Heizkörper

mini|Gussheizkörper mit Warmhaltekammer im kunstgeschichtlichen Museum Albertville mini|Unten links ein Plattenheizkörper. Neben diesem Konvektor enthalten auch die Rippenheizkörper auf der rechten Seite Kanäle zur Leitung der Luftströmung.

Heizkörper sind Teile von Heizungsanlagen in Gebäuden. Die meist aus Stahl gefertigten Hohlkörper werden auch als Radiatoren, Konvektoren oder Heizleisten bezeichnet und geben als Wärmetauscher einen Teil der vom Heizmedium (meist Wasser, in Elektroradiatoren Öl) transportierten thermischen Energie an die Umgebung ab, um die Raumtemperatur zu erhöhen.

Die Erfindung des Heizkörpers wird dem in Preußen geborenen russischen Geschäftsmann Franz San-Galli im Jahre 1855 zugeschrieben.die Familie Sangalli / San Galli

Wärmeabgabe Die Wärmeabgabe geschieht vorwiegend durch Wärmeleitung an die umgebende Luft, welche die Wärme dann über natürliche Konvektion (Wärmeströmung) im Raum verteilt, sowie in unterschiedlichem Maße auch über Wärmestrahlung. Heizkörper mit Wärmeleitblechen werden als Konvektoren bezeichnet, da die gefalteten Bleche die Konvektion verstärken. Niedertemperaturheizkörper können Gebläse enthalten, welche die Verteilung der Wärme auch bei niedrigsten Vorlauftemperaturen ermöglichen. Heizkörper werden meist unter Fensterflächen platziert, damit sich die aufsteigende Warmluft mit der vom Fenster absinkenden Kaltluft vermischt und eine Luftwalze im Raum vermieden wird.

Unterscheidung Heizöfen zählen nicht zu den Heizkörpern, obwohl sie eine vergleichbare Funktion erfüllen. Öfen werden gewöhnlich mit deutlich höheren Temperaturen betrieben als Heizkörper und geben darum einen größeren Anteil ihrer Wärmeleistung in Form von Wärmestrahlung ab. Wärmestrahlung erwärmt die umgebenden Raumflächen, die dann ihrerseits Wärme abgeben.

Fußboden-, Wand- und Deckenheizung, etwa in Form von Deckenstrahlplatten, werden in der Regel nicht als Heizkörper, sondern als Heizfläche bezeichnet. Die Oberflächen werden durch Heizschleifen aus wasserführenden Rohren oder elektrischen Heizdrähten beheizt.

mini|Rippenheizkörper aus Grauguss, Exemplar aus den 1920er Jahren

Bauformen mini|links|hochkant|Beispiele für Rippenheizrohre in einem Katalog der Centralheizungswerke AG von 1913 Massive Gussheizkörper sowie moderne Glieder- und Röhrenheizkörper, die bis zur Hälfte der Wärmeenergie in Form von Wärmestrahlung abgeben, werden auch als Radiatoren bezeichnet (engl. radiation ‚Strahlung‘).

Heizkörper, deren wasserführende Hohlräume – im Verhältnis zu den der Luftführung dienenden senkrechten Schlitzen und Kanälen – klein sind, werden verallgemeinernd auch als Konvektoren bezeichnet, da sie die Wärmeenergie überwiegend durch aufsteigende Warmluft (Konvektion) abgeben.

Gussheizkörper, Rippenheizkörper

Rippenheizkörper sind Heizkörper aus Grauguss und waren die erste Bauform. Die Entwicklung wird Hermann Rietschel zugeschrieben. Im Verhältnis zur Größe haben sie eine deutlich kleinere Oberfläche als moderne Plattenheizkörper mit Konvektionsblechen, ein hohes Gewicht und sind sehr korrosionsbeständig. Jede Rippe besitzt oben und unten beiderseits eine Öffnung mit Innengewinde. Mithilfe von Verbindungsnippeln mit Rechts-/Linksgewinde können sie so in der gewünschten Größe vor Ort zusammengeschraubt werden. Druckbeständige Heizkörper zur Verwendung mit Dampfheizungen werden auch von durchlaufenden Spanngliedern zusammengehalten. Als erstes und letztes Element wurden in der Vergangenheit Rippen mit angegossenen Füßen verwendet, so dass der Heizkörper selbstständig stehen kann, da eine Wandmontage aufgrund des hohen Gewichts oft nur schwer möglich war. Um die Jahrhundertwende und im Jugendstil wurden die Rippen mit ornamentalem Relief versehen.

mini|Moderner Rippenheizkörper mit leicht verbesserter Wärmeabgabe Gliederheizkörper

Für Gliederheizkörper werden mehrere Elemente aus Stahlblech zusammengeschweißt. So lassen sich einfach unterschiedlichste Längen produzieren.

