Die Frage wie funktioniert eine Heizung lässt sich in einem Satz beantworten: Ein Kessel erwärmt Wasser, eine Pumpe schiebt es durch Rohre zu den Heizkörpern, dort gibt es Wärme ab und fließt abgekühlt zurück. Interessant wird es erst bei den Details, denn dort entscheidet sich der Verbrauch.
Wie funktioniert eine Heizungsanlage im Kreislauf
Der Kessel erhitzt Wasser auf die Vorlauftemperatur, üblicherweise zwischen 40 und 70 Grad. Eine Umwälzpumpe treibt es durch das Rohrnetz. In jedem Heizkörper gibt das Wasser Wärme an den Raum ab und kommt mit der Rücklauftemperatur zurück, meist 10 bis 20 Grad kälter. Die Differenz zwischen Vorlauf und Rücklauf ist die Wärme, die im Gebäude geblieben ist.
Wer wissen will, wie funktioniert eine Heizungsanlage effizient, schaut genau auf diese Spreizung. Ist sie klein, fließt heißes Wasser fast unverändert zurück - die Pumpe arbeitet, ohne dass Wärme ankommt. Ist sie zu groß, kühlen entfernte Heizkörper aus.
Wie funktioniert ein Heizkörper
Ein Heizkörper arbeitet auf zwei Wegen gleichzeitig. Er strahlt Wärme direkt ab, und er erwärmt die Luft an seiner Oberfläche, die dann aufsteigt und im Raum zirkuliert. Bei modernen Plattenheizkörpern überwiegt der Konvektionsanteil deutlich, weil innenliegende Bleche die wirksame Fläche vervielfachen.
Die Funktionsweise Heizkörper erklärt auch die häufigsten Fehler im Alltag. Ein zugestellter oder verkleideter Heizkörper verliert einen großen Teil seiner Konvektionsleistung, weil die Luft nicht mehr frei aufsteigen kann. Ein Vorhang davor leitet die warme Luft direkt am Fenster entlang nach oben, wo sie den größten Teil ihrer Energie verliert.
Heizkörper und Wasser: was das Thermostat tatsächlich tut
Ein Thermostatventil regelt keine Temperatur, sondern eine Durchflussmenge. Sein Fühler misst die Raumluft und schließt das Ventil, sobald die eingestellte Temperatur erreicht ist. Die Zahlen auf dem Kopf sind keine Wattstufen, sondern Zieltemperaturen - Stufe 3 entspricht etwa 20 Grad, jede Stufe rund 3 bis 4 Grad.
Daraus folgt: Ein voll aufgedrehtes Thermostat heizt einen Raum nicht schneller auf, es lässt ihn nur wärmer werden als nötig. Das ist einer der wenigen Punkte, an denen sich mit reiner Gewohnheit messbar Energie sparen lässt.
Der hydraulische Abgleich verteilt die Wassermenge so, dass jeder Heizkörper genau so viel bekommt, wie sein Raum braucht. Ohne ihn bekommen die kesselnahen Heizkörper zu viel und die entfernten zu wenig, was durch eine höhere Vorlauftemperatur ausgeglichen wird - und die kostet im gesamten System Energie.
Wie funktioniert ein Heizkessel
Ein Brennwertkessel verbrennt Gas oder Öl und nutzt zusätzlich die Wärme, die im Wasserdampf des Abgases steckt. Dafür muss das Abgas unter seinen Taupunkt abkühlen, und das gelingt nur bei niedriger Rücklauftemperatur. Ein Brennwertgerät mit 70 Grad Rücklauf arbeitet faktisch wie ein Niedertemperaturkessel - die Technik ist da, sie wird nur nicht wirksam.
Wer verstehen will, wie funktioniert ein Heizkessel im Zusammenspiel mit dem Rest, kommt deshalb immer wieder auf dieselbe Größe zurück: die Vorlauftemperatur. Sie bestimmt den Wirkungsgrad des Kessels, die Verluste im Rohrnetz und - falls später eine Wärmepumpe folgen soll - deren Arbeitszahl.
Die Umwälzpumpe ist der einzige dauerhaft laufende Stromverbraucher im System und deshalb einen eigenen Blick wert. Eine ungeregelte Altpumpe zieht rund um die Uhr 60 bis 100 Watt und kommt über die Heizperiode auf mehrere Hundert Kilowattstunden. Eine geregelte Hocheffizienzpumpe passt ihre Drehzahl dem tatsächlichen Bedarf an und liegt im Mittel bei 5 bis 20 Watt. Der Tausch ist eine Arbeit von zwei Stunden und amortisiert sich in der Regel innerhalb weniger Heizperioden.
Heizung Funktion und die drei wirksamen Stellschrauben
Aus der Heizung Funktionsweise ergeben sich drei Eingriffe, die in fast jedem Bestandsgebäude etwas bringen. Erstens die Heizkurve absenken, bis es an den kältesten Tagen gerade noch reicht - jedes Grad weniger Vorlauf spart im Brennwertbetrieb spürbar. Zweitens den hydraulischen Abgleich durchführen lassen, weil er die Voraussetzung für die erste Maßnahme ist. Drittens die Umwälzpumpe prüfen: Eine ungeregelte Altpumpe läuft dauerhaft auf voller Stufe und verbraucht im Jahr mehr Strom als ein Kühlschrank.
Diese drei Punkte kosten zusammen einen Bruchteil eines Kesseltauschs und sind zugleich die Vorarbeit, ohne die ein späterer Umstieg auf eine Wärmepumpe nicht funktioniert.