Wie funktioniert eine Heizungsanlage?

Eine Warmwasserheizung hat folgende Bestandteile:

• Wärmeerzeuger (je nach System wird darin auch die Wärmeenergie zur Bereitstellung von Warmwasser produziert)
• Heizungsregelung
• Rohrleitungen als Vor- und Rücklauf
• Heizkörper oder Flächenheizung
• Puffer- oder Kombispeicher (optional)
• Separates Abgassystem wie Schornstein (sofern bei Wärmeerzeugung Abgase entstehen)

Damit die Heizungsanlage funktioniert, müssen alle einzelnen Komponenten genau aufeinander abgestimmt sein.

Ein Heizkreislauf einer konventionellen Warmwasserheizung mit fossilem Brennstoff wie Gas oder Öl funktioniert folgendermaßen:

1. Im Brenner wird der Brennstoff verbrannt. Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Heizungswasser im Heizkessel.
2. Die Pumpe pumpt das erwärmte Heizungswasser durch die Vorlaufleitung zu den Heizkörpern.
3. Über die Heizkörper wird der Großteil der Wärme des Heizungswassers an den Raum abgegeben. Thermostate an den Heizkörpern ermöglichen eine individuelle Regelung in Abhängigkeit von der Raumwärme.
4. Da abgekühlte Heizungswasser fließt über die Rücklaufleitung in den Heizkessel zurück, wo sich der Heizkreislauf schließt.

Im Wärmeerzeuger wird die Wärme für die Heizungsanlage beziehungsweise das Gebäude produziert. Dies geschieht im Bestand häufig noch ausschließlich durch Verbrennung von Erdgas, Holz (Pellets) oder Heizöl. Bei Neubauten oder Sanierungen werden oftmals Wärmepumpen eingesetzt – anstelle von oder in Kombination mit Brennwert-Kesseln. Wärmepumpen nutzen die thermische Energie aus Luft, Erdwärme oder Grundwasser, um das Heizwasser zu erwärmen.

Laut aktuellem Gebäudeenergiegesetz (Stand 2022) ist es Vorschrift, regenerative Energien anteilig zu nutzen. Dazu zählen nicht nur Luft, Wasser oder Erdwärme, wie sie die Wärmepumpe nutzt, sondern zum Beispiel auch Sonnenenergie oder Biomasse.

Die Heizungsregelung ist notwendig, damit die Heizungsanlage genau so viel Wärme bereitstellt, wie erforderlich ist. Es werden unterschieden in einfache Regelungen, die sich nur am Wärmebedarf orientieren, der von den Heizleitungen angefragt wird, und moderne Regelungen, bei denen zusätzliche Parameter wie die Wettervorhersage mit einbezogen werden.

Zur zentralen Anlagenregelung zählt auch die individuelle Regelung direkt an den Heizkörpern über analoge oder digitale Thermostatventile. Sie arbeiten temperaturunabhängig, können aber auch in ein intelligentes Regelsystem integriert werden, um die Heizungsanlage noch effizienter zu gestalten.

Früher erfolgte die Wärmeverteilung im Haus oft über Luft mithilfe kleiner Luftschächte, heute wird dafür Wasser genutzt, da Wasser über eine hohe Wärmekapazität verfügt und relativ günstig ist. Das erwärmte Heizwasser fließt über Leitungen zu den Wärmeverbrauchern, zum Beispiel den Heizkörper, wobei mindestens eine Pumpe dafür sorgt, dass das Heizwasser im Heizkreislauf regelmäßig zirkuliert. Sie muss immer wieder kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass alle Wärmeverbraucher gleichmäßig mit Wärme versorgt werden.

Die Wärmeenergie wird über Wärmeverbraucher an den Raum übergeben. Zu den Wärmeverbrauchern zählen Radiatoren (zum Beispiel Heizkörper), Infrarotheizungen und Flächenheizungen wie Fußboden-, Wand- und Deckenheizungen. Die Wärmeübertragung erfolgt durch Konvektion und/oder Strahlung:

• Normale Heizkörper, Luftheizgeräte und Konvektoren arbeiten überwiegend mit Konvektionswärme,
• Infrarotheizungen und Flächenheizungen mit Strahlungswärme.

Bei der Konvektionswärme wird die vorbeiströmende Luft erwärmt. Anders bei der Strahlungswärme: Hier werden durch Strahlung Objekte erwärmt, bevor diese die Wärme an die Luft weitergeben.