Plattenheizkörper, Flachheizkörper, Kompaktheizkörper mini|Plattenheizkörper aus Stahlblech

Kennzeichnend für die seit den 1960er Jahren gängigste Bauform, Plattenheizkörper oder Flachheizkörper, ist die gerippte Konstruktion aus kaltverformten und rollgeschweißten Stahlblechen. Durch Luftleitbleche bzw. -lamellen werden wärmeabgebende Oberfläche und Leistung vergrößert. Plattenheizkörper sind in Größenabstufungen von 10 cm, in Höhen von 20 bis 90 cm (Vertikalheizkörper bis 2,5 m) und Längen bis 3 m erhältlich und werden lackiert oder pulverbeschichtet. Traditionell wurden sie mit vier seitlichen Anschlüssen geliefert. Inzwischen werden die Heizkörper zusätzlich oder ausschließlich mit Anschlüssen an der Unterseite und häufig mit seitlichen Aufnahmen für integrierte Thermostatventile gefertigt. Durch die Vergrößerung der Konvektionsbleche sowie durch die Durchströmung von mehrlagigen Heizkörpern von vorne nach hinten (serielle Durchströmung) konnte die Heizleistung auch bei niedrigen Vorlauftemperaturen gesteigert werden.

Plattenheizkörper sind in der Regel leichter als Rippenheizkörper mit vergleichbarer Leistung und enthalten weniger Wasser, wodurch sich die Reaktionszeit gegenüber externen Wärmegewinnen oder -verlusten verringert.

Plattenheizkörper werden in verschiedene zweistellige Typennummern (z. B. Typ 11, Typ 21, Typ 22, Typ 33) unterschieden. Die erste Ziffer gibt die Anzahl der Platten an, die zweite Ziffer die Anzahl der Konvektionsbleche. Heizkörper vom Typ 10 haben einen Strahlungsanteil von 55 %. Beim Typ 11 sinkt dieser auf 35 %, beim Typ 21 auf 30 %, beim Typ 22 auf 25 % und beim Typ 33 auf 20 %.Heizkörper, Konvektoren & Heizleisten, IBS Ingenieurbüro für Haustechnik Schreiner. Letzte Bearbeitung: 13. Dezember 2011.

mini|hochkant|Plattenheizkörper mit Wärmeleitblechen werden als Konvektoren bezeichnet. Sie sind in verschiedenen Bautiefen erhältlich. Mit der Bautiefe steigt die konvektiv abgegebene Wärmeleistung, während die von der Frontfläche abgestrahlte Wärme ungefähr gleich bleibt.

Niedertemperatur-Konvektoren

Brennwertkessel arbeiten umso effizienter, je tiefer die Rücklauftemperatur des Heizkreislaufs liegt. Wärmepumpenheizungen arbeiten umso effizienter, je niedriger die Vorlauftemperatur liegt.

Um trotz niedriger Systemtemperatur eine ausreichende Wärmeabgabe zu erreichen, müssen Heizflächen größer dimensioniert oder mit einem Gebläse ausgerüstet werden.

Die Wärmeabstrahlung eines (Heiz-)Körpers sinkt mit der vierten Potenz der Temperatur. Um die Wärmeleistung bei niedriger Vorlauftemperatur zu steigern, werden darum insbesondere die Flächen vergrößert, die einen Warmluftauftrieb bewirken.

Wenn am Heizkörper wie bei einem Heizlüfter ein Gebläse montiert wird, um die Wärmeabgabe durch erzwungene Konvektion zu erhöhen, kann die Größe der Heizkörper stark reduziert werden. Diese können dann auch bei beengten Raumverhältnissen eingesetzt werden.

Erhältlich sind:Gebläse-/Ventilator-/Klimakonvektoren (Fan Coil Units) und Wärmepumpen-Heizkörper Gebläseleisten, die nachträglich auf vorhandene Konvektoren aufgesetzt werden. Standardkonvektoren mit werkseitig angebrachtem Gebläse. Diese werden Ventilatorkonvektoren, Lüfterkonvektoren oder Gebläsekonvektoren genannt. Heizregister, die in eine vorhandene Lüftungsanlage integriert und z. B. Lüftungskonvektoren genannt werden.

Der zusätzliche Stromverbrauch ist meist sehr niedrig. Von Nachteil können gegebenenfalls Geräusche, Vibrationen und die Staubverwirbelung durch die Lüfter sein. Die Verbrauchserfassung mit Heizkostenverteilern ist in der Regel nicht möglich, da die Wärmeleistung variiert. Stattdessen müssen Wärmemengenzähler verwendet werden.

mini|hochkant|Handtuchheizkörper aus Stahlrohr Sonderformen

Daneben werden vermehrt auch Röhrenheizkörper aus Stahlrohr eingesetzt; speziell im Sanitärbereich wird diese Bauform aus praktischen (Handtuchtrockner) und ästhetischen Gründen bevorzugt.

