitung für die Wärmeabgabe übrig bleiben. Strahlung und Wärmeleitung müssen also den Wegfall der Konvektion kompensieren, denn unterm Strich müssen alle Anteile wieder die 100% ergeben. Oder anders formuliert, der Strahlungsanteil bei einer Deckenheizung liegt höher als bei einer FBH.
Die Kehrseite der Medaille ist, dass Du die Systemtemperatur hochdrehen musst, um dieselbe Heizleistung in den Raum einzubringen (im Vergleich mit einer FBH derselben Fläche).

 

Wenn es um die Betrachtung der kompletten Heizleistung, also Strahlungsanteil und Konvektion, gehen würde, dann würde ich anders argumentieren. Es ging aber ausschließlich um einen Vergleich des Strahlungsanteils zwischen FBH und WH.

Gruß
Ralf