Hygieneheizkörper werden mit Oberflächen ohne scharfe Kanten, Sicken und Falze gefertigt, um die Reinigung zu erleichtern. Sie werden insbesondere in medizinischen Einrichtungen und in der Lebensmittelproduktion eingesetzt.

Materialien

Heizkörper werden traditionell aus Stahlguss hergestellt und in Form von Hohlrippen gefertigt, die in beliebiger Anzahl aneinander geschraubt werden können. Gusseiserne Heizkörper werden mit einer dicken Beschichtung versehen, um die vom Formsand strukturierte raue Oberfläche auszugleichen. Äußere Korrosion kommt bei Rippenheizkörpern in der Regel nur vor, wenn sie einer salzhaltigen Atmosphäre ausgesetzt sind. Aufgrund der Korrosionsbeständigkeit des Gusseisens können diese in offenen Heizkreisläufen eingesetzt werden, die nicht gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossen sind und dadurch korrosiven Sauerstoff enthalten. Moderne Heizkörper aus Stahlrohr und Stahlblech rosten unter diesen Bedingungen, abhängig von der Materialstärke, innerhalb von einigen Jahren durch.

Heutige Heizkörper erhalten oft nur eine sehr dünne Beschichtung. Solange der Heizkörper in Betrieb ist, tritt gewöhnlich keine Korrosion auf, da sich kein Kondenswasser bildet und Spritzwasser schnell verdunstet. Korrosionsgefährdet sind demgegenüber Heizkörper, die sich im Spritzbereich von Spülen, Waschbecken, Duschen, Badewannen oder Toiletten befinden. Konvektoren, die keinen besonderen Korrosionsschutz erhalten, neigen hier zur Rostbildung, insbesondere auch, wenn säurehaltige Reinigungsmittel eingesetzt werden. Heizkörper, die außerhalb der Heizperiode regelmäßig mit Wasser in Kontakt kommen, sollten eine Verzinkung oder zumindest eine hochwertige Beschichtung erhalten.

Porzellanheizkörper

Während der Zeit des Nationalsozialismus wurden Radiatoren aus Porzellan angeboten, um der Rüstungsindustrie kein Eisen zu entziehen. In der DDR wurde die Idee aufgegriffen. Ab etwa Mitte der 1950er Jahre wurden Porzellanheizkörper in 4er- und 5er-Rippenblöcken gefertigt und durch Flansche oder Spindeln zusammengefügt. Seltener gab es auch 3er- und 6er-Blöcke. In der geflanschten Bauweise existierte auch eine seltene niedrige Ausführung, die als 5er-, 6er- und 7er-Blöcke gefertigt wurden. Die 7er-Blöcke wurden vorwiegend zu Elektroheizkörpern verbaut. Hergestellt wurden Porzellanheizkörper im VEB Keramikwerk Haldensleben und im VEB Elektroporzellanwerk Großdubrau.

Der Einsatz erfolgte überwiegend in öffentlichen Gebäuden wie Krankenhäusern, Internaten usw., vereinzelt auch im Wohnungsbau. Verschiedene Betriebe fertigten auch fahrbare elektrische Radiatorheizkörper aus den Porzellanblöcken. Größter Produzent dieser Heizkörper war das Unternehmen Gottschalk & Co. Dresden. Ab Anfang der 1960er Jahre wurde die Herstellung sämtlicher Porzellanheizkörper eingestellt.

Wärmeverteilung im Raum mini mini|Kurzerklärt – Richtig heizen – Tagesschau Die vom Heizkörper ausgehende Wärmestrahlung erhöht die Behaglichkeit. Die Wärmestrahlung trifft auf Decken, Böden, Wände und Mobiliar und erwärmt diese. Die erwärmten Flächen und Gegenstände emittieren sodann selber auch Wärmestrahlung. Sowohl die Heizkörper wie auch die erwärmten Flächen geben ihre Wärmeenergie durch Wärmeleitung zugleich an die angrenzende Luftschicht ab. Die erwärmte Luft steigt nach oben, während die an den kalten Außenwänden abgekühlte Luft nach unten strömt: Es bildet sich ein Konvektionsstrom aus. Wärmestrahlung und zirkulierende Konvektionsströme sorgen gemeinsam für eine relativ gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb des Raums. In der Regel liegt die Lufttemperatur in der Nähe der Decke nur wenige Grad über der Lufttemperatur nahe dem Fußboden.

Die Wärmeübertragung zwischen Heizkörper und Raum geschieht also immer zugleich nach dem Prinzip von Konvektion und Wärmestrahlung. Konvektionsheizung und Strahlungsheizung unterscheiden sich daher nur graduell: